自主移动式冲击钻具的制作方法

1.本实用新型属于钻具领域，具体涉及一种自主移动式冲击钻具。


背景技术：

2.目前，矿山在进行巷道掘进时，需要由人工或机械进入采场进行穿孔和爆破，之后再通过掘进机进行切割掘进，最后将产生的碎石运出即可。
3.上述采矿过程中，炸药的爆破力会对围岩和周边矿体产生破坏，导致采场顶板和上盘围岩的稳固程度再下降，而现有的钻凿设备都需要人工手持操作，此时，当工作人员采用钻凿设备进行施工时，则会存在塌方冒顶、炮烟中毒等多种安全隐患。


技术实现要素：

4.基于上述背景问题，本实用新型旨在提供一种自主移动式冲击钻具，可以在岩石内自主行走、作业，避免了施工人员进行操作，从而保证了施工人员的安全。
5.为了达到上述目的，本实用新型实施例提供的技术方案是：
6.自主移动式冲击钻具，包括机体，所述机体上设有：
7.冲击器组，用于对岩石进行冲击破碎，并在岩石的反作用力下带动机体移动；
8.滚轮，所述滚轮能够与岩石面接触，用于辅助机体移动。
9.在一个实施例中，所述冲击器组由冲击器组i和冲击器组ii组成，所述冲击器组i和冲击器组ii均倾斜固定在机体上，所述冲击器组i和冲击器组ii的倾斜方向相反且交替作业，以带动机体往复移动。
10.进一步地，所述冲击器组i和冲击器组ii均设有多组，且所述冲击器组i和冲击器组ii间隔设置。
11.更进一步地，所述冲击器组i包括至少一个冲击器i，多个所述冲击器i平行分布；所述冲击器组ii包括至少一个冲击器ii，多个所述冲击器ii平行分布。
12.在一个实施例中，所述冲击器组通过转轴可转动设置在机体上，且通过调向机构控制转动以改变机体的移动方向。
13.进一步地，所述调向机构为伸缩杆机构、曲柄滑块机构、齿轮齿条机构中的一种。
14.进一步地，所述机体为直线形、圆环形、拱环形中的一种。
15.在一个实施例中，所述机体为直线形，且所述机体为由多个分部组成的分体式结构，每相邻两个所述分部转动连接。
16.进一步地，所述滚轮与岩石面的间距可调，以带动机体转向、偏转。
17.更进一步地，所述滚轮与伸缩机构连接以实现滚轮与岩石面的间距可调，所述伸缩机构嵌设在所述机体上。
18.与现有技术相比，本实用新型实施例至少具有以下效果：
19.1、本实用新型在机体上设有冲击器组和滚轮，冲击器组可以对岩石进行冲击破碎，且冲击器组冲击岩石时产生的反作用力可以带动机体移动，再通过滚轮可以辅助机体
的移动，从而实现在岩石内的自主移动，并钻凿出薄壁缝隙，以利于后续掘进作业，冲击钻具的自主移动避免了施工人员进行操作，从而保证了施工人员的安全。
20.2、本实用新型的冲击器组可以分为冲击器组i和冲击器组ii，冲击器组i和冲击器组ii均倾斜固定在机体上，冲击器组i和冲击器组ii的倾斜方向相反且交替作业，当冲击器组i作业时，冲击器组ii则停止作业，此时机体可以向前移动，当冲击器组ii作业时，冲击器组i停止作业，此时机体则向反方向移动，从而实现机体的往复移动。
21.3、本实用新型的冲击器组还可以转动设置，并通过调向机构控制转动，从而可以根据需要改变冲击器组的角度，进而实现机体的往复移动。
22.4、本实用新型的机体可以为直线形，此时可设置机体为分体式结构，且每相邻两个分部转动连接，此时可以通过调节滚轮与岩石面的间距实现机体的小角度转向和偏转，从而可以在岩石内钻凿出各种形状的缝隙。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
24.图1为本实用新型实施例1中自主移动式冲击钻具的主视图；
25.图2为本实用新型实施例1中自主移动式冲击钻具的俯视图；
26.图3为本实用新型实施例1中自主移动式冲击钻具钻凿岩石形成的缝隙示意图；
27.图4为本实用新型实施例2中自主移动式冲击钻具的主视图；
28.图5为本实用新型实施例2中自主移动式冲击钻具钻凿岩石形成的缝隙示意图；
29.图6为本实用新型实施例3中自主移动式冲击钻具的俯视图；
30.图7为本实用新型实施例3中自主移动式冲击钻具转动角度后的俯视图；
31.图8为本实用新型实施例3中自主移动式冲击钻具转动另一角度后的俯视图；
32.图9为本实用新型实施例4中自主移动式冲击钻具的俯视图；
33.图10为本实用新型实施例4中滚轮与伸缩机构的连接结构示意图；
34.图11为本实用新型实施例4中自主移动式冲击钻具从上至下小角度转向的原理示意图；
35.图12为本实用新型实施例4中自主移动式冲击钻具从下至上小角度转向的原理示意图；
36.图13为本实用新型实施例4中自主移动式冲击钻具顺时针偏转的原理示意图；
37.图14为本实用新型实施例4中自主移动式冲击钻具逆时针转偏转的原理示意图。
具体实施方式
38.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖
直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。
40.为了解决现有巷道掘进和采矿作业时存在的安全隐患等问题，本实用新型提供一种自主移动式冲击钻具，其可以在岩石内自主行走、作业，从而形成薄壁缝隙，有利于后续掘进作业，而冲击钻具的自主移动避免了施工人员进行操作，从而保证了施工人员的安全。
41.接下来将通过具体实施例对本实用新型的技术进行描述。
42.实施例1
43.自主移动式冲击钻具，如图1和2所示，包括机体1、冲击器组2以及滚轮3。
44.在本实施例中，所述机体1为直线形，具体为矩形板结构，但是机体1的形状并不局限于本实施例的矩形。
45.在本实施例中，所述冲击器组2由冲击器组i 201和冲击器组ii 202组成，所述冲击器组i 201和冲击器组ii 202均倾斜固定在机体1上，所述冲击器组i 201和冲击器组ii 202的倾斜方向相反且交替作业，以带动机体1往复移动。
46.以图2为例，冲击器组i 201向左侧倾斜设置，而冲击器组ii 202则向右侧倾斜设置，当冲击器组i 201作业时，冲击器组ii 202停止作业，此时，冲击器组i 201向左斜下方冲击岩石，岩石对冲击器组i 201产生向右斜上方的反作用力，从而带动机体1向右侧移动；而当冲击器组ii 202作业，冲击器组i 201停止作业时，冲击器组ii 202向右斜下方冲击岩石，岩石对冲击器组ii 202产生向左斜上方的反作用力，从而带动机体1向左侧移动。
47.为了提高对岩石破碎效率以及机体1的移动能力，如图1和2所示，本实施例中的冲击器组i 201和冲击器组ii 202均设有两组，且所述冲击器组i 201和冲击器组ii 202间隔分布，所述冲击器组i 201包括三个平行分布的冲击器i，所述冲击器组ii 202包括三个平行分布的冲击器ii。但是冲击器组i 201、冲击器组ii 202以及冲击器i、冲击器ii的设置数并不局限于上述具体示例。
48.需要说明的是，冲击器i和冲击器ii均为现有的冲击器产品，本实施例不再对其结构进行赘述。
49.对于冲击器组i 201和冲击器组ii 202的具体设置，本实施例给出如下示例：
50.如图1和2所示，所述冲击器组i 201和冲击器组ii 202均嵌设在机体1的端面上，且冲击器组i 201和冲击器组ii 202的冲击头均伸出机体1，图2中示例冲击器组i 201和冲击器组ii 202嵌设在机体1的前侧端面上，但是并不局限于此，在其他实施例中，冲击器组i 201和冲击器组ii 202也可以嵌设在机体1的后侧端面上，或者在机体1的前侧端面和后侧端面上均嵌设冲击器组i 201和冲击器组ii 202，也可直接在机体1的上下表面设置冲击器组i 201和冲击器组ii 202。
51.在本实施例中，如图1所示，所述滚轮3设有多个，多个所述滚轮3分设在机体1的上下表面，上下表面上设置的滚轮3可以一一对应设置，也可以错开分布，滚轮3的设置可以避免机体1与岩石摩擦，从而在机体1受到岩石的反作用力时辅助机体1移动。
52.具体的，本实施例的滚轮3嵌设在机体1的上下表面，且滚轮3为球形滚轮，可以不对机体1的移动方向形成限制，在其他实施例中，球形滚轮也可用万向轮替代。
53.本实施例的自主移动式冲击钻具通过冲击器组i 201和冲击器组ii 202的交替作业可以带动钻具整体进行直线往复运动，从而完成对岩石的钻凿，并形成与机体宽度相匹配的岩石缝隙，本实施例在岩石中钻凿形成的长条形的岩石缝隙如图3所示。
54.本实施例的直线形自主移动式冲击钻具可以自上向下施工，可对矿体上下盘面进行整体切割，也可对厚大矿体进行任意形状的切割，从而实现矿体的整体划块落矿。同样的，与其它具有推进功能的机械相结合时，钻具可实现自下向上施工，或倾斜钻凿，从而施工出多种形状的缝隙，进而完成各种采掘作业。
55.实施例2
56.自主移动式冲击钻具，如图4所示，与实施例1不同的是，本实施例的机体1为圆环形，此时，所述冲击器组i 201和冲击器组ii 202嵌设在机体1的环形表面上，且多个所述滚轮3分设在机体1的外环面和内环面上。
57.具体的，本实施例的在机体1的环形表面上示例性地布设有四组冲击器组i 201和四组冲击器组ii 202，且冲击器组i 201和冲击器组ii 202的轴向与机体1的环形表面成锐角设置，即冲击器组i 201和冲击器组ii 202均倾斜设置。
58.与实施例1同理，冲击器组i 201和冲击器组ii 202的倾斜方向相反，这样在冲击器组i 201和冲击器组ii 202交替作业时，机体1可以向不同的方向转动。
59.本实施例的自主移动式冲击钻具连续钻凿岩石后形成的圆环形钻槽如图5所示，即本实施例的自主移动式冲击钻具可以作为轮廓掘进机的前端工作部，在轮廓掘进机后部推进部的配合下，实现更快的掘进速度；也可与其它具有支撑和推进功能的机械相结合，实现圆环形掘进。
60.实施例3
61.自主移动式冲击钻具，如图6-8所示，包括机体1、冲击器组2以及滚轮3。
62.所述机体1和滚轮3的设置具体如实施例1所示。
63.与实施例1和2不同的是，本实施例的冲击器组2由三个冲击器组成，三个所述冲击器均可转动设置在机体1上，且通过调向机构4控制转动，以改变冲击器的朝向，进而改变机体1的移动方向。
64.具体的，如图6所示，所述冲击器的尾端通过转轴与机体1转动连接，其冲击头端伸出机体1的边缘；所述调向机构4为伸缩杆机构，伸缩杆机构的伸缩部与三个冲击器的外壁活动固定，当伸缩杆机构伸长收缩时即可带动冲击器转动。
65.需要说明的是，调向机构4并不局限于本实施例的伸缩杆机构，在其他实施例中，调向机构4也可以是曲柄滑块机构或齿轮齿条机构中的一种。
66.本实施例的冲击器组可转动设置，并通过调向机构控制转动，从而可以根据需要改变冲击器组的角度，进而实现机体的往复移动。
67.实施例4
68.自主移动式冲击钻具，如图9所示，与实施例1不同的是，本实施例的机体1为分体式结构，具体的，所述机体1通过若干个分部1-1组成，每相邻两个分部1-1均通过转轴1-2可转动连接。
69.此时，如图9所示，每个所述分部1-1上均设有一个冲击器i或冲击器ii，且每个分部1-1上均嵌设有滚轮3。
70.本实施例通过控制机体1上下表面的滚轮3与岩石面的间距可以实现机体1的转向，具体的，本实施例的滚轮3与伸缩机构301连接，所述伸缩机构301则嵌设在机体1上，从而通过伸缩机构301的伸缩调节滚轮3与岩石面的间距。
71.如图10所示，所述滚轮3活动嵌设在滚轮套302内，且滚轮3的部分露出滚轮套302的开口端，所述滚轮套302远离开口端的一端与所述伸缩机构301固定。
72.如图11所示，当机体1上表面的滚轮3凸出，下表面的滚轮3缩回时，机体1可实现自上表面向下表面的小角度转向，如图12所示，当机体1上表面的滚轮3缩回，下表面的滚轮3凸出时，机体1可实现子下表面向上表面的小角度转向。
73.如图13所示，当机体1上表面的左侧滚轮缩回，右侧滚轮凸出，且下表面的左侧滚轮凸出，右侧滚轮缩回时，机体1可产生小角度的顺时针方向的偏转；如图14所示，当机体1上表面的左侧滚轮凸出，右侧滚轮缩回，且下表面的左侧滚轮缩回，右侧滚轮凸出时，机体1可产生小角度的逆时针方向的偏转。
74.本实施例的可转向形自主移动式冲击钻具可以对矿体上下盘面进行整体切割，也可对厚大矿体进行任意形状的切割，从而实现矿体的整体划块落矿。同样的，与其它具有推进功能的机械相结合时，钻具可实现自下向上施工，或倾斜钻凿，从而施工出多种形状的缝隙，进而完成各种采掘作业。
75.应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。