专利名称：钻岩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具有底座和工作平台的钻岩设备的悬臂装置，这种悬臂装置包括至少一个工作悬臂，其中，岩石钻头或实际用于钻岩的其它装置被设置在该工作悬臂的自由端；至少一个辅助悬臂，其中，在该辅助悬臂的自由端设置一辅助设备，工作悬臂和辅助悬臂利用设置在工作平台前部的安装架被安装在钻岩设备的底座上，这些悬臂包括至少两个悬臂部分，这两个悬臂部分可相互转动地连接起来，并且配置有必需的垂直铰链和水平铰链，以便驱动该装置，并相应地把辅助装置驱动到期望的位置。
对于人员的升降，钻岩设备利用了人员升降装置，该人员升降装置能以不同的方式移动，并且包括一个悬臂和一个设置在该悬臂自由端的载人吊笼。这种设备通常被用于隧道挖掘和“小梯段”采矿。从载人吊笼可以对岩石进行锚固、测量和检测，并且可以执行要求与目标距离一个短距离的其它操作。此外，载人吊笼还使得从该吊笼能方便地进行维护和修理工作。钻岩设备在其前端通常包括至少一个工作悬臂，其中，一个带有辅助设备或其它必需设备的钻岩设备被设置在工作悬臂的自由端。一种用于载人吊笼悬臂的已知的解决方案包括导轨或相应的导向表面，悬臂能沿着这些导轨或导向表面移动，该导轨或导向表面被设置在钻岩设备的两纵向侧上，即，设置在钻岩设备的移动方向的两侧。悬臂和它们的载人吊笼在沿着钻岩设备从后部至前部的方向上被分别驱动，反之亦然。然而这种结构的一个缺陷就是悬臂必须被驱动经过钻台附近，这对于该装置的使用者是一个严重的安全隐患。此外，这种悬臂装置使得难以进入用于操纵和管理设备的钻台。这种方案的另一个缺陷就是导向表面必须是坚固的，这也意味着这些导向表面是笨重的，从而增加了这种钻岩设备的总体重量，这是很不利的。此外，还有一种已知的悬臂方案，这种方案被应用于载人吊笼。在这种方案中，悬臂被分别设置在钻岩设备的后部的两侧上，利用铰链机构能使这些悬臂从钻进装置的后部向前部移动，反之亦然。悬臂被可转动地安装，从而使得悬臂的不同部分能在竖直方向上转动，即，相对于它的支点能被提升和下降。为了使载人吊笼能侧向移动，整个悬臂装置可以被设置在一个可转动的底座上，或者是被设置成整个悬臂装置能相对于悬臂底部的竖直铰链转动。然而这种方案的一个缺陷是在钻台上工作的钻进工人的工作安全性差，这是由于在这种情况中悬臂也要经过钻台附近的缘故。在已知的方案中，使用者有被挤压在悬臂和钻岩设备的框架结构之间的危险，这种结构也使得这种钻岩设备使用很困难。
这些已知的技术方案的另一个缺陷是工作悬臂和载人吊笼都必须被分开地支撑在底座上，这使得框架结构非常笨重。此外，底座占用的空间也是一个问题。悬臂有时会使得钻岩设备的不同单元和设备不能被优化地定位。此外，在FI795/73中公开了一种设置在车辆中的悬臂装置，其中，工作悬臂和辅助悬臂被安装在相同的安装架上。然而，这两个悬臂被安装在装置的工作区一侧的安装架上，即，被安装在控制室或工作平台的相反侧，这意味着辅助悬臂不能被驱动到接近工作平台，而且只有从地面才能进入辅助悬臂端部的载人吊笼，这当然是相当困难的并且存在安全隐患。
本发明的一个发明目的是提供一种新颖的用于钻岩设备的悬臂装置，以便防止产生现有技术中的那些缺陷。
本发明的悬臂装置的特征在于工作悬臂被设置在工作平台相反侧的安装架的一侧，辅助悬臂被安装在安装架上部表面上的一个安装位置上，辅助悬臂相对于它的转动安装可以转动，从而使得辅助设备能被驱动到靠近钻岩设备的使用者能到达的工作平台。
本发明的构思是，钻岩设备包括至少一个工作悬臂，钻岩设备和实际用于钻岩的其它设备被设置在这个工作悬臂中。除了这个工作悬臂以外，这种结构还包括至少一个可以按照许多不同方式移动的辅助悬臂，该辅助悬臂包括至少两个相互可转动地连接的悬臂部分，一个辅助设备，最好是一个载人吊笼，被设置在辅助悬臂的最外悬臂部分的自由端。根据本发明的构思，工作悬臂和辅助悬臂被设置在钻岩设备中相同的安装架即支撑件中，这个安装架被设置在钻进员工操作平台即钻台的前部的钻岩设备前部。工作悬臂被设置在安装架朝着钻面的一侧，而辅助悬臂被安装在位于安装架的上部表面上的一个安装位置上。本发明的另一个构思是，辅助悬臂可以转动，以便使辅助设备能被驱动到接近工作平台。根据本发明的一个实施例，辅助悬臂的第一悬臂部分设置在钻岩设备的纵向方向上，并且不能侧向移动。但是，所说的第一悬臂部分能相对于一个水平铰链上升和下降，其中所说的水平铰链被设置在朝着钻岩设备的悬臂部分的端部。第一悬臂部分还设置有一个铰链，该铰链允许与第一悬臂部分相连的第二悬臂部分至少沿水平方向转动。本发明的另一个实施例的构思是，辅助悬臂被安装在一个安装元件上，该安装元件被设置在安装架的上部表面上，利用适当的转动设备，例如转动马达或液压缸所用的齿杆，使该安装元件可以绕它的竖直轴线转动。
本发明的优点在于悬臂不再经过钻台侧附近，从而显著提高了钻岩设备使用者的职业安全性。悬臂及其可移动机构位于钻进员工工作平台前部的一个安全距离处，使用者从工作平台能看见这些悬臂及其可移动机构。由于利用一个共同安装架把悬臂设置在底座上，因此，安装架特别坚固而且重量还轻。但它占据很少空间。此外，与以前的解决方案相比，本发明具有更少的悬臂安装位置和相关的构件，此外，悬臂机构的移动发生在钻岩设备的前部，这就能更加自由地布置钻岩设备中的不同单元。总之，由于本发明的这种悬臂装置，使得整个钻岩设备结构更简单、重量更轻。这种结构还更有利于制造，所具有的遭受磨损和损坏的机构更少。此外，这种装置还更易于使用，这是由于辅助悬臂能被简单地设置，使得设置在这种装置中的辅助设备例如载人吊笼能方便地安全地转动到接近钻台，这样就使得使用者能直接从钻台直接移动到载人吊笼，或使得使用者能从钻台对辅助设备进行维护和修理。悬臂还可具有一个从钻岩设备侧向移动的必需的移动范围。
为了简明起见，应当注意到，在本申请中，竖直铰链是指转动轴是竖直的元件，它能使得通过这种铰链连接的部件可以相互沿水平移动。相应地，水平铰链的转动轴是水平的，它能使得部件相互沿竖直方向转动。
下面将结合附图来更详细地描述本发明。
图1是根据本发明的用于钻岩设备的悬臂的侧视图，图2是所说的用于钻岩设备的悬臂的顶视图，图3是本发明的悬臂的另一个技术方案的侧视图，图4是用于安装辅助悬臂的结构的示意图，它可应用在图3所示的技术方案中。
图1是一个简化的示意图，表示出了一个钻岩设备，该钻岩设备包括本发明的悬臂装置。这种悬臂装置包括至少一个工作悬臂1和一个设备2，在这个例子中，钻岩设备被设置在工作悬臂的自由端。尽管这个图中只表示出了一个工作悬臂，但是，如果需要的话，也可以具有若干个工作悬臂。此外，被设置在工作悬臂中的设备例如可以是一个可换位(indexable)的锚固设备(bolting apparatus)或是用在实际操作中的其它设备。在钻岩时所用的工作悬臂和设备的结构和操作本身对于本领域普通技术人员来说是显而易见的，因此，在此不再作更详细的描述，在图中也不再作更详细的表示。在此需要说明的只是，工作悬臂包括至少两个悬臂部分，这两个悬臂部分能通过适当的铰链而移动，以便把设备驱动到期望的位置。此外，如图2所示，钻岩设备包括两个辅助悬臂3和4，其中，辅助设备5和6设置在其自由端。图中所示的辅助设备是一个载人吊笼，但是，在辅助悬臂上也可以安装帮助实际钻岩所需的其它设备。图1和图2所示的辅助悬臂1和2包括第一和第二悬臂部分3a，3b；4a，4b。很明显，可以具有更多的悬臂部分，它们不必是图中所示的能在方向A伸长和缩短的结构。辅助悬臂的第一悬臂部分通过一个水平铰链7被连接到安装架11上部表面上的一个安装位置14。因此，第一悬臂部分总是朝向钻岩设备的操作方向，但是它在一个压力介质缸8的作用下能相对于水平铰链7在B的方向上上升和下降。一个竖直铰链9能使第二悬臂部分在图2所示的水平方向上转动，该竖直铰链9被设置在第一悬臂部分的第二端部。于是，载人吊笼或其它辅助设备能在C方向上转动，靠近钻岩设备的工作平台10或类似设备，这使得设备的使用者能进入载人吊笼或使得使用者能从操纵室对辅助设备进行所需的维护和修理工作。此外，用于使辅助设备稍微移动例如倾斜或转动而悬臂本身根本不必移动的装置可以被设置在辅助悬臂的最外悬臂部分与辅助设备之间。辅助悬臂最好还包括用于无论悬臂怎样移动都可以把辅助设备例如载人吊笼保持在水平位置的装置。
根据本发明的构思，工作悬臂和辅助悬臂都被连接在钻岩设备前部的相同安装架11上。该安装架被设置在工作平台10的前部，相对于钻岩设备的纵轴线横向设置。安装架最好设置在前轴处或前轴附近，在这种情况下，前轴接收悬臂和安装架所造成的质量，从而不必单独支撑底座。此外，前轴和后轴之间的荷载还能被更加有利地分开。安装架的结构最好象一个盒子，但是也可以采用其它类型的结构。安装架可以是一个统一的结构，该统一的结构如图中所示从钻岩设备的第一侧延伸至第二侧，也可以具有几个安装架，在这种情况中，每个安装架内都包括一个辅助悬臂和一个在其下方的工作悬臂。
在图2中，图中所表示出的上部辅助悬臂4位于它的操作位置，相应地，下部辅助悬臂3被驱动到工作平台处，以便有利于进入载人吊笼。此外，当不需要辅助悬臂时，例如，当钻岩设备被移动时，辅助悬臂能被驱动，使得它的第二悬臂部分指向与移动方向相反的方向。
在图3所示的悬臂装置中，辅助悬臂3被设置成可以绕竖直轴线E转动，在这个例子中，辅助悬臂3能被驱动到接近工作平台10，如图中的虚线所示。辅助悬臂被安装在一个转动元件12中，该转动元件12被设置在安装架的上部表面上，转动元件的结构可以是图4所示的结构。第一悬臂部分3a能相对于悬臂底部的一个水平铰链13倾斜。此外，在第一悬臂部分和第二悬臂部分之间设有一个铰链，使得第二悬臂部分至少在方向D上转动。第二悬臂部分还能伸缩地伸长或缩短，这意味着它具有一个良好的范围。如果采用两个辅助悬臂和两个工作悬臂，那么利用两个单独的安装架把所说的两个辅助悬臂和两个工作悬臂设置在钻岩设备中。如果这种结构只包括一个辅助悬臂和一个工作悬臂，那么，所说的这一个辅助悬臂和一个工作悬臂与它们的安装架一起被设置在钻岩设备的中心线上。为了清楚起见，图3只表示出了部分工作悬臂。这个图中所示方案的优点在于辅助悬臂能在一个小空间内转动，这意味着在窄的矿井巷道中它能被驱动到接近工作平台。此外，由于当辅助悬臂被转动时不需要相对于底座具有一个横向范围，因此，无论辅助悬臂怎样移动，钻岩设备都是稳定的。从而也就能更安全地移动辅助悬臂，并且能避免碰撞的危险。
图4进一步表示出了图3所示方案的细节，其中，利用被设置成可绕轴线E转动的转动元件12把辅助悬臂安装在安装架的上部表面上。转动元件12被可转动地安装在安装架11的上部表面上，并且它能由例如图中所示的液压缸15a和15b转动，所说的液压缸采用齿杆使转动元件下端的齿环16转动。按照这种方式来转动悬臂是已知的技术，因此，在此不再对其进行进一步地描述。由于这种结构，使得辅助悬臂能在与钻岩设备移动方向相反的方向上方便地转动，这就能方便地把辅助设备例如载人吊笼驱动到接近工作平台。
把压力介质缸或例如电动机用作转动设备，就能转动悬臂。转动设备原则上可以是适于这个目的的任何设备，它被连接成能通过适当的转动元件例如杠杆、转动架等来移动悬臂部分。为了清楚起见，附图中未表示出全部必须的转动设备和转动元件。很显然，悬臂的不同部分的长度和相对大小是可以改变的，铰链和它们的转动角也可以改变。悬臂的尺寸大小至少受钻岩设备的用途、大小和尺寸的影响。还可以把一些监测器连接到悬臂上，以便监测悬臂的位置，在这种情况下，就能防止悬臂相互碰撞以及悬臂与钻岩设备的其它构件碰撞。
附图和有关的描述只是为了描述本发明的构思。在细节方面，本发明是可以在权利要求的范围内改变的。因此，与附图和描述中公开的相比，工作悬臂和辅助悬臂可以包括更多的悬臂部分和铰链。还可以具有比附图中更多或更少的悬臂。如果有利于钻岩设备的使用，根据本发明还可以在一个设备中设置结构不同的辅助悬臂和工作悬臂。要点是钻岩设备设有至少一个工作悬臂和至少一个辅助悬臂，所说的工作悬臂和辅助悬臂利用相同的安装架都被安装在底座中。安装架被设置在钻岩设备的工作平台或操纵室前部。
权利要求
1.一种用于具有底座和工作平台的钻岩设备的悬臂装置，这种悬臂装置包括至少一个工作悬臂(1)和至少一个辅助悬臂(3，4)，在所说的工作悬臂(1)的自由端设置一个岩石钻头或实际用于钻岩的其它设备(2)，在所说的辅助悬臂的自由端设置一辅助设备(5，6)，利用一个设置在工作平台(10)前部的悬臂安装架(11)把所说的工作悬臂和辅助悬臂安装在钻岩设备的底座上，悬臂(1，3，4)包括至少两个悬臂部分(1a，1b；3a，3b；4a，4b)，所说的悬臂部分相互可转动地连接并配置有必须的竖直铰链和水平铰链，以便把设备(2)和辅助设备(5，6)驱动到期望的位置，其特征在于工作悬臂(1)被设置在安装架(11)的朝着与工作平台(10)相反的方向的一侧上，辅助悬臂(3，4)被安装在位于安装架上部表面上的安装位置(14)上，辅助悬臂(3，4)相对于它的转动安装是可以转动的，从而使得辅助设备(5，6)能被驱动到接近工作平台(10)的使钻岩设备的使用者能到达的地方。
2.一种根据权利要求1所述的悬臂装置，其特征在于被设置在辅助悬臂(3，4)的自由端的辅助设备(5，6)是载人吊笼，从而把辅助悬臂用作使人员升降的设备。
3.一种根据权利要求1或2所述的悬臂装置，其特征在于辅助悬臂的第一悬臂部分(3a，4a)被设置成平行于钻岩设备的纵向轴线并在侧向基本上不能移动，第一悬臂部分通过一水平铰链(7)被可转动地安装在朝着钻岩设备的端部，从而使第一悬臂部分能被相对于铰链上升和下降，在第一悬臂部分(3a，4a)和第二悬臂部分(3b，4b)之间设置一个铰链(9)，以便使第二悬臂部分至少能沿水平方向相对于第一悬臂部分转动。
4.一种根据权利要求1或2所述的悬臂装置，其特征在于辅助悬臂(3，4)的底部设置有铰链，从而使得辅助悬臂能相对于所说铰链沿水平方向和竖直方向转动。
5.一种根据权利要求4所述的悬臂装置，其特征在于辅助悬臂底部被安装在一个转动元件(12)中，该转动元件(12)被设置成能绕其竖直轴线(E)转动并且被设置成能由转动装置例如转动马达或液压缸(15a，15b)驱动。
6.一种根据权利要求5所述的悬臂装置，其特征在于该悬臂装置包括至少两个辅助悬臂和工作悬臂以及至少两个单独的安装架，悬臂被设置成使每个安装架内都重叠地设有一个辅助悬臂一个工作悬臂。
7.一种根据前述权利要求之一的悬臂装置，其特征在于安装架(11)具有一种盒状结构，并且该安装架被设置在钻岩设备的前轴处或其附近。
全文摘要
本发明涉及一种用于与钻岩设备相连的悬臂装置,它包括至少一个工作悬臂(1)和至少一个辅助悬臂(3,4)。钻岩设备或其它设备(2)被设置在工作悬臂的自由端,相应地,辅助悬臂的自由端设有一辅助设备(5,6),例如载人吊笼。所说的悬臂包括至少两个可相互转动地连接的悬臂部分(1a,1b;3a,3b;4a,4b)。根据本发明的构思,利用公共悬臂安装架(11)把悬臂(1,3,4)连接到钻岩设备的底座上。这个安装架被设置在使用者的工作平台(10)的前部。辅助悬臂被安装在安装架的上部表面,工作悬臂被安装在安装架的一侧面上。本发明的技术方案的特征还在于辅助悬臂相对于它的转动安装是可以驱动的,从而使得辅助悬臂能被转动到接近工作平台。
文档编号B66F11/04GK1373828SQ00812818
公开日2002年10月9日 申请日期2000年9月12日 优先权日1999年9月13日
发明者朱哈·皮彭内, 朱卡·斯米拉 申请人:桑德威克塔姆罗克有限公司