一种凿岩台车自动钻孔系统的制作方法

本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种凿岩台车自动钻孔系统。

背景技术：

凿岩台车被广泛应用于采矿等领域，而现有技术中我国的采矿技术自动化程度低，操作人员需要井下手动操作手柄进行钻孔，不可避免的会出现操作失误和偏差，而使钻孔精度低，且使设备的运行效率较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种凿岩台车自动钻孔系统，能够实现凿岩台车的自动钻孔，而提升工作效率及精度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种凿岩台车自动钻孔系统，用于包括工作机构的凿岩台车上，所述工作机构包括推进梁以及带动所述推进梁横移的滑台，还包括安装于所述推进梁上的凿岩机，所述凿岩台车自动钻孔系统包括：

调度室，所述调度室包括与所述凿岩台车控制相连的控制终端，以及与所述控制终端控制连接的显示器和操控台，所述操控台包括可进行x轴正负向操作以使所述工作机构俯仰以及进行y轴正负向操作以使所述推进梁正反转的操控手柄，还包括可输入设定所述凿岩台车工作模式和参数的操作按键；

自动钻孔模块，所述自动钻孔模块包括将所述工作机构在工作位置定位的自动定位模块，以及自动开钻模块，所述自动定位模块包括布设于所述工作机构上的两组前顶尖油缸和两组后顶尖油缸，以及接收所述操控台指令而分别控制各所述前顶尖油缸和各所述后顶尖油缸伸缩的各第一电磁换向阀，还包括分别布设于各所述前顶尖油缸和所述后顶尖油缸上的各第一压力传感器，所述自动开钻模块包括分别控制所述凿岩机旋转、推进、冲击力度的旋转模块、推进模块和冲击模块，以及控制所述凿岩机的冷却水喷淋大小的水路控制模块，所述自动开钻模块接收所述操控台指令而分别控制所述旋转模块、推进模块、冲击模块和水路控制模块动作，而进行开钻孔。

作为限定，所述旋转模块包括与所述凿岩机传动连接的马达，以及控制所述马达转动方向的第一比例换向阀和第二电磁换向阀。

作为限定，所述推进模块包括与所述凿岩机传动连接的推进油缸，以及控制所述推进油缸推进方向的第二比例换向阀和第一比例溢流阀，还包括设于所述推进油缸的油缸杆上的位移传感器。

作为限定，所述冲击模块包括冲击器，以及控制所述冲击器冲击力度大小的第二比例溢流阀和第三电磁换向阀。

作为限定，所述水路控制模块包括控制冷却水小喷淋的第一电磁水阀和控制冷却水大喷淋的第二电磁水阀。

作为限定，所述自动钻孔模块还包括将所述凿岩台车的钻杆自动安装至所述凿岩机上的自动上杆模块，所述自动上杆模块包括设置于所述工作机构上的夹杆模块以及存杆模块，所述夹杆模块包括夹爪臂，以及控制所述夹爪臂移动的第四电磁换向阀和第三比例换向阀，还包括布设于所述夹爪臂上的两个夹爪臂钳口，以及控制两个所述夹爪臂钳口夹紧或松开的第五电磁换向阀，于所述凿岩机上设有检测所述夹爪臂位置的转轴编码器，以及检测所述凿岩机旋转压力的第二压力传感器。

作为进一步的限定，所述存杆模块包括杆库，以及与所述杆库间传动连接的离合器，所述离合器的液压线路上设置有控制所述离合器开闭的第六电磁换向阀，以及测定所述离合器是否锁定的第三压力传感器，所述杆库的液压线路上设置有控制所述杆库开闭的第一锁定油缸，以及控制所述第一锁定油缸伸缩的第七电磁换向阀，于所述锁定油缸处设定有第一接近开关，所述杆库的液压线路上还设定有控制所述杆库旋转的第二锁定油缸，以及控制所述第二锁定油缸伸缩的第八电磁换向阀，于所述杆库上设置有第三接近开关和第四接近开关。

作为限定，所述自动钻孔模块还包括自动加卸杆模块，所述自动加卸杆模块包括布设于所述工作机构上的一对夹钎器，以及控制一对夹钎器开闭的第九电磁换向阀和第十电磁换向阀。

作为限定，所述凿岩台车包括主泵电机以及空压机，所述凿岩台车自动钻孔系统还包括系统保护模块，所述系统保护模块包括布设于所述凿岩台车的气路系统中的脉冲阀、油位传感器、油压传感器，以及布设于所述凿岩台车的液压系统中的液位传感器、温度传感器和气压传感器，所述油位传感器检测所述凿岩台车脉冲油油位，所述油压传感器检测气路系统压力，所述液位传感器检测所述凿岩台车液压系统液压油位，所述温度传感器检测液压油温度，所述气压传感器检测所述凿岩台车液压系统滤油压力。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型的一种凿岩台车自动钻孔系统，通过调度室和自动钻孔模块的设置，能够实现人员井上在调度室自动钻孔，且便于观察井下作业情况，自动化程度高，而提升工作效率及精度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种凿岩台车的结构图；

图2为本实用新型实施例所述的操控台的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的工作机构液压系统图；

图4为本实用新型实施例所述的一对夹钎器与前后顶尖油缸的液压系统图；

图5为本实用新型实施例所述的凿岩台车的液压系统图；

图6为本实用新型实施例所述的自动上杆模块的液压系统图；

图7为本实用新型实施例所述的凿岩机上、卸钻杆的位置图；

图8为本实用新型实施例所述的凿岩台车的气路系统图；

图9为本实用新型实施例所述的凿岩台车的水路系统图。

附图标记说明：

1-凿岩台车，11-工作机构，111-推进梁，112-滑台，113-凿岩机，2-操控台，21-操控手柄，22-操作按键，221-手动模式按键，222-记忆模式按键，223-支腿面板伸缩按键，224-钻孔参数输入按键，225-滑台横移按键，226-自动按键，227-主泵电机启动按键，228-主泵电机停止按键，229-夹钎器夹紧按键，2210-夹钎器导向按键，2211-夹钎器松开按键，2212-凿岩机推进按键，2213-凿岩机后退按键，2214-小水按键，2215-大水按键，2216-小冲击按键，2217-大冲击按键，31-前顶尖油缸，32-后顶尖油缸，33-第一电磁换向阀，34-第一压力传感器，41-马达，42-第一比例换向阀，43-第二电磁换向阀，51-推进油缸，52-第二比例换向阀，53-第一比例溢流阀，54-位移传感器，61-第二比例溢流阀，62-第三电磁换向阀，71-第一电磁水阀，72-第二电磁水阀，81-夹爪臂，82-第四电磁换向阀，83-第三比例换向阀，84-夹爪臂钳口，85-第五电磁换向阀，86-转轴编码器，87-第二压力传感器，88-夹爪臂停放位置，89-钻杆工作中心位置，91-杆库，92-离合器，93-第六电磁换向阀，94-第三压力传感器，95-第一锁定油缸，96-第七电磁换向阀，97-第一接近开关，98-第二锁定油缸，99-第八电磁换向阀，910-第三接近开关，911-第四接近开关，9110-钻杆，101-夹钎器，102-第九电磁换向阀，103-第十电磁换向阀，201-主泵电机，202-空压机，203-脉冲阀，204-油位传感器，205-油压传感器，206-液位传感器，207-温度传感器，208-气压传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种凿岩台车自动钻孔系统，用于包括工作机构11的凿岩台车1上，工作机构11包括推进梁111以及带动推进梁111横移的滑台112，还包括安装于推进梁111上的凿岩机113，凿岩台车1的具体结构与现有技术中凿岩台车1结构相同，如型号cytc89w，在此不再赘述。

本实施例中，凿岩台车自动钻孔系统整体结构包括调度室和自动钻孔模块，具体结构上，调度室包括与凿岩台车1控制相连的控制终端，以及与控制终端控制连接的显示器和操控台2，由图2中所示，操控台2包括可进行x轴正负向操作以使工作机构11俯仰以及进行y轴正负向操作以使推进梁111正反转的操控手柄21，还包括可输入设定凿岩台车1工作模式和参数的操作按键22，具体的，本实施例中，操控手柄21上设置有预备钻孔按钮、推进梁延伸按钮以及推进梁摆动按钮，操作按键22包括手动模式按键221、记忆模式按键222、支腿面板伸缩按键223、钻孔参数输入按键224、滑台横移按键225、自动按键226、主泵电机启动按键227、主泵电机停止按键228、夹钎器夹紧按键229、夹钎器导向按键2210、夹钎器松开按键2211、凿岩机推进按键2212、凿岩机后退按键2213、小水按键2214、大水按键2215、小冲击按键2216、大冲击按键2217等。

由图1至图9中所示，本实施例中，自动钻孔模块包括将工作机构11在工作位置定位的自动定位模块以及自动开钻模块，具体的，自动定位模块包括布设于工作机构11上的两组前顶尖油缸31和两组后顶尖油缸32，以及接收操控台2指令而分别控制各前顶尖油缸31和各后顶尖油缸32伸缩的各第一电磁换向阀33，还包括分别布设于各前顶尖油缸31和后顶尖油缸32上的各第一压力传感器34，本实施例中，第一压力传感器34的型号为072010203b001。自动开钻模块包括分别控制凿岩机113旋转、推进、冲击力度的旋转模块、推进模块和冲击模块，以及控制凿岩机113的冷却水喷淋大小的水路控制模块，自动开钻模块接收操控台2指令而分别控制旋转模块、推进模块、冲击模块和水路控制模块动作，而进行开钻孔。具体的，旋转模块包括与凿岩机113传动连接的马达41，以及控制马达41转动方向的第一比例换向阀42和第二电磁换向阀43，推进模块包括与凿岩机113传动连接的推进油缸51，以及控制推进油缸51推进方向的第二比例换向阀52和第一比例溢流阀53，还包括设于推进油缸51的油缸杆上的位移传感器54，本实施例中，位移传感器54的型号为rhm02200f101a01，冲击模块包括冲击器，以及控制冲击器冲击力度大小的第二比例溢流阀61和第三电磁换向阀62，水路控制模块包括控制冷却水小喷淋的第一电磁水阀71和控制冷却水大喷淋的第二电磁水阀72。

本实施例中，自动钻孔模块还包括将凿岩台车1的钻杆9110自动安装至凿岩机113上的自动上杆模块，自动上杆模块包括设置于工作机构11上的夹杆模块以及存杆模块，夹杆模块包括夹爪臂81，以及控制夹爪臂81移动的第四电磁换向阀82和第三比例换向阀83，还包括布设于夹爪臂81上的两个夹爪臂钳口84，以及控制两个夹爪臂钳口84夹紧或松开的第五电磁换向阀85，于凿岩机113上设有检测夹爪臂81位置的转轴编码器86，以及检测凿岩机113旋转压力的第二压力传感器87，本实施例中，第二压力传感器87的型号为072010203b001。

本实施例中，存杆模块包括杆库91，以及与杆库91间传动连接的离合器92，离合器92的液压线路上设置有控制离合器92开闭的第六电磁换向阀93，以及测定离合器92是否锁定的第三压力传感器94，杆库91的液压线路上设置有控制杆库91开闭的第一锁定油缸95，以及控制第一锁定油缸95伸缩的第七电磁换向阀96，于锁定油缸处设定有第一接近开关97，杆库91的液压线路上还设定有控制杆库91旋转的第二锁定油缸98，以及控制第二锁定油缸98伸缩的第八电磁换向阀99，于杆库91上设置有第三接近开关910和第四接近开关911。

本实施例中，自动钻孔模块还包括自动加卸杆模块，自动加卸杆模块包括布设于工作机构11上的一对夹钎器101，以及控制一对夹钎器101开闭的第九电磁换向阀102和第十电磁换向阀103。

本实施例中，凿岩台车1包括主泵电机201以及空压机202，凿岩台车自动钻孔系统还包括系统保护模块，系统保护模块布设于凿岩台车1的气路系统中的脉冲阀203、油位传感器204、油压传感器205，以及布设于凿岩台车1液压系统中的液位传感器206、温度传感器207和气压传感器208，油位传感器204检测凿岩台车1脉冲油油位，油压传感器205检测气路系统压力，液位传感器206检测凿岩台车1液压系统液压油位，温度传感器207检测液压油温度，气压传感器208检测凿岩台车1液压系统滤油压力，本实施例中，油位传感器的型号为ru40um18e、油压传感器的型号为070510103b001，液位传感器的型号为ru130um18e、温度传感器的型号为spsp260、气压传感器的型号为0166406031023。

本实施例的工作方式为：

a、自动定位：操作人员于调度室内操作操控台2，操作操控台2上的自动按键226，操作指令输入给控制终端，两组前顶尖油缸31的各第一电磁换向阀33a端得电，两组前顶尖油缸31伸出，并通过两组前顶尖油缸31上的第一压力传感器34感应压力是否达到设定值以判定两组前顶尖油缸31是否伸出到位，两组后顶尖油缸32的各第一电磁换向阀33a端得电，两组后顶尖油缸32伸出，并通过两组后顶尖油缸32上的第一压力传感器34感应压力是否达到设定值以判定两组后顶尖油缸32是否伸出到位；

b、自动上杆：两组前顶尖油缸31和两组后顶尖油缸32伸出到位后，第四电磁换向阀82和第三比例换向阀83的a端分别得电，夹爪臂81由图7中的夹爪臂停放位置88移动到杆库91，此时转轴编码器86检测是否到位并传输至控制终端，到位后，第五电磁换向阀85a端得电，两个夹爪臂钳口84夹紧，夹紧钻杆9110，此时，第五电磁换向阀85会延时2s断电；夹紧钻杆9110后，第三比例换向阀83b端得电，夹爪臂81从杆库91移动到钻杆工作中心位置89，转轴编码器86检测夹爪臂81是否到位，到位后进行凿岩机113上螺纹，即第一比例换向阀42a端得电、第二比例换向阀52a端得电、第一比例溢流阀53、第二电磁换向阀43得电，凿岩机113正旋转正推进，进行钻杆9110的上螺纹，位移传感器54行程到设定值后，经由第二压力传感器87检测是否上紧，若检测压力小于设定值，则认定无钻杆9110，反馈至控制终端进行报警，本实施例中，压力的设定值为1mpa；

c、自动开钻模式的开孔动作：第二比例换向阀52a端得电，凿岩机113正推进，推进到设定行程后(由位移传感器54检测)，第九电磁换向阀102b端得电，一对夹钎器101处于导向位置，第一电磁水阀71得电，打开小水模式，第一比例换向阀42a端和第二电磁换向阀43得电，马达41正转，带动凿岩机113正转，第二比例溢流阀61和第三电磁换向阀62a端得电，冲击器小冲击打开，进行开孔；持续设定时间后，第二比例换向阀52b端得电，凿岩机113反推进，过程中第一电磁水阀71得电，第一比例换向阀42a端和第二电磁换向阀43得电，第二比例溢流阀61和第三电磁换向阀62a端得电，持续设定时间，并反复多次，本实施例中，反复5次；第五电磁换向阀85b端得电，两个夹爪臂81钳口松开，第四电磁换向阀82b端得电，夹爪臂81由钻杆工作中心位置89移动至夹爪臂停放位置88，转轴编码器86检测到位，进行自动开钻模式的钻孔动作：第二比例换向阀52a端和第一比例溢流阀53得电，凿岩机113正推进，推进到设定行程后(由位移传感器54检测)，第九电磁换向阀102a端和第十电磁换向阀103b端得电，一对夹钎器101处于松开状态，第二电磁水阀72得电，打开大水模式，第一比例换向阀42a端和第二电磁换向阀43得电，马达41正转，带动凿岩机113正转，第二比例溢流阀61和第三电磁换向阀62b端得电，冲击器大冲击打开，进行钻孔；

d、存杆模式，杆库91自动旋转：第六电磁换向阀93a端得电，离合器92锁定，第三压力传感器94检测是否达到设定压力，是否锁紧；第七电磁换向阀96a端得电，第一锁定油缸95回缩，将杆库91的储杆盘松开，并检测第一接近开关97是否闭合，闭合则第一锁定油缸95回缩到位；第八电磁换向阀99a端得电，杆库91的储杆盘顺时针旋转，检测第三接近开关910和第四接近开关911是否有效，有效则储杆盘旋转到位，到位后第七电磁换向阀96b端得电，第一接近开关97断开，第一锁定油缸95伸出，将储杆盘锁定，等待夹爪臂81夹取钻杆9110，本实施例中，储杆盘共三圈，第一圈16根，第二圈8根，第三圈4根；

e、自动加卸杆模块，第一根钻杆9110钻到末端时，第十电磁换向阀103b端得电，一对夹钎器101夹紧，第一比例换向阀42b端和第二电磁换向阀43得电，马达41反转，带动凿岩机113反转，第二比例换向阀52b端和第一比例溢流阀53得电，凿岩机113反推进，第二压力传感器87检测压力小于设定值，认定卸杆成功；加杆同b步骤，在此不再赘述；

f、防卡钎模块：钻孔过程中，第二压力传感器87检测压力，若压力大于设定值，则有可能卡钎，则第二比例换向阀52b端和第一比例溢流阀53得电，凿岩机113反推进，反推进一定设定值时，由位移传感器54检测，并由第二压力传感器87检测压力值小于设定值时，第二比例换向阀52a端和第一比例溢流阀53得电，凿岩机113正推进，若第二压力传感器87检测值仍大于设定值，则重复凿岩机113反推进动作，直至检测到压力值小于设定值；

g、防空穴、断层模块：钻孔过程中检测位移传感器54推进速度大于设定值，第二比例换向阀52a端得电，凿岩机113正推进，第二电磁水阀72得电，保持大水模式，第一比例换向阀42a端和第二电磁换向阀43得电，马达41正转，带动凿岩机113正转，第二比例溢流阀61和第三电磁换向阀62a端得电，冲击器小冲击打开，直至检测到推进速度小于设定值，则恢复之前开孔动作；

h、系统保护模块：操作人员于调度室内操作操控台2，操作操控台2上的主泵电机启动按键227，操作指令输入给控制终端，控制主泵电机201启动，主泵电机201启动延时2s加载第二比例溢流阀61最大值，延时3s空压机202启动，脉冲阀203得电，工作打油，间歇性工作10s打一次，油位传感器204检测脉冲油油位，若脉冲油油位低于设定值，则反馈给控制终端显示报警，若油压传感器205检测滤油口堵塞，液位传感器206检测液压油位低于设定值，温度传感器207检测液压油温度高于设定值，气压传感器208检测气路系统中压力低于设定值，则反馈至控制终端进行报警显示，操作人员操作主泵电机停止按键228。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。