一种带有自动全液压机械手的煤矿钻机的制作方法

1.本发明涉及煤矿钻机技术领域，尤其是一种带有自动全液压机械手的煤矿钻机。


背景技术：

2.钻机是一种广泛应用于煤矿开采所必需的钻探设备之一，主要用于矿井内部，国内煤矿生产所采用的全液压煤矿钻机存在着一些不足，自动化程度不高，导致实际生产时劳动强度大，尤其是在换杆过程中，需要人工将钻杆换好后才能继续工作，由于钻杆较重，将其从地面运送到夹持器中轴线处有一定高度，人工完成就尤为吃力，对工作人员的安全也造成一定的威胁，而且液压钻机的工作效率也非常低，影响整体开采进度。现有的自动化钻机由于带有复杂的电器控制系统，对使用和维护人员要求高，一旦出现故障，需要专业的人员现场解决，很难在短时间内恢复生产，影响煤矿企业的生产时度。
3.因此，有必要研发一种自动化程度高，简单易用，维护方便，工作效率高的自动液压机械手及煤矿钻机。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：克服以上现有技术存在的缺陷，提供一种自动化程度高，简单易用，能提高工作效率的自动液压机械手及煤矿钻机。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带有自动全液压机械手的煤矿钻机，包括履带底盘、液压油站、电机油泵组、操作单元、支撑单元、动力装置、滑道组件，履带底盘是整机的稳固部件，可以带动整机移动和对其上部件起固定作用；液压油站用于存储液压油及对油液压的过滤、指示、降温的作用；电机油泵组用于将电能转化为液压油的压力能，驱动执行机构动作的能量转换装置；操作单元用于对电机油泵组输出的高压油进行控制，进而控制各动力装置的动作；支撑单元用于将整体固定在煤矿巷道内，防止钻孔时整机移动而无法进行钻孔作业；滑道组件下部铰接固定于支撑单元上，滑道组件下部设置有液压油缸，液压油缸可带动滑道组件绕铰接轴旋转，滑道组件上部设置有滑板，在推进油缸的带动下沿滑道面运动；在滑板上设置有动力头，是整机的动力输出机构，动力头连接钻杆，带动钻杆旋转和前进/后退；滑道组件前端上部设置有双夹持器组件，所述的双夹持器组件包含固定夹持器和可翻转夹持器，所述的支撑单元横梁上连接有加杆机械手，所述的加杆机械手下方设置钻杆摆放平台，所述的钻杆摆放平台与支撑单元连接。
6.进一步，所述的加杆机械手包括旋转大臂、转动轴和抓手，所述的旋转大臂转动连接于支撑单元横梁上，所述的转动轴转动连接于旋转大臂上，所述的抓手通过连接臂与转动轴连接，所述的连接臂垂直于转动轴布置，旋转大臂和转动轴通过驱动装置驱动转动，所述的抓手铰接连接在连接臂上，所述的连接臂上安装液压缸，所述的液压缸推动抓手转动实现抓握动作。
7.进一步，所述的加杆机械手还包括限位装置，所述的限位装置包括限位阀以及与之相配合的触发机构，所述的限位阀包括上限位阀、下限位阀、水平限位阀和仰角限位阀，
其中上限位阀和下限位阀通过直线运动装置触发，水平限位阀和仰角限位阀分别通过水平限位环和仰角限位环触发。
8.进一步，所述的水平限位阀、仰角限位阀、上限位阀和下限位阀安装于旋转大臂上，直线运动装置安装于转动轴上，所述的水平限位环和仰角限位环安装于支撑单元横梁上。
9.进一步，所述的直线运动装置包括齿条和安装在齿条上的固定块，转动轴外设置凸齿，所述的凸齿与齿条啮合，带动齿条上下运动，使得固定块触发上限位阀和下限位阀。
10.进一步，所述的旋转大臂通过涡轮蜗杆减速电机驱动旋转。
11.进一步，所述的钻杆摆放平台上下滑动连接于支撑单元上，当加杆机械手的抓手抓住钻杆后，钻杆摆放平台向下移动，防止加杆机械手旋转时与钻杆摆放平台干涉；当加杆机械手要抓取钻杆时，钻杆摆放平台上升，保证机械手抓手能够可靠地抓取到钻杆。
12.进一步，所述的钻杆摆放平台上设置固定架，固定架上安装升降油缸，支撑单元上设置安装板，固定架上安装滑块，安装板上设置滑轨，所述的滑块与滑轨配合，升降油缸带动固定架相对于安装板上下滑动。
13.本发明的一种自动液压机械手及煤矿钻机，其有益效果是：
14.1.采用全液压限位，在旋转大臂上安装竖直向、水平向和斜向的限位阀，巧妙设计与其相配合的触发机构，实现在三个方向对机械手进行调整，无需传感器，减小故障发生率；
15.2.与传统钻机相比，具有劳动量低，安全性好，工作效率高等特点，能够将钻杆按照指定的运动轨迹进行运送，降低工人的作业强度，适合在矿区推广应用。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
17.图1是本发明的煤矿钻机的结构示意图；
18.图2是本发明的自动液压机械手的结构示意图；
19.图3是图2的一侧结构示意图；
20.图4是本发明的钻杆摆放平台与支撑单元的连接结构示意图；
21.图中：1.履带底盘、2.液压油站、3.操作单元、4.动力装置、5.动力头、6.支撑单元、7.滑道组件、8.双夹持器组件、9.加杆机械手、10.钻杆摆放平台、9-1.旋转大臂、9-2.转动轴、9-3.连接臂、9-4.抓手、9-5.上限位阀、9-6.固定块、9-7.下限位阀、9-8.仰角限位阀、9-9.水平限位阀、9-10.液压缸、9-11.直线运动装置、9-12.电机、10-1.安装板、10-2.滑轨、10-3.滑块、10-4.固定架。
具体实施方式
22.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
23.一种带有自动全液压机械手的煤矿钻机，包括履带底盘1、液压油站2、电机油泵组、操作单元3、支撑单元6、动力装置4、滑道组件7，滑道组件7下部铰接固定于支撑单元6上，滑道组件7下部设置有液压油缸，液压油缸带动滑道组件7绕铰接轴旋转，滑道组件7上
部设置有滑板，在推进油缸的带动下沿滑道面运动，滑板上设置有动力头5，动力头5连接钻杆，带动钻杆旋转、前进或后退，滑道组件7前端上部设置有双夹持器组件8，双夹持器组件8包含固定夹持器和可翻转夹持器，支撑单元6横梁上连接有加杆机械手9，加杆机械手9下方设置钻杆摆放平台10，钻杆摆放平台10与支撑单元6连接。
24.加杆机械手9包括旋转大臂9-1、转动轴9-2和抓手9-4，旋转大臂9-1转动连接于支撑单元横梁上，通过涡轮蜗杆减速电机驱动旋转，转动轴9-2转动连接于旋转大臂9-1上，抓手9-4通过连接臂9-3与转动轴9-2连接，连接臂9-3垂直于转动轴9-2布置，旋转大臂9-1和转动轴9-2通过驱动装置驱动转动，抓手9-4铰接连接在连接臂9-3上，连接臂9-3上安装液压缸9-10，液压缸9-10推动抓手9-4转动实现抓握动作。
25.加杆机械手9还包括限位装置，限位装置包括限位阀以及与之相配合的触发机构，限位阀包括上限位阀9-5、下限位阀9-7、水平限位阀9-9和仰角限位阀9-8，其中上限位阀9-5和下限位阀9-7通过直线运动装置9-11触发，水平限位阀9-9和仰角限位阀9-8分别通过水平限位环和仰角限位环触发。
26.水平限位阀9-9、仰角限位阀9-8、上限位阀9-5和下限位阀9-7安装于旋转大臂9-1上，直线运动装置9-11安装于转动轴9-2上，水平限位环和仰角限位环安装于支撑单元横梁上。
27.直线运动装置9-11包括齿条和安装在齿条上的固定块9-6，转动轴9-2外设置凸齿，凸齿与齿条啮合，带动齿条上下运动，使得固定块9-6触发上限位阀9-5和下限位阀9-7。
28.钻杆摆放平台10上下滑动连接于支撑单元6上，具体是，在钻杆摆放平台10上设置固定架10-4，固定架10-4上连接升降油缸，支撑单元6上设置安装板10-1，固定架上安装滑块10-3，安装板10-1上设置滑轨10-2，滑块10-3与滑轨10-2配合，升降油缸带动固定架10-4相对于安装板10-1上下滑动。这样做的好处是，当加杆机械手9的抓手9-4抓住钻杆后，钻杆摆放平台10向下移动，防止加杆机械手9旋转时与钻杆摆放平台10干涉；当加杆机械手9要抓取钻杆时，钻杆摆放平台10上升，保证机械手抓手能够可靠地抓取到钻杆。
29.本发明的机械手采用全液压限位，在旋转大臂上安装竖直向、水平向和斜向的限位阀，巧妙设计与其相配合的触发机构，实现在三个方向对机械手进行调整，无需传感器，减小故障发生率；与传统钻机相比，具有劳动量低，安全性好，工作效率高等特点，能够将钻杆按照指定的运动轨迹进行运送，降低工人的作业强度，适合在矿区推广应用。
30.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。