一种自动上下钻杆的自动掘进设备的制作方法

[0001]
本发明涉及钻进设备技术领域，尤其是一种自动上下钻杆的自动掘进设备 。


背景技术：

[0002]
我国约有53％的煤炭资源埋深超过千米，随着煤炭资源开采向深部转移，冲击地压发生的频率和烈度显著增大，严重制约着深部资源安全高效开采。通过在冲击危险区域打钻孔，能有效降低区域应力集中程度，释放积聚的弹性应变能，从而降低区域的冲击危险 程度。目前煤矿现场常用全液压坑道钻机进行钻孔卸压，能够完成基本钻孔任务，该钻机还广泛用于矿井内不同角度的探水、注水、地质勘探及边坡锚固等钻孔施工。
[0003]
现有的坑道钻机大都不具备自动更换钻杆的功能，而人工更换钻杆以及水接头的 过程是一项非常耗时、耗力且危险的工作。人工换一根钻杆一般需要5-10分钟，由2-3人协同完成，钻孔的辅助时间长，钻孔效率低。特别是，在冲击危险区域施工钻孔时，施工扰动等 可能诱发冲击地压事故，造成人员伤亡。此外，采用人工更换钻杆的方法，在嘈杂的工作现场易出现失误，对施工人员的安全也构成威胁。因此有必要设计一种自动上下钻杆的自动掘进设备改善上述问题。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种自动上下钻杆的自动掘进设备，能够克服现有技术的上述缺陷，从而提高设备的实用性。
[0005]
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的一种自动上下钻杆的自动掘进设备，包括机架，所述机架下方左右对称转动设置有前后延伸的前进轴，所述前进轴前后端前后对称固定设置有前进轮，左右两所述前进轮间使用履带连接，所述机架前后对称设置有左右对称的上下对称固定设置的支撑固定杆，上下两所述支撑固定杆间固定设置有动力向下的支撑气缸，所述支撑气缸下端固定设置有支撑脚，所述机架内设置有开口向上的机身腔，所述机身腔向下接通设置有气缸腔，所述机身腔左端壁上侧转动设置有前后延伸的转杆，所述转杆上固定设置有机身，所述机身下端壁固定设置有机身连杆，所述气缸腔下端壁固定设置有机架连杆，所述机架连杆上铰接设置有向右延伸的调节气缸，所述调节气缸右端与所述机身连杆铰接设置，所述机身内设置有开口向上的滑移腔，所述滑移腔内左右滑动设置有进给滑块，所述机身内位于所述滑移腔右侧设置有向下延伸的皮带腔，所述机身内位于所述皮带腔左侧设置有转盘腔，所述转盘腔和所述皮带腔间固定设置有进给电机，所述进给电机向右动力设置有电机带轮轴，所述电机带轮轴转动通过进给机构可带动所述进给滑块左右移动所述进给电机向左动力设置有转盘轴，所述转盘轴转动通过上下料机构可将钻杆举升至所需位置或卸下，所述进给滑块向右移动可带动位于所述机身左侧的尾座夹紧机构将所述钻杆进行夹紧，所述进给滑块右端壁固定设置有钻孔电机，是钻孔电机向左动力设置有钻孔轴，所述钻孔轴转动可带动位于所述进给滑块左侧的钻夹机构对所述钻杆进行夹紧后带动所述钻杆转动。
[0006]
进一步地，所述进给机构包括所述滑移腔与所述皮带腔间转动设置的左右延伸的螺杆轴，所述螺杆轴位于所述滑移腔内固定设置有螺纹杆，所述进给滑块内设置有左右延伸且与所述螺纹杆啮合的螺纹孔，所述螺杆轴右端固定设置有螺杆带轮，所述电机带轮轴右端固定设置有电机带轮，所述电机带轮与所述螺杆带轮间使用皮带连接。
[0007]
进一步地，所述上下料机构包括所述转盘腔后侧向左接通设置的升杆腔，所述升杆腔向前接通设置有存储腔，所述存储腔前侧向上接通设置有与所述滑移腔接通设置的落杆腔，所述所述转盘轴左端固定设置有转盘，所述转盘上偏心固定设置有向左延伸的转盘槽，所述升杆腔内上下滑动设置有升杆块，所述升杆块前端壁右侧固定设置有位于所述转盘腔内向前延伸的转盘销，所述转盘槽可在所述转盘销内自由滑动，所述升杆腔向下接通设置有隔离腔，所述隔离腔内上下滑动设置有隔离块，所述隔离块与所述隔离腔下端壁间使用隔离弹簧连接，所述滑移腔下端壁左右对称设置有开口向上的举托爪腔，所述举托爪腔下端壁固定设置有向上动力设置的举托气缸，所述举托气缸上端固定设置有举托爪，两所述举托爪腔间设置有开口向上的挡块腔，所述挡块腔左右端壁间转动设置有左右延伸的挡块转轴，所述挡块转轴上固定设置有挡块，所述挡块与所述机身间使用挡块弹簧连接。
[0008]
进一步地，所述尾座夹紧机构包括所述滑移腔右侧设置的连杆腔，所述连杆腔与所述滑移腔间左右滑动的设置有主动连杆，所述机架内位于所述滑移腔左侧设置有尾座夹紧腔，所述尾座夹紧腔接通设置有左右贯通的尾座腔，所述尾座夹紧腔与所述连杆腔间左右滑动设置有贯穿所述滑移腔的夹紧滑杆，所述夹紧滑杆左端固定设置有向上延伸的从动销，所述主动连杆左端固定设置有向上延伸的主动销，所述主动连杆左端壁与所述连杆腔左端壁间使用连杆弹簧连接，所述连杆腔上下端壁间固定设置有上下延伸的推杆转轴，所述推杆转轴上转动设置有中间连杆，所述中间连杆后端设置有从动槽，所述从动销可在所述从动槽内自由滑动，所述中间连杆前端设置有主动销，所述主动槽可在所述主动销内自由滑动，所述尾座夹紧腔内上下滑动设置有尾座滑块，所述尾座滑块下端固定设置有与所述夹紧滑杆抵接的楔形块，所述尾座滑块左端壁固定设置有可与所述钻杆抵接的夹紧定块，所述尾座夹紧腔上方设置有尾座连杆腔，所述尾座滑块上端固定设置有延伸至所述尾座连杆腔内的滑块连杆，所述滑块连杆上滑动铰接设置有尾座中间连杆，所述尾座中间连杆滑动铰接设置于所述尾座连杆腔前后端壁间固定设置的尾座中间销，所述尾座连杆腔右侧下方设置有开口向下的夹紧滑块腔，所述夹紧滑块腔内上下滑动设置有与所述钻杆抵接的夹紧滑块，所述夹紧滑块上端固定设置有延伸至所述尾座连杆腔内的夹紧连杆，所述夹紧连杆上端与所述尾座中间连杆右端铰接。
[0009]
进一步地，所述钻夹机构包括所述进给滑块左端转动设置的向左延伸的卡盘体，所述卡盘体内设置有开口向左的夹紧腔，所述夹紧腔左端壁圆周阵列设置有四个径向延伸的卡盘滑槽，所述卡盘滑槽内上下滑动设置有向右延伸的卡盘滑销，所述卡盘滑销右端固定设置有与所述钻杆抵接的夹紧块，所述夹紧块右端固定设置有向右延伸的夹紧滑销，所述钻孔轴左端固定设置有主动盘，所述主动盘左端壁中心固定设置有与所述钻杆抵接的钻孔开关，所述主动盘左端壁圆周阵列设置有四个夹紧滑槽，所述夹紧滑销可在所述夹紧滑槽内自由滑动。
[0010]
本发明的有益效果：本发明提供的一种自动上下钻杆的自动掘进设备，本发明可以在远程控制下实现钻机倾斜角度设定、自动安装和拆卸钻杆及水接头，自动化程度高，替
代人工安装和拆卸钻杆，安装、 拆卸效率高，钻杆的储存、运送、打钻、卸钻衔接精确，避免钻杆滑落。
附图说明
[0011]
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]
图1是本发明的一种自动上下钻杆的自动掘进设备整体结构示意图。
[0014]
图2是图1中a-a的结构示意图。
[0015]
图3是图1中b-b的结构示意图。
[0016]
图4是图1中c的放大结构示意图。
[0017]
图5是图1中d-d的结构示意图。
[0018]
图6是图1中e-e的结构示意图。
[0019]
图7是图1中f-f的结构示意图。
具体实施方式
[0020]
下面结合图1-7对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
[0021]
结合附图 1-7所述的一种自动上下钻杆的自动掘进设备，包括机架10，所述机架10下方左右对称转动设置有前后延伸的前进轴20，所述前进轴20前后端前后对称固定设置有前进轮27，左右两所述前进轮27间使用履带14连接，所述机架10前后对称设置有左右对称的上下对称固定设置的支撑固定杆26，上下两所述支撑固定杆26间固定设置有动力向下的支撑气缸24，所述支撑气缸24下端固定设置有支撑脚25，所述机架10内设置有开口向上的机身腔28，所述机身腔28向下接通设置有气缸腔17，所述机身腔28左端壁上侧转动设置有前后延伸的转杆31，所述转杆31上固定设置有机身30，所述机身30下端壁固定设置有机身连杆15，所述气缸腔17下端壁固定设置有机架连杆19，所述机架连杆19上铰接设置有向右延伸的调节气缸18，所述调节气缸18右端与所述机身连杆15铰接设置，所述机身30内设置有开口向上的滑移腔33，所述滑移腔33内左右滑动设置有进给滑块45，所述机身30内位于所述滑移腔33右侧设置有向下延伸的皮带腔82，所述机身30内位于所述皮带腔82左侧设置有转盘腔13，所述转盘腔13和所述皮带腔82间固定设置有进给电机58，所述进给电机58向右动力设置有电机带轮轴57，所述电机带轮轴57转动通过进给机构100可带动所述进给滑块45左右移动所述进给电机58向左动力设置有转盘轴11，所述转盘轴11转动通过上下料机构200可将钻杆83举升至所需位置或卸下，所述进给滑块45向右移动可带动位于所述机身30左侧的尾座夹紧机构300将所述钻杆83进行夹紧，所述进给滑块45右端壁固定设置有钻孔电机46，是钻孔电机46向左动力设置有钻孔轴47，所述钻孔轴47转动可带动位于所述进给滑块45左侧的钻夹机构400对所述钻杆83进行夹紧后带动所述钻杆83转动。
[0022]
有益地，所述进给机构100包括所述滑移腔33与所述皮带腔82间转动设置的左右
延伸的螺杆轴54，所述螺杆轴54位于所述滑移腔33内固定设置有螺纹杆37，所述进给滑块45内设置有左右延伸且与所述螺纹杆37啮合的螺纹孔16，所述螺杆轴54右端固定设置有螺杆带轮53，所述电机带轮轴57右端固定设置有电机带轮56，所述电机带轮56与所述螺杆带轮53间使用皮带55连接。
[0023]
有益地，所述上下料机构200包括所述转盘腔13后侧向左接通设置的升杆腔60，所述升杆腔60向前接通设置有存储腔29，所述存储腔29前侧向上接通设置有与所述滑移腔33接通设置的落杆腔59，所述所述转盘轴11左端固定设置有转盘12，所述转盘12上偏心固定设置有向左延伸的转盘槽81，所述升杆腔60内上下滑动设置有升杆块61，所述升杆块61前端壁右侧固定设置有位于所述转盘腔13内向前延伸的转盘销80，所述转盘槽81可在所述转盘销80内自由滑动，所述升杆腔60向下接通设置有隔离腔85，所述隔离腔85内上下滑动设置有隔离块84，所述隔离块84与所述隔离腔85下端壁间使用隔离弹簧86连接，所述滑移腔33下端壁左右对称设置有开口向上的举托爪腔32，所述举托爪腔32下端壁固定设置有向上动力设置的举托气缸22，所述举托气缸22上端固定设置有举托爪35，两所述举托爪腔32间设置有开口向上的挡块腔78，所述挡块腔78左右端壁间转动设置有左右延伸的挡块转轴87，所述挡块转轴87上固定设置有挡块79，所述挡块79与所述机身30间使用挡块弹簧23连接。
[0024]
有益地，所述尾座夹紧机构300包括所述滑移腔33右侧设置的连杆腔48，所述连杆腔48与所述滑移腔33间左右滑动的设置有主动连杆52，所述机架10内位于所述滑移腔33左侧设置有尾座夹紧腔34，所述尾座夹紧腔34接通设置有左右贯通的尾座腔69，所述尾座夹紧腔34与所述连杆腔48间左右滑动设置有贯穿所述滑移腔33的夹紧滑杆36，所述夹紧滑杆36左端固定设置有向上延伸的从动销66，所述主动连杆52左端固定设置有向上延伸的主动销63，所述主动连杆52左端壁与所述连杆腔48左端壁间使用连杆弹簧51连接，所述连杆腔48上下端壁间固定设置有上下延伸的推杆转轴62，所述推杆转轴62上转动设置有中间连杆49，所述中间连杆49后端设置有从动槽65，所述从动销66可在所述从动槽65内自由滑动，所述中间连杆49前端设置有主动销63，所述主动槽64可在所述主动销63内自由滑动，所述尾座夹紧腔34内上下滑动设置有尾座滑块68，所述尾座滑块68下端固定设置有与所述夹紧滑杆36抵接的楔形块67，所述尾座滑块68左端壁固定设置有可与所述钻杆83抵接的夹紧定块76，所述尾座夹紧腔34上方设置有尾座连杆腔50，所述尾座滑块68上端固定设置有延伸至所述尾座连杆腔50内的滑块连杆70，所述滑块连杆70上滑动铰接设置有尾座中间连杆71，所述尾座中间连杆71滑动铰接设置于所述尾座连杆腔50前后端壁间固定设置的尾座中间销73，所述尾座连杆腔50右侧下方设置有开口向下的夹紧滑块腔74，所述夹紧滑块腔74内上下滑动设置有与所述钻杆83抵接的夹紧滑块75，所述夹紧滑块75上端固定设置有延伸至所述尾座连杆腔50内的夹紧连杆72，所述夹紧连杆72上端与所述尾座中间连杆71右端铰接。
[0025]
有益地，所述钻夹机构400包括所述进给滑块45左端转动设置的向左延伸的卡盘体44，所述卡盘体44内设置有开口向左的夹紧腔38，所述夹紧腔38左端壁圆周阵列设置有四个径向延伸的卡盘滑槽21，所述卡盘滑槽21内上下滑动设置有向右延伸的卡盘滑销39，所述卡盘滑销39右端固定设置有与所述钻杆83抵接的夹紧块40，所述夹紧块40右端固定设置有向右延伸的夹紧滑销41，所述钻孔轴47左端固定设置有主动盘42，所述主动盘42左端
壁中心固定设置有与所述钻杆83抵接的钻孔开关43，所述主动盘42左端壁圆周阵列设置有四个夹紧滑槽77，所述夹紧滑销41可在所述夹紧滑槽77内自由滑动。
[0026]
本实施例所述固定连接方法包括但不限于螺栓固定、焊接等方法。
[0027]
如图1-7所示，本发明整个装置的机械动作的顺序 ：准备过程：通过控制所述前进轴20带动所述前进轮27转动，从而带动所述履带14转动将设备运行到指定位置，启动所述支撑气缸24带动所述支撑脚25向下运动将设备支撑起来进行固定后开始掘进工作，控制所述调节气缸18带动所述机身30绕着所述转杆31转动进行调整钻进角度，通过工人手动将钻头固定在所述尾座腔69内。
[0028]
钻进工作过程：启动所述进给电机58带动所述转盘轴11转动，从而带动所述转盘12转动，从而带动所述转盘销80带动所述 升杆块61带着所述钻杆83向上移动滚落至所述，挡块79后端，启动所述举托气缸22带动所述举托爪35带着所述钻杆83向上移动至指定高度，所述进给电机58同时可带动所述电机带轮轴57带动所述电机带轮56转动，从而带动所述螺杆带轮53转动，从而带动所述螺纹杆37转动，从而带动所述进给滑块45向左移动至所述钻杆83抵接所述钻孔开关43并触发所述钻孔电机46转动带动所述钻孔轴47转动，从而带动所述主动盘42转动，从而带动所述夹紧滑销41带着所述夹紧块40向径向移动将所述钻杆83夹紧并带动所述钻杆83转动后启动所述举托气缸22下降复位，所述电机带轮轴57继续带着所述进给滑块45向左移动，所述钻杆83转动与前一所述钻杆83啮合固定并进行钻进工作，启动所述进给电机58反转进行复位后重复上述工作即可完成钻进工作。
[0029]
拆卸钻杆工作过程：启动所述进给电机58带动所述进给滑块45至所述钻杆83与所述钻孔开关43抵接后启动所述钻孔电机46将所述钻杆83夹紧并带动所述钻杆83转动，启动所述进给电机58反转带动所述进给滑块45带着所述钻杆83向右移动至所述进给滑块45与所述主动连杆52抵接并带动所述主动连杆52向右移动，从而带动所述夹紧滑杆36向左移动，从而带动所述楔形块67带动所述尾座滑块68向上移动，从而带动所述夹紧定块76向上移动所述夹紧滑块75向下移动将前一所述钻杆83夹紧，所述钻孔电机46带着所述钻杆83转动与前一所述钻杆83脱离啮合后停止所述钻孔电机46将所述钻杆83放松，后通过所述举托爪35向下移动至与所述挡块79抵接并在所述挡块79的作用下向前移动落入所述落杆腔59内，重复上述过程即可完成拆卸钻杆工作过程。
[0030]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。