矿用坑道钻机自动换杆装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿用坑道钻机的技术领域，尤其涉及一种矿用坑道钻机自动换杆装置。
【背景技术】
[0002]煤矿坑道钻机工作环境恶劣狭小，在钻进工作中，进行换杆操作时需要人工搬运钻杆，所需人工工作量多，工作强度大，效率低下并且存在很大的安全隐患。井下钻进施工往往需要钻机进行大幅度调角变幅，目前国内虽然存在钻机用换杆装置，但是均不能满足大角度变幅调角施工，给钻进施工造成不便。
[0003]为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种矿用坑道钻机自动换杆装置，以克服上述缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种矿用坑道钻机自动换杆装置，能针对现有工况及钻机结构特点，够方便集成在钻机机身并能够自动化换杆，达到节约人力，提高效率和安全性的目的。
[0005]为实现上述目的，本发明公开了一种矿用坑道钻机自动换杆装置，包括回转式钻杆仓、钻机车体连接装置和机械手装置，其特征在于:
[0006]所述钻机车体连接装置的两侧分别铰接于大臂的下端，所述大臂的上端铰接至回转式钻杆仓，所述钻机车体连接装置的两侧还设有大臂油缸，所述大臂油缸的伸缩杆连接于大臂以实现大臂带动回转式钻杆仓的工作展开和运输回收动作；
[0007]所述回转式钻杆仓包括中心轴、钻杆夹组件和转仓机构，所述中心轴的两侧分别固定有钻杆夹组件，所述转仓机构设置于回转式钻杆仓以实现其有序间隔回转；
[0008]所述机械手装置包含一级机械臂和二级机械臂，所述一级机械臂为两个且分别铰接串联至两侧大臂的末端，两一级机械臂的末端之间设有连接杆，所述二级机械臂位于连接杆的中间位置，所述二级机械臂实现钻杆的夹持。
[0009]其中:所述钻杆夹组件包含固定环和多个钻杆夹，所述固定环的周缘等距间隔设有多个凹槽，所述钻杆夹一一对应固定于凹槽内，且两侧的钻杆夹组件相互对应以对待更换的钻杆进行夹持。
[0010]其中:在钻杆夹组件外侧还可依次设有扶正盘和限位盘，所述限位盘的外侧还安装有至少一个吊装环，便于杆仓整体吊装更换。
[0011]其中:所述钻杆夹由弹簧钢片制成，其包含固定于凹槽内的固定部和从固定部两侧向外延伸的夹持边组成，所述夹持边从内至外设置两层夹持凸缘，从而每个钻杆夹可从内至外夹持两根钻杆的端部。
[0012]其中:各大臂上分别设有一级机械臂油缸，所述一级机械臂油缸的伸缩杆连接于一级机械臂，以实现一级机械臂相对大臂的控制转动，各一级机械臂上设有二级机械臂油缸，所述二级机械臂油缸的伸缩杆通过一旋转杆连接至连接杆，从而实现连接杆相对一级机械臂的控制转动，进而实现二级机械臂的位置控制。
[0013]其中:所述二级机械臂包括二级机械臂转柄、二级机械臂结构板、保护板、机械手油缸、滑块、长指连杆、长指、短指连杆和短指，所述二级机械臂结构板固定在二级机械臂转柄上并随之摆动，所述机械手油缸固定于二级机械臂结构板，其伸缩杆与滑块相连，所述滑块在二级机械臂结构板的滑动槽中按照预定轨迹运动，所述滑块的另一端同时连接长指连杆和短指连杆的一端，所述长指连杆和短指连杆的另一端分别与长指和短指相连，所述长指较短指长且位于外侧，同时长指和短指的中间旋转轴固定在二级机械臂结构板上。
[0014]通过上述结构可知，本发明的矿用坑道钻机自动换杆装置具有如下效果:
[0015]1、采用转轮式杆仓，利用机械手抓取钻杆进行换杆作业，钻杆的容量大，无需多次替换；
[0016]2、整个换杆装置安装在钻机主机机身上，可以随机身进行变幅调角，提高了更换效率；
[0017]3、采用了钻杆夹等特别的设置，既节约成本，又确保夹持稳定钻机换杆装置；
[0018]4、自动化程度高，适应范围更广。
[0019]本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
【附图说明】
[0020]图1显示了本发明的矿用坑道钻机自动换杆装置的结构示意图。
[0021]图2显示了本发明的安装示意图。
[0022]图3显示了本发明的杆仓结构图。
[0023]图4显示了本发明的机械手结构图。
[0024]图5显示了本发明的机械手装置的工作位置示意图。
[0025]附图标记:
[0026]11、回转式钻杆仓；12、转仓机构；13、钻机车体连接装置；14、大臂；15、一级机械臂；16、二级机械臂；17、大臂油缸；18、一级机械臂油缸；19、二级机械臂油缸；110、第一接近开关；21、主机机身；22、自动换杆装置；23、变幅机构；24、第二接近开关；25、第三接近开关；31、钻杆夹；32、扶正盘；33、限位盘；34、中心轴；35、吊装环；36、整体吊装导向块；37、离合器；38、限位油缸；39、转仓油缸；41、二级机械臂转柄；42、二级机械臂结构板；43、保护板；44、机械手油缸；45、滑块；46、长指连杆；47、长指；48、短指连杆；49、短指；51、机械手待机位置；52、机械手过渡位置；53、钻进中心位置；54、外层钻杆位置；55、内层钻杆位置。
【具体实施方式】
[0027]参见图1和2，显示了本发明的矿用坑道钻机自动换杆装置。
[0028]所述矿用坑道钻机自动换杆装置包括回转式钻杆仓11、钻机车体连接装置13和机械手装置，所述回转式钻杆仓11通过钻机车体连接装置13连接至钻机的主机机身21上，且矿用坑道钻机自动换杆装置可随主机机身21下面的变幅机构22进行调角变幅，从而实现任意施工状态下的自动换杆。
[0029]其中，所述钻机车体连接装置13的两侧分别铰接于大臂14的下端，所述大臂14的上端铰接至回转式钻杆仓11，所述钻机车体连接装置13的两侧还设有大臂油缸17，所述大臂油缸17的伸缩杆连接于大臂，以实现大臂14带动回转式钻杆仓11的工作展开和运输回收动作。
[0030]参见图3，所述回转式钻杆仓11包括中心轴34和钻杆夹组件，所述中心轴34的两侧分别固定有钻杆夹组件，所述钻杆夹组件包含固定环和多个钻杆夹31，所述固定环的周缘等距间隔设有多个凹槽，所述钻杆夹31 —一对应固定于凹槽内，且两侧的钻杆夹组件相互对应以对待更换的钻杆进行夹持，在钻杆夹组件外侧还可依次设有扶正盘32和限位盘33，所述限位盘33的外侧还可安装有至少一个吊装环35，便于杆仓整体吊装更换。所述中心轴34的两端还可固定有整体吊装导向块36，以便于安装杆仓。钻杆仓可以整体拆卸，当现有钻杆仓内没有钻杆时，可以整体替换一套新的钻杆仓。另外，在钻杆仓外端，操作人员也可以手动进行钻杆补充，从而保证钻杆仓保持钻杆充足。
[0031]其中，所述钻杆夹31可由弹簧钢片制成，其包含固定于凹槽内的固定部和从固定部两侧向外延伸的夹持边组成，所述夹持边从内至外设置两层夹持凸缘，从而每个钻杆夹可从内至外夹持两根钻杆的端部，因此，这种夹持片不仅结构简单，制作方便，还利用本身的弹性更好的进行卡合固定，有效提高了夹持效果和夹持容量。
[0032]为实现回转式钻杆仓11的有序间隔回转，还包含有转仓机构12，所述转仓机构12包括超越离合器37，限位油缸38和转仓油缸39，所述超越离合器37连接在中心轴34上，转仓油缸39通过伸缩带动超越离合器37转动，实现回转式钻杆仓11绕自身中心轴34旋转至下一个杆位，准备下一次换杆，限位油缸39同时顶出，插入限位盘33的限位孔中，实现回转闭锁。在其中一实施例中，所述转仓油缸带动超越离合器转动，中心轴与超越离合器连接，同步进行转动，到达一定角度后，超越离合器内部的棘轮棘爪机构实现自身限位，从而带动中心轴也停止转动，同时限位油缸插入限位盘的限位孔内，将整个钻杆仓闭锁。
[0033]除此之外，所述转仓机构12还可为旋转电机及传动机构的组合，只要能实现回转式钻杆仓11的间隔转动即可。
[0034]所述机械手装置包含一级机械臂15和二级机械臂16，所述一级机械臂15为两个且分别铰接串联至两侧大臂14的末