一种模块化的可适应低矮环境的地下潜孔钻机的制作方法

本实用新型属于矿山机械技术领域，特别是涉及一种模块化的可适应低矮环境的地下潜孔钻机。

背景技术：

受限于地质环境、施工成本等因素，存在大量的低矮型狭窄井巷，对地下潜孔钻机的结构尺寸提出更高要求；鉴于复杂多变的施工工况，潜孔钻机的钻孔范围大为扩大；同时，由于孔径大小的变化，对钻机的模块化设计提出更高要求，即更换钻机某一模块即可实现不同孔径、不同扭矩的凿岩破孔，大为节约成本。

目前潜孔钻机在工作过程中粉尘泄露是一个影响施工的重要因素，所以潜孔钻机捕尘罩是除尘系统的重要部件。目前国内捕尘罩在实际工作中存在几个问题：寿命短、损坏严重，冲击破碎后的岩石颗粒，经高压气流以极高速度与力量从孔底吹出，并连续不断撞击捕尘罩，特别是开孔作业时为严重；严重的泄露问题，工作时存在震动等会影响捕尘罩贴合岩面，导致与岩面存在间隙，粉尘泄露出来；并且在密封结构上设计得不够严实，也会使粉尘从孔隙中泄露出来。

专利号201420119741.7公开的一种潜孔钻挡尘装置，，包括捕尘罩体，在所述的捕尘罩体的上端安装有包围住钻杆的挡尘板，导向套套装在钻杆上并插入到所述的挡尘板内，所述的导向套的上端设有直径大于所述的挡尘板的内径的凸肩，所述的导向套的外圆与所述的挡尘板的内孔接触配合，所述的导向套与所述的挡尘板能相对旋转运动和相对直线运动。此专利虽在一定程度上起到除尘作用，但是捕尘罩受到严重冲击时，会与岩面存在间隙，粉尘会泄露，同时会损坏捕尘罩。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种模块化的可适应低矮环境的地下潜孔钻机，本实用新型结构紧凑，可适应低矮巷道和狭小施工空间，各独立单元可以模块化自由组合，具有自主移动能力，捕尘效果高，稳固性强。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种模块化的可适应低矮环境的地下潜孔钻机，包括主机和底盘总成，所述底盘总成通过钻臂总成与所述主机相连接，所述底盘总成上安装有支腿组件，所述主机包括回转头总成、上顶撑油缸、推进器总成、卸杆器总成、捕尘罩总成、下顶撑机构和补偿油缸，所述推进器总成前面的上方安装有所述回转头总成，前面的下方安装有所述卸杆器总成，所述推进器总成侧面的下方安装有所述下顶撑机构，所述下顶撑机构与所述捕尘罩总成相连接，所述捕尘罩总成位于所述卸杆器总成的正下方，所述推进器总成侧面的上方安装有所述上顶撑油缸，所述补偿油缸两端分别与所述钻臂总成和推进器总成相连接。

进一步的，所述支腿组件包括四个支腿油缸，四个所述支腿油缸分别设置于所述底盘总成的四个脚上，位于所述底盘总成前方的两个所述支腿油缸可单独调节，位于所述底盘总成后方的两个所述支腿油缸同步调节。

进一步的，所述底盘总成包括底盘架、以及安装于所述底盘架上的油箱、电机泵组、阀控中心、电控箱和四个轮子，四个所述轮子均与行走马达相连接。

进一步的，所述底盘总成通过俯仰机构与所述钻臂总成相连接。

进一步的，所述推进器总成包括推进油缸、导轨和滑板组件，所述滑板组件与所述导轨滑动配合，所述推进油缸安装于所述滑板组件上，所述推进油缸与所述回转头总成相连接，所述推进油缸为二级油缸。

进一步的，所述卸杆器总成包括上卸杆器、下卸杆器和卸杆油缸，所述上卸杆器中心孔的两边设置有上卡块，所述上卡块与上卡杆油缸相连接，所述下卸杆器中心孔的两边设置有下卡块，所述下卡块与下卡杆油缸相连接，所述卸杆油缸的两端分别与所述上卸杆器和下卸杆器相铰接。

进一步的，所述钻臂总成上安装有回转马达，所述钻臂总成通过所述回转马达与所述主机相连接，所述回转马达带动所述主机360°旋转。

进一步的，所述捕尘罩总成包括壳体、压盖、安装板、橡胶圈和密封组件，所述密封组件包括若干密封圈，若干所述密封圈相叠合后安装于所述壳体与压盖之间，所述橡胶圈外套在所述壳体开口端的外表面且伸出所述壳体的开口端，所述壳体通过所述安装板与所述下顶撑机构相连接。

进一步的，所述密封组件包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈和第二密封圈上均开有豁口，所述第一密封圈与第二密封圈相叠合时所述第一密封圈上的豁口与第二密封圈上的豁口相错开。

进一步的，所述下顶撑机构包括地撑杆和弹簧，所述弹簧绕在所述地撑杆的外表面，所述地撑杆通过支座与所述推进器总成相连接，另一端插入所述安装板的安装孔内，所述弹簧两端分别顶在所述支座和安装板的端面。

本实用新型整机分解成若干独立单元，包括底盘总成、钻臂总成、回转头总成、上顶撑油缸、推进器总成、卸杆器总成、捕尘罩总成、下顶撑机构和补偿油缸，各独立单元可以模块化自由组合出各系列潜孔钻机，以便于通过更换局部结构即能满足多孔径多工况要求。且整机结构紧凑，行动轻便，可适应低矮巷道和狭小施工空间。

本实用新型的底盘总成采用模块化的底盘结构，通用配置，适应各种系列潜孔钻机。底盘总成通过钻臂总成与主机相连接，底盘总成实现了整机的自主移动能力，底盘总成所具有的四轮独立驱动以及快速拆卸结构，容易满足特殊运输和施工要求。且底盘总成上包括的油箱、电机泵组、阀控中心和电控箱，为整机的钻进提供了液压动力源。

本实用新型底盘总成上的支腿组件，其支腿组件包括四个支腿油缸，位于底盘总成前方的两个支腿油缸可单独调节，位于底盘总成后方的两个支腿油缸同步调节，前后四个支腿油缸配合使用，以调整整机的水平度，且通过调节前后支腿油缸的伸缩长度，以根据施工条件和要求调整整机的高度，同时在钻进时能兼顾整机的稳定性，维修时可以动作支腿油缸来方便操作。

本实用新型钻臂总成上装有回转马达，通过回转马达以调整主机的钻进方向，使主机可以实现360°范围内的环形钻进，钻孔能力强。底盘总成通过俯仰机构与钻臂总成相连接，通过俯仰机构主要负责主机平稳地立起和收回，同时也可以调整主机的钻进角度，满足打斜孔的要求。俯仰机构的俯仰油缸上装有平衡阀，保证收机和立机动作平稳。

本实用新型的回转头总成为钻头提供转动所需要的扭矩，它由两个低速大扭矩马达经一级齿轮减速箱减速后将扭矩传递给钻头。本实用新型的推进器总成主要包括推进油缸、导轨和滑板组件，滑板组件与推进油缸外缸筒固定连接，推进油缸带动滑板组件沿导轨运动，为钻机提供向下的钻进力，其中推进油缸是二级油缸，相比一级油缸，在满足同样的行程条件下，二级油缸在长度方向的尺寸大大小于一级油缸，有效提高了整机对低矮环境的适应性。

本实用新型的上顶撑油缸的主要功能是与下顶撑机构和补偿油缸配合，实现钻机在空间上的固定。当调整好钻孔的方向后，推动补偿油缸使推进器总成的导轨往下运动，直至下顶撑机构顶紧岩面，然后推动上顶撑油缸顶紧上方的岩面，实现钻架的固定，上顶撑油缸上装有液压锁，能够使钻架保持持久的固定。

本实用新型的捕尘罩总成主要用来防止钻孔过程中产生的粉尘污染巷道空气，打钻过程中始终保持捕尘罩总成贴紧岩面。其中补偿油缸在保持下顶撑机构始终顶紧下方岩面的同时，还保持捕尘罩总成始终贴紧下方岩面。

本实用新型捕尘罩总成的密封结构是通过密封组件来实现密封的。其密封组件优选地采用双层密封圈密封，两层密封圈相叠合密封，提供了双层保护，密封作用更强，效果更好。

本实用新型的下顶撑机构呈对称分布式，两下顶撑机构对称设置于推进器总成的两侧，结构牢靠且更加紧凑。下顶撑机构实现了捕尘罩总成的自动调节能力，其自动调节能力通过弹簧的伸缩来实现，其自动调节方式省去了人工调节费时费力，且调节效率更好更高。

本实用新型的下顶撑机构的地撑杆与安装板的安装孔相配合，弹簧顶在安装板安装孔和支座的端面，通过弹簧压住壳体。同时在补偿油缸的作用下橡胶圈紧密贴合岩面。通过弹簧来自动调节橡胶圈与岩面之间的间隙。弹簧提供壳体对岩面的预压力以及橡胶圈的足够变形量。当壳体端面与不平整的岩面接触时会存在间隙，需要橡胶圈进行第二次密封以隔离粉尘。当钻机存在振动等情况，壳体与橡胶圈会受到强大冲击压力，壳体会因振动而抬离岩面，相应地弹簧会受到压力收缩，弹簧的作用减小了橡胶圈和壳体受到的冲击压力，以保护壳体不受损坏，提高本实用新型捕尘罩总成的使用寿命。当壳体因振动而抬离岩面时，由于橡胶圈存在预压量，橡胶圈仍贴合岩面，具有密封效果，不会出现粉尘泄漏。

本实用新型的卸杆器总成主要实现机械化接卸钻杆，其卸钻杆时，下卸杆器上的下卡杆油缸推动下卡块夹紧下方的钻杆，然后上卸杆器上的上卡杆油缸推动上卡块夹紧上方的钻杆，卸杆油缸动作松掉钻杆丝扣，回转头总成快速反转把上下钻杆间的丝扣全部松掉，然后上卸杆器上的上卡杆油缸动作，夹紧上方钻杆的卡方位置，回转头总成继续反转松掉钻杆上端丝扣，然后松开上卸杆器移走钻杆。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的整机分解成若干独立单元，各独立单元可以模块化自由组合出各系列潜孔钻机，以便于通过更换局部结构即能满足多孔径多工况要求。且整机结构紧凑，行动轻便，可适应低矮巷道和狭小施工空间。

2、底盘总成采用模块化的底盘结构，通用配置，适应各种系列潜孔钻机。底盘总成通过钻臂总成与主机相连接，底盘总成实现了整机的自主移动能力，底盘总成所具有的四轮独立驱动以及快速拆卸结构，容易满足特殊运输和施工要求。

3、底盘总成上的支腿组件，实现了整机水平度的调整，且通过调节前后支腿油缸的伸缩长度，以根据施工条件和要求调整整机的高度，同时在钻进时能兼顾整机的稳定性，维修时可以动作支腿油缸来方便操作。

4、钻臂总成实现了主机360°范围内的环形钻进，钻孔能力强。通过俯仰机构主要负责主机平稳地立起和收回，同时也可以调整主机的钻进角度，满足打斜孔的要求。俯仰机构的俯仰油缸上装有平衡阀，保证收机和立机动作平稳。

5、推进油缸为二级油缸，相比一级油缸，在满足同样的行程条件下，二级油缸在长度方向的尺寸大大小于一级油缸，有效提高了整机对低矮环境的适应性。

6、上顶撑油缸与下顶撑机构和补偿油缸配合，实现钻机在空间上的固定。当调整好钻孔的方向后，推动补偿油缸使推进器总成的导轨往下运动，直至下顶撑机构顶紧岩面，然后推动上顶撑油缸顶紧上方的岩面，实现钻架的固定，上顶撑油缸上装有液压锁，能够使钻架保持持久的固定。其中补偿油缸在保持下顶撑机构始终顶紧下方岩面的同时，还保持捕尘罩总成始终贴紧下方岩面。

6、捕尘罩总成通过密封组件实现密封，密封效果好，通过下顶撑机构实现橡胶圈相对于岩面间隙的自动调节，保证橡胶圈始终贴合岩面，有效防止粉尘泄漏，且结构紧凑，使用寿命长，装拆方便，调节方便。

7、通过卸杆器总成实现了机械化接卸钻杆，操作者无需进入钻机内部空间操作，提高了安全性，降低了人工劳动强度，降低了对操作者的操作要求，方便、高效，大大缩短了接卸钻杆的辅助时间，提高了整机的自动化水平。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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本实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型实施例的三维图。

图2为本实用新型实施例中卸杆器总成的三维图。

图3为本实用新型实施例中捕尘罩总成与下顶撑机构的安装示意图。

上述附图标记：

1回转头总成，2上顶撑油缸，3推进器总成，4钻杆，5卸杆器总成，6捕尘罩总成，7下顶撑机构，8钻臂总成，9支腿组件，10底盘总成，11补偿油缸

5-1上卡块，5-2上卸杆器，5-3上卡杆油缸，5-4下卸杆器，5-5卸杆油缸

6-1压盖，6-2第一密封圈，6-3第二密封圈，6-4壳体，6-5橡胶圈，6-6安装板

7-1弹簧，7-2地撑杆。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型进一步说明，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例

如图1所示，本实用新型提供的一种模块化的可适应低矮环境的地下潜孔钻机，包括主机和底盘总成10，所述底盘总成10通过钻臂总成8与所述主机相连接，所述底盘总成10上安装有支腿组件9，所述主机包括回转头总成1、上顶撑油缸2、推进器总成3、卸杆器总成5、捕尘罩总成6、下顶撑机构7和补偿油缸11，所述推进器总成3前面的上方安装有所述回转头总成1，前面的下方安装有所述卸杆器总成5，所述推进器总成3侧面的下方安装有所述下顶撑机构7，所述下顶撑机构7与所述捕尘罩总成6相连接，所述捕尘罩总成6位于所述卸杆器总成5的正下方，所述推进器总成3侧面的上方安装有所述上顶撑油缸2，所述补偿油缸11两端分别与所述钻臂总成8和推进器总成3相连接。

本实用新型整机分解成若干独立单元，包括底盘总成10、钻臂总成8、回转头总成1、上顶撑油缸2、推进器总成3、卸杆器总成5、捕尘罩总成6、下顶撑机构7和补偿油缸11，各独立单元可以模块化自由组合出各系列潜孔钻机，以便于通过更换局部结构即能满足多孔径多工况要求。且整机结构紧凑，行动轻便，可适应低矮巷道和狭小施工空间。

本实用新型的所述支腿组件9包括四个支腿油缸，四个所述支腿油缸分别设置于所述底盘总成10的四个脚上，位于所述底盘总成10前方的两个所述支腿油缸可单独调节，位于所述底盘总成10后方的两个所述支腿油缸同步调节。前后四个支腿油缸配合使用，以调整整机的水平度，且通过调节前后支腿油缸的伸缩长度，以根据施工条件和要求调整整机的高度，同时在钻进时能兼顾整机的稳定性，维修时可以动作支腿油缸来方便操作。

本实用新型的所述底盘总成10包括底盘架、以及安装于所述底盘架上的油箱、电机泵组、阀控中心、电控箱和四个轮子，四个所述轮子均与行走马达相连接。本实用新型的底盘总成10采用模块化的底盘结构，通用配置，适应各种系列潜孔钻机。底盘总成10通过钻臂总成8与主机相连接，底盘总成10实现了整机的自主移动能力，底盘总成10所具有的四轮独立驱动以及快速拆卸结构，容易满足特殊运输和施工要求。且底盘总成10上包括的油箱、电机泵组、阀控中心和电控箱，为整机的钻进提供了液压动力源。

本实用新型的所述钻臂总成8上安装有回转马达，所述钻臂总成8通过所述回转马达与所述主机相连接，所述回转马达带动所述主机360°旋转。通过回转马达以调整主机的钻进方向，使主机可以实现360°范围内的环形钻进，钻孔能力强。

本实用新型的所述底盘总成10通过俯仰机构与所述钻臂总成8相连接。通过俯仰机构主要负责主机平稳地立起和收回，同时也可以调整主机的钻进角度，满足打斜孔的要求。俯仰机构的俯仰油缸上装有平衡阀，保证收机和立机动作平稳。

本实用新型的回转头总成1为钻头提供转动所需要的扭矩，它由两个低速大扭矩马达经一级齿轮减速箱减速后将扭矩传递给钻头。

本实用新型的推进器总成3主要包括推进油缸、导轨和滑板组件，所述滑板组件与所述导轨滑动配合，所述推进油缸安装于所述滑板组件上，所述推进油缸与所述回转头总成1相连接。滑板组件与推进油缸外缸筒固定连接，推进油缸带动滑板组件沿导轨运动，为钻机提供向下的钻进力，其中推进油缸是二级油缸，相比一级油缸，在满足同样的行程条件下，二级油缸在长度方向的尺寸大大小于一级油缸，有效提高了整机对低矮环境的适应性。

本实用新型的上顶撑油缸2的主要功能是与下顶撑机构7和补偿油缸11配合，实现钻机在空间上的固定。当调整好钻孔的方向后，推动补偿油缸11使推进器总成3的导轨往下运动，直至下顶撑机构7顶紧岩面，然后推动上顶撑油缸2顶紧上方的岩面，实现钻架的固定，上顶撑油缸2上装有液压锁，能够使钻架保持持久的固定。

如图2所示，所述卸杆器总成5包括上卸杆器5-2、下卸杆器5-4和卸杆油缸5-5，所述上卸杆器5-2中心孔的两边设置有上卡块5-1，所述上卡块5-1与上卡杆油缸5-3相连接，所述下卸杆器5-4中心孔的两边设置有下卡块，所述下卡块与下卡杆油缸相连接，所述卸杆油缸5-5的两端分别与所述上卸杆器5-2和下卸杆器5-4相铰接。

本实用新型的卸杆器总成5主要实现机械化接卸钻杆，其卸钻杆时，下卸杆器5-4上的下卡杆油缸推动下卡块夹紧下方的钻杆，然后上卸杆器5-2上的上卡杆油缸5-3推动上卡块5-1夹紧上方的钻杆，卸杆油缸5-5动作松掉钻杆4丝扣，回转头总成1快速反转把上下钻杆间的丝扣全部松掉，然后上卸杆器5-2上的上卡杆油缸5-3动作，夹紧上方钻杆的卡方位置，回转头总成1继续反转松掉钻杆4上端丝扣，然后松开上卸杆器5-2移走钻杆。

如图3所示，所述捕尘罩总成6包括壳体6-4、压盖6-1、安装板6-6、橡胶圈6-5和密封组件，所述密封组件包括若干密封圈，若干所述密封圈相叠合后安装于所述壳体6-4与压盖6-1之间，所述橡胶圈6-5外套在所述壳体6-4开口端的外表面且伸出所述壳体6-4的开口端，所述壳体6-4通过所述安装板6-6与所述下顶撑机构7相连接。

本实用新型的所述密封组件包括第一密封圈6-2和第二密封圈6-3，所述第一密封圈6-2和第二密封圈6-3上均开有豁口，所述第一密封圈6-2与第二密封圈6-3相叠合时所述第一密封圈6-2上的豁口与第二密封圈6-3上的豁口相错开。第一密封圈6-2与第二密封圈6-3与钻杆4相配合，有效防止粉尘泄漏问题，提高捕尘效率。同时第一密封圈6-2和第二密封圈6-3上设置豁口，钻杆4容易进出。另外第一密封圈6-2和第二密封圈6-3上的豁口相错开设置，保证密封的可靠性，密封效果好。优选地，第一密封圈6-2和第二密封圈6-3上的豁口为沿第一密封圈6-2和第二密封圈6-3的内孔圆周均布设置。

本实用新型的所述下顶撑机构7包括地撑杆7-2和弹簧7-1，所述弹簧7-1绕在所述地撑杆7-2的外表面，所述地撑杆7-2通过支座与所述推进器总成3相连接，另一端插入所述安装板6-6的安装孔内，所述弹簧7-1两端分别顶在所述支座和安装板6-6的端面。

本实用新型的捕尘罩总成6主要用来防止钻孔过程中产生的粉尘污染巷道空气，打钻过程中始终保持捕尘罩总成6贴紧岩面。其中补偿油缸11在保持下顶撑机构7始终顶紧下方岩面的同时，还保持捕尘罩总成6始终贴紧下方岩面。

本实用新型捕尘罩总成6的密封结构是通过密封组件来实现密封的。其密封组件优选地采用双层密封圈密封，两层密封圈相叠合密封，提供了双层保护，密封作用更强，效果更好。

本实用新型的下顶撑机构7呈对称分布式，两下顶撑机构7对称设置于推进器总成3的两侧，结构牢靠且更加紧凑。下顶撑机构7实现了捕尘罩总成6的自动调节能力，其自动调节能力通过弹簧7-1的伸缩来实现，其自动调节方式省去了人工调节费时费力，且调节效率更好更高。

本实用新型的下顶撑机构7的地撑杆7-2与安装板6-6的安装孔相配合，弹簧7-1顶在安装板6-6安装孔和支座的端面，通过弹簧7-1压住壳体6-4。同时在补偿油缸11的作用下橡胶圈6-5紧密贴合岩面。通过弹簧7-1来自动调节橡胶圈6-5与岩面之间的间隙。弹簧7-1提供壳体6-4对岩面的预压力以及橡胶圈6-5的足够变形量。当壳体6-4端面与不平整的岩面接触时会存在间隙，需要橡胶圈6-5进行第二次密封以隔离粉尘。当钻机存在振动等情况，壳体6-4与橡胶圈6-5会受到强大冲击压力，壳体6-4会因振动而抬离岩面，相应地弹簧7-1会受到压力收缩，弹簧7-1的作用减小了橡胶圈6-5和壳体6-4受到的冲击压力，以保护壳体6-4不受损坏，提高本实用新型捕尘罩总成6的使用寿命。当壳体6-4因振动而抬离岩面时，由于橡胶圈6-5存在预压量，橡胶圈6-5仍贴合岩面，具有密封效果，不会出现粉尘泄漏。

本实用新型的所述地撑杆7-2通过铜套安装于所述安装板6-6的安装孔处。铜套减少地撑杆7-2与安装板6-6安装孔配合后的相对摩擦。优选地，铜套设置在安装板6-6安装孔的两端，有效保证地撑杆7-2与安装板6-6安装孔的配合精度。

本实用新型的捕尘罩总成6不是壳体6-4直接与岩面刚性接触，而是橡胶圈6-5与岩面的软接触，从而摆脱了现有技术中壳体6-4与岩面直接刚性接触，造成的壳体6-4易冲击受损，而本实用新型橡胶圈6-5在弹簧7-1的作用下直接压在岩面上，不易受损，且贴合效果好。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。