一种钻车及其控制系统的制作方法

本发明涉及煤矿机械设备技术领域，尤其涉及一种钻车及其控制系统。

背景技术：

现有技术中，煤矿探水探瓦斯主要用液压钻机和气动钻机。

第一种，液压钻机机构较复杂，主要包括主机和液压泵站。整体质量比较大，需要电力提供动力，工作时需要拖着长长的电缆，在井下移动极为不方便，不安全。

第二种，气动钻机，推进力小，遇到硬岩，达不到要求的钻探深度。推进时，噪音大，不利于工人健康。直接采用气动泵提供推进回退，不仅耗气量大，不能实现小负载或空载的快进快退；而气动立柱顶紧力小，机械式立柱不能自动补压，打钻时支撑的立柱存在安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种不需要电缆就能较长距离移动、频繁移动、使用安全可靠，适用于各类硬度岩层的钻车及其控制系统。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

第一方面，提供一种钻车控制系统，包括气路系统、电路系统和液压系统，所述气路系统包括截止阀一、手动换向阀、气马达、截止阀二和气马达发电机，高压气体经过截止阀一后分为两路，一路经手动换向阀与气马达相连，所述气马达的输出轴与双输入轴回转减速机的一个输入轴相连，另一路经截止阀二与气马达发电机相连，

所述电路系统包括蓄电池和隔爆电机，所述蓄电池与气马达发电机相连，所述隔爆电机与蓄电池相连，

所述液压系统包括液压油箱、液压泵、四联手动换向阀组和五联手动换向阀组，所述液压泵的进油口与液压油箱相连，所述液压油经过液压泵后分为两路，一路进入四联手动换向阀组后经冷却器返回液压油箱，通过四联手动换向阀组控制左履带马达、右履带马达、立柱油缸和回转马达的动作，另一路进入五联手动换向阀组后经冷却器返回液压油箱，通过五联手动换向阀组控制卡盘油缸、夹持器油缸、离合器油缸、进给油缸和液压马达的动作，所述液压马达的输出轴通过离合器与双输入轴回转减速机的另一个输入轴相连，所述双输入轴回转减速机的输出轴与回转器的输入轴相连。

进一步的，所述电路系统还包括充电保护装置和隔爆电控柜，所述充电保护装置设置于截止阀二和气马达发电机之间，所述隔爆电控柜设置于蓄电池和隔爆电机之间并与充电保护装置相连。

第二方面，提供一种钻车，包括车体总成、履带行走总成、回转及顶紧机构和主机总成，还包括上述的钻车控制系统。

进一步的，所述回转及顶紧机构固定设置于所述车体总成上，包括立柱座总成、立柱总成、导轨托盘总成和回转支撑总成，所述立柱座总成固定在立柱总成底部，所述回转支撑总成固定在立柱座总成上，所述导轨托盘总成转动设置于所述回转支撑总成上。

进一步的，所述主机总成包括导轨总成、导向套、夹持器和回转器总成，所述导轨总成包括进给油缸和导轨架，所述进给油缸通过螺栓设置于导轨架内，所述导轨架固定设置于所述导轨托盘总成上，所述回转器总成包括托板以及固定在托板上的液压马达、气马达、双输入轴回转减速机和回转器，所述双输入轴回转减速机的一个输入轴通过离合器与液压马达的输出轴相连，所述双输入轴回转减速机的另一个输入轴与气马达的输出轴相连，所述双输入轴回转减速机的输出轴与回转器的输入轴相连，所述回转器总成通过托板与导轨架滑动连接，通过进给油缸的伸缩实现回转器总成的前后移动，所述导向套固定在导轨架一端，所述夹持器固定设置于所述回转器总成和导向套之间。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明采用压缩空气带动气马达回转打钻，当动力不足时可同时控制液压马达共同打钻；当压缩空气不用于打钻时，可切换给气马达发电机发电给蓄电池充电，隔爆电控柜实时监测蓄电池的电压，达到电压上限后控制充电保护装置断开回路，气马达发电机停止工作。由蓄电池供电的隔爆电机带动液压泵工作，实现钻车行走及辅助功能，蓄电池满电量可行走6km，故无需电缆。总的来说本发明体积小，重量轻，扭矩大，移动轻便，更换工作巷道时无需电缆，能较长距离移动、频繁移动，噪音小耗气量小，使用安全可靠，适用于各类硬度岩层。

附图说明

图1是本发明钻车控制系统的原理图；

图2是本发明钻车的结构示意图；

图3是本发明回转及顶紧机构的结构示意图；

图4是本发明主机总成的结构示意图；

图5是本发明回转器总成的结构示意图；

图6是本发明导轨总成结构示意图。

图中：1、截止阀一；2、手动换向阀；3、气马达；4、截止阀二；5、气马达发电机；6、双输入轴回转减速机；7、蓄电池；8、隔爆电机；9、液压油箱；10、液压泵；11、四联手动换向阀组；12、五联手动换向阀组；13、冷却器；14、左履带马达；15、右履带马达；16、立柱油缸；17、回转马达；18、卡盘油缸；19、夹持器油缸；20、离合器油缸；21、进给油缸；22、液压马达；23、充电保护装置；24、隔爆电控柜；25、车体总成；26、履带行走总成；27、回转及顶紧机构；28、主机总成；29、立柱座总成；30、立柱总成；31、导轨托盘总成；32、回转支撑总成；33、导轨总成；34、导向套；35、夹持器；36、回转器总成；37、进给油缸；38、导轨架；39、回转器；40、托板；41、离合器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种钻车控制系统，包括气路系统、电路系统和液压系统，所述气路系统包括截止阀一1、手动换向阀2、气马达3、截止阀二4和气马达发电机5，高压气体经过截止阀一1后分为两路，一路经手动换向阀2与气马达3相连，所述气马达3的输出轴与双输入轴回转减速机6的一个输入轴相连，另一路经截止阀二4与气马达发电机5相连，

所述电路系统包括蓄电池7和隔爆电机8，所述蓄电池7与气马达发电机5相连，所述隔爆电机8与蓄电池7相连，

所述液压系统包括液压油箱9、液压泵10、四联手动换向阀组11和五联手动换向阀组12，所述液压泵10的进油口与液压油箱9相连，所述液压油经过液压泵10后分为两路，一路进入四联手动换向阀组11后经冷却器13返回液压油箱9，通过四联手动换向阀组11控制左履带马达14、右履带马达15、立柱油缸16和回转马达17的动作，另一路进入五联手动换向阀组12后经冷却器13返回液压油箱9，通过五联手动换向阀组12控制卡盘油缸18、夹持器油缸19、离合器油缸20、进给油缸21和液压马达22的动作，所述液压马达22的输出轴通过离合器41与双输入轴回转减速机6的另一个输入轴相连，所述双输入轴回转减速机6的输出轴与回转器39的输入轴相连。

所述电路系统还包括充电保护装置23和隔爆电控柜24，所述充电保护装置23设置于截止阀二4和气马达发电机5之间，所述隔爆电控柜24设置于蓄电池7和隔爆电机8之间并与充电保护装置23相连。隔爆电控柜24实时监测蓄电池7的电压，达到电压上限后控制充电保护装置23断开回路，气马达发电机5停止工作。

如图2-6所示，一种钻车，包括车体总成25、履带行走总成26、回转及顶紧机构27和主机总成28，还包括上述的钻车控制系统。

所述回转及顶紧机构27固定设置于所述车体总成25上，包括立柱座总成29、立柱总成30、导轨托盘总成31和回转支撑总成32，所述立柱座总成29固定在立柱总成30底部，所述回转支撑总成32固定在立柱座总成29上，所述导轨托盘总成31转动设置于所述回转支撑总成32上。

所述主机总成28包括导轨总成33、导向套34、夹持器35和回转器总成36，所述导轨总成33包括进给油缸37和导轨架38，所述进给油缸37通过螺栓设置于导轨架38内，所述导轨架38固定设置于所述导轨托盘总成31上，所述回转器总成36包括托板40以及固定在托板40上的液压马达22、气马达3、双输入轴回转减速机6和回转器39，所述双输入轴回转减速机6的一个输入轴通过离合器41与液压马达22的输出轴相连，所述双输入轴回转减速机6的另一个输入轴与气马达3的输出轴相连，所述双输入轴回转减速机6的输出轴与回转器39的输入轴相连，所述回转器总成36通过托板40与导轨架38滑动连接，通过进给油缸37的伸缩实现回转器总成36的前后移动，所述导向套34固定在导轨架38一端，所述夹持器35固定设置于所述回转器总成36和导向套34之间。

工作原理

本发明利用电和压缩空气，实现了探水、探瓦斯孔的钻进。如图1所示，打开截止阀一1后，扳动手动换向阀2，压缩空气带动气马达3旋转，实现打钻或卸钻功能。当不打钻时，压缩空气从另一路到达截止阀二4，打开截止阀二4，压缩空气送往气马达发电机5并驱动其发电，以利用不打钻的时间给蓄电池7充电，而与蓄电池7连接的隔爆电控柜24会实时监测蓄电池7的电压，达到电压上限时控制充电保护装置23将回路断开，一方面避免过度充电，延长蓄电池7的使用寿命，另一方面也减少了能源的浪费。蓄电池7通过隔爆电控柜24与隔爆电机8相连，按下隔爆电控柜24的开关后，隔爆电机8带动液压泵10旋转，液压泵10从液压油箱9吸油，送至四联手动换向阀组11和五联手动换向阀组12，通过四联手动换向阀组11控制左履带马达14、右履带马达15、立柱油缸16和回转马达17的动作，通过五联手动换向阀组12控制卡盘油缸18、夹持器油缸19、离合器油缸20、进给油缸21和液压马达22的动作。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。