一种适用井下全断面钻进的自动加杆钻机及电液控制方法与流程

1.本发明属于瓦斯抽采钻孔设备技术领域，具体涉及：一种适用井下全断面钻进的自动加杆钻机及电液控制方法。


背景技术：

2.由于煤矿井下坑道钻机在全断面钻孔施工时，要求在狭小的巷道空间内实现单次稳固，在0
°
～360
°
倾角范围内调角变幅，以满足不同的钻孔倾角及高度需求，尤其是底抽巷穿层钻孔施工，其基本均为仰角施工，钻机钻进机构需与地面呈较大倾角状态，在每个钻进回次间隔，采用常规人工辅助安装钻杆，此时如出现机械、液压、电气故障或误操控，引起夹持器呈打开或夹不紧的状态，导致孔内钻杆滑落，必然危及钻杆安装施工人员的生命安全，存在重大安全隐患。
3.而现有配备机械化加杆装置的钻机，仅能在一定倾角范围内实现变幅，无法满足井下全断面大倾角的施工需求。机械化辅助加杆动作，本质是从人工加杆动作演变而来，同样需要送杆、装杆、夹紧及松开等多个动作与钻机配合联动，尽管采用全液压坑道钻机常用的液驱方式，操作多联阀顺序动作驱动执行器，也可实现上述动作，但对人员操作水平要求较高，极易出现误操作，引发机械故障，严重影响施工效率，存在诸多安全隐患。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种适用井下全断面钻进的自动加杆钻机及电液控制方法，以实现在煤矿井下全断面施工中，任意钻孔倾角状态下的全自动加杆操作，并具备电/液防误操功能，显著提高井下全断面瓦斯抽采钻孔施工的安全性。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
6.一种适用井下全断面钻进的自动加杆钻机，其特征在于，包括行走机构、设在行走机构上的全倾角变幅装置、设在全倾角变幅装置上的给进机身、设在给进机身上的动力头、自动加杆装置和夹持器；
7.所述自动加杆装置包括集成在钻机给进机身上的：钻杆仓总装、机械臂总装、连接板和支撑架；
8.所述钻杆仓总装设在钻机给进机身一侧，包括杆仓本体、设在杆仓本体内并能举升钻杆的举升机构、设在杆仓本体上端的钻杆挡板机构以及接近开关传感器；所述钻杆仓总装内的钻杆摆放方向与主动钻杆方向平行，钻杆仓总装与连接板相连，连接板和支撑架搭接，且支撑架下端安装在钻机给进机身上；
9.所述机械臂总装设在钻机给进机身上方并位于动力头和夹持器之间，包括手爪机构、与手爪机构相连的伸缩机构以及设在伸缩机构侧壁的旋转机构；所述伸缩机构垂直于钻杆，伸缩机构能带动手爪机构平移至杆仓本体抓取钻杆后复位；所述旋转机构安装在支撑架上，旋转机构能驱动伸缩机构旋转以将手爪机构所抓钻杆送至动力头和夹持器之间并
与主动钻杆同轴对接。
10.本发明还包括如下技术特征：
11.具体的，所述杆仓本体包括：平行相对的壁面i和壁面ii、连接壁面i和壁面ii下端的底板以及设在壁面i和壁面ii两侧的两个可开闭的侧板；所述壁面i比壁面ii更靠近机械臂总装，壁面i的顶部高度低于壁面ii顶部高度，以便于机械臂总装的伸缩机构带动手爪机构平移抓取钻杆，壁面i和壁面ii上端中部设有顶部缺口，该顶部缺口以便于手爪机构从杆仓本体内抓取钻杆；所述侧板与壁面ii铰接，侧板与壁面i之间设有闭锁件，该侧板能打开以向杆仓本体内放置钻杆；所述底板设有贯通孔便于举升机构穿过；
12.所述举升机构包括两组平行的竖向导向槽、连在两组导向槽之间并与导向槽垂直的升降板组件以及设在升降板组件下端的举升油缸；每组导向槽包括两个开口相对且相互平行的u形导轨，且两个u形导轨分别安装在杆仓本体内的壁面i和壁面ii上；升降板组件包括升降板、设在升降板两端的两个短轴以及套在短轴两端的两个轴套；所述轴套限位在u形导轨内，举升油缸能驱动升降板组件沿导向槽竖向移动以举升升降板上的钻杆，举升油缸下端伸出所述底板的贯通孔并固定在钻机给进机身上。
13.具体的，所述钻杆挡板机构有两个，两个挡板机构均固定安装在所述壁面ii上端；钻杆挡板机构包括水平的固定挡板、竖向的钻杆挡片以及连在固定挡板和钻杆挡片之间的双扭簧铰接件；固定挡板垂直安装在壁面ii上端且位于杆仓本体内钻杆正上方，钻杆挡片能在双扭簧铰接件作用下挡在固定挡板和壁面i上端之间，以防止杆仓本体内的钻杆掉落，当机械臂总装水平抓取钻杆时，钻杆对钻杆挡片施加水平力能使钻杆挡片沿双扭簧铰接件旋转至打开以从杆仓本体内取出钻杆；
14.所述接近开关传感器安装在固定挡板上且贯穿固定挡板，以感应钻杆是否被举升至待抓取点位。
15.具体的，所述手爪机构包括上爪挡板及其内壁的上卡瓦、下爪挡板及其内壁的下卡瓦、设在上爪挡板上的手爪油缸以及设在上爪挡板外侧壁的手爪耳座；所述上爪挡板和下爪挡板之间铰接，手爪油缸的伸缩杆端部连接下爪挡板，以控制下爪挡板及下卡瓦抓取钻杆；
16.所述手爪机构和伸缩机构之间通过弹性浮动连接组件相连，弹性浮动连接组件包括连接板、设在连接板两侧的滑动轴耳座和连接耳座、装在滑动轴耳座上的滑动轴以及套在滑动轴上的压缩弹簧；所述滑动轴与动力头上主动钻杆相互平行；
17.所述手爪耳座套装在滑动轴上，且手爪耳座和压缩弹簧沿轴向依次设在滑动轴上；当动力头和主动钻杆回转前进上扣时，手爪机构夹紧钻杆防止回转，同时能在弹性浮动连接组件的压缩弹簧作用下缓冲使待加钻杆丝扣螺距自适应回转速度与钻进速度，保护钻杆丝扣；
18.具体的，所述伸缩机构包括伸缩外套、设在伸缩外套内的伸缩内套以及伸缩油缸；伸缩内套两端分别连接所述连接耳座和伸缩油缸，伸缩油缸位于伸缩外套内并连在伸缩内套和伸缩外套之间；伸缩内套能在伸缩油缸作用下伸出或收回至伸缩外套内。
19.具体的，所述旋转机构包括外壳体、设在外壳体内的摆动油缸、设在外壳体外部并与摆动油缸相连的旋转盘以及与旋转盘相连的连接架；所述连接架与伸缩机构的伸缩外套侧壁固连，连接架与伸缩外套之间通过螺栓连接，该螺栓所在螺栓孔为腰型孔，该腰型孔的
长轴方向与伸缩机构伸缩方向相同，以能对伸缩机构及手爪机构的水平位置进行微调；摆动油缸能带动旋转盘、连接架及其所连伸缩机构旋转；在旋转盘上设有限位块以控制伸缩机构只能沿水平方向向下旋转90度；
20.所述外壳体安装在支撑架上，在外壳体和支撑架之间设有调整垫片，以能对机械臂总装的高度位置进行微调。
21.具体的，所述连接板包括连接板横板、垂直连接在连接板横板一端的连接板竖板i、垂直连接在连接板横板另一端的连接板竖板ii以及垂直连接在连接板竖板ii下端的机械臂总装安装板；
22.所述连接板竖板i和连接板竖板ii平行相对，连接板横板、连接板竖板i和连接板竖板ii组成开口朝下的u形结构并罩在钻杆仓总装上方；连接板竖板i与杆仓本体壁面ii平行紧贴并固连；
23.所述连接板横板与连接板竖板i之间、连接板横板与连接板竖板ii之间以及连接板竖板ii与机械臂总装安装板之间均设有加强筋；
24.所述支撑架包括支撑架竖板以及垂直连在支撑架竖板上端的支撑架横板；支撑架横板位于机械臂总装安装板上方并与机械臂总装安装板平行紧贴并固连；
25.机械臂总装的旋转机构安装在支撑架横板上。
26.所述行走机构包括履带车体本体和履带车体本体下端的履带总成；
27.所述全倾角变幅装置两端分别铰接于履带车体中间裆部和前端，包括调角油缸、一级回转机构、多级稳固机构、二级回转机构、托举油缸；所述调角油缸一端与履带车体中间裆部铰接，另一端与一级回转机构上端铰接，一级回转机构下端与履带车体本体前端铰接，多级稳固机构与一级回转机构两端固定铆接，二级回转机构能沿多级稳固机构滑动，托举油缸一端与一级回转机构中部铰接，另一端与二级回转机构固定铆接。
28.本发明还提供一种适用井下全断面钻进的自动加杆钻机的电液控制系统，该电液控制系统能用于控制所述自动加杆装置；电液控制系统包括液压控制系统和电控系统；
29.所述液压控制系统包括负载敏感泵和四联负载敏感电比例多路阀；所述负载敏感泵用以作为自动加杆动力源；四联负载敏感电比例多路阀用以分别控制举升油缸、手爪油缸、伸缩油缸和摆动油缸；
30.所述电控系统集成于钻机电控系统，以煤矿井下用隔爆兼本安型控制器作为控制中心，该控制器既能向控制加杆装置动作的四联负载敏感电比例多路阀发出信号，实现加杆各个动作，又能接收来自加杆装置上的各传感器反馈信号，实现逻辑控制动作。
31.本发明还提供一种适用井下全断面钻进的自动加杆钻机的电液控制方法，该方法通过所述的电液控制系统实现；包括液压控制方法和电控制方法；
32.所述液压控制方法采用负载敏感泵为加杆动力源，采用四联负载敏感电比例多路阀配合其控制输出，能分别控制自动加杆四个不同动作：杆仓本体内举升机构的升降、伸缩机构的伸缩、手爪机构的抓紧与松开以及旋转机构的旋转；
33.所述电控制方法包括：当加杆装置动作时，首先是举升油缸动作，将钻杆举升至钻杆待抓工作点，此时接近开关传感器反馈信号至控制器，控制器发送伸缩油缸伸出指令，当伸出至最大行程，加杆控制四联负载敏感电比例多路阀压力升高，压力传感器反馈压力信号给控制器，控制器发送指令给手爪油缸动作抓紧钻杆，压力传感器反馈压力信号给控制
器，控制器发送伸缩油缸缩回指令，压力传感器反馈压力信号给控制器，控制器发送摆动油缸动作指令，将钻杆送至动力头中心；上述动作完成，控制器才发出钻进动作信号，钻进动作开始，动力头一边回转一边前进与钻杆上扣，上扣完成后，手爪油缸松开钻杆，摆动油缸复位至水平初始位，才可开始正常钻进。
34.本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
35.本发明的自动加杆钻机及其电液控制方法，适用井下全断面瓦斯抽采钻孔施工，施工安全性高。
36.本发明钻机全断面钻孔施工时，钻给机构整体侧置于钻机前方，调节变幅装置实现巷道一个断面内的全倾角调节。
37.本发明采用新颖的旋转式机械臂与滑轨式钻杆仓结构设计，利用钻机有限空间加以集成，解决了全断面钻机大倾角施工时，人工加装钻杆的安全性问题；自动加杆作业时，机械臂装置实现钻杆的自动输送与辅助上扣功能，解决人工加杆及辅助上扣时的安全问题；钻杆仓具备钻杆储存、队列式运动及便捷补杆功能，解决了人工频繁搬运钻杆，劳动强度大且及安全性低的问题。
38.本发明为该全断面电控钻机加杆钻机设计的液控原理与电控原理，设计有限压模块、逻辑控制模块、液控及电控防误操功能模块等，显著提高了全断面施工安全性及综合效率，促进煤矿井下全断面钻机的技术进步。防误操作逻辑控制回路消除了误操作可能引起的机械碰撞问题，而独立限压回路解决了上扣时最大需求负载依靠经验难以判断的难题；加杆电控方案即实现了加杆全流程的顺序逻辑控制，又实现了加杆与钻进动作互锁，进一步提高电控操作安全性。
附图说明
39.图1为本发明自动加杆钻机整体结构示意图；
40.图2为本发明自动加杆装置整体结构示意图；
41.图3为本发明钻杆仓总装、机械臂总装、连接板和支撑架连接示意图；
42.图4为本发明钻杆仓总装结构示意图；
43.图5为本发明举升机构示意图；
44.图6为本发明钻杆挡板机构示意图；
45.图7为本发明机械臂总装结构示意图；
46.图8为本发明手爪机构示意图；
47.图9为本发明自动加杆装置原理示意图；
48.图10为本发明全倾角变幅装置示意图；
49.图11为本发明主动钻杆示意图；
50.图12为自动加杆液控原理图；
51.图13为逻辑控制与限压回路原理图；
52.图14为自动加杆电控原理图。
53.图中各个标号的含义为：
54.100.行走机构，200.全倾角变幅装置，300.自动加杆装置，1.钻杆仓总装，2.机械臂总装，3.连接板，4.支撑架，5.钻机给进机身，6.动力头，7.夹持器，8.主动钻杆；11.杆仓
本体，12.举升机构，13.钻杆挡板机构，14.接近开关传感器，111.壁面i，112.壁面ii，113.侧板，114.闭锁件，121.导向槽，122.升降板组件，123.举升油缸，131.固定挡板，132.钻杆挡片，133.双扭簧铰接件；21.手爪机构，22.伸缩机构，23.旋转机构，24.弹性浮动连接组件，211.上爪挡板，212.上卡瓦，213.下爪挡板，214.下卡瓦，215.手爪油缸，221.伸缩外套，222.伸缩油缸，231.外壳体，232.摆动油缸，233.旋转盘，234.连接架，241.连接板，242.滑动轴耳座，243.压缩弹簧；31.连接板横板，32.连接板竖板i，33.连接板竖板ii，34.机械臂总装安装板；41.支撑架竖板，42.支撑架横板；2001.调角油缸，2002.一级回转机构，2003.多级稳固机构，2004.二级回转机构，2005.托举油缸；81.主动钻杆本体，82.夹盘，83.圆盘；91.负载敏感泵，92.四联负载敏感电比例多路阀，93.逻辑限压阀组。
具体实施方式
55.本发明的全断面钻进的自动加杆钻机及电液控制方法，旨在解决全断面钻进施工的安全性问题，该钻机可通过调节转盘旋转、举升及平移运动，带动钻给机构实现全断面施工，其采用施工效率较高的中间加杆模式，采用履带自行式，加杆装置具有多项防误操作保护、一键自动加杆与上扣等功能，提高了全断面钻孔施工效率及安全性。
56.以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
57.实施例1：
58.如图1至图11所示，本实施例提供一种适用井下全断面钻进的自动加杆钻机，包括行走机构100、设在行走机构100上的全倾角变幅装置200、设在全倾角变幅装置200上的给进机身5、设在给进机身5上的动力头6、自动加杆装置300和夹持器7；自动加杆装置300包括集成在钻机给进机身5上的：钻杆仓总装1、机械臂总装2、连接板3和支撑架4；
59.钻杆仓总装1设在钻机给进机身5一侧，包括杆仓本体11、设在杆仓本体11内并能举升钻杆的举升机构12、设在杆仓本体11上端的钻杆挡板机构13以及接近开关传感器14；钻杆仓总装1内的钻杆摆放方向与主动钻杆8方向平行，钻杆仓总装1与连接板3相连，连接板3和支撑架4搭接，且支撑架4下端安装在钻机给进机身5上；
60.机械臂总装2设在钻机给进机身5上方并位于动力头6和夹持器7之间，包括手爪机构21、与手爪机构21相连的伸缩机构22以及设在伸缩机构22侧壁的旋转机构23；伸缩机构22垂直于钻杆，伸缩机构22能带动手爪机构21平移至杆仓本体11抓取钻杆后复位；旋转机构23安装在支撑架4上，旋转机构23能驱动伸缩机构22旋转以将手爪机构21所抓钻杆送至动力头6和夹持器7之间并与主动钻杆8同轴对接。
61.杆仓本体11包括：平行相对的壁面i111和壁面ii112、连接壁面i111和壁面ii112下端的底板以及设在壁面i111和壁面ii112两侧的两个可开闭的侧板113；壁面i111比壁面ii112更靠近机械臂总装2，壁面i111的顶部高度低于壁面ii112顶部高度，以便于机械臂总装2的伸缩机构22带动手爪机构21平移抓取钻杆，壁面i111和壁面ii112上端中部设有顶部缺口，该顶部缺口以便于手爪机构21从杆仓本体11内抓取钻杆；侧板113与壁面ii112铰接，侧板113与壁面i111之间设有闭锁件114，该侧板113能打开以向杆仓本体11内放置钻杆；底板设有贯通孔便于举升机构12穿过；
62.举升机构12包括两组平行的竖向导向槽121、连在两组导向槽121之间并与导向槽
121垂直的升降板组件122以及设在升降板组件122下端的举升油缸123；每组导向槽121包括两个开口相对且相互平行的u形导轨，且两个u形导轨分别安装在杆仓本体11内的壁面i111和壁面ii112上；升降板组件122包括升降板、设在升降板两端的两个短轴以及套在短轴两端的两个轴套；轴套限位在u形导轨内，举升油缸123能驱动升降板组件122沿导向槽121竖向移动以举升升降板上的钻杆，举升油缸123下端伸出底板的贯通孔并固定在钻机给进机身5上；本实施例中，两端轴套与u形导轨凹槽间隙匹配，限制升降板的倾斜角度，自适应平衡地推动钻杆依次上升，保证主机在任意工况位姿下待加钻杆都可以处于被平推的工作状态；举升油缸设计为错位式连接结构，这样不仅可以保证钻杆上升过程中所需要的力及行程，且仅占用最小安装空间，连接均设计为铰接结构形式，保证了一定的柔性，也使升降板滑动更顺滑，待加钻杆上升更平稳。
63.钻杆挡板机构13有两个，两个钻杆挡板机构13均固定安装在壁面ii112上端；钻杆挡板机构13包括水平的固定挡板131、竖向的钻杆挡片132以及连在固定挡板131和钻杆挡片132之间的双扭簧铰接件133；固定挡板131垂直安装在壁面ii112上端且位于杆仓本体11内钻杆正上方，钻杆挡片132能在双扭簧铰接件133作用下挡在固定挡板131和壁面i111上端之间，以防止杆仓本体11内的钻杆掉落，当机械臂总装2水平抓取钻杆时，钻杆对钻杆挡片132施加水平力能使钻杆挡片132沿双扭簧铰接件133旋转至打开以从杆仓本体11内取出钻杆；本方案中的双扭簧铰接件不仅可以提供钻杆取出的缓冲反扭力矩，且保证待加钻杆在杆仓内有序排放的稳定性；通过更换钻杆挡板机构也可以满足不同工况对不同直径钻杆使用的需求。
64.接近开关传感器14安装在固定挡板131上且贯穿固定挡板131，以感应钻杆是否被举升至待抓取点位。
65.手爪机构21包括上爪挡板211及其内壁的上卡瓦212、下爪挡板213及其内壁的下卡瓦214、设在上爪挡板211上的手爪油缸215以及设在上爪挡板211外侧壁的手爪耳座；上爪挡板211和下爪挡板213之间铰接，手爪油缸215的伸缩杆端部连接下爪挡板213，以控制下爪挡板213及下卡瓦214抓取钻杆；
66.具体的，夹取钻杆的工作原理就是手爪油缸推动下爪挡板及其内壁的下卡瓦旋转，并与固定的上卡瓦共同夹紧钻杆，下卡瓦与钻杆以包络面的形式接触，上卡瓦以1/4钻杆环面的形式接触，由于伸缩机构在抓取钻杆时呈水平伸出进入杆仓本体，而在钻杆与主动钻杆上完丝扣，伸缩机构需要反向旋转恢复至初始水平位置，上爪挡板及其内壁的上卡瓦不能与所加钻杆存在干涉情况，手爪机构设计为与钻杆沿切线方向脱开，因而将上爪挡板及其内壁的上卡瓦设计为接触1/4钻杆环面的异形结构形式，在旋转式时可与钻杆沿切线方向脱开。
67.手爪机构21和伸缩机构22之间通过弹性浮动连接组件24相连，弹性浮动连接组件24包括连接板241、设在连接板两侧的滑动轴耳座242和连接耳座、装在滑动轴耳座242上的滑动轴以及套在滑动轴上的压缩弹簧243；滑动轴与动力头6上主动钻杆8相互平行；
68.手爪耳座套装在滑动轴上，且手爪耳座和压缩弹簧243沿轴向依次设在滑动轴上；当动力头6和主动钻杆8回转前进上扣时，手爪机构21夹紧钻杆防止回转，同时能在弹性浮动连接组件24的压缩弹簧243作用下缓冲使待加钻杆丝扣螺距自适应回转速度与钻进速度，保护钻杆丝扣；
69.具体的，在手爪机构抓持钻杆与主动钻杆对扣时减小浮动阻力，在上扣过程中通过压缩弹簧的反作用力使钻杆与主动钻杆柔性接触；其中压缩弹簧的压缩量与主动钻杆螺纹公头的长度存在匹配关系，在进行压缩弹簧设计时要以钻杆头长度作为依据，不能超量。上下卡瓦与上下爪通过加工的滑槽进行连接，两侧由挡板进行固定，便于安装更换，并能通过更换上下卡瓦实现手爪机构针对于不同规格钻杆的抓取需求目的。在上卡瓦及上爪挡板与手爪油缸连接的铰接结构中设计有润滑结构，保证了手爪机构抓取钻杆的灵活性。
70.伸缩机构22包括伸缩外套221、设在伸缩外套内的伸缩内套以及伸缩油缸222；伸缩内套两端分别连接连接耳座和伸缩油缸222，伸缩油缸222位于伸缩外套内并连在伸缩内套和伸缩外套221之间；伸缩内套能在伸缩油缸222作用下伸出或收回至伸缩外套221内；
71.具体的，伸缩油缸推动伸缩内套在伸缩外套内部进行往复滑动，伸缩内套与伸缩外套间设计有四个方向的调整导板，通过螺栓的旋紧控制导板与伸缩内套的贴合程度，螺母进行锁紧操作，从而调整伸缩内外套两者之间的间隙，确保机械臂末端手爪机构的抓杆中心与杆仓内待加钻杆中心的重合度，并为了防止内外套的相对运动使导板错位，将盖板与导板设计为一凸一凹的嵌套结构形式，在盖板与伸缩外套之间也设计有调整垫片，调整加工精度引起的装配误差，保证伸缩机构的定位精度。
72.旋转机构23包括外壳体231、设在外壳体231内的摆动油缸232、设在外壳体231外部并与摆动油缸232相连的旋转盘233以及与旋转盘233相连的连接架234；连接架234与伸缩机构22的伸缩外套221侧壁固连，连接架234与伸缩外套221之间通过螺栓连接，该螺栓所在螺栓孔为腰型孔，该腰型孔的长轴方向与伸缩机构22伸缩方向相同，以能对伸缩机构22及手爪机构21的水平位置进行微调；摆动油缸232能带动旋转盘233、连接架234及其所连伸缩机构22旋转；在旋转盘233上设有限位块以控制伸缩机构22只能沿水平方向向下旋转90度；
73.外壳体231安装在支撑架4上，在外壳体231和支撑架4之间设有调整垫片，以能对机械臂总装2的高度位置进行微调。
74.由于无论是摆动油缸还是加工零部件，都存在加工及装配误差，或是零件磨损，都会对旋转角度的精确度有影响，从而导致自动加杆故障，因此旋转机构设计了角度可调的机械限位装置，通过异形限位板凸起部位限位，凸起部位装有调整螺钉，旋转螺钉对转盘的初始及终位的角度微调，既满足限位需求，又可灵活调节弥补累计误差，通过接近开关传感器对旋转盘的起始位进行判断，以防误操引起机械碰撞。
75.连接板3包括连接板横板31、垂直连接在连接板横板31一端的连接板竖板i32、垂直连接在连接板横板31另一端的连接板竖板ii33以及垂直连接在连接板竖板ii33下端的机械臂总装安装板34；
76.连接板竖板i32和连接板竖板ii33平行相对，连接板横板31、连接板竖板i32和连接板竖板ii33组成开口朝下的u形结构并罩在钻杆仓总装1上方；连接板竖板i32与杆仓本体壁面ii112平行紧贴并固连；
77.连接板横板31与连接板竖板i32之间、连接板横板31与连接板竖板ii33之间以及连接板竖板ii33与机械臂总装安装板34之间均设有加强筋；
78.在连接板竖板i和机械臂总装安装板上均设有安装孔，该安装孔均在两个自由度方向呈腰型孔状，以弥补钻杆仓总装与机械臂总装之间配合的精度不足，也可使得钻杆仓
总装与机械臂总装固联成紧凑的一体，保证了自动加杆装置的整体性与稳定性。
79.支撑架4包括支撑架竖板41以及垂直连在支撑架竖板41上端的支撑架横板42；支撑架横板42位于机械臂总装安装板34上方并与机械臂总装安装板34平行紧贴并固连；
80.机械臂总装2的旋转机构23安装在支撑架横板42上。
81.行走机构100包括履带车体本体和履带车体本体下端的履带总成；
82.全倾角变幅装置200两端分别铰接于履带车体中间裆部和前端，包括调角油缸2001、一级回转机构2002、多级稳固机构2003、二级回转机构2004、托举油缸2005；调角油缸2001一端与履带车体中间裆部铰接，另一端与一级回转机构2002上端铰接，一级回转机构2002下端与履带车体本体前端铰接，多级稳固机构2003与一级回转机构2002两端固定铆接，二级回转机构2004能沿多级稳固机构2003滑动，托举油缸2005一端与一级回转机构2002中部铰接，另一端与二级回转机构2004固定铆接，二级回转机构2004包含有回转式减速器以实现倾角调节；调节变幅装置能实现巷道一个断面内的全倾角调节。
83.在全倾角变幅装置内设有制动锁紧装置，制动锁紧装置一端与全倾角变幅装置固定铆接，另一端与给进机身固定，包括缸体组件、回转连接组件、碟形弹簧、活塞、缸盖、摩擦片，活塞设置在刚体组件内腔体，缸盖设置在活塞上并于缸体组件固定铆接，碟簧设置在活塞与缸盖之间，摩擦片与活塞端部固定铆接，回转连接组件设置于摩擦片外圈。
84.动力头6内的主动钻杆8包括主动钻杆本体81、设在主动钻杆本体81前部的夹盘82以及固定在主动钻杆本体81后部的圆盘83；夹盘82设在主动钻杆本体81外壁环形槽内且由两个半环形盘对接后通过螺钉可拆卸连接而成。从而能实现本实施例中采用动力头后端卸钻杆的工艺。
85.本方案中，钻杆仓总装起钻杆储存与输送等功能，机械臂总装起钻杆抓取、传递、限制回转且轴向浮动等功能；由于钻探流程采用中间加杆的方式，钻杆仓总装就被设计布置于钻机给进机身长度方向的中部，钻杆仓总装在设计时既保证了每次送杆到设计抓取点的精确性，还兼顾了在全断面大倾角施工时，满足不同仰角与俯角的有序输送及便捷补杆需求。自动加杆流程如下，首先举升机构将钻杆举升至钻杆待抓点位，触发接近开关传感器，此时机械臂总装得到动作指令，伸缩机构带动手爪机构从水平初始点进入杆仓本体抓取钻杆并回至初始点，伸缩行程复位后，旋转机构带动伸缩机构旋转90
°
，将钻杆送至动力头轴线中心，此时动力头回转前进上扣，手爪机构继续夹紧钻杆防止回转，同时手爪机构设置有弹性浮动连接组件，使待加钻杆丝扣螺距自适应回转速度与钻进速度，保护钻杆丝扣；上扣完毕后，手爪机构松开钻杆，机械臂总装复位至初始水平位，动力头前端正好处于机械臂总装下方，钻机给进机身正常钻进；而钻机卸钻杆时，可拆掉动力头中心主动钻杆与水便，从动力头中心通孔后端连续拆卸钻杆，综合施工效率高。
86.实施例2：
87.如图12至图13所示，本实施例提供一种适用井下全断面钻进的自动加杆钻机的电液控制系统，该电液控制系统能用于控制实施例1中的自动加杆装置；包括液压控制系统和电控系统；
88.液压控制系统包括负载敏感泵91和四联负载敏感电比例多路阀92；负载敏感泵91用以作为自动加杆动力源；四联负载敏感电比例多路阀92用以分别控制举升油缸123、手爪油缸215、伸缩油缸222和摆动油缸232；
89.电控系统集成于钻机电控系统，以煤矿井下用隔爆兼本安型控制器作为控制中心，该控制器既能向控制加杆装置动作的四联负载敏感电比例多路阀92发出信号，实现加杆各个动作，又能接收来自加杆装置上的各传感器反馈信号，实现逻辑控制动作。
90.实施例3：
91.如图12至图14所示，本实施例提供一种适用井下全断面钻进的自动加杆钻机的电液控制方法，该方法通过实施例2的电液控制系统实现；包括液压控制方法和电控制方法；
92.液压控制方法采用负载敏感泵为加杆动力源，采用四联负载敏感电比例多路阀配合其控制输出，能分别控制自动加杆四个不同动作：杆仓本体内举升机构的升降、伸缩机构的伸缩、手爪机构的抓紧与松开以及旋转机构的旋转；
93.该自动加杆液控方法采用恒功率负载敏感控制，对加杆装置的液控原理进行设计，通过分析加杆装置中机械臂与钻杆仓的动作元件参数，搞清需四路不同压力、流量的回路给其提供动力；钻机自动加杆液控方法，要解决两个防碰撞问题，一是当在每次钻进作业时，回转器前进，如误操作使机械臂动作，其必然与回转器发生碰撞，造成机械故障及安全事故；二是当钻杆已被送至回转器中心轴线位置，回转器回转与前进同时动作，当运动至主动钻杆与待加钻杆上扣位时，如在上扣完成时未立刻停止回转运动，或负载按钻进最大载荷持续增大，同样会对机械臂造成机械破坏。在液控原理上要解决上述两个问题，必须设计防误操作逻辑控制回路和单工况限压回路。
94.本实施例中，液压控制系统还包括逻辑限压阀组，正常钻进作业时，逻辑限压阀组能控制机械臂总成不动作以避免动力头与机械臂总成发生碰撞；动力头中的主动钻杆与待加钻杆上扣完成时，逻辑限压阀组还能控制动力头停止回转以避免造成机械臂总成损坏。逻辑限压阀组组成逻辑控制回路和单工况限压回路，具体的，p口接主泵来油，a口接四联负载敏感电比例多路阀为其供油，t口接油箱，b口接四联负载敏感电比例多路阀ls口，m口接主回路钻进功能主阀ls口，c口接主泵负载反馈口ls口。当主回路进行钻进作业时，m口高压油通过，推动液控换向阀换向，断开p口与a口间油路，此时即使误操作加杆装置动作手柄，但比例多路阀来油油路被断开，不会产生运动动作；而当回转器回转上扣时，电磁阀也同时换向，将m口高压油与溢流阀联通，对回转器上扣工况负载单独限压，上扣完成后电磁阀复位，回转器按孔内负载正常钻进；
95.自动加杆电控方法，需理清两个关系，一是理清加杆装置自身顺序动作逻辑关系；二是理清加杆装置动作与钻进动作的逻辑关系。在设计电控原理时，需在适当位置设置合适的传感器，使控制器得到反馈信号，从而进行逻辑关系判断。在自动加杆流程中，加杆装置动作与钻进动作必须采用互锁设置，只能其中之一动作。
96.电控制方法包括：当加杆装置动作时，首先是举升油缸动作，将钻杆举升至钻杆待抓工作点，此时接近开关传感器反馈信号至控制器，控制器发送伸缩油缸伸出指令，当伸出至最大行程，加杆控制四联负载敏感电比例多路阀压力升高，压力传感器反馈压力信号给控制器，控制器发送指令给手爪油缸动作抓紧钻杆，压力传感器反馈压力信号给控制器，控制器发送伸缩油缸缩回指令，压力传感器反馈压力信号给控制器，控制器发送摆动油缸动作指令，将钻杆送至动力头中心；上述动作完成，控制器才发出钻进动作信号，钻进动作开始，动力头一边回转一边前进与钻杆上扣，上扣完成后，手爪油缸松开钻杆，摆动油缸复位至水平初始位，才可开始正常钻进。
97.本实施例中，在摆动油缸初始位设置有机械臂定位传感器，当机械臂定位传感器检测到机械臂总成在水平初始位时，控制器才可发送钻进指令，否则严禁钻进，以防误操作引起的动力头与机械臂碰撞损坏，提高施工安全性。