一种钻机及其桅杆偏摆机构的制作方法

本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种钻机及其桅杆偏摆机构。

背景技术：

履带式锚杆钻机施工过程中，桅杆需要调整角度以对不同的作业面进行钻进作业，桅杆竖直向下与左侧水平为两种常见的工作姿态，类似姿态的调整及保持主要依靠变幅机构来实现。

履带式锚杆钻机变幅机构，由连接架、大臂、滑架支座、滑架等结构件及各驱动油缸组成，该机构可以实现大臂俯仰与偏摆、桅杆俯仰、偏摆及滑动。其中，桅杆左侧水平姿态主要由桅杆偏摆机构实现，桅杆偏摆机构包括滑架支座、滑架、滑架偏摆油缸。

常见的一种桅杆偏摆机构，滑架支座两侧各有一个偏摆铰点——铰点a与铰点b，扇形区域a与区域b分别对应铰接于铰点a、铰点b时的桅杆偏摆范围。当钻机需要在区域a范围内施工时滑架偏摆油缸需要铰接在铰点a，如临时需要在区域b范围内施工时需要取下活塞杆端的销轴，将铰点位置更换为铰点b。

现有技术存在以下缺陷：现有的桅杆偏摆机构原理为曲柄摇块机构，该机构存在死点，在不增设铰点的情况下无法满足桅杆在（-90°，+90°）或更大范围内摆动的需求，因此需要至少两个铰点。施工过程中需要人为更换铰点来使桅杆从一侧水平姿态调整到另一侧水平姿态，不仅增加了安全风险和劳动强度，也降低了施工效率。

技术实现要素：

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种钻机及其桅杆偏摆机构。

本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种桅杆偏摆机构，包括滑架、偏摆支座，滑架与偏摆支座铰接，滑架上用于安装桅杆，还包括第一偏摆油缸、第一连杆、第二连杆、第二偏摆油缸、第三连杆、第四连杆；

滑架与偏摆支座通过铰接轴在铰点a处铰接，第一偏摆油缸、第二偏摆油缸分别设置在偏摆支座两侧；

所述第一偏摆油缸的缸筒直接或间接通过铰点e铰接在偏摆支座第一侧上，第二偏摆油缸的缸筒直接或间接通过铰点e’铰接在偏摆支座第二侧上；

在偏摆支座的第一侧，第一连杆一端通过铰点b铰接在滑架上，第一连杆另一端与第二连杆和第一偏摆油缸的活塞杆通过铰点c铰接，第二连杆另一端通过铰点d铰接在偏摆支座上，

在偏摆支座的第二侧，第三连杆一端通过铰点b’铰接在滑架上，第三连杆另一端与第四连杆和第二偏摆油缸的活塞杆通过铰点c’铰接，第四连杆另一端通过铰点d’铰接在偏摆支座上。

在一些实施例中，所述的桅杆偏摆机构，还包括第一油管、第二油管；

所述第一油管连通第一偏摆油缸的大腔与第二偏摆油缸的小腔；

所述第二油管连通第二偏摆油缸的大腔与第一偏摆油缸的小腔。

在一些实施例中，所述铰点e靠近第一偏摆油缸缸筒的小腔端；

所述铰点e’靠近第二偏摆油缸缸筒的小腔端。

在一些实施例中，所述第一偏摆油缸、第二偏摆油缸的缸筒上设置有缸筒铰耳，所述第一偏摆油缸、第二偏摆油缸通过缸筒铰耳铰接在偏摆支座上。

在一些实施例中，所述铰点c靠近第一偏摆油缸的活塞杆端部；

所述铰点c’靠近第二偏摆油缸的活塞杆端部。

在一些实施例中，所述第一偏摆油缸、第二偏摆油缸的活塞杆端设置有活塞杆铰耳，所述第一偏摆油缸通过活塞杆铰耳铰接在铰点c处，第二偏摆油缸通过活塞杆铰耳铰接在铰点c’处。

在一些实施例中，所述的桅杆偏摆机构为对称结构。

在一些实施例中，所述的桅杆偏摆机构，第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆为板分体铰接式或板分体焊接式或一体式结构。

在一些实施例中，所述的桅杆偏摆机构，所述滑架连接设置有滑架箱体，铰点a、点b、铰点b’集成于滑架箱体上。

第二方面，本发明还提供一种钻机，包括所述的桅杆偏摆机构。

有益效果：本发明提供的钻机及其桅杆偏摆机构，使钻机桅杆可以在（-90°，+90°）或更大范围内摆动，无需人工拆换销轴铰点，从而降低劳动强度，增强施工安全性，提升施工效率。

附图说明

图1为实施例的桅杆偏摆机构一侧立体图；

图2为实施例的桅杆偏摆机构底部视图；

图3为实施例的桅杆偏摆机构-90°偏摆时的底部视图；

图4为实施例中多连杆组合机构原理图；

图5为实施例的双油缸多连杆变幅机构原理结构图；

图中：滑架1、偏摆支座2，第一偏摆油缸3、第一连杆4、第二连杆5、第二偏摆油缸6、第三连杆7、第四连杆8、第一油管9、第二油管10。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明中，将曲柄摇块机构与简单平面四连杆机构组合，原理见图4。取合适的杆长，当驱动油缸ce伸缩时可带动滑架ab相对于基座ad在（-90°，+90°）或更大范围内摆动。

在多连杆组合机构基础上，采用双油缸冗余的设计方案，将两组图4所示连杆机构对称布置，构成abcde+a’b’c’d’e’双油缸多连杆组合偏摆机构，见图5。当桅杆处于极限位置附近时，两组连杆机构中存在一组连杆的传动角较大，用于承受大部分外载，而传动角较小的另一组连杆则承受较少的外载，当桅杆偏摆至另一极限位置附近时两组连杆机构承载状态变换，保证了桅杆偏摆过程中各连杆组内力平稳变化。

实施例1

如图1、图2所示，一种桅杆偏摆机构，包括滑架1、偏摆支座2，滑架1与偏摆支座2铰接，滑架1上用于安装桅杆，还包括第一偏摆油缸3、第一连杆4、第二连杆5、第二偏摆油缸6、第三连杆7、第四连杆8；

滑架1与偏摆支座2通过铰接轴在铰点a处铰接，第一偏摆油缸3、第二偏摆油缸6分别设置在偏摆支座2两侧；

所述第一偏摆油缸3的缸筒直接或间接通过铰点e铰接在偏摆支座2第一侧上，第二偏摆油缸6的缸筒直接或间接通过铰点e’铰接在偏摆支座2第二侧上；

在偏摆支座2的第一侧，第一连杆4一端通过铰点b铰接在滑架1上，第一连杆4另一端与第二连杆5和第一偏摆油缸3的活塞杆通过铰点c铰接，第二连杆5另一端通过铰点d铰接在偏摆支座2上，

在偏摆支座2的第二侧，第三连杆7一端通过铰点b’铰接在滑架1上，第三连杆7另一端与第四连杆8和第二偏摆油缸6的活塞杆通过铰点c’铰接，第四连杆8另一端通过铰点d’铰接在偏摆支座2上。

在一些实施例中，如图2、图3所示，所述的桅杆偏摆机构采用冗余式偏摆驱动油缸的油腔连通方式，包括第一油管9、第二油管10；所述第一油管9连通第一偏摆油缸3的大腔与第二偏摆油缸6的小腔；所述第二油管10连通第二偏摆油缸6的大腔与第一偏摆油缸3的小腔。

在一些实施例中，如图2、图3所示，所述铰点e靠近第一偏摆油缸3缸筒的小腔端；所述铰点e’靠近第二偏摆油缸6缸筒的小腔端。

在一些实施例中，如图1所示，所述的桅杆偏摆机构，所述第一偏摆油缸3、第二偏摆油缸6的缸筒上设置有缸筒铰耳，所述第一偏摆油缸3、第二偏摆油缸6通过缸筒铰耳铰接在偏摆支座2上。

在一些实施例中，如图2、图3所示，所述铰点c靠近第一偏摆油缸3的活塞杆端部；所述铰点c’靠近第二偏摆油缸6的活塞杆端部。

在一些实施例中，如图1所示，所述第一偏摆油缸3、第二偏摆油缸6的活塞杆端设置有活塞杆铰耳，所述第一偏摆油缸3通过活塞杆铰耳铰接在铰点c处，第二偏摆油缸6通过活塞杆铰耳铰接在铰点c’处。

在一些实施例中，如图2所示，所述的桅杆偏摆机构为对称结构。

在一些实施例中，如图1所示，第一连杆4、第二连杆5、第三连杆7、第四连杆8为板分体铰接式；在另一些实施例中，第一连杆4、第二连杆5、第三连杆7、第四连杆8也可以为板分体焊接式或一体式结构。

在一些实施例中，如图1所示，所述滑架1连接设置有滑架箱体，铰点a、点b、铰点b’集成于滑架箱体上。

当桅杆需要转至-90°时，第二偏摆油缸6缩回，第一偏摆油缸3伸出，在油缸驱动作用下第一连杆4与第二连杆5带动桅杆向目标位置摆动，见图3。当桅杆需要转+90°时两油缸伸缩方向则与前述相反。

实施例2

一种钻机，包括所述的桅杆偏摆机构。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。