一种高效上下钻杆的煤矿用钻车装置的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿钻机技术领域，尤其涉及一种高效上下钻杆的煤矿用钻车装置。


背景技术：

2.锚杆机和锚杆钻车作为当下煤矿井下主要的锚杆支护钻孔设备，使用需求庞大，钻孔数量更是数不胜数。锚杆钻机工人工作环境恶劣，劳动强度大，噪声大，效率低，严重影响到巷道机械化掘进的速度。目前在打孔作业中，都是人工实施取钻杆、上钻杆、退钻杆的操作，操作动作单一、重复、打钻效率低，尤其会造成煤矿工人的疲劳。现有的两臂和四臂锚杆钻车，虽然在锚杆支护的机械化程度上有所提高，但是工人的劳动强度仍旧很大，还需要人工的上下钻杆。而自动化钻孔作业能够实现钻杆准确、快速、高效的连续钻进，而自动化连续钻进过程中，自动换钻杆为现如今必不可少的研究方向。
3.现有的自动换钻杆的钻车，一般使用两个机械手配合，一个机械手从钻杆箱顶面抓取钻杆，将钻杆抓取至指定位置，再用另一个机械臂抓取钻杆至工作位置，在整个作业的过程中，无法自动上杆降低了工作效率；且这样的上杆流程带来的问题有：（1）要求钻杆箱顶面开口，便于机械臂抓取钻杆，但因此钻杆箱顶面无法封闭，在煤矿中工作时常有煤块等杂质掉落其中，卡在钻杆之间，影响钻杆的抓取；（2）两个机械臂的布置对场地的高度有要求，在煤矿中使用受限制。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种高效上下钻杆的煤矿用钻车装置，自动化配合度更高，钻杆的同步率更高，钻杆推出滑动更平稳，提高工作效率。
5.本实用新型的目的是这样实现的：
6.一种高效上下钻杆的煤矿用钻车装置，它包括主机机体、工作机构、机械臂、存储钻杆的钻杆框总成、下框总成、钻杆推出机构和履带行走装置，所述履带行走装置固定在主机机体的两侧并与地面接触，用于移动主机机体；所述主机机体包括安装板，所述安装板上设有钻杆框总成，所述钻杆框总成的一侧依次设置钻杆推出机构、旋转支撑组件和工作机构，所述工作机构连接旋转支撑组件，旋转支撑组件连接机械臂；
7.所述钻杆框总成包括上下设置的上框架和拉伸框，上框架和拉伸框之间通过上框升降油缸连接，所述拉伸框的左右两侧对称设有结构相同的第一支撑座和第二支撑座，所述第一支撑座上可拆卸地设有一排钻杆承载杆，所述钻杆承载杆的头部倒角，便于第一支撑座和第二支撑座支撑起上框架；所述拉伸框内设有一个下框总成，所述下框总成与机械臂之间设有一个钻杆推出机构；所述钻杆推出机构包括滑轨座，所述滑轨座上设有油缸安装座，油缸安装座上连接钻杆推出油缸，所述钻杆推出油缸连接第二导杆，所述第二导杆上设有两个置杆架，置杆架的结构与钻杆台相同，用于将钻杆运送至机械臂的对应位置。
8.进一步地，所述工作机构包括滑架总成、滑座、第一推进油缸、动力头和夹持器，所
述滑架总成上通过滑座与动力头滑动连接，动力头设置在滑座上，所述滑架总成内设置第一推进油缸，第一推进油缸连接滑座，以推动动力头，所述滑架总成的端部设置夹持器，用于夹持钻杆。
9.进一步地，所述旋转支撑组件包括第一回转减速器、连接机构、第二回转减速器、安装座和第三回转减速器，所述安装座的一侧设置第二回转减速器，另一侧设置第三回转减速器，所述第三回转减速器通过旋转机构连接滑架总成，所述第二回转减速器通过连接机构连接第一回转减速器，所述第一回转减速器连接机械臂。
10.进一步地，所述机械臂包括伸缩油缸、抓手座、第一导杆和抓取手，所述伸缩油缸与旋转支撑组件连接，所述伸缩油缸的输出轴连接抓手座，所述抓手座上设有抓取手，所述抓手座与第一导杆的一端连接，所述第一导杆插入滑套中，所述滑套设置在伸缩油缸外壁上，便于抓取手的移动。
11.进一步地，所述抓取手的一侧设有抓手调角油缸，便于抓取手的角度调整。
12.进一步地，所述上框架的前后两个侧面的上分别设有一对上框升降油缸，所述上框升降油缸的输出轴通过耳座连接拉伸框。
13.进一步地，所述拉伸框的侧面对应钻杆承载杆的位置设有一排滑槽，用于钻杆承载杆插入拉伸框内可沿滑槽上下移动。
14.进一步地，所述第一支撑座的前端连接有第一拉伸油缸，所述第二支撑座的前端连接有第二拉伸油缸，所述第一拉伸油缸和第二拉伸油缸的另一端均固定在固定座上，第一拉伸油缸和第二拉伸油缸用于同步拉伸第一支撑座和第二支撑座移动。
15.进一步地，所述拉伸框的前侧面设有承重杆，所述第一支撑座和第二支撑座对应承重杆端部的位置处设有插入孔，第一拉伸油缸和第二拉伸油缸分别将第一支撑座和第二支撑座向内移动时，承重杆的两端插入两侧的第一支撑座和第二支撑座内，用于承重拉伸框。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型的钻杆箱从下方运送出钻杆，因此顶面可封闭，避免钻杆箱内掉入杂质，影响钻杆的运送，从而提高了工作效率；本实用新型的钻杆运送框采用举升架向上顶出一层钻杆，后由推进油缸推送至置杆架，回收时再原路返回，自动化回收钻杆，工作效率高，大大节省人力成本；本实用新型只需一个低于钻杆箱顶面的翻转机械臂，无需另设一个高于钻杆箱的钻杆抓取臂，对场地高度没有限制，占地面积小，利用率更高。
18.本实用新型的拉伸框为一体式，保证了钻杆框中钻杆上下的同步；拉伸框前后分别设置两个拉伸油缸，拉伸油缸的一端固定在固定座的上下层，更有利于两个支撑座的同步拉动，自动化配合程度更高。
19.本实用新型的支撑座上的钻杆承载杆采用螺栓可拆卸连接，方便损坏后更换，且钻杆承载杆采用圆柱型，同时头部倒角，更方便插入钻杆间隙中，提高了工作效率。
20.本实用新型的钻杆推出机构的导轨采用圆柱式导杆，滑动更平稳，不会因煤渣碎屑导致滑移阻塞。
21.本实用新型的机械手采用单个油缸配合导杆的驱动形式，且旋转支撑的立柱采用单根油缸举升，节省空间，减少了机构干涉。
附图说明
22.图1为本实用新型的结构示意图。
23.图2为本实用新型的主视图。
24.图3为本实用新型的工作机构的结构示意图。
25.图4为本实用新型的工作机构的俯视图。
26.图5为本实用新型的机械臂的结构示意图。
27.图6为本实用新型的机械臂的主视图。
28.图7为本实用新型的钻杆框总成的结构示意图。
29.图8为本实用新型的钻杆框总成的主视图。
30.图9为本实用新型的钻杆框总成的侧视图。
31.图10为本实用新型的拉伸框的俯视图。
32.图11为本实用新型的下框总成的结构示意图。
33.图12为本实用新型的下框总成的主视图。
34.图13为本实用新型的下框总成的侧视图。
35.图14为本实用新型的下框总成的俯视图。
36.图15为本实用新型的钻杆推出机构的主视图。
37.图16为本实用新型的钻杆推出机构的侧视图。
38.其中：
39.主机机体1、安装板1.1、工作机构2、滑架总成2.1、滑座2.2、第一推进油缸2.3、动力头2.4、夹持器2.5、旋转支撑组件3、第一回转减速器3.1、连接机构3.2、第二回转减速器3.3、安装座3.4、第三回转减速器3.5、第一立柱3.6、第二立柱3.7、机械臂4、伸缩油缸4.1、抓手座4.2、第一导杆4.3、滑套4.4、抓取手4.5、抓手调角油缸4.6、钻杆框总成5、上框架5.1、拉伸框5.2、上框升降油缸5.3、第一支撑座5.4、第二支撑座5.5、承重杆5.6、钻杆承载杆5.7、第一拉伸油缸5.8、第二拉伸油缸5.9、固定座5.10、下框总成6、内框6.1、钻杆台6.11、举升台6.2、第二推进油缸6.3、举升油缸6.4、第三推进油缸6.5、钻杆推出机构7、滑轨座7.1、钻杆推出油缸7.2、第二导杆7.3、油缸安装座7.4、置杆架7.5、履带行走装置8、液压装置9、电控箱10、副油箱11。
具体实施方式
40.为更好地理解本实用新型的技术方案，以下将结合相关图示作详细说明。应理解，以下具体实施例并非用以限制本实用新型的技术方案的具体实施态样，其仅为本实用新型技术方案可采用的实施态样。需先说明，本文关于各组件位置关系的表述，如a部件位于b部件上方，其系基于图示中各组件相对位置的表述，并非用以限制各组件的实际位置关系。
41.实施例1：
42.参见图1-图16，图1绘制了一种高效上下钻杆的煤矿用钻车装置的结构示意图。如图所示，本实用新型的一种高效上下钻杆的煤矿用钻车装置，它包括主机机体1、工作机构2、机械臂4、存储钻杆的钻杆框总成5、下框总成6、钻杆推出机构7和履带行走装置8，所述履带行走装置8固定在主机机体1的两侧并与地面接触，用于移动主机机体1；所述主机机体1包括安装板1.1，所述安装板1.1上设有钻杆框总成5，钻杆框总成5的一侧依次设置钻杆推
出机构7、旋转支撑组件3和工作机构2，另一侧设置液压装置9、电控箱10和副油箱11。
43.参见图3-图4，所述工作机构2包括滑架总成2.1、滑座2.2、第一推进油缸2.3、动力头2.4和夹持器2.5，所述滑架总成2.1上通过滑座2.2与动力头2.4滑动连接，动力头2.4设置在滑座2.2上，所述滑架总成2.1内设置第一推进油缸2.3，第一推进油缸2.3连接滑座2.2，以推动动力头2.4，所述滑架总成2.1的端部设置夹持器2.5，用于夹持钻杆。
44.所述旋转支撑组件3包括第一回转减速器3.1、连接机构3.2、第二回转减速器3.3、安装座3.4和第三回转减速器3.5，所述安装座3.4的一侧设置第二回转减速器3.3，另一侧设置第三回转减速器3.5，所述第三回转减速器3.5通过旋转机构连接滑架总成2.1，所述第二回转减速器3.3通过连接机构3.2连接第一回转减速器3.1，所述第一回转减速器3.1连接机械臂4；所述安装座3.4的两侧分别设有第一立柱3.6和第二立柱3.7。
45.参见图5-图6，所述机械臂4包括伸缩油缸4.1、抓手座4.2、第一导杆4.3、滑套4.4、抓取手4.5和抓手调角油缸4.6，所述伸缩油缸4.1的中部与第一回转减速器3.1连接，所述伸缩油缸4.1的输出轴连接抓手座4.2，所述抓手座4.2上设有抓取手4.5，抓取手4.5的一侧设有抓手调角油缸4.6，便于抓取手4.5的角度调整；所述抓手座4.2的侧边通过螺母与第一导杆4.3的一端连接，所述第一导杆4.3插入滑套4.4中，所述滑套4.4设置在伸缩油缸4.1外壁上，便于抓取手4.5的移动。
46.参见图7-图10，所述钻杆框总成5包括上框架5.1，所述上框架5.1的下方设有拉伸框5.2，所述上框架5.1内设有多层隔板，用于有序存放钻杆，所述上框架5.1的前后两个侧面的上分别设有一对上框升降油缸5.3，所述上框升降油缸5.3的输出轴通过耳座连接拉伸框5.2，所述拉伸框5.2的左右两侧对称设有结构相同的第一支撑座5.4和第二支撑座5.5，所述第一支撑座5.4上设有一排通孔，通孔内可拆卸地设有钻杆承载杆5.7，所述钻杆承载杆5.7的头部倒角，便于插入钻杆间隙中，用于抬起钻杆，便于第一支撑座5.4和第二支撑座5.5支撑起上框架5.1；所述拉伸框5.2的侧面对应钻杆承载杆5.7的位置设有一排滑槽，用于钻杆承载杆5.7插入拉伸框5.2内可沿滑槽上下移动；
47.所述第一支撑座5.4的前端连接有第一拉伸油缸5.8，所述第二支撑座5.5的前端连接有第二拉伸油缸5.9，所述第一拉伸油缸5.8和第二拉伸油缸5.9的另一端均固定在固定座5.10上，第一拉伸油缸5.8和第二拉伸油缸5.9用于同步拉伸第一支撑座5.4和第二支撑座5.5移动。
48.所述拉伸框5.2的前侧面设有承重杆5.6，所述第一支撑座5.4和第二支撑座5.5对应承重杆5.6端部的位置处设有插入孔，第一拉伸油缸5.8和第二拉伸油缸5.9分别将第一支撑座5.4和第二支撑座5.5向内移动时，承重杆5.6的两端插入两侧的第一支撑座5.4和第二支撑座5.5内，用于承重拉伸框5.2。
49.参见图11-图14，所述拉伸框5.2内设有一个下框总成6，所述下框总成6包括内框6.1和举升台6.2，所述内框6.1的顶面设有两排钻杆台6.11，钻杆台6.11包括多个与上方钻杆层的钻杆匹配的弧形凹槽，用于放置钻杆7，两排钻杆台6.11之间设有两排举升台6.2，举升台6.2的结构与钻杆台6.11相同，所述举升台6.2的下方设有举升油缸6.4，所述举升油缸6.4的滑座连接第二推进油缸6.3，举升油缸6.4将举升台6.2举起，第二推进油缸6.3将举升台6.2前后移动。
50.参见图15-图16，所述下框总成6与机械臂4之间设有一个钻杆推出机构7；所述钻
杆推出机构7包括滑轨座7.1，所述滑轨座7.1上设有油缸安装座7.4，油缸安装座7.4上连接钻杆推出油缸7.2，所述钻杆推出油缸7.2连接第二导杆7.3，所述第二导杆7.3上设有两个置杆架7.5，置杆架7.5的结构与钻杆台6.11相同，用于将钻杆7运送至机械臂4的对应位置。
51.工作原理：
52.本实施例中，上框架5.1内放置多层钻杆，顶面封闭，当需要钻孔工作时，上框架5.1通过四周的上框升降油缸5.3向下框总成6的钻杆台6.11放置一层钻杆，然后拉伸框5.2前后的支撑座由前后的第一拉伸油缸5.8、第二拉伸油缸5.9拉近支撑座，钻杆承载杆5.7插入拉伸框5.2，承重杆5.6插入拉伸框5.2，通过上框升降油缸5.3将上框架5.1内其他层钻杆抬起；接着举升油缸6.4举起举升台6.2，再通过第二推进油缸6.3将最前端的钻杆推送至置杆架7.5上，置杆架7.5通过钻杆推出油缸7.2滑动至机械臂4的抓取位，机械臂4翻转伸出抓取钻杆，运送至夹持器2.5内，进行钻孔；
53.当需要回收钻杆时，机械臂4从滑架总成2.1上抓取钻杆，翻转运送至置杆架7.5，置杆架7.5由钻杆推出油缸7.2拉回内框6.1一侧，举升台6.2通过第二推进油缸6.3推进至置杆架7.5的下方，再由举升油缸6.4举起举升台6.2和钻杆并由退回原位；接着上框架5.1前后的支撑座由前后的第一拉伸油缸5.8、第二拉伸油缸5.9拉出远离，承重杆5.6和钻杆承载杆5.7均脱离外框，上框架5.1下落回收钻杆。
54.以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。