一种煤矿钻机用翻转式避让系统及避让方法与流程

本发明涉及煤矿施工，更具体地说是涉及一种煤矿钻机用翻转式避让系统及避让方法。

背景技术：

1、煤矿开掘巷道需要对巷道进行锚杆锚索支护，且需要在钻孔中装入锚固剂，并填装锚杆锚索用于支护紧固。目前煤矿井下巷道钻孔后，无法直接使用本钻机进行填充锚固剂、安装锚杆锚索全自动作业，必须采用人工安装锚杆锚索，或者采用专门安装设备进行安装，并且对于锚杆锚索无法实现用同一设备进行安装。

2、现有锚杆锚索安装方式情况如下：1)人工安装：人工安装的方法，比较机动灵活，能够随意安装需要的数量和种类。但人工安装较高位置需要爬高，致使效率降低，存在安全隐患。同时，高处作业时需要两人以上配合，对人员需求大；2)人工辅助的机械式安装：采用一些简单机械推送装置，先将锚杆锚索装入设备中，然后对准已钻孔，人站在地面上将锚杆锚索推入钻孔中。这些结构人工需要辅助，无法实现自动连续安装；3)机械式自动安装装置：目前国内外所采用的机械式自动安装锚索装置，其只能实现锚索的安装紧固，对于长锚杆无法实现避让和安装，且装置结构复杂，占用空间大。

3、随着煤矿智能化建设的不断升级，对自动锚杆锚索支护提出了新的要求，实现锚杆锚索的全自动连续作业，成了煤矿井下巷道支护施工迫切需求。然而，目前国内外所涉及的锚杆锚索安装设备均存在不能完全自动化的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种煤矿钻机用翻转式避让系统及避让方法，目的就是为了解决现有技术中存在的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

3、一种煤矿钻机用翻转式避让系统，包括：支架；所述支架上设有钻箱推进机构、钻杆仓和机械手；所述钻箱推进机构的输出端活动连接有钻箱摆动油缸和钻箱；所述钻箱摆动油缸的输出端活动连接于所述钻箱上；所述钻杆仓和所述机械手设置于所述支架的同一侧；所述钻箱摆动油缸设置于所述钻箱推进机构远离所述机械手一侧。

4、优选地，所述钻箱推进机构包括钻箱推进油缸、链轮、链条和钻箱推进座；所述钻箱推进油缸的活塞杆固定连接于所述支架上；所述钻箱推进油缸的缸筒滑动连接于所述钻箱推进油缸的活塞杆上；所述钻箱推进座滑动设置于所述支架上；所述钻箱推进油缸的缸筒两侧均转动连接有两个所述链轮；每个所述链轮上均设有一个所述链条；每个所述链条一端均固定连接于所述支架上，且每个链条另一端均固定连接于所述钻箱推进座上。

5、优选地，所述支架上设有两个导向杆；两个所述导向杆对称设置于所述钻箱推进油缸两侧；所述钻箱推进座两侧均开设有与所述导向杆相适配的导向孔；所述钻箱推进座通过所述导向孔滑动连接于所述导向杆上。

6、优选地，所述钻箱通过第一销轴转动连接于所述钻箱推进座上。

7、优选地，所述钻箱摆动油缸的输出端通过第二销轴转动连接于所述钻箱上。

8、优选地，所述钻箱推进座上设有导向板；所述导向板上开设有弧形导向槽；所述第二销轴延伸并穿过所述弧形导向槽。

9、优选地，所述钻箱推进座上设有固定座；所述钻箱摆动油缸的上下端面上均设有转轴；所述钻箱摆动油缸通过所述转轴转动连接于所述固定座上。

10、优选地，所述固定座上设有缓冲机构；所述缓冲机构包括套筒、压缩弹簧和伸缩杆；所述套筒固定连接于所述固定座上；所述伸缩杆滑动连接于所述套筒内，且所述伸缩杆远离所述固定座一端延伸至所述套筒外部；所述压缩弹簧设置于所述套筒内；所述压缩弹簧位于所述固定座和所述伸缩杆之间。

11、优选地，所述套筒内壁上开设有滑槽；相应的，所述伸缩杆外壁上设有与所述滑槽相适配的滑块；所述滑块滑动连接于所述滑槽内。

12、一种煤矿钻机用翻转式避让方法，利用上述的煤矿钻机用翻转式避让系统，包括以下步骤：

13、s1：工作前，先将锚杆锚索装入钻杆仓内，钻杆仓旋转至指定位置，煤矿钻机进行钻孔作业，作业完成后退回钻杆，随后机械手摆入抓取锚杆锚索，机械手保持夹紧状态等待钻箱避让，缓冲机构保持初始位置；

14、s2：钻箱摆动油缸开始工作，钻箱摆动油缸的活塞杆收回，拉动钻箱沿弧形导向槽摆至预设位置，为安装锚杆锚索提供避让空间，在此过程中，缓冲机构的伸缩杆与钻箱接触，压缩弹簧被压缩，减少钻箱摆动油缸作用力，保证结构强度，同时确保运动过程平稳；

15、s3：机械手夹持锚杆锚索摆至钻孔中心位置，通过机械手将锚杆锚索输送进已钻好的钻孔中，直至锚杆锚索底部超过钻箱顶部；

16、s4：控制钻箱摆动油缸推动钻箱沿弧形导向槽摆动至钻孔中心位置，伸缩杆与钻箱脱离接触，在压缩弹簧的作用下，伸缩杆恢复至初始位置，钻箱推进机构驱动钻箱上升，直至钻箱上升至锚杆锚索底部；

17、s5：控制钻箱的卡盘夹住锚杆锚索底部，钻箱推进机构继续驱动钻箱上升运动将锚杆锚索全部输送进钻孔中，并实现控制钻箱旋转紧固。

18、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

19、1)本发明通过设置钻箱推进机构、机械手、钻杆仓、钻箱摆动油缸和钻箱，可实现钻机在煤矿巷道锚杆锚索支护施工中自动避让不同规格锚杆锚索，实现钻孔－填充锚固剂－插入锚杆锚索作业，从而实现钻机全自动化、智能化，进而可以现实煤矿智能支护作业，既节省作业人员数量又节省作业时间，极大提高了作业效率；

20、2)本发明通过钻箱推进油缸、链轮和链条相配合作为钻箱的动力源，使得整个系统结构更加紧凑，从而可以在较小的煤矿巷道中使用，进而可以满足煤矿巷道支护施工作业需求；

21、3)本发明通过弧形导向槽对第二销轴进行导向，可以使钻箱根据规定的轨道运行而进行避让作业，保证钻机能够实现全自动智能化作业；

22、4)本发明的避让系统可以实现完全自动化作业，可以有效节约人工成本，避免人机交替浪费时间，作业效率得到极大的提高，且整体结构简单，占用空间小。

技术特征：

1.一种煤矿钻机用翻转式避让系统，其特征在于，包括：支架(1)；所述支架(1)上设有钻箱推进机构(2)、钻杆仓(3)和机械手(4)；所述钻箱推进机构(2)的输出端活动连接有钻箱摆动油缸(6)和钻箱(7)；所述钻箱摆动油缸(6)的输出端活动连接于所述钻箱(7)上；所述钻杆仓(3)和所述机械手(4)设置于所述支架(1)的同一侧；所述钻箱摆动油缸(6)设置于所述钻箱推进机构(2)远离所述机械手(4)一侧。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿钻机用翻转式避让系统，其特征在于，所述钻箱推进机构(2)包括钻箱推进油缸(201)、链轮(202)、链条(203)和钻箱推进座(204)；所述钻箱推进油缸(201)的活塞杆固定连接于所述支架(1)上；所述钻箱推进油缸(201)的缸筒滑动连接于所述钻箱推进油缸(201)的活塞杆上；所述钻箱推进座(204)滑动设置于所述支架(1)上；所述钻箱推进油缸(201)的缸筒两侧均转动连接有两个所述链轮(202)；每个所述链轮(202)上均设有一个所述链条(203)；每个所述链条(203)一端均固定连接于所述支架(1)上，且每个链条(203)另一端均固定连接于所述钻箱推进座(204)上。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿钻机用翻转式避让系统，其特征在于，所述支架(1)上设有两个导向杆(8)；两个所述导向杆(8)对称设置于所述钻箱推进油缸(201)两侧；所述钻箱推进座(204)两侧均开设有与所述导向杆(8)相适配的导向孔；所述钻箱推进座(204)通过所述导向孔滑动连接于所述导向杆(8)上。

4.根据权利要求2所述的一种煤矿钻机用翻转式避让系统，其特征在于，所述钻箱(7)通过第一销轴(9)转动连接于所述钻箱推进座(204)上。

5.根据权利要求2所述的一种煤矿钻机用翻转式避让系统，其特征在于，所述钻箱摆动油缸(6)的输出端通过第二销轴(10)转动连接于所述钻箱(7)上。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿钻机用翻转式避让系统，其特征在于，所述钻箱推进座(204)上设有导向板(11)；所述导向板(11)上开设有弧形导向槽(12)；所述第二销轴(10)延伸并穿过所述弧形导向槽(12)。

7.根据权利要求2所述的一种煤矿钻机用翻转式避让系统，其特征在于，所述钻箱推进座(204)上设有固定座(13)；所述钻箱摆动油缸(6)的上下端面上均设有转轴(14)；所述钻箱摆动油缸(6)通过所述转轴(14)转动连接于所述固定座(13)上。

8.根据权利要求7所述的一种煤矿钻机用翻转式避让系统，其特征在于，所述固定座(13)上设有缓冲机构(5)；所述缓冲机构(5)包括套筒(501)、压缩弹簧(502)和伸缩杆(503)；所述套筒(501)固定连接于所述固定座(13)上；所述伸缩杆(503)滑动连接于所述套筒(501)内，且所述伸缩杆(503)远离所述固定座(13)一端延伸至所述套筒(501)外部；所述压缩弹簧(502)设置于所述套筒(501)内；所述压缩弹簧(502)位于所述固定座(13)和所述伸缩杆(503)之间。

9.根据权利要求8所述的一种煤矿钻机用翻转式避让系统，其特征在于，所述套筒(501)内壁上开设有滑槽(15)；相应的，所述伸缩杆(503)外壁上设有与所述滑槽(15)相适配的滑块(16)；所述滑块(16)滑动连接于所述滑槽(15)内。

10.一种煤矿钻机用翻转式避让方法，其特征在于，利用如权利要求1-9任一项中所述的煤矿钻机用翻转式避让系统，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种煤矿钻机用翻转式避让系统，包括：支架；支架上设有钻箱推进机构、钻杆仓和机械手；钻箱推进机构的输出端活动连接有钻箱摆动油缸和钻箱；钻箱摆动油缸的输出端活动连接于钻箱上；钻杆仓和机械手设置于支架的同一侧；钻箱摆动油缸设置于钻箱推进机构远离机械手一侧，还公开了一种煤矿钻机用翻转式避让方法。本发明通过设置钻箱推进机构、机械手、钻杆仓、钻箱摆动油缸和钻箱，可实现钻机在煤矿巷道锚杆锚索支护施工中自动避让不同规格锚杆锚索，实现钻孔－填充锚固剂－插入锚杆锚索作业，从而实现钻机全自动化、智能化，进而可以现实煤矿智能支护作业，既节省作业人员数量又节省作业时间，极大提高了作业效率。

技术研发人员：焦召明,焦显阳,韩晓强,赵多超,阮鹏程,张献伟,王石磊,吴文锐,牛晓晓,王壮壮
受保护的技术使用者：莱州亚通重型装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13