一种凿岩台车的制作方法

本发明涉及凿岩设备领域，更具体地，涉及一种凿岩台车。

背景技术：

在进行隧道、地下工程及矿山开采施工过程中，都需要使用到凿岩台车进行爆破孔的钻凿，但实际凿岩断面是不平整的，为确保达到最佳的爆破效果，凿岩推进梁在钻孔作业时必须能始终与隧道中心线保持一定的角度不变；而钻孔时凿岩推进梁的调平是关键的技术，在调整主臂的高度或者左右位置时，如果凿岩推进梁下方没有调平或者回调装置，顶端的凿岩推进梁就不会与初始位置保持平行，则会导致钻孔的路径没法平行，最终影响爆破效果。

目前技术手段中使用到的钻臂在主臂俯仰动作时，有很多种凿岩推进梁的调平或回调方式，以保证凿岩推进梁的平动，但是大多结构布局较为复杂，平动结构增大了设备的空间，在主臂摆动或俯仰时，影响其活动的自由度。例如cn205805428u公开了一种掘进钻车钻臂平动机构，其通过举臂油缸、举臂平动信号油缸及与举臂平动信号油缸配合的举臂平动油缸三者配合，实现凿岩推进梁俯仰时的平动，其增加了在举臂油缸一侧的举臂平动信号油缸，这样就增大了整个钻臂的布局空间，也会影响到主臂的活动的自由度，实用在凿岩车转弯时会受到一定的限制。

技术实现要素：

本发明为克服上述背景技术所述的由于增加了在举臂油缸一侧的举臂平动信号油缸，增大了整个钻臂的布局空间，也会影响到主臂的活动的自由度，在凿岩车转弯时会受到一定的限制，提供一种凿岩台车。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种凿岩台车，包括移动车体以及设于所述移动车体上的凿岩钻臂和控制系统，所述控制系统与所述凿岩钻臂控制连接，所述凿岩钻臂包括臂架支撑台、主臂摆动座、主臂、伸缩组件、旋转连接件、推进梁总成、能够带动所述主臂俯仰动作并同时维持所述推进梁总成竖直角度不变的俯仰平动组件以及能够带动所述主臂水平摆动并同时维持所述推进梁总成水平角度不变的摆臂平动组件，所述主臂摆动座一端竖直铰接(竖直铰接即通过竖直绞轴铰接，使得凿岩钻臂正常放置状态下，该铰接位置可以在横向活动，在纵向不能活动)在所述臂架支撑台上、另一端与所述主臂的一端水平铰接(水平铰接即通过水平绞轴铰接，使得凿岩钻臂正常放置状态下，该铰接位置可以在纵向内活动，在横向不能活动)，所述主臂的另一端连接所述伸缩组件的一端，所述推进梁总成设于所述旋转连接件上，所述旋转连接件连接在所述伸缩组件的另一端。

进一步的，所述俯仰平动组件包括主臂俯仰油缸以及伸出长度随所述主臂俯仰油缸的伸出长度变化而变化的推进梁俯仰调平油缸，所述主臂俯仰油缸一端与所述主臂摆动座水平铰接、另一端水平铰接在所述主臂的下端面上；所述推进梁俯仰调平油缸一端与所述伸缩组件水平铰接、另一端与所述旋转连接件水平铰接。

进一步的，所述主臂俯仰油缸包括缸筒、导向杆、活塞杆和活塞，所述活塞杆为中空结构，所述活塞杆位于所述缸筒内的一端连接所述活塞，所述导向杆固定连接在所述缸筒的内底壁上，所述活塞杆与所述导向杆平行，所述活塞杆和所述活塞均套设在所述导向杆上，所述活塞的内壁与所述导向杆滑动密封连接，所述活塞的外壁与所述缸筒的内壁滑动密封连接，所述活塞将所述缸筒内部分为第一腔体和第二腔体，所述导向杆与所述活塞杆内部形成第三腔体，所述第一腔体连接有第一油路，所述第二腔体连接有第二油路，所述第三腔体连接有第三油路，所述第一腔体、第二腔体和第三腔体互不接通。

进一步的，所述推进梁俯仰调平油缸包括无杆腔体和有杆腔体；所述第三油路一端连接所述无杆腔体、另一端连接所述第三腔体。

进一步的，所述主臂俯仰油缸的缸筒筒底一端设有第一连接耳、所述活塞杆远离所述第一连接耳的一端设有第二连接耳，所述第一连接耳与所述主臂摆动座水平铰接，所述第二连接耳与所述主臂的下端面水平铰接。

进一步的，所述导向杆的外壁与所述活塞杆的内壁滑动密封连接，所述导向杆靠近所述第二连接耳的一端与所述活塞杆内腔靠近所述第二连接耳的一端始终存在间距以形成所述第三腔体，所述第三油路穿过所述导向杆并接通所述第三腔体。

进一步的，所述摆臂平动组件包括主臂摆动油缸、摆动油缸摆动座、主臂摆动随动油缸和推进梁摆动调平油缸；

所述摆动油缸摆动座一端竖直铰接在所述臂架支撑台上，所述主臂摆动油缸一端水平铰接在所述摆动油缸摆动座的另一端，所述主臂摆动油缸另一端水平铰接在所述主臂的一侧面上；

所述主臂摆动随动油缸的一端竖直铰接在所述臂架支撑台上、另一端与所述主臂摆动座竖直绞接；

所述推进梁摆动调平油缸的一端竖直铰接在所述伸缩组件的一侧面上、另一端与所述旋转连接件竖直铰接；

所述主臂摆动随动油缸与所述推进梁摆动调平油缸油路互联。

进一步的，所述伸缩组件包括伸缩油缸、伸缩臂、双向铰接件，所述主臂的另一端为敞口的中空结构，所述伸缩油缸固定在所述中空结构内，所述伸缩油缸的活塞杆连接所述伸缩臂，所述伸缩臂一端被套设在所述中空结构中、另一端与所述双向铰接件的一端水平铰接，所述双向铰接件的另一端与所述旋转连接件竖直铰接；

所述推进梁俯仰调平油缸的缸筒连接在所述伸缩臂下端面上，所述推进梁俯仰调平油缸的活塞杆与所述旋转连接件水平铰接；

所述推进梁摆动调平油缸的缸筒连接在所述伸缩臂的侧面上，所述推进梁摆动调平油缸的活塞杆与所述旋转连接件竖直铰接。

进一步的，所述推进梁总成包括中间支架、推进梁、凿岩机构和推进梁俯仰油缸，所述中间支架的一端连接所述旋转连接件远离所述伸缩组件的一端，另一端与所述推进梁中部水平铰接，所述凿岩机构设于所述推进梁上，所述推进梁俯仰油缸的缸筒与所述中间支架水平铰接，所述推进梁俯仰油缸的活塞杆与所述推进梁靠近所述臂架支撑台的一端水平铰接。

进一步的，所述推进梁包括推进梁主体、推进梁伸缩油缸、推进梁安装架和安装滑板，所述中间支架与所述推进梁安装架固定连接，所述推进梁伸缩油缸的缸筒固定在所述推进梁安装架上，所述推进梁伸缩油缸的活塞杆连接所述安装滑板，所述推进梁主体与所述推进梁安装架滑动连接，所述推进梁主体固定安装在所述安装滑板上，所述凿岩机构设于所述推进梁主体上。

优选的，所述主臂为矩形管结构。

与现有技术相比，有益效果是：

1.本发明中的凿岩钻臂仅用一个主臂俯仰油缸，不仅起到带动主臂做俯仰运动的作用，同时还起到与推进梁调平油缸信号传递的作用，使得推进梁调平油缸伸缩与主臂俯仰油缸的伸缩呈直接的线性关系，联动效果作用更直接，并且能够减少整体的布局空间，提高空间利用率，使得凿岩台车结构更紧凑，在转弯时更加方便。

附图说明

图1是本发明中的整体结构示意图。

图2是本发明中凿岩钻臂的结构示意图。

图3是本发明中主臂摆动油缸和主臂摆动随动油缸的连接结构示意图。

图4是本发明中主臂俯仰油缸处的连接结构示意图。

图5是本发明中伸缩臂处的连接结构示意图。

图6是本发明中主臂俯仰油缸的内部结构示意图。

图7为本发明中主臂俯仰油缸与推进梁俯仰调平油缸的油路连接结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

需要特别说明的，为了明显区分结构的俯仰动作和左右摆动，本实施例中的“水平铰接”与“竖直铰接”是基于凿岩钻臂在正常作业状态下的简化描述，“水平铰接”是指两个连接端通过与水平面平行的水平绞轴绞接，使得两个连接端水平铰接以后只能在垂直方向上相对转动，不能在水平方向上活动；“竖直铰接”是指两个连接端通过与水平面垂直的竖直绞轴绞接，使得两个连接端竖直铰接以后只能在水平方向上相对转动，不能在竖直方向上活动。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

如图1所示，为一种凿岩台车，包括移动车体1以及设于所述移动车体1上的凿岩钻臂102和控制系统，所述控制系统与所述凿岩钻臂102控制连接；如图2至图5所示，凿岩钻臂102包括臂架支撑台101、主臂摆动座2、主臂5、伸缩组件、旋转连接件11、推进梁总成12、俯仰平动组件以及能够带动所述主臂5水平摆动并同时维持所述推进梁总成12水平角度不变的摆臂平动组件，所述主臂5为矩形管状结构，所述主臂摆动座2一端竖直铰接(在这里的所谓竖直铰接即通过竖直绞轴铰接，使得凿岩钻臂正常放置状态下，该铰接位置可以在横向活动，在纵向不能活动)在所述臂架支撑台101上、另一端与所述主臂5的一端水平铰接(在这里的所谓水平铰接即通过水平绞轴铰接，使得凿岩钻臂正常放置状态下，该铰接位置可以在纵向内活动，在横向不能活动)，所述主臂5的另一端连接所述伸缩组件的一端，所述推进梁总成12设于所述旋转连接件11上，所述旋转连接件11连接在所述伸缩组件的另一端，所述俯仰平动组件包括主臂俯仰油缸6以及伸出长度随所述主臂俯仰油缸6的伸出长度变化而变化的推进梁俯仰调平油缸10，所述主臂俯仰油缸6一端与所述主臂摆动座2水平铰接、另一端水平铰接在所述主臂5的下端面上；所述推进梁俯仰调平油缸10一端与所述伸缩组件水平铰接、另一端与所述旋转连接件11水平铰接。以附图2至4所示为例，竖直铰接即两个连接端通过竖直绞轴100铰接；水平铰接即两个连接端通过水平绞轴200铰接。

如图6所示，所述主臂俯仰油缸6包括缸筒601、导向杆604、活塞杆602和活塞603，所述活塞杆602为中空结构，所述导向杆604连接在所述缸筒601的底部内壁上，所述活塞杆602位于所述缸筒601内的一端套设在所述导向杆604上，所述活塞603套设在所述导向杆604上，所述活塞603的内壁与所述导向杆604滑动密封连接，所述活塞603的外壁与所述缸筒601的内壁滑动密封连接，所述活塞603将所述缸筒601内部分为第一腔体607和第二腔体608，所述导向杆604与所述活塞杆602内部形成第三腔体609，所述第一腔体607连接有第一油路，所述第二腔体608连接有第二油路，所述第三腔体609连接有第三油路610，所述第一腔体607、第二腔体608和第三腔体609互不接通；所述主臂俯仰油缸6的缸筒601筒底一端设有第一连接耳605、所述活塞杆602远离所述第一连接耳605的一端设有第二连接耳606，所述第一连接耳605与所述主臂摆动座2水平铰接，所述第二连接耳606与所述主臂5的下端面水平铰接；所述导向杆604的外壁与所述活塞杆602的内壁滑动密封连接，所述导向杆604靠近所述第二连接耳606的一端与所述活塞杆602内腔靠近所述第二连接耳606的一端始终存在间距以形成所述第三腔体609，所述第三油路610穿过所述导向杆604并接通所述第三腔体609。本实施例中，所述导向杆604一端连接在缸筒601的底部内壁上，另一端插入活塞杆602的中空结构中，并与活塞杆602内腔的腔底始终存在一定的间距，这个间距就为第三腔体609所在位置，第三腔体609内还连接有排气口611；当活塞杆602伸出时，活塞杆602内腔腔底就与导向杆604的杆头之间的间距越来越大，第三腔体609的体积也就越来越大；反之，第三腔体609的体积越来越小。

本实施例中，所述推进梁俯仰调平油缸10包括无杆腔体和有杆腔体；所述第三油路610一端连接所述无杆腔体、另一端连接所述第三腔体609；推进梁俯仰调平油缸10就是常用的两腔油缸，其活塞杆的伸出长度与主臂俯仰油缸6的活塞杆602伸出长度存在一定的线性关系，推进梁俯仰调平油缸10直接带动旋转连接件11上的推进梁总成12的俯仰调平，实现推进梁总成12的平动，使其维持与水平面的角度不变；具体的工作原理为：当第一腔体607内进油时，主臂俯仰油缸6的活塞杆602伸出，由于导向杆604固定的，导向杆604端头与活塞杆602内腔底壁的间距增大，因此第三腔体609体积增大，由于第三腔体609与无杆腔体油路互联，根据油液体积不变的原理，无杆腔体中的油压入到第三腔体609中，使得所述推进梁俯仰调平油缸10的活塞杆缩回；推进梁俯仰调平油缸10活塞杆的伸出长度与主臂俯仰油缸6的活塞杆602伸出长度的线性关系满足主臂俯仰角度与推进梁总成12俯仰角度相等且方向相反，也就是主臂5向上摆动角度a时，推进梁总成12相应地向下摆动a角度，则使得推进梁总成12维持与水平面的角度不变。

如图3所示，所述摆臂平动组件包括主臂摆动油缸3、摆动油缸摆动座30、主臂摆动随动油缸4和推进梁摆动调平油缸9；所述摆动油缸摆动座30一端竖直铰接在所述臂架支撑台101上，所述主臂摆动油缸3一端水平铰接在所述摆动油缸摆动座30的另一端，所述主臂摆动油缸3另一端水平铰接在所述主臂5的一侧面上；所述主臂摆动随动油缸4的一端竖直铰接在所述臂架支撑台101上、另一端与所述主臂摆动座2竖直绞接；所述推进梁摆动调平油缸9的一端竖直铰接在所述伸缩组件的一侧面上、另一端与所述旋转连接件11竖直铰接；所述主臂摆动随动油缸4与所述推进梁摆动调平油缸9油路互联。本实施例中的摆臂平动组件属于现有的技术，主要功能是实现主臂5左右摆动时，由于推进梁摆动调平油缸9的伸缩与主臂摆动油缸3的伸缩存在一定的线性关系，推进梁摆动调平油缸9带动推进梁总成12回调一定角度，使得推进梁总成12在同一水平面内平行移动，不改变钻孔的水平方向。

如图5所示，所述伸缩组件包括伸缩油缸7、伸缩臂8、双向铰接件，所述主臂5的另一端为敞口的中空结构，所述伸缩油缸7固定在所述中空结构内，所述伸缩油缸7的活塞杆连接所述伸缩臂8，所述伸缩臂8一端被套设在所述中空结构中、另一端与所述双向铰接件的一端水平铰接，所述双向铰接件的另一端与所述旋转连接件11竖直铰接；所述推进梁俯仰调平油缸10的缸筒连接在所述伸缩臂8下端面上，所述推进梁俯仰调平油缸10的活塞杆与所述旋转连接件11水平铰接；所述推进梁摆动调平油缸9的缸筒连接在所述伸缩臂8的侧面上，所述推进梁摆动调平油缸9的活塞杆与所述旋转连接件11竖直铰接。本实施例中的伸缩组件也属于现有的技术，主要通过伸缩臂8的伸缩带动旋转连接件11的前后移动，进而带动推进梁总成12的前后移动；而推进梁俯仰调平油缸10和推进梁摆动调平油缸9均与伸缩臂8同时前后移动，这样使得推进梁总成12的前后、左右、俯仰的移动互不影响。

本实施例中，所述推进梁总成12包括中间支架13、推进梁15、凿岩机构16和推进梁俯仰油缸14，所述中间支架13的一端连接所述旋转连接件11远离所述伸缩组件的一端，另一端与所述推进梁15中部水平铰接，所述凿岩机构16设于所述推进梁15上，所述推进梁俯仰油缸14的缸筒与所述中间支架13水平铰接，所述推进梁俯仰油缸14的活塞杆与所述推进梁靠近所述臂架支撑台101的一端水平铰接；所述推进梁15包括推进梁主体17、推进梁伸缩油缸19、推进梁安装架18和安装滑板20，所述中间支架13与所述推进梁安装架18固定连接，所述推进梁伸缩油缸19的缸筒固定在所述推进梁安装架18上，所述推进梁伸缩油缸19的活塞杆连接所述安装滑板20，所述推进梁主体17与所述推进梁安装架18滑动连接，所述推进梁主体17固定安装在所述安装滑板20上，所述凿岩机构16设于所述推进梁主体17上。本实施例中的推进梁总成12的结构与现有技术无异，在主臂5不动时，推进梁俯仰油缸14可以直接带动推进梁的俯仰，实现推进梁位置的微调，推进梁总成12中凿岩机构16是钻孔的主要结构，主要包括钎杆和带动钎杆凿进的钎杆推进机构。

如图7所示，主臂俯仰油缸6和推进梁俯仰油缸10通过油路控制系统连接，油路控制系统包括主油箱102、第一控制阀103和第二控制阀104，第一控制阀103的一端和第二控制阀104的一端分别连接主油箱102；第一控制阀103的另一端与第一腔体607连接有第一油路a，第一控制阀103的另一端还与第二腔体608连接有第二油路b；第二控制阀104的另一端与第四腔体21连接有第四油路d；第二控制阀104的另一端还与第五腔体22连接有第五油路e；第三腔体609通过第三油路610接通第四油路d；第一油路a通过第六油路f与第五油路e接通；第六油路f上设有单向阀108，第六油路f上在单向阀108出口侧还通过第七油路g连接有第一回油口t1，第七油路g上设有液控单向阀109。

本实施例中，第一控制阀103和第二控制阀104均采用o型换向阀；o型换向阀在中位时，对应的两条油路关闭，油路不互通，这样使得主臂俯仰油缸6和推进梁俯仰调平油缸10能够固定在作业位置静止不动，即使有外力的作用也不会发生较大的移动；并且，第一油路a和第二油路b上共同设有第一平衡阀105；第三油路610和第四油路d靠近推进梁俯仰调平油缸10一端均分别通过设有的溢流阀107连接有第二回油口t2，第四油路d和第五油路e上共同设有第二平衡阀106，第三油路610与第四油路d接通后进入第二平衡阀106。第一平衡阀105和第二平衡阀106都为双向平衡阀，在每一条油路上均设置有顺序阀和单向阀，来控制两个方向的液体流动；第一平衡阀105使得第一油路a和第二油路b出油速度更加均匀，使得主臂俯仰油缸6的动作更加平稳；第二平衡阀106使得第四油路d和第五油路e出油速度更加均匀，使得主臂俯仰油缸6的动作更加平稳。溢流阀107的作用是：当推进梁俯仰调平油缸10单独动作时，如果推进梁俯仰调平油缸10的活塞杆全伸出或者全缩回时再进行两个液压缸的联动，推进梁俯仰调平油缸10的第四腔体21或者第五腔体22中的油能够从溢流阀107流出到第二回油口t2中，防止推进梁俯仰调平油缸10爆缸。

本实施例的主要工作原理为：移动车体1的后车架上设置有柴油机、控制系统、水系统、压缩空气系统、液压系统、电缆卷筒及收放系统，后车架上各个系统均属于现有技术，与现有常用的凿岩台车功能上无太大差异，不再一一赘述；本实施例中的凿岩钻臂设于移动车体1的车头上，通过控制系统控制各个油缸的伸缩，实现凿孔位置的变化；当需要调整孔位左右位置时，通过主臂摆动油缸3的伸缩，带动主臂5左右摆动，进而带动推进梁总成12的左右位置变化，而推进梁摆动调平油缸9能够带动推进梁总成12角度的回调，使其与初始位置平行；左右摆动属于现有技术，不需一一赘述。在需要调整凿孔孔位上下位置时，需要通过第一控制阀103控制主臂俯仰油缸6的伸缩，当主臂俯仰油缸6的活塞杆602伸出时，主臂5被举起，同时推进梁总成12位置上升；同时第三腔体609体积增大，由于主臂俯仰油缸6为三腔油缸，且第三腔体609与推进梁俯仰调平油缸10的无杆腔体油路互联，推进梁俯仰调平油缸10的无杆腔体的体积相应减小、活塞杆缩回，不改变钻孔方向；当主臂俯仰油缸6活塞杆602缩回时，同理，则推进梁俯仰调平油缸10的活塞杆伸出，以向上回调一定的角度。这样推进梁俯仰调平油缸10带动推进梁总成12回调相同的角度，使得推进梁总成12在竖直面内平行移动。本实施例中的凿岩钻臂101仅用一个主臂俯仰油缸6，不仅起到带动主臂5做俯仰运动的作用，同时还起到与推进梁调平油缸10信号传递的作用，使得推进梁调平油缸10伸缩与主臂俯仰油缸6的伸缩呈直接的线性关系，联动效果作用更直接，并且能够减少整体的布局空间，提高空间利用率，使得凿岩台车结构更紧凑，在转弯时更加方便。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。