一种具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置的制作方法

本技术属于瓦斯抽采防治设备，涉及一种具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置。

背景技术：

1、传统煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工用钻机，不具备钻杆存储功能，主要依靠人力将钻杆在地面与钻机间传递，达到为钻机装卸钻杆的目的。随着煤矿井下机电液控制技术的进步，钻机的自动化水平也明显提高，越来越多自动钻机在煤矿井下得以推广应用，它们具有自带钻杆存储、自动装卸钻杆及自动钻进的特点，施工时省时省力，综合效率及安全性显著提高。

2、但由于煤矿井下巷道空间尺寸有限，钻机结构尺寸也相对有限，而自动钻机相比传统钻机，具有更加复杂的机构及控制系统，还需占用更多的布置空间，因此留给钻杆存储装置的空间非常有限。现有自动钻机钻杆存储装置，主要采用分列式布置，每列间设置有挡板，机械手从每个挡板间隔有序抓取钻杆，控制机械手抓取钻杆精度相对要求低，但由于挡板的存在，占用了部分钻杆存储装置的空间，使得储杆量会有一定幅度的降低；同时由于分列式杆仓的分列间距固定，当要适配不同外径规格钻杆时，需在每个格挡内更换调整垫板，耗时耗力，影响钻机整体的施工效率；同时现有分列式杆仓，仅对钻杆径向摆放间距设定固定距离，而对钻杆轴向方向位置留有较大的空间距离，目的在于便于自动或人工向杆仓内放置钻杆时，钻杆不会与杆仓碰撞，降低放置钻杆的难度，因此还需要在机械手抓取钻杆后，设置后续定位机构对钻杆进行轴向方向定位，确保每次输送钻杆轴向方向位置相同，机构的结构相对复杂。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置，该小体积、大容量、且满足快速放置不同规格钻杆、适应不同机械手抓取间距调整需求、且可自动对齐的交错式钻杆储存装置，能提高钻杆存储装置对智能钻机适应性，提高钻杆初始位置精度，简化自动装卸钻杆系统结构。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

3、一种具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置，包括箱体支架、钻杆定位架、挡杆、前仓门、径向定位推力机构以及轴向定位推力机构；

4、所述钻杆定位架设在箱体支架底部，钻杆定位架上设有等间距排布的凹槽以放置并定位钻杆；所述挡杆可拆卸安装在箱体支架上部，以限定钻杆箱内钻杆高度并防止钻杆在运输过程中晃动，钻杆定位架和挡杆相互平行且均垂直于钻杆；前仓门可拆卸安装在箱体支架前端；径向定位推力机构安装在箱体支架两侧的侧板上且与位于偶数层端部的钻杆相切，并能沿钻杆径向推动以确保相邻钻杆间距相等，保证钻杆径向定位精度；轴向定位推力机构安装在箱体支架后端的后挡板上，且能沿钻杆轴向移动以将钻杆整体推至前仓门使各钻杆前端整体对齐，保证钻杆轴向定位精度。

5、本实用新型还包括如下技术特征：

6、具体的，所述箱体支架包括底部的方形框架、竖向立柱、侧板以及后挡板；方形框架由两个底部端梁和两个底部侧梁围成，四个竖向立柱设在方形框架四角位置，四个侧板分别与四个竖向立柱相连且每两个侧板设于同一底部侧梁上，后挡板设在后方底部端梁上并与其两端的两个竖向立柱相接。

7、具体的，所述钻杆定位架设在两个底部侧梁之间，钻杆定位架的凹槽可为波浪槽形、方槽形、梯槽形、三角槽形或半圆槽形；所述挡杆可拆卸连接在两个相对的侧板上部。

8、具体的，所述前仓门与后挡板平行相对并可拆卸安装在前方底部端梁两端的两个竖向立柱上，前仓门两端与竖向立柱螺接，在钻杆自动对齐后拆除，便于机械手抓取钻杆。

9、具体的，所述前仓门外壁螺栓连接有挡条，挡条两端卡入竖向立柱上的卡槽内且挡条可拆卸。

10、具体的，所述径向定位推力机构包括推力油缸i及其端部连接的垫板，推力油缸i贯穿并固定在侧板上，垫板平行设在侧板内侧并能沿钻杆径向移动以与偶数层端部的钻杆相切并确保相邻钻杆间距相等。

11、具体的，所述径向定位推力机构包括调整垫板，调整垫板通过螺栓固定在侧板内壁，且该调整垫板可更换不同厚度以与偶数层端部的钻杆相切并确保相邻钻杆间距相等。

12、具体的，所述轴向定位推力机构包括推力油缸ii及其端部连接的推力板，推力油缸ii贯穿并固定在后挡板上，推力板平行设在后挡板内侧并能沿钻杆轴向移动以将钻杆推至前仓门使各钻杆前端整体对齐保证钻杆沿轴向定位精度。

13、本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

14、本实用新型中钻杆无需分列摆布，采用钻杆奇偶交错式码垛排列，在相对较小的钻杆仓空间内，实现钻杆的大容量存储功能。

15、本实用新型通过采用仅更换底部钻杆定位架与两端调整垫板或调整径向定位推力机构的方式，可快速实现不同直径规格钻杆的放置需求，且可实现不同的钻杆间距摆放，满足不同机械手抓取钻杆的间距需求。

16、本实用新型钻杆仓内钻杆在机械手抓取前，可由后端轴向定位推力机构实现钻杆沿长度方向的自动对齐，确保每次机械手从杆仓内抓取钻杆，抓取点均位于钻杆长度方向固定位置，无需后续定位，可直接送入钻机主机，提高定位精度的同时简化了工作流程，使效率得到了大幅度的提升。

技术特征：

1.一种具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置，其特征在于，包括箱体支架、钻杆定位架、挡杆、前仓门、径向定位推力机构以及轴向定位推力机构；

2.如权利要求1所述的具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置，其特征在于，所述箱体支架包括底部的方形框架、竖向立柱、侧板以及后挡板；方形框架由两个底部端梁和两个底部侧梁围成，四个竖向立柱设在方形框架四角位置，四个侧板分别与四个竖向立柱相连且每两个侧板设于同一底部侧梁上，后挡板设在后方底部端梁上并与其两端的两个竖向立柱相接。

3.如权利要求2所述的具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置，其特征在于，所述钻杆定位架设在两个底部侧梁之间，钻杆定位架的凹槽可为波浪槽形、方槽形、梯槽形、三角槽形或半圆槽形；所述挡杆可拆卸连接在两个相对的侧板上部。

4.如权利要求2所述的具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置，其特征在于，所述前仓门与后挡板平行相对并可拆卸安装在前方底部端梁两端的两个竖向立柱上，前仓门两端与竖向立柱螺接，在钻杆自动对齐后拆除，便于机械手抓取钻杆。

5.如权利要求4所述的具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置，其特征在于，所述前仓门外壁螺栓连接有挡条，挡条两端卡入竖向立柱上的卡槽内且挡条可拆卸。

6.如权利要求2所述的具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置，其特征在于，所述径向定位推力机构包括推力油缸i及其端部连接的垫板，推力油缸i贯穿并固定在侧板上，垫板平行设在侧板内侧并能沿钻杆径向移动以与偶数层端部的钻杆相切并确保相邻钻杆间距相等。

7.如权利要求2所述的具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置，其特征在于，所述径向定位推力机构包括调整垫板，调整垫板通过螺栓固定在侧板内壁，且该调整垫板可更换不同厚度以与偶数层端部的钻杆相切并确保相邻钻杆间距相等。

8.如权利要求2所述的具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置，其特征在于，所述轴向定位推力机构包括推力油缸ii及其端部连接的推力板，推力油缸ii贯穿并固定在后挡板上，推力板平行设在后挡板内侧并能沿钻杆轴向移动以将钻杆推至前仓门使各钻杆前端整体对齐保证钻杆沿轴向定位精度。

技术总结
本技术公开了一种具备自对齐功能的码垛式钻杆存储装置，包括箱体支架、钻杆定位架、挡杆、前仓门、径向定位推力机构以及轴向定位推力机构；径向定位推力机构安装在箱体支架两侧的侧板上且与位于偶数层端部的钻杆相切，并能沿钻杆径向推动以确保相邻钻杆间距相等，保证钻杆径向定位精度；轴向定位推力机构安装在箱体支架后端的后挡板上，且能沿钻杆轴向移动以将钻杆整体推至前仓门使各钻杆前端整体对齐，保证钻杆轴向定位精度。本技术能实现钻杆的大容量存储，可实现不同的钻杆间距摆放，满足不同机械手抓取钻杆的间距需求，还能保证钻杆径向和轴向定位精度，提高定位精度的同时简化了工作流程，使效率得到了大幅提升。

技术研发人员：梁春苗,张刚,彭涛,沙翠翠,高鑫,汪芸
受保护的技术使用者：中煤科工西安研究院（集团）有限公司
技术研发日：20221206
技术公布日：2024/1/13