一种钻杆抓取构件、钻杆装卸臂和煤矿用钻杆装卸机制造技术

本发明专利技术公开了一种钻杆抓取构件、钻杆装卸臂和煤矿用钻杆装卸机，钻杆抓取构件包括沿轴向布置的磁性抓取件，还包括包覆磁性抓取件设置的机械抓取件；磁性抓取件进行钻杆的磁性定位，机械抓取件进行钻杆的抓取固定。钻杆装卸臂包括基座和臂体，臂体以所述基座为中心水平转动，所述臂体至少有三个铰接的活动节点，臂体端部设置抓取构件。煤矿用钻杆装卸机包括履带车体总成，在所述的履带车体总成上设置钻杆装卸总成，所述的钻杆装卸总成包括钻杆储存箱和钻杆装卸臂。本发明专利技术的煤矿用钻杆装卸机能适应各种场合及工况的钻孔施工，极大的降低了工人劳动强度和危险系数，提高了钻杆装卸效率，为煤矿井下钻孔施工无人化和智能化提供了重要装备。

A kind of drill pipe grasping component, drill pipe loading arm and coal mine drill pipe loading and unloading machine

【技术实现步骤摘要】
一种钻杆抓取构件、钻杆装卸臂和煤矿用钻杆装卸机
本专利技术属于煤矿井下自动化钻探装备领域，涉及一种钻杆抓取构件、钻杆装卸臂和煤矿用钻杆装卸机。
技术介绍
随着煤矿井下开采的进一步深入，井下安全问题日益突出，用于探放水孔、瓦斯抽放孔、防突卸压孔等各种钻探施工的自动化和智能化钻机发展迫在眉睫。钻杆的自动化装卸是钻机自动化和智能化发展的关键技术，传统钻机钻杆装卸主要依靠工人手动将钻杆从地面装到钻机后方主轴通孔处或者夹持器中轴线处，工人劳动强度大，效率低，安全性差，尤其是在进行高位钻孔或大角度钻孔施工时，钻杆装卸难度更大，对工人安全造成一定威胁。目前钻杆装卸装置基本是和钻机一体化设计，采用液压驱动的控制方式，体积大，结构复杂，能容纳的钻杆数量较少，钻孔过程中需要人工往钻杆仓中补加钻杆，无法实现连续自动化钻孔；由液压驱动的钻杆装卸装置，没有集成视觉伺服控制技术，柔顺控制技术等，钻杆装卸过程控制精度低，可靠性差。且无自动封孔功能，无法配合自动钻机进行钻孔——封孔一体化全自动施工。中国专利公开号CN106223876A，专利技术创造的名为全液压煤矿钻机自动上下杆装置，该专利技术的自动上下杆装置(储杆库、手抓等)设置在全液压煤矿钻机机身的正下方。该储杆库需要人工装填约10根钻杆，设置在储杆库上的双向液压缸运动使储杆库运动，释放一根钻杆到手抓，手抓夹紧钻杆，将钻杆运送到卡盘与夹持器轴线位置，完成一次装夹动作。在《煤矿机械》上发表的煤矿坑道钻机自动加卸钻杆装置，其主要由安装在钻机机身上的钻杆抓取机械手和轮式钻杆仓组成。钻杆仓中的钻杆一次可安装20根，转仓机构推动杆仓每旋转一个固定角度，钻杆机械手从杆仓中抓取一次钻杆，运送至夹持器卡瓦中，完成一次装夹动作。引证相关专利文献如：[1]邓海顺、邓月飞、代鹏；全液压煤矿钻机自动上下杆装置[P].合肥CN106223876A,2016-12-4；[2]姚亚峰、李晓鹏、张刚、乔杰；煤矿坑道钻机自动加卸钻杆装置的研发[J].煤矿机械，2018,38(6)：91-93；以上两种装置的共同缺陷均为：1.与钻机一体化设计的钻杆装卸装置，在施工较深、较大倾角钻孔时，需人工向杆仓补加钻杆，未解决工人劳动强度大的本质问题，也不能满足连续自动化钻孔的要求；2.前一种装置杆仓油缸带动杆仓的运动，机械手油缸推动手抓的运动，和后一种装置转仓机构带动杆仓的旋转运动、机械手的旋转和直线运动都累积误差，且关节处定位精度较高，加上机械手和钻杆的自重，很难保证完成精确地上下钻杆操作，设备使用可靠性不足。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种钻杆抓取构件，该抓取构件集钻杆定位和抓取动作为一体，能更好的进行钻杆的装卸。本专利技术的第二个目的是提供一种钻杆装卸臂，与本专利技术的钻杆抓取构件一起进行钻杆的装卸。本专利技术的第三个目的是提供一种煤矿用钻杆装卸机，提高换杆可靠性的同时，从本质上解决工人劳动强度大的问题。为解决上述问题，本专利技术采取如下的技术方案：遵从本专利技术的第一个目的，一种钻杆抓取构件，包括沿轴向布置的磁性抓取件，还包括包覆磁性抓取件设置的机械抓取件；磁性抓取件进行钻杆的磁性定位，机械抓取件进行钻杆的抓取固定。可选的，包括抓取关节，磁性抓取件沿轴向与抓取关节连接设置，机械抓取件一端铰接在抓取关节上，机械抓取件另一端包覆所述的磁性抓取件。可选的，所述的磁性抓取件包括沿轴向与抓取关节连接设置的柔性件和磁性抓手；所述的机械抓取件包括机械抓手和第一油缸，机械抓手一端铰接在抓取关节上，机械抓手另一端包覆磁性抓手，第一油缸分别与抓取关节和机械抓手铰接，机械抓手通过第一油缸控制开合。可选的，所述的磁性抓取件还包括第二油缸和磁性开关，磁性开关设置在磁性抓手上，第二油缸控制磁性开关。遵从本专利技术的第二个目的，一种钻杆装卸臂，包括基座和臂体，臂体以所述基座为中心水平转动，所述臂体至少有三个铰接的活动节点，臂体端部设置抓取构件，所述的抓取构件为本专利技术所述的钻杆抓取构件。遵从本专利技术的第三个目的，一种煤矿用钻杆装卸机，包括履带车体总成，在所述的履带车体总成上设置钻杆装卸总成，所述的钻杆装卸总成包括钻杆储存箱和钻杆装卸臂；所述的钻杆装卸臂为本专利技术所述的钻杆装卸臂；所述的钻杆储存箱，至少沿垂直钻杆轴向设置阻挡限位构件，钻杆装卸臂至少能在钻杆储存箱顶部进行钻杆的抓取。可选的，所述的箱体支架构件包括沿竖向设置的箱体支架，在箱体支架一对对立面上设置限位门构件，在箱体支架另一对对立面上设置档杆架，档杆架上沿垂直钻杆轴向搭设档杆；在所述箱体支架构件上还设置钻杆限位架，钻杆限位架贴设在箱体支架底面，钻杆限位架沿径向进行钻杆限位。可选的，还包括钻杆辅助定位构件，所述的钻杆辅助定位构件包括支撑座，支撑座上沿坡向设置导向槽，在支撑座低端还设置非接触式限位开关和挡板；所述导向槽的底部还设置排渣孔。可选的，还包括封孔器储存箱，所述的封孔器储存箱包括限位底板，限位底板的至少一对对立面上沿竖向设置挡架，限位底板上还设置径向限位的限位架。可选的，还包括设置在所述履带车体总成上的操纵台总装、电机泵组、油箱、主控站和电柜卷筒总装。本专利技术的有益效果：本专利技术为独立的煤矿用钻杆装卸机，钻杆容量大，整机体积小，便于移动，实现了稳固、定位和钻杆装卸自动化和智能化的可能，能适应各种场合及工况的钻孔施工，极大的降低了工人劳动强度和危险系数，提高了钻杆装卸效率，为煤矿井下钻孔施工无人化和智能化提供了重要装备。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是本专利技术的钻杆抓取构件结构示意图；图2是图1中机械抓手打开状态结构示意图；图3是本专利技术的钻杆装卸臂结构示意图；图4是本专利技术的煤矿用钻杆装卸机结构意图；图5是图4中钻杆储存箱结构示意图；图6是图4中封孔器储存箱结构示意图；图7是图4中钻杆辅助定位构件结构示意图；图1、2和3中，231-基座、232-腰关节、233-肩部、234-大臂构件、2341-大臂关节、2342-大臂、235-小臂构件、2351-小臂关节、2352-小臂、236-手腕构件、2361-第一手腕关节、2362-手腕、2363-第二手腕关节、237-抓取构件、2371-抓取关节、2372-机械抓手、2373-磁性抓手、2374-第一油缸、2375-第二油缸、2376-磁性开关、2377-柔性件；图4中：1-履带车体总成、2-钻杆装卸总成、21-钻杆储存箱、22-图像采集构件、23-钻杆装卸臂、24-钻杆辅助定位构件、25-封孔器储存箱；3-操纵台总装、4-电机泵组、5-油箱、6-主控站、7-电柜卷筒总装；图5中：211-箱体支架构件、2111-箱体支架、2112-钻杆限位架、2113-档杆架、2114-档杆、212-限位门构件、2121-限位门、2122-门栓、2123-合页；图6中，251-限位底板、252-限位架、253-挡架；图7中，241-支撑座、242-挡板、243-非接触式限位开关、244-导向槽、245-排渣孔。具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。在本公开中，在未作相反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻杆抓取构件，其特征在于，包括沿轴向布置的磁性抓取件，还包括包覆磁性抓取件设置的机械抓取件；磁性抓取件进行钻杆的磁性定位，机械抓取件进行钻杆的抓取固定。

【技术特征摘要】
1.一种钻杆抓取构件，其特征在于，包括沿轴向布置的磁性抓取件，还包括包覆磁性抓取件设置的机械抓取件；磁性抓取件进行钻杆的磁性定位，机械抓取件进行钻杆的抓取固定。2.根据权利要求1所述的钻杆抓取构件，其特征在于，包括抓取关节(2371)，磁性抓取件沿轴向与抓取关节(2371)连接设置，机械抓取件一端铰接在抓取关节(2371)上，机械抓取件另一端包覆所述的磁性抓取件。3.根据权利要求2所述的钻杆抓取构件，其特征在于，所述的磁性抓取件包括沿轴向与抓取关节(2371)连接设置的柔性件(2377)和磁性抓手(2373)；所述的机械抓取件包括机械抓手(2372)和第一油缸(2374)，机械抓手(2372)一端铰接在抓取关节(2371)上，机械抓手(2372)另一端包覆磁性抓手(2373)，第一油缸(2374)分别与抓取关节(2371)和机械抓手(2373)铰接，机械抓手(2372)通过第一油缸(2374)控制开合。4.根据权利要求3所述的钻杆抓取构件，其特征在于，所述的磁性抓取件还包括第二油缸(2375)和磁性开关(2376)，磁性开关(2376)设置在磁性抓手(2373)上，第二油缸(2375)控制磁性开关(2376)。5.一种钻杆装卸臂，其特征在于，包括基座(231)和臂体，臂体以所述基座(231)为中心水平转动，所述臂体至少有三个铰接的活动节点，臂体端部设置抓取构件(237)，所述的抓取构件为权利要求1-4所述的钻杆抓取构件。6.一种煤矿用钻杆装卸机，其特征在于，包括履带车体总成(1)，在所述的履带车体总成(1)上设置钻杆装卸总成(2)，所述的钻杆装卸总成(2)包括钻杆储存箱(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：董洪波，梁春苗，王毅，马斌，潘欢欢，刘亦洋，彭光宇，李坤，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61