专利名称：用于钻孔设备的悬臂装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于钻孔设备的悬臂装置，该装置包括一悬臂，该悬臂包括至少两个相互铰接的悬臂部件，悬臂的一端设置有一操作机构，而且该悬臂还装配有一垂直铰链和一水平铰链，以将操作机构转动到所需的位置上；所述悬臂装置还包括一基本水平的第一悬臂部分，该悬臂部分的一端相对垂直轴线可转动地与钻孔设备相连接。
钻孔设备采用各种不同的可移动载客升降机，所述升降机包括一悬臂和一载人罐笼，载人罐笼设置于悬臂的自由端上，用于载人。当挖掘隧道时，这些装置的使用尤其普遍。可通过载人罐笼进行岩石锚固、测量、勘测及其它需要接近目标才能完成的作业。另外，当钻孔设备工作时，还能够通过载人罐笼方便地进行维护和维修工作。钻孔设备的前部通常包括至少一个独立的工作悬臂，在工作悬臂的自由端上设置有钻机及辅助设备或其它所需装置。一种公知的用于载人罐笼的悬臂其结构如下在钻孔设备的两个纵向侧面上，即沿移动方向设置导轨或相应的导向表面，悬臂能够沿导轨或导向表面移动。悬臂及其载人罐笼可沿钻孔设备的纵向独立地从其后部移动到前部或从其前部移动到后部。但是，这种结构具有以下缺陷必须使悬臂在一非常小的范围内穿过控制台，这样就会对钻孔设备使用者的安全造成威胁。另外，这种悬臂结构限制了接近控制台的机会，而控制台用于控制和操纵钻孔设备。该结构的另一缺陷在于由于导向装置必须很坚固，而且也很重，因此也就增加了钻孔设备的总重量。此外，另一种公知的悬臂也可应用于载人罐笼。在该结构中，悬臂被分别设置于钻孔设备之后部的两侧，而且悬臂可通过连杆机构从钻孔设备的后部移动到前部，或从其前部移动到后部。悬臂的铰链按以下方式设置不同的悬臂部分能够沿垂直方向转动，即不同的悬臂部分能够相对其转轴升高和下降。为使载人罐笼产生侧向移动，可将整个悬臂结构设置于一个转向底座上或将其整体设置成能够在悬臂的底部相对垂直铰链转向的结构形式。但这种技术方案也具有其缺陷由于在该结构中，悬臂必须非常接近地穿过控制台，从而使在控制台上工作的钻眼工人的安全性很差。因此，在这些公知的技术方案中，操作人员将面临着被挤在钻孔设备的悬臂与框架之间的危险，而且这些结构还使钻孔设备的使用更加复杂。
本发明的一个目的在于提供一种用于钻孔设备的新型悬臂，这种悬臂能够克服现有技术中存在的缺陷，而且使其结构更简单，重量也更轻。
本发明的悬臂装置其特征在于在钻孔设备中，所述的垂直轴线被设置于钻眼工人的控制台即钻孔操作面之后，其它悬臂部件也相应地设置于第一悬臂的自由端上并能够相对垂直轴线回转，通过相对所述垂直轴线转动第一悬臂部件而将悬臂装置从输送位置移动到工作位置或将其从工作位置移动到输送位置，与第一悬臂部件相连接的其它悬臂部件被设置成能够沿钻孔设备的侧面移动，在距控制台一定距离处并在输送位置上，操作机构能够被移动到靠近控制台的位置上。
本发明的基本构思在于钻孔设备包括至少一个可沿不同方向移动的悬臂，这种悬臂包括至少两个相互可转动铰接的悬臂部分和一个操作机构，该操作机构最好是载人罐笼，载人罐笼被设置于最外部的悬臂部分之自由端上。根据本发明，该悬臂包括基本沿水平方向设置的第一悬臂部分，该第一悬臂部分定位于最靠近钻孔设备的位置上，并通过第一铰链以可相对钻孔设备之垂直轴线转动的方式与钻孔设备相连接。另外，第二铰链被设置在第一悬臂部分和第二悬臂部件之间，该第二铰链使至少第二悬臂部分能够相对第一悬臂部分水平转动。这样，悬臂就能够相对钻孔设备与悬臂之间的垂直轴线从输送位置水平移动到工作位置。将悬臂连接到钻孔设备上的铰链定位于钻眼工人的控制台(或称之为钻孔操作面)之后，悬臂的活动部件被设置成当悬臂在输送位置与工作位置之间移动时，使其能够在距控制台一定距离的范围内沿侧向在钻孔设备的侧面上移动。在本发明的一个实施例中，第二铰链使第二悬臂部分仅能够沿水平方向转向。这种悬臂装置还包括至少第三悬臂部分，该第三悬臂部分相对第二悬臂部分以至少能够沿垂直方向转动的方式被铰接。本发明另一实施例的基本构思在于第二悬臂通过第二铰链与第一悬臂部分铰接，这样就使第二悬臂部分既能够相对第一悬臂部分沿水平方向转动，又能够相对第一悬臂部分沿垂直方向转动。另外，本发明第三实施例的基本构思在于该实施例包括一个悬臂，悬臂的第一部分能够相对第一铰链以如下方式沿水平方向转动使悬臂能够从钻孔设备的第一侧移动到另一侧，从而不必将独立的悬臂及其操作机构安装在钻孔设备的纵向侧面上。
本发明的优点在于由于悬臂不再靠近控制台移动，因此提高了钻孔设备使用者的安全性。悬臂的移动机构不再位于紧邻使用者的范围内，而且将悬臂连接到钻孔设备上的铰链也定位于钻眼工人的控制台即被称为钻孔操作面之后，悬臂的活动部件也落入沿侧向距控制台有一定距离的范围内。本发明的另一优点在于由于具有本发明的悬臂结构，而使钻孔设备能够按以下方式构造输送位置更低，侧向尺寸也更窄，从而能够在狭窄的矿井巷道或类似的通道内更容易地实现操纵和控制。因此，在运输和移动过程中，不用拆卸悬臂结构就能够将钻孔设备移动到其作业位置上。另外，与现有技术相比，由于本发明的悬臂结构之转轴被设置在更接近钻孔设备中部的位置上，因此本发明还具有更好的稳定性。另外，钻孔设备的前、后轴线之间的重量分配也更均匀。由于这些因素，所以也就易于操纵和使用钻孔设备。由于载人罐笼能够简单而安全的转动，以能够从控制台直接移动到罐笼，从而更有利于使用。本发明的又一优点在于悬臂及其辅助设备的总重量比现有的结构更轻。本发明的一个实施例还具有以下优点由于被连接到钻孔设备上的一个悬臂装置能够转动到钻孔设备的两侧，因此也就不再需要两个独立的悬臂和铰链。就钻孔设备所占用的空间及其重量而言，这种结构是最佳的。另外，这种结构也更加简单，需要维修的部件更少，可能产生的故障也更少。另外，悬臂可按以下方式设置使其能够到达沿侧向和朝后的方向距钻孔设备足够远的位置上。
应该注意到在本申请中，垂直铰链是指具有垂直轴线的部件，从而使其能够在通过铰链相互连接的部件之间水平移动。因此，水平铰链的回转轴线是水平的，这样，水平铰链就能够使各个部件相对地垂直转动。
现结合附图，对本发明作出更具体的说明，其中附图
图1a和1b示出了根据本发明用于钻孔设备上的悬臂部件在不同位置上的示意性俯视图；图2示出了根据本发明用于钻孔设备上的另一个悬臂部件的俯视图。
图1a和1b简易地概括示出了钻孔设备的俯视图，在图示的钻孔设备上设置有根据本发明的悬臂装置，一操作机构被设置于悬臂的自由端上，在本实施例中，操作机构为一个载人罐笼。所述操作机构还可以是钻机、锚固设备或其它用于钻孔作业的设备，操作机构最好设置于悬臂的自由端上。为简明起见，附图未示出通常设置于钻孔设备之前部的作业悬臂，在实际操作中，钻机及其它操作所需的设备一般设置于作业悬臂上。在图1a中，悬臂位于两个不同的工作位置上，在图1b的装置中，悬臂定位于其输送位置上。应该注意到尽管为简明起见，附图仅示出了一个悬臂，但也非常可能将另一类似的悬臂和载人罐笼安装到钻孔设备的另一纵向侧面上，以绕同一铰链回转或分别绕两个独立的铰链回转。如图所示，悬臂1包括三个部分1a至1c。第一悬臂部分1a在最接近钻孔设备的位置上定位，而且大体设置于水平方向上，该第一悬臂部分被铰接，以相对第一铰链3a大体沿水平方向回转。从钻孔设备的钻进端可以看到悬臂的第一铰链3a最好以如下方式设置于后部轴线上尽可能均匀地将悬臂的载荷分配到前、后轴线之间，其中后部轴线实际上就是钻孔设备的中心线。另外，当第一铰链位于中心线上时，车辆的载荷还沿横向均匀分配。此外，由于第一铰链定位于后部轴线或其附近的位置上，因此，基于悬臂所产生的载荷，框架不必被制造成比现有技术更稳定也更沉重的结构。第一转向装置4a与第一铰链3a相连接，该转向装置最好是一个液压缸或几个液压缸，如果需要，该转向装置也可以是一个被液压流体或电所驱动的转向电机，或者是其它能够传递转向装置所产生的运动的合适装置，从而通过合适的转向部件，例如杠杆、转盘及其它部件移动第一悬臂部分。第二悬臂部分1b通过第二铰链3b与第一悬臂部分1a的延长部分相连接。与铰链3a相同，第二铰链3b也是垂直的，因此也就使第二悬臂部分1b能够相对第一悬臂部分1a沿大体的水平方向转动。第二转向装置4b用于转动第二悬臂部分1b。与第一转向装置相同，第二转向装置可以是一个液压缸或电机，或者是其它能够通过合适的转向部件移动第二悬臂部分1b的合适装置。另外，悬臂1包括第三悬臂部分1c，在第三悬臂部分的自由端上设置有一操作机构2。第三悬臂部分能够通过第三转向装置4c相对水平的第三铰链3c升降，其中第三铰链以能够使操作机构上下移动的方式设置于第二悬臂部分的最外端。在第三悬臂部分和操作机构之间可以设置一个用于相对第三悬臂的最外端移动操作机构的装置，从而无需移动悬臂本身就能够使操作机构略微弯曲或转动。图1a还用断开线5a和5b示出了第二悬臂部分的极限转动位置。位置5a与图1b所示的输送位置相对应，而位置5b则与沿反方向的可能极限转动位置相对应。图中的标记A示意性地表示围绕第二铰链3b的转角。此外，标记B表示围绕第一铰链3a的转角。应该理解各个悬臂部分的长度、尺寸以及铰链的转角都是可以改变的。悬臂的尺寸至少受到钻孔设备所需的有效范围、体积和尺寸的影响。如果需要，悬臂还可以包括能够使第二和第三悬臂部分平行钻孔设备从输送位置转动到工作位置的装置。这种装置可与转向装置相连接，而且能够通过机械手段或液压手段操作。悬臂之间的平行转动降低了该悬臂与其它悬臂及钻孔设备上象控制室这样的结构相互碰撞的可能性。
另外，还可以如下方式设置第二铰链3b使第二悬臂部分1b能够沿水平和垂直方向相对上述转轴和第一悬臂部分1a转动。这样，就可以使悬臂仅包括两个部分，第一部分能够相对第一转轴的垂直轴线大体水平转动，而第二部分的自由端上可设置一个载人罐笼，如上所述，该载人罐笼能够相对第二转轴沿水平和垂直方向转动。
另外，如果在钻孔设备的一侧仅使用一个悬臂，那么就可以相对中心线对称设置第一铰链，而中心线更接近钻孔设备上未设置悬臂的那侧。不管是否使用悬臂，通过这种方式定位铰链都能够使钻孔设备沿横向保持稳定。
当使用多个悬臂和载人罐笼时，可设置多个传感器并使这些传感器与悬臂接触，这些传感器能够以可防止悬臂之间的碰撞及悬臂与钻孔设备上其它装置之间碰撞的方式识别出悬臂的位置。碰撞的可能性还可以通过将第一铰链设置成能够适当向后弯曲的形式而得以降低，从而当悬臂被移动到输送位置上时，其能够位于一个较低的位置上，当悬臂相对向后弯曲的铰链向前转动时，这种转动将使悬臂的自由端自动升高。为简明起见，图1b和图2未示出悬臂的转向装置或转向部件。
图2是高度简化地示出了另一可行实施例的顶视图。在该实施例中，仅采用了一个悬臂，该悬臂可转动到钻孔设备的两侧。在这种情况下，一个悬臂的作用半径至少等于两个悬臂的作用半径，但是一个悬臂不必占用很大的空间，重量也不是很重。在这种结构中，能够水平转动的第一悬臂部分1a可围绕钻孔设备的后部从一侧转动到另一侧。这样自然就要求在钻孔设备中那些位于第一转轴3a之后的部件以如下方式设置于可水平转动的悬臂部分之下使悬臂具有足够的空间回转并跨过这些部件。因此，第一转轴被设置在高于钻孔设备之后部的位置上。一般情况下，由于动力装置6及其电机和辅助设备容易被制造成具有低重心的结构(easily low-constructible)，而且通常被安装在钻孔设备的最后部，因此上述的排列方式相当容易实现。如果需要，还可以设置一个至少当悬臂从钻孔设备的一侧移向另一侧时用于升高第一铰链的装置。这一点可通过以下方式得以实现例如第一铰链通过液压系统与能够上下移动的支架相连接，或直接与液压缸相连接。当然，将悬臂从钻孔设备的一侧移向另一侧还要求第二悬臂部分及其它悬臂部分能够跨过钻孔设备移动。其它悬臂部分1b和1c能够在移动过程中升高。这种结构还要求在考虑这种悬臂使用的前提下，设置转向装置及转向部件，而转向装置及转向部件在本说明书中未作描述。在某些情况下，还可以如下方式设置一个与第一铰链相接触的水平铰链至少当悬臂从钻孔设备的一侧移向另一侧时，第一悬臂部分能够对角地向上弯曲。此外，还可以如下方式设置悬臂使其相对钻孔设备朝后定向。这样，在钻孔设备后面操纵悬臂就不会存在危险，而且还可借助于工作悬臂在钻孔设备的前部执行其它任务。
本发明的附图和说明仅用于解释本发明的构思。具体而言，可在权利要求书的范围内对本发明作出变化。因此，与附图及说明书中的技术方案相比，这种悬臂可包括更多的悬臂部分。水平转动部件的延长部分也可能包括多个可沿垂直和/或水平方向转动的悬臂部分，从而使悬臂能够以更多的方式转动。这样，就可能提供一种设置有悬臂的钻孔设备，悬臂的端部设置有一容易进入的载人罐笼。
权利要求
1．一种用于钻孔设备的悬臂装置，其包括一个悬臂(1)，所述悬臂包括至少两个相互铰接的悬臂部分(1a-1c)，悬臂的一端设置有一操作机构(2)，悬臂(1)装配有一垂直铰链和一水平铰链，用于将操作机构(2)转动到所需位置上；所述悬臂装置包括一基本水平的第一悬臂部分(1a)，第一悬臂部分的一端以可相对垂直轴线转动的方式与钻孔设备相连接，其特征在于在钻孔设备中，所述垂直轴线被设置在钻孔工人的控制台即钻孔操作面之后，其它悬臂部分(1b,1c)以可相对垂直轴线转动的方式被相应地设置于第一悬臂部分的自由端上，从而通过相对所述垂直轴线转动第一悬臂部分(1a)而将所述悬臂装置从运输位置移动到工作位置或从工作位置移动到运输位置上，与第一悬臂部分(1a)相连接的其它悬臂部分(1b,1c)设置成能够沿钻孔设备的侧面移动，在距控制台一定距离的范围内并在运输位置上，操作机构(2)可被移动到靠近控制台的位置上。
2．根据权利要求1所述的悬臂装置，其特征在于设置于悬臂(1)自由端上的所述操作机构(2)是一个载人罐笼，从而悬臂装置被用作一个载人升降机。
3．根据权利要求1或2所述的悬臂装置，其特征在于基本水平的第二悬臂部分(1b)通过第二铰链(3b)在第一悬臂部分的最外端与第一悬臂部分(1a)相连接，第二铰链(3b)能够使第二悬臂部分(1b)相对所述铰链的垂直轴线基本水平转动。
4．根据权利要求1或2所述的悬臂装置，其特征在于所述悬臂部分(1b)通过第二铰链(3b)与第一悬臂部分(1a)相连接，第二铰链(3b)能够使第二悬臂部分(1b)沿垂直和水平方向转动。
5．根据上述权利要求之一所述的悬臂装置，其特征在于悬臂(1)可相对第一铰链(3a)从钻孔设备的一侧转动到其另一侧。
6．根据上述权利要求之一所述的悬臂装置，其特征在于所述装置包括至少两个悬臂，这两个悬臂的端部设置有载人罐笼。
7．根据权利要求6所述的悬臂装置，其特征在于所述悬臂被设置成能够相对相同的第一铰链(3a)转动。
8．根据权利要求6所述的悬臂装置，其特征在于所述悬臂被设置成能够相对独立的第一铰链(3a)转动。
全文摘要
本发明涉及一种用于钻孔设备的悬臂装置,该装置包括至少一个悬臂(1)和一个操作机构(2),该操作机构可以是一个载人罐笼,其被设置于悬臂的自由端上。另外,悬臂(1)包括至少两个可相对回转铰接的悬臂部分(1a,1b)。根据本发明的构思,第一悬臂部分(1a)通过第一铰链(3a)被铰接,并可相对水平方向回转。第二悬臂部分(1b)设置于第一悬臂部分(1a)的端部上,根据本发明的一个实施例,第二悬臂部分可相对第一悬臂部分(1a)沿垂直方向和水平方向转动。
文档编号E21B19/00GK1303461SQ99806611
公开日2001年7月11日 申请日期1999年5月25日 优先权日1998年5月26日
发明者尤哈·皮波宁 申请人:桑德威克塔姆罗克有限公司