一种用于自动控制钻机的加杆装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了煤矿坑道钻机的自动控制加杆装置，包括钻杆箱、顶杆机构、钻杆推送机构。其中钻杆箱与底板固定连接；顶杆机构与底板铰接；钻杆推送机构与底板固定连接。本发明顶杆装置采用液压缸控制平行四边形机构，可保持两支撑杆始终同步，钻杆推送机构采用齿轮齿条机构，将马达转动转换为推臂平动，此结构不仅可以简化加杆装置结构，而且通过控制马达转角可实现自动加减钻杆。此加杆装置可以配合钻机实现自动加减钻杆，结构简单，体积小，重量轻，且操作简单，实用性强。
【专利说明】—种用于自动控制钻机的加杆装置
【技术领域】
[0001]本发明属于煤矿坑道钻机自动控制装卸钻杆领域，具体涉及一种应用于煤矿坑道钻机的自动控制加杆装置。
【背景技术】
[0002]目前，煤矿用全液压坑道钻机钻进过程中起下钻杆作业，主要依靠人工或机械半自动化完成，而且由于钻机在煤矿坑道钻进过程中受作业空间的限制，钻杆定尺长度较短，要完成额定孔深的钻孔，需要频繁的起下钻具，这使得工人劳动强度非常大，工作效率低。同时由于煤矿用全液压坑道钻机工作环境的限制，特别是在无保护开采条件下突出煤层钻孔时无法保证施工人员的安全。因此，设计出一种效率高、安全性好的自动换杆系统就显得尤为重要。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种应用于煤矿坑道钻机的自动控制加杆装置，以完成煤矿用全液压坑道钻机自动控制加减钻杆。从而降低工人劳动强度，提高钻进效率和安全性。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0005]一种应用煤矿坑道钻机的自动控制加杆装置，包括:钻杆箱、顶杆机构、钻杆推送机构，在所述底板上前后并排固定两个支腿，底长梁固定于支腿，间隔挡板固定于底长梁；所述顶杆油缸与底板铰接，支撑杆与拉杆铰接，顶杆油缸活塞与拉杆铰接；推杆支撑固定安装于底板，转动轴与推杆支撑通过轴承铰接，转动轴上固定安装有齿轮，推杆马达固定安装于推杆支撑，推杆马达输出轴与转动轴通过花键连接，前后推臂通过压板扣压于推杆支撑，前后推臂与推杆支撑架组成滑动副，齿条固定安装于前后推臂并与齿轮啮合，角位移传感器固定安装于推杆支撑架，角位移传感器输入端与传动轴连接，钻杆夹手铰接于前后推臂，张紧弹簧固定连接于钻杆夹手与前后推臂之间。
[0006]钻杆箱中装有数列钻杆，钻杆可在相应钻杆列上下移动。前后推臂限制钻杆最低位置不脱离钻杆箱。
[0007]加装钻杆时，钻杆推送马达在计算机控制下转过一定角度，前后推臂自动移动一定位移，使得某列钻杆中最下端一根钻杆刚好落入钻杆夹手，钻杆夹手在张紧弹簧作用夹紧钻杆，计算机自动控制钻杆推送马达转动一定角度，前后推臂将钻杆推移至钻机回转中心，夹持器夹紧钻杆，前后推臂后退一定距离从而松开钻杆，完成一次夹送钻杆作业。
[0008]卸钻杆时，钻杆推送马达在计算机控制下转过一定角度，前后推臂自动移动一定位移，将钻杆夹手推送至回转中心，钻杆夹手在张紧弹簧作用下夹紧钻杆，计算机自动控制钻杆推送马达转动一定角度，前后推臂将钻杆移至钻杆箱相应钻杆列，顶杆油缸活塞杆伸出，推动支撑杆顶起钻杆，钻杆推回至钻杆箱，钻杆推送马达在计算机控制下转过一定角度，前后推臂自动移动一定位移，完成一次卸钻杆作业。 有益效果
[0009]与现有人工或半机械时钻机加杆相比，本发明采用自动控制钻机加杆装置，结构简单，成本底。由于不需要人工在孔口操作，从而降低了工人劳动强度，提高了钻进施工效率和安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1 一种用于自动控制钻机的加杆装置主视图。
[0011]图2 —种用于自动控制钻机的加杆装置俯视图。
[0012]图3 —种用于自动控制钻机的加杆装置1-1局部视图。
[0013]图4 一种用于自动控制钻机的加杆装置I1-1I局部视图。
[0014]图5 —种用于自动控制钻机的加杆装置左视图。
[0015]图6 —种用于自动控制钻机的加杆装置钻杆箱结构图。
[0016]图7 —种用于自动控制钻机的加杆装置顶杆机构结构图。
[0017]图8 一种用于自动控制钻机的加杆装置前后推臂结构图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本发明的优选实例进行说明，应当理解，此处所述的优选实例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]如图1所示，包括钻杆箱、顶杆机构、钻杆推送机构；
[0020]如图6所示，预先在钻杆箱中相应位置放置数列钻杆，钻杆可在相应钻杆列上下移动。
[0021]本发明加装钻杆时，钻杆推送马达18在计算机控制下转过一定角度，前后推臂19、20在齿轮16、17与齿条25、26作用下推送一定位移，使得某列钻杆中最下端一根钻杆刚好落入钻杆夹手28、29，钻杆夹手28、29在张紧弹簧30、31作用下夹紧钻杆，计算机自动控制钻杆推送马达18转动一定角度,前后推臂19、20将钻杆移至钻机卡夹机构,卡夹机构夹紧钻杆，前后推臂19、20后退一定距离从而松开钻杆，完成一次夹送钻杆作业。
[0022]本发明卸钻杆时，钻杆推送马达18在计算机控制下转过一定角度，前后推臂19、20自动移动一定位移，将钻杆夹手28、29推送至钻杆，钻杆夹手28、29在张紧弹簧30、31作用下夹紧钻杆。计算机自动控制钻杆推送马达18转动一定角度，前后推臂19、20将钻杆移至钻杆箱相应钻杆列，顶杆油缸7活塞杆伸出，推动支撑杆8、9顶起钻杆，钻杆推回至钻杆箱相应钻杆列。钻杆推送马达18在计算机控制下转过一定角度，前后推臂19、20自动移动一定位移，前后推臂19、20保证每列钻杆最低位置不脱离钻杆箱，顶杆油缸7活塞杆收回，拉动支撑杆8、9落下，完成一次卸钻杆作业。
最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种煤矿坑道钻机的自动控制加杆装置，其特征在于:在所述底板(I)上前后并排固定两个支腿(2)和(3),底长梁(4)固定于支腿(2)和(3),间隔挡板(5)和(6)固定于底长梁(4);所述顶杆油缸(7)与底板(I)铰接，支撑杆(8)和(9)与拉杆(10)铰接，顶杆油缸(7)活塞(7a)与拉杆(10)铰接；推杆支撑(11) (12)、(13)和(14)固定安装于底板(1)，转动轴(15 )与推杆支撑(11)、( 12 )、( 13 )和(14 )通过轴承铰接，转动轴(15 )上固定安装有齿轮(16)和(17)，推杆马达(18)固定安装于推杆支撑(13)，推杆马达输出轴(18A)与转动轴(15)通过花键连接，前后推臂(19)和(20)通过压板(21)、(22)、(23)和(24)扣压于推杆支撑(11) (12)、(13)和(14)，前后推臂(19)和(20)与推杆支撑架(11) (12)、( 13)和(14)组成滑动副，齿条(25)和(26)固定安装于前后推臂(19)和(20)并与齿轮(16)和(17)啮合，角位移传感器(27)固定安装于推杆支撑架(11),角位移传感器(27)输入端(27A)与传动轴(15)连接，钻杆夹手(28)和(29)铰接于前后推臂(19)和(20)，张紧弹簧(30)和(31)固定连接于钻杆夹手(28 )和(29 )与前后推臂(19 )和(20 )之间。
2.根据权利要求1所述自动控制加杆装置，其特征在于:所述顶杆油缸(7)与底板(I)铰接，支撑杆(8)和(9)与拉杆(10)铰接，组成一个平行四边形结构，保证单顶杆油缸与可控制支撑杆(8) (9)始终在同一水平，保证钻杆始终平动。
3.根据权利要求1所述自动控制加杆装置，其特征在于:所述前后推臂(19)和(20)动作采用齿轮齿条结构，将推杆马达(18)转动转换为前后推臂(19)和(20)平动，结构简单，节省安装空间。
4.根据权利要求1所述自动控制加杆装置，其特征在于:角位移传感器(27)与传动轴(15)连接，通过控制传动轴(15)转角实现前后推臂(19)和(20)位移控制，传感器安装空间小，结构简单，便于实现自动控制。
5.根据权利要求1所述自动控制加杆装置，其特征在于:钻杆夹手(28)和(29)铰接于前后推臂(19)和(20)，张紧弹簧(30)和(31)固定连接于钻杆夹手(28)和(29)与前后推臂(19)和(20)之间，钻杆夹持机构简单，操作方便。
【文档编号】E21B44/02GK103437753SQ201310416131
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】刘庆修, 张建明, 凡东, 田宏亮, 王龙鹏, 翁寅生, 刘祺, 王贺剑, 赵良, 鲁飞飞 申请人:中煤科工集团西安研究院有限公司