本发明涉及工程钻机技术领域，具体涉及一种自动化钻杆装卸装置及具有自动化钻杆装卸装置的工程钻机，尤其针对露天矿山端帮开采的采煤钻机。
背景技术：
工程钻机在施工过程中，特别是针对露天矿山端帮采煤机开采露天矿山的倾斜煤层，工程钻机本身需要固定以对钻头前进提供后支撑作用，为了节省施工时间、避免频繁移动钻机，因此需要每推进一个钻杆的长度后对推进机和钻杆进行分离并对钻杆进行加长以继续进行钻进工作。
现有技术中工程钻机采用的钻杆，如图9所示，包括待装卸的第一钻杆101、用于加长第一钻杆101的第二钻杆102，以及定位销轴103，所述第一钻杆101和第二钻杆102通过定位销轴103连接在一起且定位销轴可拆卸的与第一钻杆101和第二钻杆102相连接。
为了完成上述钻杆的对接加长工作，现有技术中公开了一种具有龙门吊的钻杆装卸装置，如图6所示，工作人员先通过龙门吊104将第二钻杆102从运送小车105吊装至滑台106上，相互配合设置的第一钻杆101和第二钻杆102通过设置在滑台106上的钻杆定位组件完成对钻杆的加长或分离工作。上述钻杆装卸装置虽然可以自动完成钻杆的自动装卸，但是需要在钻机的侧面设置滑台，需要通过龙门吊将钻杆吊装到滑台上，龙门吊体积庞大，需要占用大量的施工通道空间，不利于工程钻机的运输和使用。
为了解决上述钻杆装卸装置体积庞大、需要占用大量空间，无法适用于空间较小的施工环境，现有技术中如中国专利文献cn106639928a,如图7和图8所示，公开了一种自动化钻杆装卸装置，包括钻机架体、设置在所述钻机架体上用于放置待装卸钻杆和推进机的钻机平台201，以及钻杆竖直移送机构202，所述钻杆竖直移送机构202包括摇臂203，其铰接端207与所述钻机架体铰接，其y形结构的自由端208与所述托架204铰接，所述托架204围绕着所述自由端208转动，从而调整所述托架204倾斜角度，使设置所述托架204上的装卸钻杆的倾角与设置在所述钻机平台201上的待装卸钻杆和推进机的倾角相匹配；和驱动所述摇臂203绕其铰接端207上下转动的托架升降液压缸205，所述托架升降液压缸205通过推杆的伸缩带动所述托架204上升或下降。所述摇臂203的自由端208设有与其铰接相连的托架调整液压缸206；所述托架调整液压缸206的推杆与所述托架204底部铰接相连，通过托架调整液压缸206的推杆的伸缩调整所述托架204的倾斜角度。
上述自动化钻杆装卸装置虽然可以通过设置在钻机底部的摇臂结构控制托架升降并改变倾斜角度，将装卸钻杆运输到倾斜的钻机平台上，解决了之前的钻机需要单独占用钻机以外的施工通道空间运输钻杆的问题。但是，上述钻杆装卸装置将托架调整液压缸设置在摇臂的y形自由端上，跟随摇臂的转动一起上升或下降，可由于摇臂的自由端体积较小、强度较低难以承受装卸钻杆和托架的重量，限制了设置在摇臂自由端上的托架调整液压缸体积和推杆伸缩长度，导致了托架调整液压缸的推力和行程长度不足的问题，从而导致钻机只能针对于0度至25度角度范围内的倾斜煤层进行开采工作，很大程度的限制的钻杆装卸装置的使用范围。
技术实现要素：
因此，本发明要解决的技术问题在于在解决钻机需要单独占用钻机以外的施工通道空间运输钻杆这一问题的前提下，克服现有技术中的工程钻机其摇臂的自由端载荷较大、容易发生损坏，以及托架调整液压缸的推力和行程长度受限，只能对小倾斜角度的倾斜煤层进行开采工作，钻杆装卸装置适用范围有限和耗时效率低、结构复杂的问题，从而提供一种自动化钻杆装卸装置，所述自动化钻杆装卸装置包括：
钻机基座；
钻机平台，可转动地设置在所述钻机基座上，所述钻机平台上设有待装卸钻杆、推进机及位于所述待装卸钻杆和所述推进机之间用于移送或移出装卸钻杆的装卸钻杆移送通道；
钻杆托盘，用于装载所述装卸钻杆；
托盘升降机构，位于所述钻机平台底部，驱动所述钻杆托盘经所述装卸钻杆移送通道将所述装卸钻杆移送至或移送出所述待装卸钻杆和所述推进机之间；
托盘倾角调整机构，包括两端分别与所述钻机基座和所述钻杆托盘转动相连的伸缩推杆，通过所述伸缩推杆驱动所述钻杆托盘转动，使所述装卸钻杆的倾角与所述待装卸钻杆和推进机的倾角相匹配。
所述钻机基座包括支撑底板，以及设置在所述支撑底板上与所述钻机平台前部转动相连的第一支撑台和与所述钻机平台后部可分离抵接相连的第二支撑台，所述伸缩推杆的两端分别转动连接在所述支撑底板和所述钻杆托盘上，通过伸缩动作驱动所述钻杆托盘围绕着所述第一支撑台为中心转动。
所述伸缩推杆的两端分别转动连接在所述支撑底板和所述钻杆托盘其二者靠近所述第二支撑台的一侧。
所述托盘升降机构包括经所述装卸钻杆移送通道在所述钻机基座和所述钻机平台之间沿竖直方向滑动的升降台，所述钻杆托盘靠近所述钻头的一侧与所述升降台转动相连。
所述钻杆托盘和所述升降台可拆卸相连。
所述钻杆托盘上设置有与所述装卸钻杆相适配的承托凹槽。
所述托盘升降机构还包括竖直设置在所述钻机基座和所述钻机平台之间用于引导所述升降台升降的导向架。
所述导向架的底部位置设置有卷扬机构，且其上下两端的左右两侧位置分别设有与所述卷扬机构相配合的导向滑轮，被所述卷扬机构驱动的绳索分别从所述导向架两侧依次穿过位于所述导向架下端和上端的所述导向滑轮与所述升降台相连。
所述导向架位于所述待装卸钻杆和所述装卸钻杆之间，其上设置有供所述待装卸钻杆和/或所述装卸钻杆穿过的第一开口。
所述升降台包括两个相对设置的l形梁，以及设置在两个所述l形梁之间的固定横梁，所述固定横梁与所述l形梁围成供所述待装卸钻杆和/或所述装卸钻杆穿过的第二开口。
所述l形梁包括上端与所述绳索固定相连的竖梁，以及承托所述钻杆托盘的横梁；所述导向架的两侧分别设有与所述竖梁的形状相适配、下宽上窄的导向卡槽。
一种工程钻机，包括上述自动化钻杆装卸装置，以及控制所述待装卸钻杆和所述装卸钻杆锁定相连或分离解锁的控制组件。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的自动化钻杆装卸装置，通过将托盘升降机构和托盘倾角调整机构设置在钻机平台底部的空间内，其二者驱动位于钻机平台底部的钻杆托盘经装卸钻杆移送通道将装卸钻杆移送至钻机平台上，使钻机无需占用钻机以外的施工通道空间即可运输钻杆，使工程钻机可以适用于空间较小的施工环境。并且，本申请中的托盘倾角调整机构为分别与钻机基座和钻杆托盘铰接相连的伸缩推杆，通过将伸缩推杆设置在钻机基座上，伸缩推杆可以根据需要提高其体积和伸缩长度，避免了现有技术中托架调整液压缸需要设置在摇臂的y形自由端上，由于摇臂的强度和承载能力不足，导致托架调整液压缸体积和推杆伸缩长度受限，钻机只能针对于0度至25度角度范围内的倾斜煤层进行开采工作的问题。同时，具有结构简单，装卸杆效率高、精准的特点，根据液压伸缩推杆的设计长度，可任意灵活调整钻杆包括钻杆托盘的姿态。
2.本发明提供的自动化钻杆装卸装置，通过在支撑底板上设置第一支撑台和第二支撑台，钻机平台前部与第一支撑台转动相连，后部与第二支撑台可分离抵接相连，再通过伸缩推杆驱动所述钻杆托盘围绕着所述第一支撑台为中心转动，由第一支撑台和第二支撑台架高钻机平台，为钻机平台提供转动空间，从而使钻机平台有足够的空间进行位置调整。
3.本发明提供的自动化钻杆装卸装置，通过将伸缩推杆的两端分别转动连接在支撑底板和钻杆托盘其二者靠近所述第二支撑台的一侧，从而使伸缩推杆可以用较少的伸缩距离即可驱动钻杆托盘转动较大的角度。
4.本发明提供的自动化钻杆装卸装置，通过升降台驱动承载有装卸钻杆的钻杆托盘竖直升降，再通过伸缩推杆推动钻杆托盘调整装卸钻杆的倾斜角度，具有驱动结构简单可靠的优点。
5.本发明提供的自动化钻杆装卸装置，通过将钻杆托盘和升降台设置为可拆卸相连的结构，使操作人员可以根据实际需要更换与装卸钻杆相适配的钻杆托盘，从而提高钻杆装卸装置的适用范围。
6.本发明提供的自动化钻杆装卸装置，通过在钻杆托盘上设置与装卸钻杆相适配的承托凹槽，使装卸钻杆可以牢固的放置在钻杆托盘上，从而保证钻杆装卸装置的正常送杆工作。
7.本发明提供的自动化钻杆装卸装置，通过设置用于引导所述升降台升降的导向架，再在导向架的底部设置卷扬机构，卷扬机构上的绳索通过导向滑轮拉动升降台上升或下降，通过上述相互配合的卷扬机构和导向滑轮使托盘升降机构具有结构简单、可靠性强的优点。
8.本发明提供的自动化钻杆装卸装置，通过在导向架上设置有供待装卸钻杆和/或装卸钻杆穿过的第一开口，并在由两个l形梁和固定横梁组成的升降台上设置与第一开口相对应的第二开口，使装卸钻杆可以分别通过第一开口和第二开口直接与待装卸钻杆固定相连，避免出现导向架或升降台阻隔装卸钻杆与待装卸钻杆的问题。
9.本发明提供的自动化钻杆装卸装置，通过在导向架的两侧分别设置与竖梁的形状相适配且为下宽上窄的导向卡槽，下宽上窄的导向卡槽可以有效的避免升降台和导向架脱离又可以保证升降台稳定在导向架上上下滑动，提高钻杆装卸装置的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明提供的将装卸钻杆移送至钻机平台时工程钻机的结构示意图；
图2为本发明提供的工程钻机结构示意图；
图3为本发明提供的升降台和导向架的连接结构示意图；
图4为本发明提供的导向架结构示意图；
图5为本发明提供的升降台结构示意图；
图6为现有技术中具有龙门吊的钻杆装卸装置结构示意图；
图7为现有技术中自动化钻杆装卸装置的结构示意图；
图8为图7中自动化钻杆装卸装置的摇臂结构示意图；
图9为现有技术中钻杆加长结构示意图；
附图标记说明：
1-钻机平台；2-钻机基座；3-工作钻杆；4-推进机；5-装卸钻杆移送通道；6-装卸钻杆；7-钻杆托盘；8-托盘升降机构；9-伸缩推杆；10-钻头；11-支撑底板；12-第一支撑台；13-第二支撑台；14-固定端；15-伸缩端；16-升降台；17-承托凹槽；18-导向架；19-卷扬机构；20-导向滑轮；21-绳索；22-第一开口；23-l形梁；24-固定横梁；25-第二开口；26-导向卡槽；101-第一钻杆；102-第二钻杆；103-定位销轴；104-龙门吊；105-运送小车；106-滑台；201-钻机平台；202-钻杆竖直移送机构；203-摇臂；204-托架；205-托架升降液压缸；206-托架调整液压缸；207-铰接端；208-自由端。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例的一种露天矿山端帮采矿螺旋钻机，如图1和图2所示，包括：
钻机平台1，所述钻机平台1上设有工作钻杆3、推进机4及位于所述工作钻杆3和所述推进机4之间用于移送或移出装卸钻杆6的装卸钻杆移送通道5；
钻机基座2，包括支撑底板11，以及设置在所述支撑底板11上与所述钻机平台1前部转动相连的第一支撑台12和与所述钻机平台1后部可分离抵接相连的第二支撑台13，所述钻机平台1铰接在所述第一支撑台12上，受驱动地承载着连有钻头10的所述工作钻杆3逆时针方向转动向下倾斜，从而对露天矿山端帮部分进行开采工作；
钻杆托盘7，用于装载所述装卸钻杆6，所述钻杆托盘7和所述升降台16可拆卸相连且其上设置有与所述装卸钻杆6相适配的承托凹槽17，且所述承托凹槽17的直径与所述装卸钻杆6的直径相等；
托盘升降机构8，位于所述钻机平台1底部，驱动所述钻杆托盘7经所述装卸钻杆移送通道5将所述装卸钻杆6移送至或移送出所述工作钻杆3和所述推进机4之间；
托盘倾角调整机构，包括用于驱动所述钻杆托盘7转动使所述装卸钻杆6的倾角与所述工作钻杆3和推进机4的倾角相匹配的伸缩推杆9，所述伸缩推杆9为液压推杆，其两端分别铰接在所述支撑底板11和所述钻杆托盘7其二者靠近所述第二支撑台13的一侧。通过将托盘升降机构和托盘倾角调整机构设置在钻机平台底部的空间内，其二者驱动位于钻机平台底部的钻杆托盘经装卸钻杆移送通道将装卸钻杆移送至钻机平台上，使钻机无需占用钻机以外的施工通道空间即可运输钻杆，使工程钻机可以适用于空间较小的施工环境。
并且，将伸缩推杆的两端分别铰接在支撑底板和钻杆托盘其二者靠近所述第二支撑台的一侧，通过将伸缩推杆设置在钻机基座上，伸缩推杆可以根据需要提高其体积从而增大推动力并增加其伸缩长度从而提高钻杆托盘的转动范围，避免了现有技术中托架调整液压缸需要设置在摇臂的y形自由端上，由于摇臂的强度和承载能力不足，导致托架调整液压缸体积和推杆伸缩长度受限，钻机只能针对于0度至25度角度范围内的倾斜煤层进行开采工作的问题，但是本申请中的托盘倾角调整机构伸缩推杆不受体积和长度限制尤其针对于露天矿山可在在0度至45度角度范围内灵活地调整钻杆托盘和钻杆的姿态。而且，因为伸缩推杆的两端靠近所述第二支撑台，可以使伸缩推杆用较少的伸缩距离即可驱动钻杆托盘转动较大的角度。
控制所述工作钻杆3和所述装卸钻杆6锁定相连或分离解锁的控制组件。
在本实施例中，如图3和图5所示，所述托盘升降机构8包括经所述装卸钻杆移送通道5在所述钻机基座2和所述钻机平台1之间沿竖直方向滑动的升降台16，以及竖直设置在所述钻机基座2和所述钻机平台1之间用于引导所述升降台16升降的导向架18；所述钻杆托盘7靠近钻头10的一侧与所述升降台16转动相连，通过伸缩推杆9推动所述钻杆托盘7围绕着其靠近所述钻头10的一端逆时针方向转动。
其中，如图4和图5所示，所述导向架18位于所述工作钻杆3和所述装卸钻杆6之间，其上设置有供所述工作钻杆3和所述装卸钻杆6穿过的第一开口22；所述升降台16包括两个相对设置的l形梁23，以及设置在两个所述l形梁23之间的固定横梁24，所述固定横梁24与所述l形梁23围成供所述工作钻杆3和所述装卸钻杆6穿过的第二开口25；所述l形梁23包括上端与所述绳索21固定相连的竖梁，以及承托所述钻杆托盘7的横梁。通过在导向架上设置有供待装卸钻杆和装卸钻杆穿过的第一开口，并在由两个l形梁和固定横梁组成的升降台上设置与第一开口相对应的第二开口，使装卸钻杆可以分别通过第一开口和第二开口直接与待装卸钻杆固定相连，避免出现导向架或升降台阻隔装卸钻杆与待装卸钻杆的问题。
其中，所述导向架18的底部位置设置有卷扬机构19，且其上下两端的左右两侧位置分别设有与所述卷扬机构19相配合的导向滑轮20，被所述卷扬机构19驱动的绳索21分别从所述导向架18两侧依次穿过位于所述导向架18下端和上端的所述导向滑轮20与所述升降台16相连。通过上述相互配合的卷扬机构和导向滑轮使托盘升降机构具有结构简单、可靠性强的优点。
在本实施例中，如图2所示，所述导向架18的两侧分别设有与所述竖梁的形状相适配、下宽上窄倒三角形状的导向卡槽26，下宽上窄的导向卡槽可以有效的避免升降台和导向架脱离又可以保证升降台稳定在导向架上上下滑动，提高钻杆装卸装置的可靠性。
本实施例的露天矿山端帮采矿螺旋钻机的工作过程如下：
钻机平台1逆时针转动调整好工作钻杆3的倾斜角度，在采矿过程中工作钻杆3每推进一个钻杆的长度后需要对推进机和钻杆进行分离并对钻杆进行加长以继续进行钻进工作，根据装卸钻杆6的尺寸选择与其相适配的钻杆托盘7，并将上述钻杆托盘7铰接在升降台16上，将装卸钻杆6放置在钻杆托盘7上通过卷扬机构19拉动升降台16上升；在升降台16上升的过程中伸缩推杆9推动铰接在升降台16上的钻杆托盘7转动使所述装卸钻杆6的倾角与所述工作钻杆3和推进机4的倾角相匹配。完成送杆工作和角度调整工作后，再通过控制组件控制工作钻杆3和装卸钻杆6锁定相连，完成钻杆加长工序，工作钻杆3继续推进。
拆卸钻杆与装接钻杆为互逆工艺过程，不再赘述。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。