本發(fā)明涉及井下礦用設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種煤礦用自動化液壓鉆機。

背景技術(shù)：

隨著煤礦開采力度的加大，煤礦開采的深度逐漸加深，開采的難度變得更大，環(huán)境更加惡劣，工人的勞動強度也更大。最近幾年，煤礦安全事故頻發(fā)，重大及特大安全事故往往發(fā)生突然，難以預(yù)防和應(yīng)對，容易造成傷亡與經(jīng)濟財產(chǎn)的損失?，F(xiàn)有的煤礦井下大部分設(shè)備需要操作人員近距離實地進行操作，特別是煤礦用鉆機，每次打鉆的時候至少需要4名工人現(xiàn)場進行作業(yè)才能確保整個操作過程。整個操作過程完全依靠工人對作業(yè)設(shè)備進行實地操作，不但曹成工人的勞動強度很大，而且作業(yè)效率較低，特別是在發(fā)生安全事故的時候，根本沒有辦法保障工人的人身安全。為了保證工人的人身安全，需要盡可能的在鉆機作業(yè)的時候確保操作工人遠(yuǎn)離設(shè)備、遠(yuǎn)離作業(yè)現(xiàn)場。

因此，急需一種能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操控的自動打鉆的自動化液壓鉆機。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種煤礦用自動化液壓鉆機，鉆機由液壓泵與電機提供動力，利用PLC可編程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)鉆機本身鉆桿箱的自動上下鉆桿功能、鉆孔執(zhí)行機構(gòu)的，提高工人的人身安全系數(shù)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種煤礦用自動化液壓鉆機，包括鉆孔執(zhí)行裝置、機械手、自動鉆桿箱以及用于支撐和移動上述三部分的履帶行走裝置，其中，操控機械手由PLC可編程控制系統(tǒng)控制其從自動鉆桿箱中抽取鉆桿并放置在鉆孔執(zhí)行裝置上，由鉆孔執(zhí)行裝置完成鉆孔作業(yè)，所述鉆孔執(zhí)行裝置包括架體和設(shè)置在架體兩側(cè)的滑軌，在架體一端的上表面上間隔設(shè)置有兩個結(jié)構(gòu)相同的鉆桿固定件，且兩個鉆桿固定件上設(shè)置有限位孔，以使鉆桿的一端穿過一個限位孔并固定在另一限位孔內(nèi)時限制鉆桿的轉(zhuǎn)動，滑軌上與鉆桿固定件相對的位置滑動設(shè)置有鉆桿驅(qū)動架，鉆桿驅(qū)動架上具有連接鉆桿的鉆桿接頭以及驅(qū)動鉆桿接頭轉(zhuǎn)動的動力系統(tǒng)，以通過動力系統(tǒng)帶動鉆桿接頭的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)鉆桿接頭與鉆桿的連接和拆卸；架體遠(yuǎn)離鉆桿固定件的一端底部與一連接座鉸接，以通過設(shè)置在架體底部的調(diào)節(jié)油缸帶動架體繞連接座翻轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)油缸的底座以及連接座均設(shè)置在履帶行走機構(gòu)上部面的回轉(zhuǎn)組件上；所述機械手包括伸縮機構(gòu)、平移機構(gòu)、擺動機構(gòu)和調(diào)角機構(gòu)，其中，伸縮機構(gòu)的一端設(shè)置有抓取機構(gòu)，另一端設(shè)置有平移機構(gòu)，通過伸縮機構(gòu)的伸縮帶動抓取機構(gòu)前后伸縮，且伸縮機構(gòu)的伸縮方向與平移機構(gòu)的平移方向處在同一水平面且相互垂直，所述擺動機構(gòu)設(shè)置在平移機構(gòu)上遠(yuǎn)離伸縮機構(gòu)的一端，通過擺動機構(gòu)的擺動牽引抓取機構(gòu)、伸縮機構(gòu)、平移機構(gòu)進行整體翻轉(zhuǎn)，所述調(diào)角機構(gòu)包括一個旋轉(zhuǎn)臂和一個調(diào)角油缸，所述調(diào)角油缸的一端與旋轉(zhuǎn)臂鉸接，另一端鉸接在一固定點上，所述旋轉(zhuǎn)臂設(shè)置在擺動機構(gòu)的下方且繞一固定軸旋轉(zhuǎn)，通過調(diào)角油缸的伸縮帶動旋轉(zhuǎn)臂繼而牽引整個機械手繞固定軸旋轉(zhuǎn)。

所述履帶行走機構(gòu)包括一個箱體式的機架，機架兩側(cè)固定設(shè)置有通過液壓馬達驅(qū)動的履帶，前后設(shè)置有八個支撐油缸，所述八個支撐油缸包括包含四個支腿油缸和四個立柱油缸，通過支腿油缸向下和立柱油缸向上伸縮進而支撐地面和頂板。

所述自動鉆桿箱包括放置鉆桿的料倉，設(shè)置在料倉內(nèi)的鉆桿升降機構(gòu)、頂柱機構(gòu)、頂柱移動機構(gòu)和頂柱升降機構(gòu)，所述料倉為上端開口的箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部通過不連續(xù)的豎向短板按照同一方向?qū)⑾潴w內(nèi)腔均勻分割成若干個用于放置鉆桿的隔腔，所述鉆桿升降機構(gòu)包括設(shè)置在料倉內(nèi)腔底部的螺旋升降機和設(shè)置在鉆桿下方的托板，托板上設(shè)置有供豎向短板穿過的槽，以使螺旋升降機帶動托板沿豎向短板升降進而將料倉內(nèi)的鉆桿抬升或放回，所述頂柱移動機構(gòu)和頂柱升降機構(gòu)分別牽引頂柱機構(gòu)進行橫向和豎向的移動

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

第一、本發(fā)明使用履帶行走機構(gòu)為鉆機提供行走能力和穩(wěn)固支撐，改變傳統(tǒng)鉆機不能移動的缺點，使鉆機移動更方便，工作效率更高、工人勞動強度更低。

第二、本發(fā)明提出的自動鉆桿箱自帶一定量的鉆桿，減少了鉆桿運輸?shù)膭趧恿敵觯档凸と说膭趧訌姸?，并且自動鉆桿箱可以實現(xiàn)自動上鉆桿到固定位置，實現(xiàn)鉆機自動上、下鉆桿，提高作業(yè)效率。

第三、本發(fā)明的技術(shù)方案中通過機械手與鉆孔執(zhí)行機構(gòu)的配合，實現(xiàn)自動抓取鉆桿和自動拆卸鉆桿功能，避免工人近距離手動裝卸鉆桿的麻煩，提高了工人作業(yè)安全系數(shù)，同時也降低工人的勞動強度，提高打鉆作業(yè)與退鉆的作業(yè)效率。

綜上所述，本發(fā)明所述的一種煤礦用自動化液壓鉆機，鉆機由液壓泵與電機提供動力，利用PLC可編程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)鉆機本身鉆桿箱的自動上下鉆桿功能、鉆孔執(zhí)行機構(gòu)的自動拆卸鉆桿功能以及機械手的自動抓取鉆桿功能，可以有效降低工人的勞動強度，提高作業(yè)生產(chǎn)效率，提高工人的人身安全系數(shù)。

附圖說明

圖1是煤礦用自動化液壓鉆機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是煤礦用自動化液壓鉆機中履帶行走機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是煤礦用自動化液壓鉆機中鉆孔執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是煤礦用自動化液壓鉆機中機械手的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是煤礦用自動化液壓鉆機中自動鉆桿箱的結(jié)構(gòu)示意圖：

圖中標(biāo)記：1、履帶行走裝置，1.1、履帶，1.2、機架，1.3、支撐油缸，1.4、回轉(zhuǎn)組件，2、鉆孔執(zhí)行裝置，2.1、架體，2.2、滑軌，2.3、限位孔，2.4、鉆桿固定件，2.5、鉆桿，2.6、鉆桿驅(qū)動架，2.7、鉆桿接頭，2.10、連接座，2.11、調(diào)節(jié)油缸，3、機械手，3.1、抓取機構(gòu)，3.2、伸縮機構(gòu)，3.3、平移機構(gòu)，3.4、擺動機構(gòu)，3.5、調(diào)角機構(gòu)，4、自動鉆桿箱，4.1、鉆桿升降機構(gòu)，4.2、頂柱機構(gòu)，4.3、頂柱移動機構(gòu)，4.4、頂柱升降機構(gòu)。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程。

如圖所示，本發(fā)明所述的一種煤礦用自動化液壓鉆機，包括鉆孔執(zhí)行裝置2、機械手3、自動鉆桿箱4以及用于支撐和移動上述三部分的履帶行走裝置1，其中，操控機械手3由PLC可編程控制系統(tǒng)控制其從自動鉆桿箱4中抽取鉆桿并放置在鉆孔執(zhí)行裝置2上，由鉆孔執(zhí)行裝置2完成鉆孔作業(yè)，所述鉆孔執(zhí)行裝置2包括架體2.1和設(shè)置在架體2.1兩側(cè)的滑軌2.2，在架體2.1一端的上表面上間隔設(shè)置有兩個結(jié)構(gòu)相同的鉆桿固定件2.4，且兩個鉆桿固定件2.4上設(shè)置有限位孔2.3，以使鉆桿2.5的一端穿過一個限位孔2.3并固定在另一限位孔2.3內(nèi)時限制鉆桿2.5的轉(zhuǎn)動，滑軌2.2上與鉆桿固定件2.4相對的位置滑動設(shè)置有鉆桿驅(qū)動架2.6，鉆桿驅(qū)動架2.6上具有連接鉆桿2.5的鉆桿接頭2.7以及驅(qū)動鉆桿接頭2.7轉(zhuǎn)動的動力系統(tǒng)，以通過動力系統(tǒng)帶動鉆桿接頭2.7的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)鉆桿接頭2.7與鉆桿2.5的連接和拆卸；架體2.1遠(yuǎn)離鉆桿固定件2.4的一端底部與一連接座2.10鉸接，以通過設(shè)置在架體2.1底部的調(diào)節(jié)油缸2.11帶動架體2.1繞連接座2.10翻轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)油缸2.11的底座以及連接座2.10均設(shè)置在履帶行走機構(gòu)1上部面的回轉(zhuǎn)組件1.4上，以通過回轉(zhuǎn)組件1.4調(diào)整鉆機導(dǎo)軌機構(gòu)2.12的朝向；所述機械手3包括伸縮機構(gòu)3.2、平移機構(gòu)3.3、擺動機構(gòu)3.4和調(diào)角機構(gòu)3.5，其中，伸縮機構(gòu)3.2的一端設(shè)置有抓取機構(gòu)3.1，另一端設(shè)置有平移機構(gòu)3.3，通過伸縮機構(gòu)3.2的伸縮帶動抓取機構(gòu)3.1前后伸縮，且伸縮機構(gòu)3.2的伸縮方向與平移機構(gòu)3.3的平移方向處在同一水平面且相互垂直，所述擺動機構(gòu)3.4設(shè)置在平移機構(gòu)3.3上遠(yuǎn)離伸縮機構(gòu)3.2的一端，通過擺動機構(gòu)3.4的擺動牽引抓取機構(gòu)3.1、伸縮機構(gòu)3.2、平移機構(gòu)3.3進行整體翻轉(zhuǎn)，所述調(diào)角機構(gòu)3.5包括一個旋轉(zhuǎn)臂和一個調(diào)角油缸，所述調(diào)角油缸的一端與旋轉(zhuǎn)臂鉸接，另一端鉸接在一固定點上，所述旋轉(zhuǎn)臂設(shè)置在擺動機構(gòu)的下方且繞一固定軸旋轉(zhuǎn)，通過調(diào)角油缸的伸縮帶動旋轉(zhuǎn)臂繼而牽引整個機械手3繞固定軸旋轉(zhuǎn)。

所述履帶行走機構(gòu)1包括一個箱體式的機架1.2，機架1.2兩側(cè)固定設(shè)置有通過液壓馬達驅(qū)動的履帶1.1，前后設(shè)置有八個支撐油缸1.3，所述八個支撐油缸1.3包括包含四個支腿油缸和四個立柱油缸，通過支腿油缸向下和立柱油缸向上伸縮進而支撐地面和頂板。

所述自動鉆桿箱4包括放置鉆桿的料倉，設(shè)置在料倉內(nèi)的鉆桿升降機構(gòu)4.1、頂柱機構(gòu)4.2、頂柱移動機構(gòu)4.3和頂柱升降機構(gòu)4.4，所述料倉為上端開口的箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部通過不連續(xù)的豎向短板按照同一方向?qū)⑾潴w內(nèi)腔均勻分割成若干個用于放置鉆桿的隔腔，所述鉆桿升降機構(gòu)4.1包括設(shè)置在料倉內(nèi)腔底部的螺旋升降機和設(shè)置在鉆桿下方的托板，托板上設(shè)置有供豎向短板穿過的槽，以使螺旋升降機帶動托板沿豎向短板升降進而將料倉內(nèi)的鉆桿抬升或放回，所述頂柱移動機構(gòu)4.3和頂柱升降機構(gòu)4.4分別牽引頂柱機構(gòu)4.2進行橫向和豎向的移動

在具體的實施過程中，在4自動鉆桿箱中，通過利用4.1鉆桿升降機構(gòu)，將頂層鉆桿保持在固定高度，通過4.3頂柱移動機構(gòu)與4.4頂柱升降機構(gòu)的移動，將4.2頂柱機構(gòu)移動到鉆桿的中心位置。4.2頂柱機構(gòu)伸出，兩頂柱穿過鉆桿箱兩側(cè)的凹槽進入鉆桿內(nèi)部，通過4.4頂柱升降機構(gòu)，將4.2頂柱機構(gòu)與鉆桿一起提升到鉆桿箱以上的位置，通過4.3頂柱移動機構(gòu)將鉆桿移動到鉆桿箱的最前端，放到固定位置后，4.2頂柱機構(gòu)從鉆桿中縮回到鉆桿箱外側(cè)。這樣可以高效準(zhǔn)確的將鉆桿搬運到固定位置，并且可以從固定位置搬運鉆桿至鉆桿箱內(nèi)。

其中，鉆桿到固定位置后，3機械手調(diào)整位置，張開3.1抓取機構(gòu)，3.2伸縮機構(gòu)伸出，閉合3.1抓取機構(gòu)，抓住鉆桿。通過3.4擺動機構(gòu)擺動3.1抓取機構(gòu)，將鉆桿帶出鉆桿箱固定位置。通過3.5調(diào)角機構(gòu)將機械手調(diào)整到與導(dǎo)軌平行的角度，再通過3.3平移機構(gòu)將3.1抓取機構(gòu)移動到固定位置后擺動3.1抓取機構(gòu)，伸出3.2伸縮機構(gòu)，將鉆桿送入前端夾持器內(nèi)部。待前端夾持器夾緊鉆桿后，3.1抓取機構(gòu)張開，3.2伸縮機構(gòu)縮回，3.4擺動機構(gòu)擺動將3機械手?jǐn)[出2鉆孔執(zhí)行機構(gòu)。通過，3機械手可以將鉆桿從2鉆孔執(zhí)行機構(gòu)中取出，送回到4自動鉆桿箱的前端固定位置。

在1履帶行走機構(gòu)中，1.2機架為焊接式箱體，通過螺栓連接的形式將1.1履帶、1.3支撐油缸與1.4大盤回轉(zhuǎn)連接起來。1.1履帶為鉆機提供行走的能力，使鉆機移動過程中更方便，降低工人勞動強度，提高作業(yè)效率。1.3支撐油缸分別支撐地面與頂板，實現(xiàn)鉆機的穩(wěn)固支撐，提高鉆機打鉆穩(wěn)定性。1.4大盤回轉(zhuǎn)支撐整個2鉆孔執(zhí)行機構(gòu)與3機械手，并帶動2鉆孔執(zhí)行機構(gòu)與3機械手旋轉(zhuǎn)。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例描述如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述所述技術(shù)內(nèi)容作出的些許更動或修飾均為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。