本实用新型为一种中厚煤层高位打孔自动升降钻机，煤矿钻探机械装备领域。
背景技术：
目前，煤矿井下中厚煤层的高位打孔施工一般采用临时支架与手拉葫芦等辅助装置提升钻机打孔高度，但该支撑方法无法灵活调节打孔的俯仰角，增大了钻机施工状态的不稳定性，导致施工中极易发生卡钻等事故。
现有煤矿履带钻机的底盘与机身一般采用固定连接方式，只能通过调节两侧履带行走机构差速来调节打孔的水平方位角，操作极其不便，且定位精度差，工艺适应性差，并导致施工效率低。
现有申请号200920103136.X的专利公开了一种升降式煤矿坑道瓦斯钻机，该机由主机、履带车体、升降台、泵站系统和操纵台五大部分组成,车体平台固接在履带底盘的横梁上,升降台由上平台、下平台和连接在两平台之间设置液压液压缸和连杆机构组成,升降台的下平台安装在履带车体上。该专利的技术主要存在以下不足：（1）钻机的升降机构同时采用双液压缸与四连杆的机构形式，在升降功能上二者产生冗余；（2）主机部分采用液压缸支撑，而液压缸无法承受打孔施工时的剧烈震动，极易引起液压缸损坏；（3）由于履带车体上并没有回转机构，因此，该钻机无法灵活调节打孔的水平方位角。
技术实现要素：
本实用新型要解决的问题是针对以上不足，提供一种中厚煤层高位打孔自动升降钻机，解决了现有钻机无法有效进行中厚煤层高位打孔且打孔角度调节不灵活的问题，可自动升降与打孔俯仰角调节，可水平转角调节，打孔准确度、高位打孔效率与安全性得到提高。
为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种中厚煤层高位打孔自动升降钻机，包括升降单元、回转单元和打孔单元，所述升降单元包括前液压缸和后液压缸，前液压缸和后液压缸的缸体固定于回转单元上，前液压缸和后液压缸的活塞杆连接打孔单元。
进一步的，所述前液压缸和后液压缸皆为两级伸缩式液压缸，前液压缸的活塞杆和后液压缸的活塞杆的行程可分别进行控制，以此调节打孔单元的打孔俯仰角。
进一步的，所述升降单元还包括支撑定位杆，支撑定位杆与打孔单元、回转单元连接，支撑定位杆向上支撑到巷道顶板，向下支撑到巷道地面。
进一步的，所述回转单元包括回转单元平台、回转单元液压缸、轴承和扩口盘，回转单元液压缸的活塞杆与扩口盘相连，回转单元液压缸的端盖与轴承连接，轴承的轴承座固定于回转单元平台 的下表面。
进一步的，所述打孔单元包括导轨，导轨的前半部的底部设有滑槽，前液压缸的活塞杆与滑槽滑动连接，后液压缸的活塞杆与导轨相连。
进一步的，所述打孔单元包括液压回转马达、减速器、给进液压缸、卡盘，液压回转马达、减速器及卡盘组成钻机动力头，给进液压缸的活塞杆与动力头相连，给进液压缸安装在导轨上，动力头可在导轨上移动。
进一步的，所述液压回转马达的输出轴与减速器相连，卡盘夹紧有钻杆，减速器输出动力给卡盘，卡盘的前端设有夹持器，钻杆通过夹持器进行钻孔施工。
进一步的，所述钻机还包括动力单元，动力单元包括动力控制系统，动力控制系统包括液压控制回路，液压控制回路包括油箱，油箱连接有变量泵，油箱与变量泵之间设有截止阀，变量泵连接有油泵电动机和过滤器，变量泵与过滤器之间设有单向阀，变量泵将高压油输出至液压回路中。
进一步的，所述油箱还连接有压力表、温度计和多路换向阀，压力表、温度计、多路换向阀与油箱之间设有溢流阀，多路换向阀之间并联设置，多路换向阀连接有前液压缸、后液压缸、回转单元液压缸、给进液压缸、夹持器液压缸、卡盘液压缸、液压回转马达、行走单元左回转马达、行走单元右回转马达。
进一步的，所述钻机还包括行走单元，行走单元采用履带式行走机构，行走单元包括履带、行走单元左回转马达、行走单元右回转马达、左主动轮、右主动轮，履带通过行走单元左回转马达、行走单元右回转马达分别驱动左主动轮、右主动轮带动运行。
本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
1、具有自动升降与打孔俯仰角调节功能：通过升降单元前、后两台液压缸控制打孔单元自动升降，解决了现有钻机在中厚煤层高位打孔无法自动调节打孔高度的难题，提高了打孔施工安全性；同时，通过分别控制前、后两液压缸活塞杆行程，可自动调节打孔俯仰角，有效提高了打孔准确度与打孔效率。
2、具有水平转角调节功能：通过回转单元调节整机打孔水平方位角，可实现原地回转，减小了整机回转半径。
3、高位打孔效率与安全性得到提高：通过控制行走单元液压马达可使钻机快速进入打孔区域，控制回转单元液压缸可调节打孔水平方位角，控制升降单元液压缸可自动起升打孔单元并自动调节打孔俯仰角，节约了打孔施工时间，提高了打孔效率及打孔施工安全性。
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
附图说明
附图1是本实用新型实施例1中自动升降钻机的结构示意图；
附图2是本实用新型实施例1中升降单元的结构示意图；
附图3是本实用新型实施例1中液压回路原理图；
附图4是本实用新型实施例1中回转单元液压缸的连接机构示意图；
图中，1-钻杆，2-夹持器，3-支撑定位杆，4-卡盘，5-液压回转马达，6-导轨，7-给进液压缸，8-动力控制系统，9-履带，10-扩口盘，11-前液压缸，12-回转单元平台，13-操纵台，14-后液压缸，15-回转单元液压缸，16-轴承，17-拖挂机构，18-滑槽，19-连接轴，20-螺母，21-油箱，22-截止阀，23-变量泵，24-油泵电动机，25-单向阀，26-过滤器，27-压力表，28-温度计，29-溢流阀，210-多路换向阀，211-单向节流阀，212-液压双向锁，217-卡盘液压缸，218-夹持器液压缸，220-行走单元左回转马达，221-行走单元右回转马达。
具体实施方式
实施例1，如图1至图4所示，一种中厚煤层高位打孔自动升降钻机，包括升降单元、动力单元、回转单元、行走单元和打孔单元，升降单元连接回转单元和打孔单元，动力单元连接升降单元、回转单元、行走单元和打孔单元。
所述升降单元包括前液压缸11和后液压缸14，前液压缸11和后液压缸14皆为两级伸缩式液压缸，前液压缸11和后液压缸14的缸体分别通过活动销孔固定于回转单元的前端和后端，前液压缸11的活塞杆和后液压缸14的活塞杆，初始状态前液压缸11和后液压缸14平行布置，用于驱动打孔单元升降运动，通过分别控制前液压缸11的活塞杆和后液压缸14的活塞杆的行程以调节打孔俯仰角。
所述升降单元还包括支撑定位杆3，支撑定位杆3为四根，支撑定位杆3与打孔单元、回转单元连接，支撑定位杆3向上支撑到巷道顶板，向下支撑到巷道地面，使得整机稳固支撑。
所述回转单元包括回转单元平台12，支撑定位杆3设置在回转单元平台12的四角上。
所述回转单元还包括回转单元液压缸15、轴承16和扩口盘10，回转单元液压缸15的活塞杆与扩口盘10相连，回转单元液压缸15的端盖通过连接轴19与轴承16连接，轴承16的轴承座固定于回转单元平台12的下表面，当回转单元液压缸15的活塞杆伸出着地后，手动旋转机身，机身进行水平回转，由于轴承16与轴承座的配套作用，回转单元液压缸15并不随之旋转，实现对打孔水平方位角的调节。
所述连接轴19的剖面形状是台阶式，连接轴19包括上半部分和下半部分，连接轴19下半部分的直径大于连接轴19上半部分的直径，连接轴19下半部分的端部与回转单元液压缸15的端盖固定连接，连接轴19上半部分设置有外螺纹，连接轴19上半部分穿过回转单元平台12的中部孔后伸出，连接轴19上半部分的端部连接有螺母20。
所述回转单元液压缸15为单杆双作用式液压缸，扩口盘10为扩口盘式结构，以增大地面接触面积。工作时，动力单元的液压系统控制回转单元液压缸15的活塞杆带动扩口盘10伸出，直到将整机完全顶升脱离地面，手动旋转机身，回转单元液压缸15连同机身进行水平回转，实现对打孔水平方位角的调节。
所述打孔单元包括导轨6，导轨6的前半部的底部设有滑槽18，前液压缸11的活塞杆与滑槽18滑动连接，后液压缸14的活塞杆通过活动销孔与导轨6相连。
所述打孔单元还包括钻杆1、液压回转马达5、减速器、给进液压缸7、卡盘4、夹持器2，液压回转马达5、减速器及卡盘4组成钻机动力头，液压回转马达5由动力单元8驱动，液压回转马达5的输出轴与减速器相连，卡盘4夹紧有钻杆1，卡盘4采用液压夹紧、弹簧松开的常开式结构，减速器输出动力给卡盘4，驱动卡盘4带动钻杆1进行回转。
所述夹持器2位于打孔单元前部，钻杆1通过夹持器2进行钻孔施工，夹持器2采用蝶形弹簧夹紧、油压松开的常闭式结构，即打孔施工时夹持器2松开，以便钻杆1从夹持器2穿过，而拆卸钻杆1时夹持器2夹紧。
所述给进液压缸7安装在导轨6中间的槽钢框架内，给进液压缸7的端盖固定在钻机前端，给进液压缸7的活塞杆通过铰链机构与动力头相连，动力头可在导轨6上移动，通过给进液压缸7的活塞杆的伸缩，驱动动力头带动钻杆1给进和起拔。
所述钻机还包括行走单元，行走单元采用履带式行走机构，行走单元包括履带9、行走单元左回转马达220、行走单元右回转马达221、左主动轮、右主动轮，履带9通过行走单元左回转马达220、行走单元右回转马达221分别驱动左主动轮、右主动轮带动运行，通过液压马达的旋转，驱动履带并带动整机行走。
所述动力单元包括动力控制系统8，动力控制系统8采用液压动力系统，通过控制系统的输出压力与流量，实现对钻机各液压执行机构动力参数的调节，钻机各液压执行机构即打孔单元的液压回转马达5、给进液压缸7、卡盘4、夹持器2，升降单元的前液压缸11、后液压缸14，回转单元的回转单元液压缸15，行走单元的左、右液压回转马达。
所述动力单元还包括拖挂机构17，拖挂机构17将动力控制系统8拖挂于钻机机械本体尾部，动力控制系统8的底部设有轮式行走机构，整机移动时，钻机机械本体牵引动力控制系统8一起移动。
所述动力控制系统8包括液压控制回路，液压控制回路包括油箱21，油箱21连接有变量泵23，油箱21与变量泵23之间设有截止阀22，变量泵23连接有油泵电动机24和过滤器26，变量泵23与过滤器26之间设有单向阀25，变量泵23将高压油输出至液压回路中。
所述油箱21还连接有压力表27、温度计28和多路换向阀210，压力表27、温度计28、多路换向阀210与油箱21之间设有溢流阀29，多路换向阀210之间并联设置。
所述一路换向阀210-1连接有一路单向节流阀211-1，一路单向节流阀211-1连接有一路液压双向锁212-1，一路液压双向锁212-1连接前液压缸11和一路换向阀210-1；二路换向阀210-2连接有二路单向节流阀211-2，二路单向节流阀211-2连接有二路液压双向锁212-2，二路液压双向锁212-2连接后液压缸14和二路换向阀210-2；三路换向阀210-3连接有三路单向节流阀211-3，三路单向节流阀211-3连接有三路液压双向锁212-3，三路液压双向锁212-3连接回转单元液压缸15和三路换向阀210-3；四路换向阀210-4连接有四路单向节流阀211-4，四路单向节流阀211-4连接有四路液压双向锁212-4，四路液压双向锁212-4连接给进液压缸7和四路换向阀210-4；五路换向阀210-5连接有夹持器液压缸218；六路换向阀210-6连接有卡盘液压缸217；七路换向阀210-7连接有七路单向节流阀211-5，七路单向节流阀211-5连接有打孔单元的液压回转马达5，打孔单元回转马达5连接七路换向阀210-7；八路换向阀210-8连接有行走单元左回转马达220；九路换向阀210-9连接有行走单元右回转马达221。
其中，所述给进液压缸7用于控制动力头给进与起拔，即用于钻孔施工的钻进操作与起拔钻杆1。
所述夹持器液压缸218连接夹持器2，夹持器液压缸218用于控制夹持器2动作，打孔施工时，夹持器液压缸218通过驱动夹持器2松开钻杆1，从而实现夹持器2对钻杆1的支撑，钻杆1从夹持器2穿过；另外，拆卸钻杆1时，夹持器液压缸218通过驱动夹持器2夹紧钻杆1。
所述卡盘液压缸217连接卡盘4，卡盘液压缸217的功能是控制卡盘7，打孔施工时，卡盘液压缸217驱动卡盘4夹紧钻杆1，在液压回转马达5的驱动下回转钻进；拆卸钻杆1时，卡盘液压缸218驱动卡盘4松开钻杆1，夹持器液压缸218通过驱动夹持器2夹紧钻杆，再结合液压回转马达5的回转运动，卡盘4、液压回转马达5及夹持器2联合作用，实现钻杆1拆卸。
所述液压回转马达5用于驱动钻杆1回转，提高钻杆1回转扭矩。
所述行走单元左回转马达220、行走单元右回转马达221的作用分别用于控制左、右履带行走，带动整机行走，并可以实现大角度转向。
所述行走单元左回转马达220、行走单元右回转马达221固定于回转单元平台下方，马达220、221的输出轴分别与左、右主动轮相连。
所述一种中厚煤层高位打孔自动升降钻机的实现方法包括以下步骤：
步骤一，钻机的执行机构与动力单元通过液压管路连接后，启动钻机，动力单元开始运行，由行走单元驱动整机到达打孔区域；
步骤二，动力单元驱动回转单元液压缸15活塞杆伸出，将整机顶起并脱离地面，手动旋转机身以调节打孔水平方位角。
步骤二的液压控制回路具体控制步骤如下：
启动油泵后，在液压回路中建立油压，三路换向阀210-3工作于上位，液压油经过三路换向阀210-3进入三路单向节流阀211-3，然后经过三路单向节流阀211-3进入三路液压双向锁212-3；
打开回转单元液压缸15的有杆腔回路中的三路液压双向锁212-3，使得三路液压双向锁212-3双向流通，同时，液压油进入回转单元液压缸15的无杆腔，液压油推动回转单元液压缸15的活塞杆伸出；
三路液压双向锁212-3双向流通后，回转单元液压缸15的有杆腔的液压油依次经过三路液压双向锁212-3、三路换向阀210-3回到油箱，回转单元液压缸15的活塞杆支撑着地，进而可实现钻机水平角度调节。
回转单元液压缸15控制回路中，三路单向节流阀211-3用于调节回转单元液压缸15活塞杆的伸缩速度，而三路液压双向锁212-3用于实现换向阀中位时回转单元液压缸15活塞杆位置的可靠锁紧。
当三路换向阀210-3工作于下位时，工作过程与上述相类似。回转单元液压缸15的液压回路采用了进油路节流调速方式对液压缸15活塞杆伸缩速度进行控制。
步骤三，动力单元驱动升降单元的前液压缸11和后液压缸14，将打孔单元调整至合适高度，并通过控制前液压缸11和后液压缸14的活塞杆伸缩行程，调节打孔俯仰角。
步骤三的液压控制回路具体控制步骤如下：
启动油泵后，在液压回路中建立油压，当一路换向阀210-1工作于下位时，液压油经过一路换向阀210-1进入一路液压双向锁212-1；
打开前液压缸11的有杆腔回路中的一路液压双向锁212-1，使得一路液压双向锁212-1双向流通；
一路液压双向锁212-1双向流通后，前液压缸11的有杆腔的液压油依次经过一路液压双向锁212-1、单向节流阀211-1、多路换向阀210-1回到油箱；
打开一路液压双向锁212-1同时液压油进入前液压缸11的无杆腔，液压油推动前液压缸11的活塞杆伸出，调节打孔的高度，进而实现钻机打孔高度调节。
前液压缸11的控制回路中，一路单向节流阀211-1用于调节前液压缸11活塞杆的伸缩速度，而一路液压双向锁212-1用于实现换向阀中位时前液压缸11活塞杆位置的可靠锁紧。
当一路换向阀210-1工作于上位时，工作过程与上述相类似。此时，前液压缸11的液压回路采用了进油路节流调速方式对前液压缸11活塞杆伸缩速度进行控制。
启动油泵后，在液压回路中建立油压，当二路换向阀210-2工作于下位时，液压油经过二路换向阀210-2进入二路液压双向锁212-2；
打开后液压缸14的有杆腔回路中的二路液压双向锁212-2，使得二路液压双向锁212-2双向流通；
打开二路液压双向锁212-2同时，后液压缸14的有杆腔的液压油依次经过二路液压双向锁212-2、二路单向节流阀211-2、二路换向阀210-2回到油箱；
打开二路液压双向锁212-2同时液压油进入后液压缸14的无杆腔，液压油推动后液压缸14的活塞杆伸出，调节打孔的高度，进而实现钻机打孔高度调节；
后液压缸14的控制回路中，单向节流阀211-2用于调节后液压缸14活塞杆的伸缩速度，而二路液压双向锁212-2用于实现换向阀中位时后液压缸14活塞杆位置的可靠锁紧。
当二路换向阀210-2工作于上位时，工作过程与上述相类似。此时，后液压缸14的液压回路采用了进油路节流调速方式对后液压缸14活塞杆伸缩速度进行控制。
前液压缸11和后液压缸14的活塞杆伸缩行程分别通过一路换向阀210-1、二路换向阀210-2进行控制。
步骤四，动力单元驱动打孔单元的卡盘4通过夹持器2来夹紧钻杆1，动力单元驱动回转马达5带动钻杆1旋转，同时驱动给进液压缸7进行打孔施工；打孔完成后，驱动给进液压缸7活塞杆缩回，完成该打孔位置的打孔施工。
步骤4的液压控制回路具体控制步骤如下：
卡盘液压缸217的控制过程：启动油泵后，在液压回路中建立油压，当五路换向阀210-5工作于上位时，液压油经过五路换向阀210-5进入卡盘液压缸217的无杆腔，液压油推动活塞杆伸出，使得卡盘4夹紧钻杆1，并在液压回转马达5的驱动下回转钻进；拆卸钻杆1时，卡盘液压缸218驱动卡盘4松开钻杆1，夹持器液压缸218通过驱动夹持器2夹紧钻杆，再结合液压回转马达5的回转运动，卡盘4、液压回转马达5及夹持器2联合作用，实现钻杆1拆卸。
当五路换向阀210-5工作于下位时，卡盘液压缸217受弹簧作用自动复位。
夹持器液压缸218的控制过程：启动油泵后，在液压回路中建立油压，当六路换向阀210-6工作于上位时，液压油经过六路换向阀210-6进入夹持器液压缸218的有杆腔，液压油推动活塞杆缩回，夹持器2松开，钻杆1通过夹持器2进行打孔施工；拆卸钻杆1时，卡盘液压缸218驱动卡盘4松开钻杆1，夹持器液压缸218通过驱动夹持器2夹紧钻杆，再结合液压回转马达5的回转运动，卡盘4、液压回转马达5及夹持器2联合作用，实现钻杆1拆卸。
当六路换向阀210-6工作于下位时，夹持器液压缸218受弹簧作用自动复位。
液压回转马达5的控制过程：启动油泵后，在液压回路中建立油压，当七路换向阀210-7工作于下位时，液压油经过七路换向阀210-7进入七路单向节流阀211-5；液压油进入打孔单元的液压回转马达5的进口，液压油通过打孔单元的液压回转马达5的出口回到油箱；打孔单元的液压回转马达5旋转，并驱动钻杆1给进。
液压回转马达5控制回路中，七路单向节流阀211-5用于调节打孔单元的液压回转马达5的回转速度。
当七路换向阀210-7工作于上位时，工作过程与上述相类似。
给进液压缸7的控制过程：启动油泵后，在液压回路中建立油压，当四路换向阀210-4工作于上位时，液压油经过四路换向阀210-4进入四路单向节流阀211-4，然后经过四路单向节流阀211-4进入四路液压双向锁212-4，此时，打开给进液压缸7的有杆腔回路中的四路液压双向锁212-4，使得四路液压双向锁212-4双向流通；同时，液压油进入给进液压缸7的无杆腔，液压油推动给进液压缸7的活塞杆伸出；给进液压缸7的有杆腔的液压油依次经过四路液压双向锁212-4、四路换向阀210-4回到油箱，使得钻杆1钻进到位。
给进液压缸7的控制回路中，四路单向节流阀211-4用于调节给进液压缸7活塞杆的伸缩速度，而四路液压双向锁212-4用于实现换向阀中位时给进液压缸7活塞杆位置的可靠锁紧。
当四路换向阀210-4工作于下位时，工作过程与上述相类似。给进液压缸7的液压回路采用了进油路节流调速方式对油缸7活塞杆伸缩速度进行控制。
步骤五，动力单元驱动升降单元的前液压缸11和后液压缸14活塞杆缩回到位，驱动回转单元液压缸15活塞杆缩回到位，钻机履带9重新着地，通过行走单元驱动钻机前往下一个打孔位置。
启动油泵后，在液压回路中建立油压，当一路换向阀210-1、四路换向阀210-4、五路换向阀210-5分别工作于上位、上位、下位时，多路换向阀210控制对应液压缸的活塞杆缩回。
以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。