一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械机构，特别是涉及一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎。
【背景技术】
[0002]根据煤炭行业发展“十二五”规划，到2015年，我国大型煤矿采掘机械化程度将达到95%以上，中型煤矿自动化程度也有大幅度提升。在我国统配煤矿和新井建设中，每年有大量的岩石巷道开拓与掘进工作，掘进装备的自动化程度已成为制约煤矿提高生产能力的主要因素。
[0003]目前，国内外市场上的钻车的凿岩机顶紧装置多为单爪顶钎，由于车身尺寸大，打孔断面凹凸不平，机械臂刚度不够，顶钎受力较大等原因，钻车钻臂凿岩机普遍存在钻杆定位困难甚至无法定位、操作不便，效率低下的问题，使岩石巷道打孔作业的生产效率受到很大的制约。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题是提供一种使得钻车钻臂凿岩机操作简便，稳定可靠且定位精度高的万向三爪顶钎。
[0005]为实现高效、稳定、可靠的钻车钻臂凿岩机末端的顶紧和定位，本发明提供了一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎，由基座1，固定器2，定位器3组成，其中基座I安装在钻车钻臂凿岩机末端的机械臂上，其中心部位为空心，可供凿岩机的钻头伸过，基座I上倒扣一个半圆形的定位器3，定位器3依靠固定器2固定在基座I上。钻车钻头从万向三爪顶钎的球心通过，这样就实现了三爪顶钎对钻头的包容。
[0006]基座I由固定座1-1，支撑半球1-2，基座螺纹孔1-3，基座容钻孔1_4组成。其中，固定座1-1主要用来实现钻车钻臂凿岩机顶紧专用万向三爪顶钎与钻车机械臂连接，固定座1-1安装在钻车钻臂的末端，其上部有一个半球形的支撑半球1-2，支撑半球的球心处有一个贯穿固定座1-1和支撑半球1-2的圆柱形的基座容钻孔1-4，基座容钻孔1-4主要用来实现基座I对钻车钻头的包容，可使钻头在其中心自由通过，进而实现三爪顶钎对钻车钻头的包容，以增强整体的稳定性。在支撑半球1-2的周围均匀布置几个基座螺纹孔1-3，基座螺纹孔1-3用来实现固定器2在基座I上的安装。
[0007]固定器2是由固定器基座2-1，固定架2-2，固定器光孔2_3组成。其中，固定器基座2-1上固有固定架2-2，固定架2-2是一段空心半球体，半球体的内径与定位球3-1的外径相同，其球心与支撑半球1-2的球心重合，固定架2-2可将定位器3固定在基座I上并确保其在基座I上自由的转动。固定架2-2的周围均匀布置和基座螺纹孔1-3个数相同的固定器光孔2-3，用以实现固定器2与基座I之间的固定。
[0008]定位器3是由定位球3-1，定位爪3-2，定位器容钻孔3_3组成。其中定位球3_1是一个空心半球，其球面内径与支撑半球1-2的外径相同，外径与固定架2-2的内径相同，这样定位球3-1可扣在支撑半球1-2上且由固定器2将其固定在基座I上。由于定位球3-1是一个空心的半球，故定位器3可相对于基座自由的转动，且转动的角度可通过定位球3-1的半球的大小来确定。同样，在定位球3-1的末端也有一个圆柱形的定位器容钻孔3-3，其孔的直径略大于基座容钻孔1-4，用来实现对钻头的包容且在定位器3自由转动时防止定位器3与钻头发生干涉。在定位球3-1上有三个均布的定位爪3-2，定位爪3-2可在凿岩机工作时顶紧钻孔作业的工作面，进而保证钻杆的压紧与定位。
[0009]本发明的效果是:(I)有效的解决了当前钻车钻臂凿岩机由于顶紧力量不够而打孔困难，操作不便，定位精度低下等问题；(2)使用了三爪顶钎，且基座为实心半圆球，提高了整体的强度，可实现承受较大的顶紧力；(3)三爪将钻头包容在内，有效地消除了凿岩机在运行时的产生的偏心力，提高了机械臂整体的刚度。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎的总体装配图；
[0011]图2是本发明的一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎基座主视图；
[0012]图3是本发明的一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎基座右视图；
[0013]图4是本发明的一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎固定器的主视图；
[0014]图5是本发明的一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎固定器的右视图；
[0015]图6是本发明的一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎定位器的主视图；
[0016]图7是本发明的一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎定位器的右视图；
[0017]图8是本发明的一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎定位器的左视图；
[0018]图9是本发明的一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎总装示意图。
具体实施例
[0019]结合附图对本发明的【具体实施方式】进行说明。
[0020]—种钻车钻臂凿岩机顶紧专用万向三爪顶钎，由基座1，固定器2，定位器3组成，其中基座I安装在钻车钻臂凿岩机末端的机械臂上，其中心部位为空心，可供凿岩机的钻头伸过，基座I上倒扣一个半圆形的定位器3，定位器3依靠固定器2固定在基座I上。钻车钻头从万向三爪顶钎的球心通过，这样就实现了三爪顶钎对钻头的包容。
[0021]基座I由固定座1-1，支撑半球1-2，基座螺纹孔1-3，基座容钻孔1-4组成。其中，固定座1-1主要用来实现钻车钻臂凿岩机顶紧专用万向三爪顶钎与钻车机械臂连接，固定座1-1安装在钻车钻臂的末端，其上部有一个半球形的支撑半球1-2，支撑半球的球心处有一个贯穿固定座1-1和支撑半球1-2的圆柱形的基座容钻孔1-4，基座容钻孔1-4主要用来实现基座I对钻车钻头的包容，可使钻头在其中心自由通过，进而实现三爪顶钎对钻车钻头的包容，以增强整体的稳定性。在支撑半球1-2的周围均匀布置几个基座螺纹孔1-3，基座螺纹孔1-3用来实现固定器2在基座I上的安装。
[0022]固定器2是由固定器基座2-1，固定架2-2，固定器光孔2_3组成。其中，固定器基座2-1上固有固定架2-2，固定架2-2是一段空心半球体，半球体的内径与定位球3-1的外径相同，其球心与支撑半球1-2的球心重合，固定架2-2可将定位器3固定在基座I上并确保其在基座I上自由的转动。固定架2-2的周围均匀布置和基座螺纹孔1-3个数相同的固定器光孔2-3，用以实现固定器2与基座I之间的固定。
[0023]定位器3是由定位球3-1，定位爪3-2，定位器容钻孔3-3组成。其中定位球3_I是一个空心半球，其球面内径与支撑半球1-2的外径相同，外径与固定架2-2的内径相同，这样定位球3-1可扣在支撑半球1-2上且由固定器2将其固定在基座I上。由于定位球3-1是一个空心的半球，故定位器3可相对于基座自由的转动，且转动的角度可通过定位球3-1的半球的大小来确定。同样，在定位球3-1的末端也有一个圆柱形的定位器容钻孔3-3，其孔的直径略大于基座容钻孔1-4，用来实现对钻头的包容且在定位器3自由转动时防止定位器3与钻头发生干涉。在定位球3-1上有三个均布的定位爪3-2，定位爪3-2可在凿岩机工作时顶紧钻孔作业的工作面，进而保证钻杆的压紧与定位。
[0024]工作中，首先将万向三爪顶钎安装在钻车钻臂凿岩机的钻臂末端，并将钻头置在容钻孔1-4中如附图9。将钻臂运行到指定的地点，并逐步顶紧断面。此时三爪顶钎的定位爪3-2开始于断面接触。由于断面的形状凹凸不平，因此可能会先有一个定位爪3-2首先接触断面，钻臂继续向前顶紧。随着钻臂的顶紧，定位球3-1会产生一个相对于基座I的转动，这样在前一个定位爪3-2顶紧断面的状态下第二个定位爪3-2继续向前运动直至顶紧断面，随后在钻臂压力的作用下定位球3-1继续旋转，直至第三个定位爪3-2顶紧断面，这样就实现了三个定位爪3-2将钻头包围并顶紧断面的工作。
[0025]万向三爪顶钎的定位爪3-2的前端初始时处于一个平面，当断面为平面时，三个定位爪3-2会同时与断面接触顶紧，当断面为凹凸不平时，万向三爪顶钎会如上述所示逐步顶紧断面。当断面的突峰与凹谷相差角大时，万向三爪顶钎为确保定位的精度而自动舍弃会产生较大偏转的定位爪3-2而采用两爪顶钎定位，当然也可进行人工调整，将万向三爪顶钎绕钻头旋转，选择合适的定位位置以提高整体的定位精度。
【主权项】
1.一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎，由基座(1)，固定器(2)，定位器(3)组成，其中基座(I)安装在钻车钻臂凿岩机末端的机械臂上，其中心部位为空心，可供凿岩机的钻头伸过，基座I上倒扣一个半圆形的定位器(3)，定位器(3)依靠固定器(2)固定在基座(I)上，其特征在于:基座(I)由固定座(1-1)，支撑半球(1-2)，基座螺纹孔(1-3)，基座容钻孔(1-4)组成，其中，固定座(1-1)用来实现钻车钻臂凿岩机顶紧专用万向三爪顶钎与钻车机械臂连接，固定座(1-1)安装在钻车钻臂的末端，其上部有一个半球形的支撑半球(1-2)，支撑半球的球心处有一个贯穿固定座(1-1)和支撑半球(1-2)的圆柱形的基座容钻孔(1-4)，基座容钻孔(1-4)主要用来实现基座(I)对钻车钻头的包容，可使钻头在其中心自由通过，进而实现三爪顶钎对钻车钻头的包容，以增强整体的稳定性，在支撑半球(1-2)的周围均匀布置几个基座螺纹孔(1-3)，基座螺纹孔(1-3)用来实现固定器(2)在基座(I)上的安装；固定器(2)是由固定器基座(2-1)，固定架(2-2)，固定器光孔(2-3)组成，其中，固定器基座(2-1)上固有固定架(2-2)，固定架(2-2)是一段空心半球体，半球体的内径与定位球(3-1)的外径相同，其球心与支撑半球(1-2)的球心重合，固定架(2-2)可将定位器(3)固定在基座(I)上并确保其在基座(I)上自由的转动，固定架(2-2)的周围均匀布置和基座螺纹孔(1-3)个数相同的固定器光孔(2-3)，用以实现固定器(2)与基座(I)之间的固定；定位器(3)是由定位球(3-1)，定位爪(3-2)，定位器容钻孔(3-3)组成，其中定位球(3-1)是一个空心半球，其球面内径与支撑半球(1-2)的外径相同，外径与固定架(2-2)的内径相同，这样定位球(3-1)可扣在支撑半球(1-2 )上且由固定器(2 )将其固定在基座(I)上，在定位球(3-1)的末端有一个圆柱形的定位器容钻孔(3-3)，其孔的直径略大于基座容钻孔(1-4)，用来实现对钻头的包容且在定位器(3)自由转动时防止定位器(3)与钻头发生干涉，在定位球(3-1)上有三个均布的定位爪(3-2)，定位爪(3-2)可在凿岩机工作时顶紧钻孔作业的工作面，进而保证钻杆的压紧与定位。
【专利摘要】一种用于顶紧装置的万向三爪顶钎，由基座（1），固定器（2），定位器（3）组成，其中基座（1）安装在钻车钻臂凿岩机末端的机械臂上，其中心部位为空心，可供凿岩机的钻头伸过，基座1上倒扣一个半圆形的定位器（3），定位器（3）依靠固定器（2）固定在基座（1）上。有效的解决了当前钻车钻臂凿岩机由于顶紧力量不够而打孔困难，操作不便，定位精度低下等问题，使用了三爪顶钎，且基座为实心半圆球，提高了整体的强度，可实现承受较大的顶紧力，三爪将钻头包容在内，有效地消除了凿岩机在运行时的产生的偏心力，提高了机械臂整体的刚度。
【IPC分类】E21B1/00
【公开号】CN204899767
【申请号】CN201520697899
【发明人】张付祥, 蔡立强
【申请人】河北科技大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月10日