多方位煤矿钻机性能测试装置的制作方法

1.本发明涉及一种多方位煤矿钻机性能测试装置，属于机器或结构部件的静或动平衡的测试领域。


背景技术：

2.煤矿钻机是煤炭安全生产的必需设备，在煤矿钻机的研发、生产和使用中需要对钻机的给进力、锚固力、水压力、钻机推进行程、钻机推进速度、扭矩、转速等性能参数进行检测。
3.如专利申请号为cn201420700696.4，发明名称为：一种液压钻机仿真工况试验台，其提及了：在支撑平台与测试装置之间增设调节装置，在支撑平台右侧增设工作平台，在工作平台左端设置固定龙门架，固定龙门架与工作平台固定连接，在工作平台右端设置活动龙门架，活动龙门架与工作平台形成滑动配合，调节装置包括上托架、下托架、升降机，升降机的底端与支撑平台固定连接，升降机的活动端与下托架固定连接，下托架沿竖直方向运动并与竖直杆锁紧固定，上托架在下托架上沿左右方向移动并与下托架锁紧固定，测试装置设置在上托架上并与上托架固定连接。
4.其所提及的方案不能有效的模拟煤矿钻机工作时的巷道环境，如在固定平台上通过螺栓安装测功机、转矩转速传感器和加载器等测试组件，并将钻机钻杆通过联轴器与各测试组件进行连接测试，煤矿钻机工作时需要调节钻杆俯仰角进行钻孔开采，现有的水平测试台无法测试钻杆倾斜时的工作性能，且每种测试台上的测试组件无法调节更换，无法通过不同规格的测试组件进行综合测试，不能满足实际的需求。


技术实现要素：

5.为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种多方位煤矿钻机性能测试装置，本发明的技术方案是：一种多方位煤矿钻机性能测试装置，包括底板、固定板、顶框、测试平台和角度调整机构，在所述的底板上垂直安装有数根立柱，所述的立柱在底板上均匀布置；在所述立柱的中部固定安装有与所述底板平行设置的固定板，所述的顶框安装在立柱的顶部，与所述的立柱滑动配合；在该固定板的侧部安装有驱动顶框升降的液压升降柱，该固定板的中部安装有对顶框进行定位的锁止单元；在所述顶框的中部安装有角度可调的测试平台，所述的测试平台通过安装在顶框侧部的角度调整机构驱动；所述的角度调整机构、液压升降柱和锁止单元均接入控制箱。
6.所述的角度调整机构包括摆动架、基板和夹持单元，所述摆动架的底部通过摆动轴转动的安装在所述的顶框上，在所述摆动架的上部安装有基板，该基板与所述的摆动架垂直设置，在所述基板上安装有数个夹持单元，相邻两夹持单元之间形成间距。
7.所述的夹持单元包括套管、夹爪驱动齿轮、扇形轮、夹爪和夹爪座，在所述套管的底部设置有与基板连接在一起的法兰盘，该套管内部的下端安装有端板，所述夹爪驱动齿
轮设置在该套管的内部，该夹爪驱动齿轮的一侧通过转轴转动的安装在所述的端板上，另一侧固定安装有所述的扇形轮，在所述套管的外壁沿圆周方向均匀的设置有三个夹爪座，每一夹爪座上通过销轴转动的安装有一夹爪，所述的夹爪与扇形轮动配合，该扇形轮驱动所述的夹爪夹紧或者释放，当其中一夹爪的顶杆与所述扇形轮的根部对应时，另外两夹爪的顶杆被扇形轮的凸起部顶紧，实现对夹爪的夹紧；当其中一夹爪的顶杆被所述扇形轮的凸起部顶紧时，另外两夹爪的顶杆与扇形轮之间形成间距，实现对夹爪的释放；该夹爪驱动齿轮通过设置在套管外部的齿轮驱动单元驱动。
8.所述的夹爪包括倒l型主体和所述的顶杆，该倒l型主体上部的折弯段延伸至套管的上端，下部的内侧安装有顶杆，该顶杆延伸至套管的内部，与所述的扇形轮动配合；所述的销轴位于倒l型主体的中上部。
9.所述的齿轮驱动单元包括齿条座、推拉齿条和锁止销，所述的齿条座安装在套管的外部，在所述的齿条座内滑动的安装有推拉齿条，该推拉齿条的轮齿面位于所述套管的内部，与安装在套管内的夹爪驱动齿轮相啮合；所述的齿条座上设置有锁止销安装孔，所述的推拉齿条上设置有定位通孔，所述的锁止销穿过所述的锁止销安装孔和定位通孔后，将所述的推拉齿条固定在齿条座上。
10.所述的角度调整机构还包括主动齿轮、从动齿轮、摆杆和连接板，所述的从动齿轮与主动齿轮相啮合，均转动的安装在所述的顶框上，该主动齿轮通过安装在顶框上的伺服电机驱动，所述摆杆的一端铰接在所述的从动齿轮上，该摆杆与从动齿轮的铰接点为偏心点；所述摆杆的另一端与所述连接板的一端铰接在一起，该连接板的另一端与所述的摆动轴固定连接在一起。
11.所述的锁止单元包括锁止板、链条、挡板和驱动电机，在所述顶框的下部安装有两块沿竖直方向设置，且相互平行设置的锁止板，所述的固定板上设置有供锁止板穿过的条形孔；在两块锁止板之间的固定板上安装有链条，该链条通过安装在固定板上的驱动电机驱动，转动的安装在所述的固定板上，在该驱动电机的电机轴上安装有与链条啮合的驱动链轮，所述的链条通过链条支撑轮进行支撑，呈环状设置；在所述链条的外部安装有两块挡板，其中一挡板与其中一锁止板的限位槽动配合；另一挡板与另一锁止板的限位槽动配合。
12.本发明的优点是：通过角度调整机构、液压升降柱和锁止单元的设置，尤其是测试平台的角度可调整设置，实现了在测试组件时，可以实现高度以及角度的调整，当测试平台的角度和高度调整后，便于将煤矿钻机的钻杆在倾斜工作状态时与测试组件连接，测试煤矿钻机不同状态下的工作性能，提高测试台的适用性。操作简单，安全可靠，省时省力，提高了工作效率，降低了工作人员的劳动强度。
附图说明
13.图1是本发明的主体结构示意图。
14.图2是图1中夹持单元的夹紧状态示意图。
15.图3是图1中夹持单元的释放状态示意图。
16.图4是本发明夹持单元的侧视图。
17.图5是本发明夹爪的主体结构示意图。
18.图6是本发明的夹持单元的立体图。
19.图7是本发明的锁止单元与锁止板的装配关系示意图。
20.图8是本发明的顶框与摆动轴的连接关系示意图。
21.附图标记如下：1、底板；2、固定板；3、顶框；4、液压升降柱；5、锁止板；6、链条；7、挡板；8、驱动电机；9、立柱；10、主动齿轮；11、从动齿轮；12、摆杆；13、连接板；14、摆动架；15、基板；16、夹持单元；17、套管；18、夹爪驱动齿轮；19、扇形轮；20、夹爪；21、齿条座；22、推拉齿条；23、锁止销；24、夹爪座；25、顶杆；26、销轴；27、摆动轴。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
23.参见图1至图8，本发明涉及一种多方位煤矿钻机性能测试装置，包括底板1、固定板2、顶框3、测试平台和角度调整机构，在所述的底板1上垂直安装有数根立柱9，所述的立柱9在底板1上均匀布置；在所述立柱9的中部固定安装有与所述底板1平行设置的固定板2，所述的顶框3安装在立柱9的顶部，与所述的立柱9滑动配合；在该固定板2的侧部安装有驱动顶框3升降的液压升降柱4，该固定板2的中部安装有对顶框3进行定位的锁止单元；在所述顶框3的中部安装有角度可调的测试平台，所述的测试平台通过安装在顶框3侧部的角度调整机构驱动；所述的角度调整机构、液压升降柱4和锁止单元均接入控制箱。
24.所述的角度调整机构包括摆动架14、基板15和夹持单元16，所述摆动架14的底部通过摆动轴27转动的安装在所述的顶框3上，在所述摆动架14的上部安装有基板15，该基板15与所述的摆动架14垂直设置，在所述基板15上安装有数个夹持单元16，相邻两夹持单元16之间形成间距。
25.所述的夹持单元16包括套管17、夹爪驱动齿轮18、扇形轮19、夹爪20和夹爪座24，在所述套管17的底部设置有与基板15连接在一起的法兰盘，该套管17内部的下端安装有端板，所述夹爪驱动齿轮18设置在该套管17的内部，该夹爪驱动齿轮18的一侧通过转轴转动的安装在所述的端板上，另一侧固定安装有所述的扇形轮19，在所述套管17的外壁沿圆周方向均匀的设置有三个夹爪座24，每一夹爪座24上通过销轴26转动的安装有一夹爪20，所述的夹爪20与扇形轮19动配合，该扇形轮19驱动所述的夹爪20夹紧或者释放，当其中一夹爪20的顶杆25与所述扇形轮19的根部对应时，另外两夹爪20的顶杆25被扇形轮19的凸起部顶紧，实现对夹爪20的夹紧；当其中一夹爪20的顶杆25被所述扇形轮19的凸起部顶紧时，另外两夹爪20的顶杆25与扇形轮19之间形成间距，实现对夹爪20的释放；该夹爪驱动齿轮18通过设置在套管17外部的齿轮驱动单元驱动。
26.所述的夹爪20包括倒l型主体和所述的顶杆25，该倒l型主体上部的折弯段延伸至套管17的上端，下部的内侧安装有顶杆25，该顶杆25延伸至套管17的内部，与所述的扇形轮19动配合；所述的销轴26位于倒l型主体的中上部。
27.所述的齿轮驱动单元包括齿条座21、推拉齿条22和锁止销23，所述的齿条座21安装在套管17的外部，在所述的齿条座21内滑动的安装有推拉齿条22，该推拉齿条22的轮齿面位于所述套管17的内部，与安装在套管17内的夹爪驱动齿轮18相啮合；所述的齿条座21
上设置有锁止销安装孔，所述的推拉齿条22上设置有定位通孔，所述的锁止销23穿过所述的锁止销安装孔和定位通孔后，将所述的推拉齿条22固定在齿条座21上。
28.所述的角度调整机构还包括主动齿轮10、从动齿轮11、摆杆12和连接板13，所述的从动齿轮11与主动齿轮10相啮合，均转动的安装在所述的顶框3上，该主动齿轮10通过安装在顶框3上的伺服电机驱动，所述摆杆12的一端铰接在所述的从动齿轮11上，该摆杆12与从动齿轮11的铰接点为偏心点；所述摆杆12的另一端与所述连接板13的一端铰接在一起，该连接板13的另一端与所述的摆动轴27固定连接在一起。当需要调整测试组件的角度时，角度调整机构的主动齿轮10带动从动齿轮11转动，从动齿轮11转动时，摆杆12发生偏转，带动连接板13发生转动，连接板13转动时，由于连接板与摆动轴27固定连接，进而带动摆动轴27和摆动架14发生摆动，实现了对安装在基板15上的测试组件进行角度的调整。
29.所述的锁止单元包括锁止板5、链条6、挡板7和驱动电机8，在所述顶框3的下部安装有两块沿竖直方向设置，且相互平行设置的锁止板5，所述的固定板2上设置有供锁止板5穿过的条形孔；在两块锁止板5之间的固定板2上安装有链条6，该链条6通过安装在固定板2上的驱动电机8驱动，转动的安装在所述的固定板2上，在该驱动电机8的电机轴上安装有与链条6啮合的驱动链轮，所述的链条6通过链条支撑轮进行支撑，呈环状设置；在所述链条6的外部安装有两块挡板7，其中一挡板7与其中一锁止板5的限位槽动配合；另一挡板7与另一锁止板5的限位槽动配合。
30.本发明的工作原理是：将待测试的组件置入夹持单元16上，通过移动推拉齿条22在齿条座21上进行往复的直线运动，当推拉齿条22移动时，带动夹爪驱动齿轮18和扇形轮19转动，从而控制夹爪20的开合。
31.如图2所示，当扇形轮19处于图2的位置时，其中，两个夹持单元16的顶杆25被扇形轮19顶紧，对应的两个倒l型主体的上部向套管17的内侧收紧，此时夹爪20对于测试组件进行夹紧，夹爪20处于夹紧状态；当对测试组件进行确定后，通过锁止销23将齿条座21和推拉齿条22进行固定。
32.如图3所示，当扇形轮19处于如图3的位置时，其中，两个夹持单元16的顶杆25与扇形轮19形成间距，扇形轮19不再对顶杆25进行约束，此时对应的两个倒l型主体处于自由状态，解除对测试组件的约束。
33.当需要调整测试组件的高度时，通过液压升降柱4实现对顶框3的升降；当顶框3升降至预设高度时，通过锁止单元的驱动电机8带动链条6进行转动，两块挡板7对锁止板5进行限位，实现了顶框3的稳定，起到了双保险的作用。当需要调整测试组件的角度时，角度调整机构的主动齿轮10带动从动齿轮11转动，从动齿轮11转动时，摆杆12发生偏转，带动连接板13发生转动，连接板13转动时，带动摆动轴27和摆动架14发生摆动，实现了对安装在基板15上的测试组件进行角度的调整。
34.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。