一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车的制作方法

本发明涉及煤矿钻机，尤其涉及一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车。

背景技术：

1、中国工业化煤炭生产进程在现如今已进入安全高效的开采时代，煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井硐和采掘面等等，在对煤矿进行钻孔时会使用到钻车装置，钻车装置上的钻杆钻头通过动力输出转动并对煤矿进行钻孔。

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、本领域中在自动钻车方向已有大量研究和进展，如中国专利cn112482995a，提供了一种煤矿用智能自动上钻杆的钻车装置，解决了现有技术中机械手从钻杆箱顶面抓取钻杆导致钻杆箱顶面无法封闭造成的杂质掉落其中、卡在钻杆之间、影响钻杆的抓取等问题，但是该技术方案也存在以下缺陷：

4、（1）钻杆运送框的配合度较低，使得机械手需要频繁调整，降低了工作效率（2）钻杆框内的钻杆上下的同步度还有优化改进空间，准确度可以更进一步提升；（3）支撑座上的钻杆承载块为方形块状，插入钻杆框中需要精确对准，对拉伸油缸的要求较高，导致。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，自动化配合度更高，钻杆的同步率更高，钻杆推出和回收滑动更平稳，提高工作效率。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，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；所述钻杆推出机构通过连接件连接升降机构，所述升降机构设置在钻杆推出机构和旋转支撑组件之间；

4、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，所述第一支撑座上设有一排通孔，通孔内可拆卸地设有钻杆承载杆，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，所述下框总成包括内框和举升台，所述内框的顶面设有两排钻杆台，两排钻杆台之间设有两排举升台，举升台的结构与钻杆台相同，所述举升台的下方设有举升油缸，所述举升油缸的滑座连接第二推进油缸，举升油缸将举升台举起，第二推进油缸将举升台前后移动；所述下框总成与机械臂之间设有一个钻杆推出机构。

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、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。

12、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。

13、进一步地，所述钻杆台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。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、本发明的拉伸框为一体式，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。

16、本发明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。

17、本发明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；本发明的钻杆推出机构通过连接件与升降机构连接，抓取或回收钻杆时，升降机构与控制工作机构升降的两个立柱同步升降，实现钻杆推出机构的高度与工作机构的夹持器在同一高度，便于机械手抓取钻杆后放置于工作机构上，同时便于机械手回收钻杆后放置于钻杆推出机构的置杆架上，提高了自动化放置和回收钻杆的准确度，且避免机械手的频繁调整，提高了工作效率。

18、本发明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。

技术特征：

1.一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，其特征在于：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（10），所述履带行走装置（10）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），所述钻杆框总成（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），所述工作机构（2）连接旋转支撑组件（3），旋转支撑组件（3）连接机械臂（4）；所述钻杆推出机构（7）通过连接件（8）连接升降机构（9），所述升降机构（9）设置在钻杆推出机构（7）和旋转支撑组件（3）之间。

2.根据权利要求1所述的一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，其特征在于：所述钻杆框总成（5）包括上下设置的上框架（5.1）和拉伸框（5.2），上框架（5.1）和拉伸框（5.2 ）之间通过上框升降油缸（5.3）连接，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）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），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；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）。

3.根据权利要求1所述的一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，其特征在于：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。

4.根据权利要求1所述的一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，其特征在于：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）。

5.根据权利要求1所述的一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，其特征在于：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）和抓取手（4.5），所述伸缩油缸（4.1）与旋转支撑组件（3）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），所述抓手座（4.2）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。

6.根据权利要求1所述的一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，其特征在于：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）的输出轴连接拉伸框（5.2）。

7.根据权利要求1所述的一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，其特征在于：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。

8.根据权利要求1所述的一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，其特征在于：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。

9.根据权利要求1所述的一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，其特征在于：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）。

10.根据权利要求1所述的一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，其特征在于：所述钻杆台（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）。

技术总结
本发明涉及的一种高效进出钻杆的煤矿自动钻车，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；所述钻杆推出机构通过连接件连接升降机构，所述升降机构设置在钻杆推出机构和旋转支撑组件之间。本发明的钻杆推出机构通过连接件与升降机构连接，提高了自动化放置和回收钻杆的准确度，且避免机械手的频繁调整，提高了工作效率。

技术研发人员：黄建忠,黄文涛,华丽,黄亚静
受保护的技术使用者：江苏中煤矿山设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12