液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿控制系統(tǒng)及輸送裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿控制系統(tǒng)以及輸送裝置，包括PLC控制模塊、中間繼電器、信號放大板、先導(dǎo)電磁閥、液控多路閥和傳感器組，所述PLC控制模塊通過中間繼電器、信號放大板共同完成對先導(dǎo)電磁閥的控制，所述先導(dǎo)電磁閥與液控多路閥連接，所述液控多路閥連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述傳感器組采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號并將信號傳輸給PLC控制模塊。本實(shí)用新型使得液壓鉆機(jī)大傾角鉆桿輸送裝置自動完成上下鉆桿的功能，無需人工手動操作，降低了工人的勞動強(qiáng)度，有效地提高了更換鉆桿的速度。
【專利說明】液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿控制系統(tǒng)及輸送裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鉆機(jī)的控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿輸送裝置控制系統(tǒng)及該控制系統(tǒng)控制的輸送裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在國內(nèi)煤礦井下瓦斯抽放鉆機(jī)在施工鉆孔過程中，鉆桿的更換普遍是采用人工完成。在80年代前，我國煤礦的開采技術(shù)較落后，使用的鉆桿的最大直徑為42mm，這時使用人工更換鉆桿的弊端尚不足以體現(xiàn)出來。但是，隨著我國煤礦開采技術(shù)和開采量的快速發(fā)展，使用的鉆桿的最大直徑超過了 89_，這時仍使用人工更換鉆桿，就會因?yàn)殂@桿重量較大造成作業(yè)強(qiáng)度大、周期長、危險系數(shù)高等諸多弊端，同時人工更換鉆桿也不能滿足鉆機(jī)自動化的控制要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種礦用液壓鉆機(jī)大傾角鉆桿輸送裝置控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)提高了鉆桿更換速度，減輕了操作者的勞動強(qiáng)度，降低了井下作業(yè)的危險系數(shù)；同時本實(shí)用新型還提供一種具有該控制系統(tǒng)的鉆桿輸送裝置。
[0004]本實(shí)用新型的目的之一是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種礦液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括PLC控制模塊、中間繼電器、信號放大板、先導(dǎo)電磁閥、液控多路閥和傳感器組，所述PLC控制模塊通過中間繼電器、信號放大板共同完成對先導(dǎo)電磁閥的控制，所述先導(dǎo)電磁閥與液控多路閥連接，所述液控多路閥連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述傳感器組采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號并將信號傳輸給PLC控制模塊。
[0005]本實(shí)用新型的目的之二是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿輸送裝置，包括控制系統(tǒng)、工作平臺、設(shè)置在工作平臺上的抓取裝置和輸送裝置，所述抓取裝置包括設(shè)置在工作平臺I上的支撐柱2、設(shè)置在支撐柱2上的電機(jī)底座3、設(shè)置在電機(jī)底座3上的轉(zhuǎn)向馬達(dá)4 ;所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)4的輸出端連接有機(jī)械手，所述機(jī)械手包括機(jī)械手臂17、與機(jī)械手臂17末端連接的機(jī)械臂伸縮液壓缸5、設(shè)置在機(jī)械臂伸縮液壓缸5活塞桿上的抓桿座6、設(shè)置在抓桿座6上的卡瓦7和驅(qū)動卡瓦7夾緊的夾持液壓缸8 ;所述輸送裝置包括垂直于機(jī)械臂伸縮液壓缸5移動的鉆桿箱9、驅(qū)動鉆桿箱移動的鉆桿箱移動伸縮液壓缸11和與鉆桿箱滑動配合的導(dǎo)軌12 ;所述支撐柱2上還設(shè)置有調(diào)節(jié)電機(jī)底座3角度的角度調(diào)整液壓缸10 ；所述控制系統(tǒng)包括PLC控制模塊、中間繼電器、信號放大板、先導(dǎo)電磁閥、液控多路閥和傳感器組，所述PLC控制模塊通過中間繼電器、信號放大板共同完成對先導(dǎo)電磁閥的控制，所述先導(dǎo)電磁閥與液控多路閥連接，所述液控多路閥連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述傳感器組采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號并將信號傳輸給PLC控制模塊。
[0006]進(jìn)一步，所述傳感器組包括:設(shè)置在機(jī)械手臂上的傾角傳感器13，用于檢測機(jī)式手臂的傾斜角度；設(shè)置在抓桿座6上的位移傳感器14，用于檢測鉆桿箱前后移動位移和伸縮液壓缸的位移；設(shè)置在夾持液壓缸8上的接近開關(guān)15。
[0007]進(jìn)一步，所述傳感器組包括傾角傳感器、位移傳感器和接近開關(guān)；所述傾角傳感器用于檢測伸縮液壓缸的傾角；所述位移傳感器用于檢測鉆桿箱前后移動位移和伸縮液壓缸的位移；所述接近開關(guān)用于判斷伸縮液壓缸是否接近鉆桿。
[0008]進(jìn)一步，所述機(jī)械臂伸縮液壓缸為二級伸縮液壓缸；所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)為液壓馬達(dá)。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0010]大傾角鉆桿輸送裝置可以完成鉆桿箱自動巡檢，巡檢完成后確定鉆桿箱每列鉆桿根數(shù)，便于抓取鉆桿時準(zhǔn)確定位；鉆桿箱可以自動換列；機(jī)械手可以自動抓取鉆桿；角度調(diào)整液壓缸可以自動調(diào)整傾斜角度。本實(shí)用新型可以自動完成輸送鉆桿的過程，無需人工手動操作，降低了操作者的工作強(qiáng)度，能有效地提高鉆桿更換速度。
[0011]本實(shí)用新型，利用鉆桿箱底部的移動液壓缸，將鉆桿箱移動到舊鉆桿更換位置處；再通過角度調(diào)整液壓缸和轉(zhuǎn)向馬達(dá)，控制卡瓦移動到舊鉆桿位置并夾持住，把拆卸下來的舊鉆桿送回到鉆桿箱；接著再移動鉆桿箱，卡瓦夾取新鉆桿并送至安裝位置進(jìn)行安裝。本裝置操作簡單，可取代人工完成鉆桿輸送，降低了操作者的工作強(qiáng)度，能有效提高鉆桿更換速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0013]圖1為鉆桿輸送裝置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為鉆桿輸送裝置結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0016]一種液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿輸送裝置，包括控制系統(tǒng)、工作平臺、設(shè)置在工作平臺上的抓取裝置和輸送裝置，所述抓取裝置包括設(shè)置在工作平臺上的支撐柱2、設(shè)置在支撐柱2上的電機(jī)底座3、設(shè)置在電機(jī)底座3上的轉(zhuǎn)向馬達(dá)4 ;所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)4的輸出端連接有機(jī)械手，所述機(jī)械手包括機(jī)械手臂17、與機(jī)械手臂17末端連接的機(jī)械臂伸縮液壓缸5、設(shè)置在機(jī)械臂伸縮液壓缸5活塞桿上的抓桿座6、設(shè)置在抓桿座6上的卡瓦7和驅(qū)動卡瓦7夾緊的夾持液壓缸8 ;所述輸送裝置包括垂直于機(jī)械臂伸縮液壓缸5移動的鉆桿箱9、驅(qū)動鉆桿箱移動的鉆桿箱移動伸縮液壓缸11和與鉆桿箱滑動配合的導(dǎo)軌12 ;所述支撐柱2上還設(shè)置有調(diào)節(jié)電機(jī)底座3角度的角度調(diào)整液壓缸10。
[0017]如圖2所示所述控制系統(tǒng)包括所述控制系統(tǒng)包括PLC控制模塊、中間繼電器、信號放大板、先導(dǎo)電磁閥、液控多路閥和傳感器組，所述PLC控制模塊通過中間繼電器、信號放大板共同完成對先導(dǎo)電磁閥的控制，所述先導(dǎo)電磁閥與液控多路閥連接，所述液控多路閥連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述傳感器組采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號并將信號傳輸給PLC控制模塊。由于PLC控制模塊輸出負(fù)載較小，無法直接驅(qū)動先導(dǎo)電磁閥，而中間繼電器和信號放大板就起到了控制信號放大的作用；先導(dǎo)電磁閥用于響應(yīng)電控信號，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對液控多路閥的控制；液控多路閥用于控制動力裝置的輸出，最終實(shí)現(xiàn)對機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制。
[0018]所述傳感器組包括傾角傳感器、位移傳感器和接近開關(guān)；所述傾角傳感器；所述位移傳感器；所述接近開關(guān)用于判斷機(jī)械臂伸縮液壓缸是否接近鉆桿。
[0019]所述傳感器組包括:
[0020]設(shè)置在機(jī)械手臂上的傾角傳感器13，用于檢測機(jī)式手臂的傾斜角度；
[0021]設(shè)置在抓桿座6上的位移傳感器14，用于檢測鉆桿箱前后移動位移和鉆桿箱移動伸縮液壓缸的位移；
[0022]設(shè)置在夾持液壓缸8上的接近開關(guān)15。
[0023]所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)為液壓馬達(dá)；所述機(jī)械臂伸縮液壓缸5為二級伸縮液壓缸。
[0024]下面對本實(shí)施例中的鉆桿輸送裝置工作過程進(jìn)行詳細(xì)說明，控制系統(tǒng)通過控制轉(zhuǎn)向馬達(dá)4的旋轉(zhuǎn)，從而控制機(jī)械手臂17水平或垂直擺動；通過控制機(jī)械臂伸縮液壓缸5來控制機(jī)手伸縮的位移；通過控制夾持液壓缸8來控制夾持卡瓦7的夾緊或松開；通過控制角度調(diào)整液壓缸10來控制整個機(jī)械手臂17的傾斜角度；通過控制鉆桿箱移動伸縮液壓缸11的伸縮位移來控制鉆桿箱9的前后移動；傾角傳感器13用于檢測機(jī)械手臂17的傾斜角度；位移傳感器14用于檢測機(jī)械臂伸縮液壓缸5的伸縮位移；接近開關(guān)15用于檢測機(jī)械手是否接近鉆桿；鉆桿箱位移傳感器16用于檢測鉆桿箱移動伸縮液壓缸11的伸縮位移。
[0025]抓取鉆桿時，轉(zhuǎn)向馬達(dá)4旋轉(zhuǎn)，使卡瓦7朝向新鉆桿，鉆桿箱移動伸縮液壓缸11驅(qū)動鉆桿箱9移動，鉆桿箱位移傳感器16檢測列到位后，機(jī)械臂伸縮液壓缸5伸出，位移傳感器14檢測機(jī)械手伸到位后，夾持液壓缸8驅(qū)動卡瓦7夾持新鉆桿，機(jī)械臂伸縮液壓缸5回縮；角度調(diào)整液壓缸10調(diào)節(jié)電機(jī)底座3擺動角度，傾角傳感器13檢測傾角到位后，二級伸縮液壓5缸伸出，將新鉆桿送至鉆機(jī)鉆桿安裝位置，新鉆桿安裝完成后，夾持液壓缸8驅(qū)動卡瓦7張開，松開新鉆桿，完成新鉆桿的更換。
[0026]回放鉆桿時，轉(zhuǎn)向馬達(dá)4旋轉(zhuǎn)，使卡瓦7朝向舊鉆桿，利用角度調(diào)整液壓缸10調(diào)節(jié)電機(jī)底座3擺動傾角，傾角傳感器13檢測傾角到位后，機(jī)械臂伸縮液壓缸伸出，夾持液壓缸8驅(qū)動卡瓦7夾緊舊鉆桿；待舊鉆桿拆卸以后，機(jī)械臂伸縮液壓缸回縮，轉(zhuǎn)向馬達(dá)4旋轉(zhuǎn)，角度調(diào)整液壓缸10調(diào)節(jié)電機(jī)底座3角度使卡瓦7朝向下方的鉆桿箱9，機(jī)械臂伸縮液壓缸伸出使舊鉆桿置放在鉆桿箱9內(nèi)相應(yīng)位置，夾持液壓缸8驅(qū)動卡瓦7張開，松開舊鉆桿，完成舊鉆桿的回放。
[0027]根據(jù)控制需要，轉(zhuǎn)向馬達(dá)4和夾持液壓缸8采用的是開關(guān)量電磁閥控制，機(jī)械臂伸縮液壓缸5、角度調(diào)整液壓缸10和鉆桿箱移動伸縮液壓缸11采用的是比例電磁閥控制。
[0028]大傾角鉆桿輸送裝置可以完成鉆桿箱自動巡檢，巡檢完成后確定鉆桿箱每列鉆桿根數(shù)，便于抓取鉆桿時準(zhǔn)確定位；鉆桿箱可以自動換列；機(jī)械手可以自動抓取鉆桿；角度調(diào)整液壓缸可以自動調(diào)整傾斜角度。本實(shí)用新型可以自動完成輸送鉆桿的過程，無需人工手動操作，降低了操作者的工作強(qiáng)度，能有效地提高鉆桿更換速度。
[0029]本實(shí)用新型，利用鉆桿箱底部的移動液壓缸，將鉆桿箱移動到舊鉆桿更換位置處；再通過角度調(diào)整液壓缸和轉(zhuǎn)向馬達(dá)，控制卡瓦移動到舊鉆桿位置并夾持住，把拆卸下來的舊鉆桿送回到鉆桿箱；接著再移動鉆桿箱，卡瓦夾取新鉆桿并送至安裝位置進(jìn)行安裝。本裝置操作簡單，可取代人工完成鉆桿輸送，降低了操作者的工作強(qiáng)度，能有效提高鉆桿更換速度。
[0030]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)包括PLC控制模塊、中間繼電器、信號放大板、先導(dǎo)電磁閥、液控多路閥和傳感器組，所述PLC控制模塊通過中間繼電器、信號放大板共同完成對先導(dǎo)電磁閥的控制，所述先導(dǎo)電磁閥與液控多路閥連接，所述液控多路閥連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述傳感器組采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號并將信號傳輸給PLC控制|吳塊。
2.一種液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿輸送裝置，其特征在于:包括控制系統(tǒng)、工作平臺、設(shè)置在工作平臺上的抓取裝置和輸送裝置，所述抓取裝置包括設(shè)置在工作平臺(I)上的支撐柱(2)、設(shè)置在支撐柱(2)上的電機(jī)底座(3)、設(shè)置在電機(jī)底座(3)上的轉(zhuǎn)向馬達(dá)⑷；所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)(4)的輸出端連接有機(jī)械手，所述機(jī)械手包括機(jī)械手臂(17)、與機(jī)械手臂(17)末端連接的機(jī)械臂伸縮液壓缸(5)、設(shè)置在機(jī)械臂伸縮液壓缸(5)活塞桿上的抓桿座(6)、設(shè)置在抓桿座(6)上的卡瓦(7)和驅(qū)動卡瓦(7)夾緊的夾持液壓缸⑶；所述輸送裝置包括垂直于機(jī)械臂伸縮液壓缸(5)移動的鉆桿箱(9)、驅(qū)動鉆桿箱移動的鉆桿箱移動伸縮液壓缸(11)和與鉆桿箱滑動配合的導(dǎo)軌(12);所述支撐柱(2)上還設(shè)置有調(diào)節(jié)電機(jī)底座(3)角度的角度調(diào)整液壓缸(10);所述控制系統(tǒng)包括PLC控制模塊、中間繼電器、信號放大板、先導(dǎo)電磁閥、液控多路閥和傳感器組，所述PLC控制模塊通過中間繼電器、信號放大板共同完成對先導(dǎo)電磁閥的控制，所述先導(dǎo)電磁閥與液控多路閥連接，所述液控多路閥連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述傳感器組采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號并將信號傳輸給PLC控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿輸送裝置，其特征在于:所述傳感器組包括: 設(shè)置在機(jī)械手臂上的傾角傳感器(13)，用于檢測機(jī)式手臂的傾斜角度； 設(shè)置在抓桿座(6)上的位移傳感器(14)，用于檢測鉆桿箱前后移動位移和伸縮液壓缸的位移；設(shè)置在夾持液壓缸(8)上的接近開關(guān)(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿輸送裝置，其特征在于:所述傳感器組包括傾角傳感器、位移傳感器和接近開關(guān)；所述傾角傳感器用于檢測伸縮液壓缸的傾角；所述位移傳感器用于檢測鉆桿箱前后移動位移和伸縮液壓缸的位移；所述接近開關(guān)用于判斷伸縮液壓缸是否接近鉆桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿輸送裝置，其特征在于:所述機(jī)械臂伸縮液壓缸為二級伸縮液壓缸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓鉆機(jī)自動上下鉆桿輸送裝置，其特征在更進(jìn)一步:所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)為液壓馬達(dá)。
【文檔編號】E21B19/14GK203978332SQ201420443794
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】陳松林, 王清峰, 肖玉清, 王宇, 黃麟森, 吳鋒, 李新, 胡小林, 余躍, 宋輝, 王國震, 段勛興, 楊燕鴿 申請人:中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司