一种钻机装置的制作方法

本发明涉及钻机领域，特别涉及一种钻机装置。

背景技术：

钻机是近几年发展起来的一种钻取勘探孔、抽放瓦斯孔、注水孔，以及其他工程孔的钻机。现有技术中，钻机在工作的时候，升降油缸会受到径向力，长时间使用之后，会降低升降油缸的使用寿命，会发生损坏甚至断裂的危险；钻机线管的管理一直都是钻机管理的重点问题，线管多指液压胶管或者是电缆所用的波纹管，在不加约束的情况下，线管会发生缠绕打结的情况，影响钻机设备的正常使用，增加维修和维护的成本。

技术实现要素：

针对现有技术中升降油缸受到径向力，发生损坏甚至是断裂的情况，以及线管管理混乱增加维修维护成本的技术问题，本发明提供了一种钻机装置，目的在于降低升降油缸受到的径向力，增加升降油缸的使用寿命，束缚管理线管，降低钻机维修维护的成本。

为了到达上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种钻机装置，包括行走履带，下平台，上平台，操作台，液压站和升降油缸，所述行走履带分设在下平台的下方左右两侧，上平台、操作台和液压站均设置在下平台的上方，上平台、操作台和液压站分设在下平台上方的不同区域，升降油缸设置在下平台与上平台之间，升降油缸与下平台、上平台组成四连杆机构；所述下平台和上平台之间设置有曲柄滑块机构，曲柄滑块机构与四连杆机构组成一个几何图形，几何图形随着升降油缸长度的变化而变化；

所述上平台上方设置有液压控制站和钻进装置，液压控制站为钻进装置提供液压动力，液压控制站上设置有操纵杆罩，操纵杆罩用于保护液压控制站，钻进装置用于对工作面钻取工程孔，所述钻进装置下方设置有回转接头，液压控制站通过液压胶管连接回转接头，回转接头通过液压胶管连接钻进装置；

所述液压站上设置有覆盖件，覆盖件用于保护液压站，所述四连杆机构上方设置有连杆机构罩，液压控制站通过液压胶管连接液压站，在覆盖件和连杆机构罩之间设置拖链，将液压胶管固定设置在拖链内，拖链设置为s型，拖链一端铰接在覆盖件上，另一端铰接在连杆机构罩上；所述拖链由若干子拖链组成，相邻的两个子拖链之间均为铰接。

所述曲柄滑块机构包括上平台铰座、第一连杆、下平台铰座、伸缩连杆、第二连杆，所述下平台上设置有条形槽，条形槽的一端中间位置固定设置有第一底座，上平台铰座的上端固定设置在上平台的下方，上平台铰座与第一底座在铅垂面上错开设置，下平台铰座固定设置在下平台的上方，伸缩连杆固定设置在第一底座上，上平台铰座的下端和第一连杆的一端铰接，第一连杆的另一端和下平台铰座铰接，第一连杆的中间位置和第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端和伸缩连杆的活塞杆端铰接。

所述上平台铰座的下端为中空结构，第一连杆上的部分区域为中空结构，该区域位于上平台铰座与第一连杆的铰接点和第二连杆与第一连杆的铰接点之间。

所述下平台上方设置有第二底座、第三底座、第四底座，第二底座固定设置在下平台上方的一侧，第三底座和第四底座均固定设置在下平台上方的另一侧；升降油缸包括第一升降油缸、第二升降油缸、第三升降油缸；第一升降油缸的一端设置在第二底座上面，第一升降油缸的另一端连接上平台的下方；第二升降油缸的一端设置在第三底座上面，第二升降油缸的另一端连接上平台的下方；第三升降油缸的一端设置在第四底座上面，第三升降油缸的另一端连接上平台的下方。

所述第一底座设置在第二底座的内侧，下平台铰座设置在第三底座和第四底座的中间位置。

所述回转接头包括连接杆，铰接件，旋转头，旋转头上设置有转盘，连接杆连接在钻进装置下方，连接杆和铰接件铰接，旋转头设置在铰接件的下方，转盘和铰接件下端连接，旋转头上设置有液压进口和液压出口，液压进口通过液压胶管连接液压控制站，液压出口通过液压胶管连接钻进装置，旋转头内部设置有液压通道，液压通道连通液压进口和液压出口。

所述钻进装置包括动力头、钻杆钻头、伸缩臂、摆动油缸、伸缩臂支座，动力头设置在伸缩臂上方，钻杆钻头设置在动力头上，动力头下方设置有回转接头，回转接头通过胶管组与钻进装置油路连通，动力头内设置有液压马达，伸缩臂设置在伸缩臂支座上，伸缩臂上设置有摆动油缸，所述伸缩臂支座通过液压胶管分别连接动力头、伸缩臂和摆动油缸。

所述伸缩臂设置为二级给进，包括一级推进杆和二级推进杆，一级推进杆和二级推进杆分别通过给进油缸推进。

所述摆动油缸设置有x轴摆动油缸和y轴摆动油缸。

所述操作台和液压站设置在下平台上方的同一侧，上平台设置在下平台上方的另一侧。

本发明的有益效果为：1、在钻机设备上增加一条拖链，拖链设置为s型，线管穿过拖链内部将液压站和液压控制站的油路和或电路连通，线管并排设置并固定在拖链中，在上平台升降的过程中，所有的线管固定在拖链内，拖链随着上平台的上升而上升，下降而下降，线管不会与拖链发生相对运动，故不会影响到拖链内部的线管，长期使用之后，线管不会变的杂乱无序，可以保持钻机设备整体的美观性；在需要维修与维护线缆线的时候，维修工人可以方便快捷的找到所需要的线管，对线管进行更换与维护，减少了工人维修的强度，大大提高了维修的效率。

2、在液压控制站与钻进装置之间增加了一个回转接头，当钻进装置工作时，回转接头既能绕x轴反向旋转，又能绕y轴反向旋转，这样就避免了胶管缠绕与钩挂，使得胶管布置整齐有序，避免了接头松动漏油。

3、在钻机上平台与下平台之间增加了一套曲柄滑块机构，利用刚性很大的连杆的钢片效应，增加上平台与下平台之间的刚性，在钻机上平台钻杆工作时，曲柄滑块机构设置在升降油缸围成的四连杆机构内，升降油缸受到径向力的时候，曲柄滑块机构可以承受一定的径向力作用，降低升降油缸受到的径向力作用，增加升降油缸的使用寿命，降低升降油缸损坏和断裂的风险，保护了工人和企业的生命财产安全。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明升降油缸最低点时的主视图。

图3是本发明升降油缸中间点时的主视图。

图4是本发明升降油缸最高点时的主视图。

图5是本发明曲柄滑块机构的侧视图。

图6是本发明钻进装置的结构示意图。

图7是本发明回转接头的结构示意图。

图8是本发明子拖链的结构示意图。

图9是本发明伸缩连杆的结构示意图。

图中，1是行走履带，2是下平台，3是上平台，4是操作台，5是液压站，6是覆盖件，7是钻进装置，8是液压控制站，9是操纵杆罩，10是拖链，11是连杆机构罩，101是子拖链，102是管卡，103是连接条，104是扣板，105是管卡螺栓，201是第一升降油缸，202是第二升降油缸，203是第三升降油缸，204是第二底座，205是第三底座，206是第四底座，207是上平台铰座，208是第一连杆，209是下平台铰座，210是伸缩连杆，2101是伸缩腔，2102是限位块，2103是连接杆，2104是连杆铰接点，211是第二连杆，212是第一底座，213是滑道，701是动力头，702是钻杆钻头，703是回转接头，704是胶管组，705是伸缩臂，706是x轴摆动油缸，707是y轴摆动油缸，708是伸缩臂支座，709是连接杆，710是铰接件，711是旋转头，712是转盘，713是液压进口，714是液压出口。

具体实施方式

结合下面附图，对本发明的技术方案做进一步详细的描述。

如图1～图9所示，一种钻机装置，用于钻取勘探孔、抽放瓦斯孔、注水孔，以及其他工程孔。包括行走履带1，下平台2，上平台3，操作台4，液压站5、升降油缸、液压控制站8和钻进装置7，行走履带1分设在下平台2的下方左右两侧，上平台3、操作台4和液压站5均设置在下平台2的上方，操作台4和液压站5设置在下平台2上方的同一侧，上平台3设置在下平台2上方的另一侧；液压控制站8和钻进装置7均设置在上平台3上，液压控制站8为钻进装置7提供液压动力，液压控制站8和钻进装置7集成为钻机的钻孔装置，钻孔装置通过液压杆与连杆机构或长臂机构与上平台3连接，液压杆与连杆机构或长臂机构支撑控制该钻孔装置进行相应的移动、钻孔动作。

升降油缸设置在下平台2与上平台3之间，升降油缸与下平台2、上平台3组成四连杆机构。升降油缸用于顶起或者落下上平台3，使上平台3上的钻孔装置更接近于工作面或者调整工作面或者待机。

下平台2和上平台3之间设置有曲柄滑块机构，曲柄滑块机构用于分担升降油缸原本受到的径向力，降低升降油缸受到的径向力。曲柄滑块机构与四连杆机构组成一个几何图形，几何图形随着升降油缸长度的变化而变化。所述几何图形是指当升降油缸的长度确定时，四连杆机构和曲柄滑块机构所组成的确定的立体图形。

曲柄滑块机构包括上平台铰座207、第一连杆208、下平台铰座209、伸缩连杆210、第二连杆211，所述下平台2的上设置有条形槽，条形槽设置在下平台2的中间位置，条形槽用于升降油缸降低到最低点时，使上平台铰座207、第一连杆208和第二连杆211穿过下平台2，条形槽的一端中间位置固定设置有第一底座212，上平台铰座207的上端固定设置在上平台3的下方，上平台铰座207与第一底座212在铅垂面上错开设置，下平台铰座209固定设置在下平台2的上方，伸缩连杆210固定设置在第一底座212上，上平台铰座207的下端和第一连杆208的一端铰接，第一连杆208的另一端和下平台铰座209铰接，第一连杆208的中间位置和第二连杆211的一端铰接，第二连杆211的另一端和伸缩连杆210的活塞杆端铰接。

上平台铰座207的下端为中空结构，第一连杆208上的部分区域为中空结构，该区域位于上平台铰座207与第一连杆208的铰接点和第二连杆211与第一连杆208的铰接点之间，当升降油缸收缩到最短距离时，上平台铰座207和第一连杆208的中空结构可以容纳第二连杆211。其中，伸缩连杆210为可以自由伸缩的伸缩连杆，只需要借助外界的拉力和推力即可伸长和缩短，不需要用电或者液压力，在伸缩连杆210的活塞杆上设置一个可以和第二连杆211铰接的连接件，即可与第二连杆211铰接。

下平台2上方设置有第二底座204、第三底座205、第四底座206，第二底座204固定设置在下平台2上方的一侧，第三底座205和第四底座206均固定设置在下平台2上方的另一侧；第二底座204的中线与第三底座205和第四底座206的中间线位于同一条线上，第二底座204、第三底座205和第四底座206组成等腰三角形；升降油缸包括第一升降油缸201、第二升降油缸202、第三升降油缸203；第一升降油缸201的一端设置在第二底座204上面，第一升降油缸204的另一端连接上平台3的下方；第二升降油缸202的一端设置在第三底座205上面，第二升降油缸202的另一端连接上平台3的下方；第三升降油缸203的一端设置在第四底座206上面，第三升降油缸203的另一端连接上平台3的下方。

第一底座212设置在第二底座204的内侧，下平台铰座209设置在第三底座205和第四底座206的中间位置；即曲柄滑块结构整体设置在四连杆机构的中心线上。

液压控制站8上设置有操纵杆罩9，操纵杆罩9用于保护液压控制站8，钻进装置7用于对工作面钻取工程孔，钻进装置7下方设置有回转接头703，液压控制站8通过液压胶管连接回转接头703，回转接头703通过胶管组704与钻进装置7油路连通，实现液压供应。

回转接头703包括连接杆709，铰接件710，旋转头711，旋转头711上设置有转盘712，连接杆709连接在钻进装置7下方，连接杆709和铰接件710铰接，旋转头711设置在铰接件710的下方，转盘712和铰接件710下端连接，旋转头711上设置有液压进口713和液压出口714，液压进口713通过液压胶管连接液压控制站8，液压出口714通过胶管组704连接钻进装置7，旋转头711内部设置有液压通道，液压通道连通液压进口713和液压出口714。

钻进装置7包括动力头701、钻杆钻头702、伸缩臂705、摆动油缸、伸缩臂支座708，动力头701设置在伸缩臂705上方，钻杆钻头702设置在动力头701上，动力头701下方设置有回转接头703，动力头701内设置有液压马达，液压马达作用在钻杆钻头702上，使钻杆钻头702钻孔；伸缩臂705设置在伸缩臂支座708上，伸缩臂705上设置有摆动油缸，伸缩臂支座708通过液压胶管分别连接动力头701、伸缩臂705和摆动油缸。

较佳的，伸缩臂705设置为二级给进，包括一级推进杆和二级推进杆，一级推进杆和二级推进杆分别通过给进油缸推进。

摆动油缸设置有x轴摆动油缸706和y轴摆动油缸707。

液压站5上设置有覆盖件6，覆盖件6用于保护液压站5，覆盖件6套设在液压站5上，使液压站5不与外界直接接触，覆盖件6的底部设置有沿边，沿边与就近的钻机本体通过螺栓连接，覆盖件6的顶面设置有供液压胶管穿过的孔槽；四连杆机构上方设置有连杆机构罩11，连杆机构罩11的底部设置有沿边，沿边与就近的钻机本体通过螺栓连接；液压控制站8通过液压胶管与液压站5油路连通，在覆盖件6和连杆机构罩11之间设置拖链10，将液压胶管设置在拖链10内，液压胶管并排穿过拖链10的内部，并将液压胶管固定在拖链10中的管卡上，液压胶管的一端穿过覆盖件6上的孔槽与液压站5油路连通，液压胶管穿过拖链10、且固定在拖链10内，穿过拖链10以后、液压胶管的另一端与液压控制站8油路连通。需要说明的是，连杆机构罩11是用于保护连杆机构的，此处连杆机构罩11是作为液压站5与液压控制站8油路连通的过渡点，液压胶管经连杆机构罩11后再连接至液压控制站8。

拖链10设置为s型，拖链10一端铰接在覆盖件6上，另一端铰接在连杆机构罩11上；拖链10由若干子拖链101组成，相邻的两个子拖链101之间均为铰接。子拖链101上设置有若干卡接液压胶管的管卡102，放置液压胶管时，将液压胶管卡接进管卡102中，以防止液压胶管在拖链10中移动，避免液压胶管之间的摩擦以及液压胶管与拖链10的摩擦，有利于延长液压胶管的使用寿命。子拖链101包括侧板、连接条103和扣板104，侧板分为对称设置的左侧板和右侧板，连接条103和扣板104用于两侧的侧板固定，实现二者的连接，扣板104可拆卸设置在子拖链101上。子拖链101的结构与公开号cn205578619u公开的一种可正反接的链节以及堆叠式拖链一样。

进一步的，在连接条103上设置有若干螺纹孔，管卡102呈优弧状，即管卡101卡接液压胶管的部分弧度大于半圆，能牢固的扣合液压胶管，防止松脱。在管卡101内设置有螺纹孔，管卡102通过管卡螺栓105穿过螺纹孔与连接条103固定连接，即管卡102通过管卡螺栓105固定连接在拖链10上。在不小心损坏管卡102时，能够通过拆卸管卡螺栓105对管卡102进行更换。在穿液压胶管时，先将扣板104打开，将液压胶管用力卡接在管卡102内，在将扣板104闭合，从而使液压胶管一一固定在拖链10内，使液压胶管不能移动。

本发明的工作方式为：依照上述结构关系设置本发明的钻机装置。

如图1～图5所示，升降油缸（标号201、202、203）最低点的时候，如图2所示，上平台铰座207和第一连杆208的铰接点位于伸缩连杆210的下方，下平台2上设置有条形槽，条形槽用于容纳上平台铰座207和第一连杆208，故下平台2不会影响到上平台铰座207和第一连杆208的运动轨迹，第二连杆211向下倾斜。当此时的第一升降油缸201和第二升降油缸202、第三升降油缸203以不同的速度升起时，第一升降油缸201的速度大于第二升降油缸202和第三升降油缸203的速度，第二升降油缸202和第三升降油缸203的速度相同，升降油缸将上平台3顶起来，并随着升降油缸升降速度的不同，上平台3朝向第二升降油缸202和第三升降油缸203的方向倾斜，上平台铰座207固定在上平台3上，上平台铰座207带动其与第一连杆208的铰接端向上移动，第一连杆208带动其与第二连杆211的铰接端向上移动，由于第二连杆211与伸缩连杆210连接，且第二连杆211的其中一端不能上下移动，故第二连杆211在第一连杆208带动的作用下使伸缩连杆210逐渐收缩；第一连杆208不能收缩，第一连杆208以下平台铰座209为圆心做近似圆周运动，第一连杆208与上平台铰座207铰接点逐渐向上运动，由于上平台3朝向第二升降油缸202和第三升降油缸203的方向倾斜，故上平台铰座207相对上平台3水平上升时产生了朝向第一升降油缸201方向的多余位移量，这点多余位移量弥补了上平台铰座207和第一连杆208不能收缩的问题，故在上平台3倾斜上升的过程中，上平台铰座207能够带动第一连杆208向上移动，第一连杆208以下平台铰座209为圆心做近似圆周运动、并且带动第二连杆211向上运动，直到曲柄滑块机构的状态如图3所示。

如图3所示，第一连杆208、第二连杆211水平重叠时，上平台3的倾斜角度最大。当此时的升降油缸继续上升时，第一升降油缸201和第二升降油缸202、第三升降油缸203仍以不同的速度升起，此时第一升降油缸201的速度大于第二升降油缸202和第三升降油缸203的速度，第二升降油缸202和第三升降油缸203的速度相同，升降油缸继续将上平台3顶起来，并随着升降油缸升降速度的不同，上平台3开始朝着第一升降油缸201的方向相对倾斜，即上平台3逐渐恢复为水平面，上平台铰座207固定在上平台3上，上平台铰座207带动第一连杆208继续向上移动，第一连杆208继续带动第二连杆211向上移动，由于第二连杆211与伸缩连杆210连接，且第二连杆211的其中一端不能上下移动，故第二连杆211在第一连杆208带动的作用下使伸缩连杆210逐渐伸长，第一连杆208不能收缩，第一连杆208以下平台铰座209为圆心继续做近似圆周运动；第一连杆208与上平台铰座207铰接点继续向上运动，由于第一升降油缸201的速度比第二升降油缸202和第三升降油缸203要快，故上平台铰座207相对上平台3水平上升时产生的多余位移量逐渐减小，逐渐减小的多余位移量弥补了上平台铰座207和第一连杆208不能收缩的问题，故在上平台3继续倾斜上升的过程中，上平台铰座207带动第一连杆208向上移动，第一连杆208以下平台铰座209为圆心做近似圆周运动、并且带动第二连杆211向上运动，直到曲柄滑块机构的状态如图4所示。

如图4所示，升降油缸伸长到最高点，上平台3又恢复为水平面。在升降油缸从最低点上升到最高点的过程中，第一连杆208和第二连杆211的运动轨迹上下对称，上平台3从水平到倾斜，又从倾斜到水平。钻机的升降油缸上升到如图4所示的状态时，开始进行钻探工作。

如图9所示，伸缩连杆210包括伸缩腔2101、限位块2102、连接杆2103和连杆铰接点2104，伸缩腔2101固定设置在第底座212上，连接杆2103分别与限位块2102和连杆铰接点2104固定连接，限位块2102设置在伸缩腔2101中；当如图4所示，升降油缸（标号201、202、203）伸长到最高点时，限位块2102位于伸缩腔2101的最边缘部，此时，连接杆2103已经不能在向外伸长。

需要说明的时，升降油缸的上升速度由人为操作控制。

如图1、图6、图7所示，钻进装置7工作时，钻杆钻头702需要液压马达提供动力钻取工程孔，液压马达需要液压动力，伸缩臂705的液压油缸需要给进油缸推进，给进油缸需要液压动力，x轴摆动油缸706和y轴摆动油缸707需要液压动力，伸缩臂支座708通过液压胶管与执行元件连接，提供液压动力，回转接头703通过液压胶管与伸缩臂支座708连接；当钻进装置7需要在x轴方向或是y轴方向旋转时，钻进装置7带动回转接头703与伸缩臂支座708之间的液压胶管一起旋转，回转接头703中的铰接件710或者是旋转头711在液压胶管的作用力下，跟随钻进装置7运动方向相反的方向旋转，使液压胶管始终保持整齐有序的状态，回转接头703既能绕x轴反向旋转又能绕y轴反向旋转，这样就避免了胶管缠绕与钩挂。

如图1和图8所示，在覆盖件6和连杆机构罩11之间设置一条s型的拖链10，拖链10一端铰接在覆盖件6上，另一端铰接在连杆机构罩11上，液压控制站8给钻进装置7供液压油，控制钻进装置7的动作；液压胶管的一端穿过覆盖件6上的孔槽与液压站5油路连通，液压胶管穿过拖链10、且固定在拖链10内，穿过拖链10以后、液压胶管的另一端与液压控制站8油路连通。液压胶管穿过拖链10将液压站5和液压控制站8的油路连通，在上平台3升降的过程中，拖链10中的液压胶管均与拖链10固定连接，液压胶管不会与拖链10发生相对移动，拖链10由于由若干两两铰接的子拖链101组成，故拖链10自身不会发生缠绕现象，拖链10内的液压胶管也不会发生缠绕现象，长期使用之后，液压胶管也不会变的杂乱无序，可以保持钻机设备整体的美观性。在穿设液压胶管时，还可以在液压胶管上进行标记，每个标记对应一种设备，在需要维修与维护液压胶管的时候，维修工人可以方便快捷的找到相应的液压胶管，对液压胶管进行更换与维护，减少了工人维修的强度，大大提高了维修的效率。

以上所述，仅是本发明的优选实施方式，并不是对本发明技术方案的限定，应当指出，本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以做出进一步的改进和改变，这些改进和改变都应该涵盖在本发明的保护范围内。