伸缩推进结构、推进器总成、凿岩设备及伸缩推进方法与流程

本发明涉及一种伸缩推进结构、推进器总成、凿岩设备及伸缩推进方法，属于凿岩设备技术领域。

背景技术：

凿岩台车也称钻孔台车，是隧道及地下工程采用钻爆法施工的一种凿岩设备。凿岩台车在完成炮孔钻凿作业后，通常还需要担负起用于巷道支护的锚杆孔的钻凿作业。在钻爆法施工作业中，为了提高掘进效率通常需要提高单炮进尺米数。因此在条件允许的情况下，通常希望提高凿岩台车上凿岩机的钻孔深度。现有技术中，凿岩台车上设置有推进器总成，其中，推进器总成包括导向架和在导向架上往复移动的凿岩机。由于导向架的长度固定，若是想要提高凿岩机的钻孔深度，则只能增加凿岩机的移动行程。但是，相关技术中用于提高凿岩机移动行程的设置方式，存在着较高的定位误差，从而使得凿岩机的定位精度大大降低。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种伸缩推进结构、推进器总成、凿岩设备及伸缩推进方法，两层滑道共用同一个滑动定位基准点，有效地消除了层层叠加产生的间隙问题，大大地提高了凿岩机的整体定位精度，同时也有效地降低了推进器总成的整体高度，更利于操作者的操作和作业时对钻孔位置的观察，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种伸缩推进结构，用于凿岩设备，包括托架、第一导向架、第二导向架和连接在第一导向架与第二导向架之间的驱动机构，其中，驱动机构用于驱动第二导向架相对于第一导向架运动，第一导向架与第二导向架均沿托架轴向滑动，第一导向架与第二导向架均以托架定位进行滑动。

所述托架具有中空的移动通道，第一导向架穿设在移动通道中。

所述第二导向架包括在上下方向间隔设置的上层滑轨和下层滑轨，所述上层滑轨和下层滑轨均沿凿岩机的移动方向延伸，所述第二导向架通过下层滑轨与托架的上表面滑动连接。

所述第一导向架的前端设置有固定座，所述驱动机构包括推进油缸，所述推进油缸的缸筒与第二导向架连接，活塞杆与固定座连接；或者，所述推进油缸的缸筒与固定座连接，活塞杆与第二导向架连接。

所述固定座上开设有导向孔，所述凿岩机的钎杆能够自导向孔穿出。

本发明还包括补偿油缸，所述补偿油缸连接在托架与第一导向架之间，用于驱动所述第一导向架相对托架移动。

一种推进器总成，包括凿岩机和前述伸缩推进结构，凿岩机可移动地设置于第二导向架上，凿岩机沿第二导向架的上层滑轨滑动。

本发明还包括用于检测第二导向架向前运动到位的前开关，所述前开关与凿岩机驱动组件控制连接。

本发明还包括用于检测凿岩机向后运动到位的后开关，所述后开关与推进油缸控制连接。

一种凿岩设备，包括凿岩设备本体和前述伸缩推进器总成，所述伸缩推进器总成安装于凿岩设备本体上。

一种伸缩推进方法，第一导向架、第二导向架之间通过驱动机构连接，驱动机构用于驱动第二导向架相对于第一导向架运动，第一导向架与第二导向架均沿托架轴向滑动，第一导向架与第二导向架均以托架作为滑动定位基准点。

本发明的积极效果是：结构简单、方法新颖，第一导向架与第二导向架分别独立安装在托架上，共用同一个滑动定位基准点，即延伸增加了钻孔深度，又巧妙地规避了层层叠加产生的间隙问题，丝毫没有降低凿岩机的整体定位精度，同时与其它伸缩推进器相比有效地降低了推进器总成的整体高度，更利于操作者的操作和作业时对钻孔位置的观察。

附图说明

图1为本发明实施例提供的伸缩推进器总成在第一视角下的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的伸缩推进器总成在第二视角下的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的伸缩推进器总成在第一视角下的局部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的伸缩推进器总成在第一视角下的另一局部结构示意图；

图5为本发明实施例提供的伸缩推进器总成在第一视角下的再一局部结构示意图。

图中：100-托架；200-第一导向架；300-推进油缸；400-第二导向架；500-凿岩机驱动组件；600-凿岩机；700-钎杆；900-补偿油缸；110-滑块；120-支撑块；210-固定座；211-导向孔；410-上层滑轨；420-下层滑轨；510-进给油缸；520-前滑轮托板；530-后滑轮托板；540-紧绳器；810-前开关；820-后开关。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-图3所示，本实施例提供了一种伸缩推进结构，其用于凿岩设备，包括托架100、第一导向架200、第二导向架400和连接在第一导向架200与第二导向架400之间的驱动机构，其中，驱动机构用于驱动第二导向架400相对于第一导向架200运动，第一导向架200与第二导向架400均沿托架100轴向滑动，第一导向架200与第二导向架400均以托架100定位进行滑动。

所述托架具有中空的移动通道，第一导向架穿设在移动通道中。

一种推进器总成，包括凿岩机和前述伸缩推进结构，凿岩机600可移动地设置于第二导向架400上，凿岩机600沿第二导向架400的上层滑轨滑动。

一种凿岩设备，包括凿岩设备本体和前述伸缩推进器总成，所述伸缩推进器总成安装于凿岩设备本体上。

一种伸缩推进方法，第一导向架200、第二导向架400之间通过驱动机构连接，驱动机构用于驱动第二导向架400相对于第一导向架200运动，第一导向架200与第二导向架400均沿托架100轴向滑动，第一导向架200与第二导向架400均以托架400作为滑动定位基准点。

该伸缩推进结构的基本工作过程为：伸缩推进器总成工作时，利用伸缩推进结构的伸缩实现凿岩机600的推进和退钎，其中，在初始定位过程中，第一导向架200在托架100上移动，以带动第二导向架400和凿岩机600同步前后进给，该过程中，托架100保持固定状态，使得第一导向架200以托架100作为移动定位基准点前后移动，同时，在驱动机构的刚性连接作用下，第二导向架400也以托架100作为移动定位基准点在托架100上移动；在推进过程中，第一导向架200运动到位，第一导向架200与第二导向架400之间的驱动机构动作，驱动第二导向架400在托架100上移动，实现其相对第一导向架200的位置改变，并且，凿岩机600在第二导向架400上向前移动，完成推进作业；在退钎过程中，凿岩机600在第二导向架400上向后移动，第二导向架400在托架100上向后移动，第一导向架200在托架100上向后移动，完成退钎作业。

该伸缩推进结构中，通过将两层移动导向架的移动定位基准点均设置为托架100，使得第一导向架200与托架100之间的间隙误差不会通过第二导向架400传递至凿岩机600处，有效地规避了因导向架之间层层叠加而导致的累积间隙误差较大的问题，使得该伸缩推进结构在实现钻孔深度延伸的同时，还具备较高的定位精度，从而在凿岩设备的转臂绕其回转中心转动以寻找周围爆破孔位的过程中，简化了需要操作人员沿钻爆平面反复移动钎杆700中心以确定爆破孔位的流程，在提高定位精度的同时还提高了定位效率，从而保证了作业可靠性。

需要说明的是，本实施例中，图1至图3中的箭头方向表示凿岩机600的运动方向，其中，a表示凿岩机600向前的推进作业过程，b表示凿岩机600向后的退钎作业过程，也就是说，a的方向指的是伸缩推进器总成的前端，b的方向指的是伸缩推进器总成的后端，并且，第一导向架200、第二导向架400以及后文中的凿岩底板中，其朝向a的一端为前端，朝向b的一端为后端。。

请继续参照图1至图3，本实施例中，托架100可以具有中空的移动通道，其中，第一导向架200穿设在移动通道中。

这样的设置，使得第一导向架200能够利用托架100的内部空间进行安装和移动，减少了第一导向架200对托架100周围空间的占用，从而降低了本实施例伸缩推进结构的整体高度和整体宽度，不仅提高了该伸缩推进结构的集成化程度，而且，这种将第一导向架200贯穿设置在托架100中的形式，增加了第一导向架200与托架100之间的接触面积，在保证二者之间连接可靠性的同时，还提高了第一导向架200移动过程中的平稳性。

请继续参照图1至图3，并结合图4，本实施例中，移动通道由托架100内部的长方体型腔形成，第一导向架200与该型腔匹配设置。这样的设置，使得第一导向架200相对托架100移动的过程中，其能够自然地利用托架100内部的型腔进行导向，结构简单，不仅节约了零部件的购置与装配成本，还提高了装配效率。

需要说明的是，本实施例中，用于形成移动通道的托架100内部的型腔，其横截面可以是图中示出的长方形的结构形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他形状形式，如：正方形或六边形等，同时，第一导向架200与型腔匹配设置，其只要是通过托架100的这种型腔结构形式，能够实现第一导向架200在其内部的滑动并实现对其滑动过程的导向即可。

优选地，第一导向架200与托架100滑动连接。具体地，第一导向架200的侧面为光面，托架100的侧壁设置有延伸至移动通道内部的多个支撑块120，其中，多个支撑块120沿托架100的长度方向间隔设置。

当第一导向架200在移动通道中移动时，支撑块120与第一导向架200的侧面接触且二者滑动配合，从而实现第一导向架200与托架100之间的滑动连接。并且，在该伸缩推进器总成进行作业前，还可以通过对支撑块120伸入移动通道的长度进行调整，以达到减少第一导向架200与支撑块120之间间隙误差的目的，这样的设置，极大地降低了第一导向架200与托架100之间的滑动误差，从而保证了第一导向架200的运动精度。

请继续参照图1至图3，本实施例中，第二导向架400可以包括在上下方向间隔设置的上层滑轨410和下层滑轨420，具体地，上层滑轨410和下层滑轨420均沿凿岩机600的移动方向延伸，其中，第二导向架400通过下层滑轨420与托架100的上表面滑动连接。也就是说，第二导向架400设置在第一导向架200的上方，第二导向架400作为该伸缩推进结构的上滑架，第一导向架200作为该伸缩推进结构的下滑架。

请继续参照图1至图4，本实施例中，托架100上固定设置有与下层滑轨420滑动配合的滑块110。

优选地，滑块110的数量为两个，两个滑块110沿托架100的长度方向间隔设置于托架100。这样的设置，使得第二导向架400在滑动过程中，间隔设置的两个滑块110对第二导向架400形成稳定支撑，从而保证了第二导向架400滑动过程中的平稳性。

需要说明的是，本实施例中，第一导向架200可以是上述滑动设置于托架100的结构形式，但不仅局限于此，还可以与托架100滚动连接；同样地，第二导向架400也可以滚动设置于托架100，其只要是通过这种设置形式，能够实现第一导向架200在托架100上的移动以及第二导向架400在托架100上的移动即可。

请继续参照图4，本实施例中，第一导向架200的前端设置有固定座210，并且，驱动机构可以包括推进油缸300，具体地，推进油缸300连接在固定座210与第二导向架400之间，用于驱动第二导向架400相对第一导向架200运动。其中，推进油缸300的缸筒连接在第二导向架400上，推进油缸300的活塞杆连接在固定座210上。

该伸缩推进结构在推进作业过程中，推进油缸300的活塞杆相对缸筒缩回，在第一导向架200固定不动的前提下，使得第二导向架400跟随推进油缸300的缸筒向前进给，实现推进作业；在退钎作业过程中，推进油缸300的活塞杆则相对缸筒伸出，使得第二导向架400沿与上述进给方向相反的方向运动，实现退钎作业。

需要说明的是，本实施例中，可以是上述推进油缸300的缸筒与第二导向架400连接而活塞杆与固定座210连接的设置形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如：使推进油缸300的缸筒与固定座210连接而活塞杆与第二导向架400连接，利用活塞杆相对缸筒的伸缩动作，实现第二导向架400的前进和回退。当然，驱动机构还可以为电动推杆等其他电力驱动机构的形式，故其只要是通过推进油缸300的这种设置形式，能够实现第二导向架400相对第一导向架200的移动即可，本实施例并不对其具体设置形式进行限定。

请继续参照图1和图2，本实施例中，固定座210上可以开设导向孔211，具体地，凿岩机600的钎杆700自导向孔211穿出。

在凿岩机600向前推进作业时，随着凿岩机600相对第二导向架400向前移动，钎杆700始终在导向孔211中并沿着导向孔211的轴向移动，由导向孔211对其进行引导；同样地，在凿岩机600向后退钎作业时，导向孔211对钎杆700的退回动作进行引导。

请继续参照图2和图4，本实施例中，该伸缩推进结构还可以包括补偿油缸900，具体地，补偿油缸900连接在托架100与第一导向架200之间，用于驱动第一导向架200相对托架100移动。

该伸缩推进结构在进行钻孔作业前，可以利用补偿油缸900驱动第一导向架200在托架100中往复移动，从而实现第二导向架400前端的定位。

具体地，补偿油缸900的缸筒连接在托架100上，活塞杆连接在第一导向架200的后端。当然，还可以是补偿油缸900的缸筒连接在第一导向架200的后端，而活塞杆连接在托架100上的结构形式，其只要通过补偿油缸900的这种设置形式，能够实现第一导向架200相对托架100的移动即可。

此外，请继续参照图1至图3，并结合图5，本实施例还提供了一种伸缩推进器总成，该伸缩推进器总成包括凿岩机600、用于驱动凿岩机600移动的凿岩机驱动组件500和上述伸缩推进结构，其中，在凿岩机驱动组件500的驱动作用下，凿岩机600能够沿第二导向架400的上层滑轨410滑动。

具体地，凿岩机驱动组件500可以包括前滑轮托板520、后滑轮托板530、前钢丝绳（图中未示出）、后钢丝绳（图中未示出），以及进给油缸510，其中，沿凿岩机600的运动方向，前滑轮托板520和后滑轮托板530间隔并滑动设置于上层滑轨410，同时，前滑轮托板520和后滑轮托板530均与进给油缸510的缸筒固定连接，且进给油缸510的活塞杆与第二导向架400连接。并且，前滑轮托板520上设置有前滑轮，后滑轮托板530上设置有后滑轮，凿岩机600通过凿岩底板固定于后滑轮托板530。具体地，前钢丝绳的第一端与凿岩底板的前端连接，第二端与第二导向架400连接，且前钢丝绳的绳段绕设在前滑轮上，形成前钢丝绳滑轮组；相应地，后钢丝绳的第一端与凿岩底板的后端连接，第二端与第二导向架400连接，且后钢丝绳的绳段绕设在后滑轮上，形成后钢丝绳滑轮组。

该凿岩机驱动组件500中，前钢丝绳滑轮组与后钢丝绳滑轮组形成行程倍增机构。当凿岩机600向前移动时，进给油缸510的活塞杆相对其缸筒缩回，前滑轮托板520和后滑轮托板530在上层滑轨410上向前滑动，在进给油缸510的活塞杆相对其缸筒缩回一倍行程时，凿岩机600向前移动二倍行程；相应地，当凿岩机600向后移动时，进给油缸510的活塞杆相对其缸筒伸出，前滑轮托板520和后滑轮托板530在上层滑轨410上向后滑动，在进给油缸510的活塞杆相对其缸筒伸出一倍行程时，凿岩机600向后移动二倍行程。

这种油缸-钢丝绳的凿岩机驱动组件500实现了凿岩机600向前的高效进给，大大提高了凿岩机600的推进及退钎效率。需要说明的是，本实施例中，凿岩机驱动组件500可以是上述油缸-钢丝绳的结构形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他结构形式，如：电机-丝杠或油马达-链条等，其只要通过凿岩机驱动组件500的这种结构形式，能够实现凿岩机600在上层滑轨410上的往复移动即可。

请继续参照图1和图5，本实施例中，该凿岩机驱动组件500还可以包括紧绳器540，具体地，紧绳器540固定设置在第二导向架400上，其中，前钢丝绳的第二端和后钢丝绳的第二端均与紧绳器540连接。

该凿岩机驱动组件500经过一段时间的使用后，可以利用紧绳器540对前钢丝绳和后钢丝绳的张紧程度进行调节，以保证前钢丝绳和后钢丝绳的张紧状态。

请继续参照图1至图3，本实施例中，该伸缩推进器总成还可以包括用于检测第二导向架400向前运动到位的前开关810，具体地，前开关810与凿岩机驱动组件500控制连接。

该凿岩机600在推进作业过程中，当推进油缸300驱动第二导向架400向前运动到位后，前开关810被触发，并将该第二导向架400运动到位信号发送至进给油缸510，控制进给油缸510动作；在进给油缸510的驱动下，凿岩机600向前进给，实现推进作业。

前开关810的设置，实现了第二导向架400与凿岩机600在推进作业过程中的联动动作，保证了第二导向架400运动到位后凿岩机600的自动向前进给，从而提高了本实施例伸缩推进器总成推进作业过程的高效性与流畅性。

优选地，本实施例中，前开关810设置在第二导向架400的前端。

请继续参照图1至图3，本实施例中，该伸缩推进器总成还可以包括用于检测凿岩机600向后运动到位的后开关820，具体地，后开关820与推进油缸300控制连接。

该凿岩机600在退钎作业过程中，当进给油缸510驱动凿岩机600向后运动到位后，后开关820被触发，并将该凿岩机600运动到位信号发送至推进油缸300，控制推进油缸300动作；在推进油缸300的驱动下，第二导向架400向后回退，实现退钎作业。

后开关820的设置，实现了第二导向架400与凿岩机600在退钎作业过程中的联动动作，保证了凿岩机600运动到位后第二导向架400的自动向后回退，从而提高了本实施例伸缩推进器总成退钎作业过程的高效性与流畅性。

优选地，本实施例中，后开关820设置在第二导向架400的后端。

需要说明的是，本实施例中，前开关810和后开关820可以为液控阀或电磁阀等形式，并且，前开关810和后开关820可以是图中示出的接触式触发形式，还可以为非接触触发形式，其只要是通过前开关810和后开关820的这种设置形式，能够分别实现第二导向架400与凿岩机600在推进作业过程中的联动动作，以及第二导向架400与凿岩机600在退钎作业过程中的联动动作即可。

本实施例中，托架上还可以固定设置第一耳环，第一导向架上还可以固定设置第二耳环。这样的设置，实现了推进油缸300、补偿油缸900及进给油缸510供油管路的安装，在一定程度上避免了因管路散乱而对各运动部件造成干涉的情形，保证了本实施例伸缩推进器总成的工作可靠性。

该伸缩推进器总成的基本工作过程为：首先，利用凿岩设备的变幅机构将该伸缩推进器总成置于工作位置；然后，利用补偿油缸900驱动第一导向架200在托架100上往复移动，并利用第一导向架200的固定座210进行定位。

推进作业过程中，推进油缸300的有杆腔进油，使得推进油缸300的活塞杆相对其缸筒缩回，从而带动第二导向架400向前运动；当第二导向架400上的前开关810与固定座210接触时，前开关810被触发，并将控制信号输出至进给油缸510，控制进给油缸510动作，从而实现对凿岩机600的驱动；在凿岩机600沿上层滑轨410向前进给的过程中，钎杆700始终在导向孔211中导向运动，当凿岩机600向前进给至第二导向架400的前端时，推进结束。

退钎作业过程中，进给油缸510的有杆腔进油，使得进给油缸510的活塞杆相对其缸筒缩回，从而带动凿岩机600沿上层滑轨410向后运动；当后滑轮托板530与第二导向架400后端的后开关820接触时，后开关820被触发，并将控制信号输出至推进油缸300，使推进油缸300的无杆腔进油，以使其活塞杆相对缸筒伸出，从而带动第二导向架400相对第一导向架200向后运动，退钎结束。

此外，本实施例还提供了一种凿岩设备，具体地，该凿岩设备包括凿岩设备本体和上述伸缩推进器总成，其中，伸缩推进器总成安装于凿岩设备本体。

通过在凿岩设备中设置上述伸缩推进器总成，相应地，该凿岩设备具有上述伸缩推进器总成的所有优势，在此不再一一赘述。