一种凿岩机械臂的制作方法

本技术涉及凿岩，尤其涉及一种凿岩机械臂。

背景技术：

1、凿岩是指在岩石(或矿石)上钻凿炮孔，一般采用凿岩机进行。凿岩机主要由凿岩机构、钻臂和车架组成，通过车架行进至作业场所，再通过钻臂调整凿岩机构的角度，最后通过凿岩机构钻凿炮孔。传统的凿岩机中，钻臂的调节方式单一，调节范围小，需要频繁移机来适应炮孔的位置。

2、如公开号为cn112593935a的专利公开了一种多自由度的凿岩机械臂及凿岩机，其包括顺次连接的俯仰机械臂、摆动机械臂、旋转机械臂、推进梁及凿岩机构，在一定程度上能够进行俯仰调节、摆动调节及旋转调节，调节方式多样，调节范围广，但申请人在实际使用过程中，发现其存在一定的缺陷，由于该凿岩机械臂采用的是单条俯仰机械臂，通过单条俯仰机械臂的末端来顺次连接摆动机械臂、旋转机械臂、推进梁及凿岩机构，这种结构使得整个凿岩机械臂的俯仰角度调节范围有限，当凿岩机构中的钻杆在岩壁上钻入深度较大时，由于俯仰机械臂前端的凿岩机构和岩壁之间的俯仰范围受限，使得凿岩机构中的钻杆无法抽出，只能通过向后移动凿岩机来解决，操作麻烦，凿岩效率低下。同时，由于上述凿岩机械臂的俯仰角度调节有限，导致凿岩机械臂在水平摆动过程中调节范围有限，不能适用多自由度、大范围的调节。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提出了一种凿岩机械臂，来解决现有技术中凿岩机械臂的俯仰角度范围调节有限，无法具备更广的调节范围。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、本实用新型提供了一种凿岩机械臂，包括：

4、回转机构，包括固定底座及设置在固定底座上的回转驱动装置；

5、第一俯仰机构，包括第一俯仰臂及与第一俯仰臂相连接的第一驱动装置，第一俯仰臂的首端与回转驱动装置相连接，所述第一驱动装置用于驱使第一俯仰臂的末端进行俯仰动作；

6、第二俯仰机构，包括第二俯仰臂及与第二俯仰臂相连接的第二驱动装置，第二俯仰臂的首端与第一俯仰臂的末端相连接，所述第二驱动装置用于驱使第二俯仰臂的末端相对于第一俯仰机构的首端进行俯仰动作；

7、旋转机构，包括旋转臂及设置于旋转臂内的旋转驱动装置，旋转臂转动设置于第二俯仰臂的末端，所述旋转驱动装置用于使旋转臂相对于第二俯仰臂旋转，所述旋转臂的旋转轴与第二俯仰臂的末端垂直；

8、凿岩机构，设置在旋转臂上，用于进行钻凿作业。

9、在上述技术方案的基础上，优选的，所述第一俯仰臂包括第一下臂、第一上臂、第一固定架及第一活动架；

10、所述第一上臂和第一下臂上下平行间隔设置，且位于第一固定架和第一活动架之间，第一固定架与回转驱动装置固定连接，第一活动架与第二俯仰臂的首端相连接；

11、第一上臂和第一下臂的其中一端分别与第一固定架铰连接，第一上臂和第一下臂的另一端分别与第一活动架铰连接；

12、第一驱动装置设置在第一上臂和第一下臂之间，第一驱动装置包括第一伸缩元件及第一制动器，第一伸缩元件的固定端与第一固定架铰连接，第一伸缩元件的伸缩端与第一上臂靠近第一活动架的一端铰连接；

13、第一制动器，设置在第一活动架和第一下臂之间，用于使第一活动架和第一下臂位置锁定或解除。

14、进一步，优选的，第二俯仰臂包括第二下臂、第二上臂、第二固定架及第二活动架；

15、所述第二上臂和第二下臂上下平行间隔设置，且位于第二固定架和第二活动架之间，第二固定架与第一活动架相连接，第二活动架与旋转机构相连接；

16、第二上臂和第二下臂的其中一端分别与第二固定架铰连接，第二上臂和第二下臂的另一端分别与第二活动架铰连接；

17、第二驱动装置设置在第二上臂和第二下臂之间，第二驱动装置包括第二伸缩元件和第二制动器，第二伸缩元件的固定端与第二固定架铰连接，第二伸缩元件的伸缩端与第二上臂靠近第二活动架的一端铰连接；

18、第二制动器，设置在第二活动架和第二下臂之间，用于使第二活动架和第二下臂之间位置锁定或解除。

19、在上述技术方案的基础上，优选的，所述第二俯仰臂的首端与第一俯仰臂的末端之间设置有摆动机构，所述摆动机构用于使第二俯仰臂相对于第一俯仰臂在水平方向摆动。

20、进一步，优选的，所述摆动机构包括连接臂、第三制动器及第四制动器；

21、第一俯仰臂的末端固定设置有第一安装架，第一安装架上竖直固定设置有第一销轴，第二俯仰臂远离旋转臂的一端固定设置有第二安装架，第二安装架上竖直固定设置有第二销轴，连接臂的两端分别与第一销轴和第二销轴转动连接；

22、第三制动器固定设置于第一安装架上，用于使连接臂的一端与第一安装架之间位置锁定或解除，第四制动器固定设置于第二安装架上，用于使连接臂的另一端与第二安装架之间位置锁定或解除。

23、在上述技术方案的基础上，优选的，所述回转驱动装置包括第三销轴、第五制动器及回转筒体，所述第三销轴竖直固定设置在固定底座上，回转筒体转动设置于第三销轴上，第一俯仰臂的首端与回转筒体固定连接，第五制动器固定设置在固定底座上，用于使回转筒体与第三销轴之间位置锁定或解除。

24、在上述技术方案的基础上，优选的，所述旋转臂呈筒状结构，旋转驱动装置包括筒套、第一定齿盘、齿圈、旋转齿盘、移动杆、弹性件、限位套及第六制动器；

25、所述筒套的一端与第二俯仰臂的末端固定连接，另一端插设于旋转臂内，所述旋转臂可相对于筒套旋转，筒套远离第二俯仰臂的一端设置有安装套，安装套的直径小于筒套的直径；

26、齿圈固定套接于旋转臂的内壁中，第一定齿盘固定套接于安装套的根部端面，第一定齿盘远离筒套的一侧周圈设置有第一斜齿牙；

27、旋转齿盘套设于齿圈内侧，且位于第一定齿盘远离筒套的一侧，旋转齿盘的外周面与齿圈内周面啮合连接，旋转齿盘朝向第一定齿盘的一侧周圈设置有与第一斜齿牙啮合连接的第二斜齿牙；

28、限位套滑动设置于筒套内，移动杆的一端穿过安装套并与限位套固定连接，移动杆的另一端用于和旋转齿盘远离第一定齿盘的一面抵持；

29、弹性件设置在筒套内，弹性件的一端与限位套抵持，另一端与筒套的根部端面抵持；

30、第六制动器固定设置在第二俯仰臂的末端与旋转臂之间，用于使旋转臂和第二俯仰臂之间位置锁定或解除。

31、进一步，优选的，所述旋转驱动装置还包括第二定齿盘，所述第二定齿盘位于旋转齿盘朝向第一定齿盘的一侧且套设于移动杆外侧，移动杆远离限位套的一端与第二定齿盘固定连接；

32、旋转齿盘远离第一定齿盘的一面上下对称设置有若干第三斜齿牙，所述第二定齿盘朝向旋转齿盘的一面水平对称设置有若干第四斜齿牙；

33、在所述旋转齿盘旋转90°时，第四斜齿牙和第三斜齿牙啮合连接；

34、安装套内壁沿其轴向方向设置有若干导向槽，所述移动杆外壁设置有与导向槽相配合的导向条。

35、在上述技术方案的基础上，优选的，所述旋转机构还包括第四销轴、轴套及第七制动器；

36、所述轴套固定设置于旋转臂远离第二俯仰臂的一端周壁，且轴套与旋转臂垂直连接；

37、第四销轴的上端与凿岩机构固定连接，第四销轴穿过轴套及旋转臂并延伸出旋转臂外侧；

38、第七制动器固定设置在旋转臂外侧，用于使第四销轴和旋转臂之间位置锁定或解除。

39、在上述技术方案的基础上，优选的，所述凿岩机构包括钻机导轨、滑动设置在钻机导轨上的钻头及用于驱使钻头沿钻机导轨平移的动力装置；

40、所述钻机导轨与第四销轴之间还设置有调节装置，所述调节装置包括滑台、卡紧件及锁紧螺杆，滑台固定设置在第四销轴顶端，卡紧件设置在滑台一侧，卡紧件与滑台之间形成有滑槽，钻机导轨底面设置有与滑槽滑动连接的滑轨，锁紧螺杆穿过滑台及卡紧件，用于将滑轨固定在滑槽中。

41、本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

42、(1)本实用新型公开的凿岩机械臂，通过第一俯仰机构及第二俯仰机构相互配合，可以实现多级俯仰角度调节，通过在第二俯仰机构的末端设置旋转机构，并在旋转机构上设置凿岩机构，可以通过旋转机构驱使凿岩机构进行旋转调节，使凿岩机构在第二俯仰机构的末端通过旋转来实现自由度的调节，通过将第一俯仰机构设置在回转机构上，可以实现凿岩机械臂在水平面上进行360°摆动，调节方式多样，调节范围更广，无需移机即可适应多个工作面作业，实用性更强；

43、(2)通过第一驱动装置可以驱使第一俯仰臂上下摆动一定角度范围，当第一俯仰臂的摆动角度达到极限时，通过第二驱动装置驱使第二俯仰臂进一步上下摆动一定角度范围，从而实现第一俯仰臂和第二俯仰臂相结合来呈现出更加宽广的俯仰角度调节范围，同时，由于第二俯仰臂的设置，可以在实现二级俯仰角度调节时，能够做到俯仰角度的精细化调整，凿岩作业角度调整更加灵活宽泛；

44、(3)通过摆动机构的设置，可以实现凿岩机构在水平方向更大范围的摆动角度调节，同时也能够实现摆动角度精细化调节，进而在凿岩钻孔过程中，钻孔的位置精度更高，钻孔的可调范围更大；

45、(4)通过旋转齿盘和第一定齿盘之间采用斜齿牙啮合连接，在保证旋转齿盘和第一定齿盘相对转动的同时，可以实现旋转齿盘和第一定齿盘之间角度精确调节，并在第六制动器的作用下，可以使旋转臂相对于第二俯仰臂的位置固定更牢固；

46、(5)通过第二定齿盘的设置，可以使凿岩机构和旋转臂在旋转到90°时，能够通过旋转齿盘、第一定齿盘及第二定齿盘的相互锁定，避免因旋转臂上的凿岩机构荷载较大，导致旋转臂在旋转到90°后继续向下旋转，使得旋转臂相对于第二俯仰臂保持位置固定，通过旋转齿盘、第二定齿盘及第一定齿盘上的齿牙啮合，可以使旋转臂在角度调节过程中更加精确，从而实现凿岩机构相对于旋转臂能够进行一定角度的旋转，使得凿岩机构在垂直于第二俯仰机构末端的方向上实现一定范围的旋转；

47、(6)通过凿岩机构转动设置在旋转臂上，当第二俯仰机构的末端自由端已经确定后，通过凿岩机构在第四销轴上旋转，可以使凿岩机构在水平方向与旋转臂的轴线呈一定夹角，这样一来，可以在岩壁上钻凿出倾斜的孔洞，角度调节的范围和多样性更广，可以适应不同的工作场景。