一种伞钻的大臂自动定位装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种伞钻的大臂自动定位装置，包括与立柱相连接的转臂、支撑油缸、大臂、调垂油缸、滑移架、钻臂、大齿轮；转臂上设有液压马达，液压马达的输出端与大齿轮相配合，大臂的一端与转臂相连接、另一端与滑移架相连接，支撑油缸的尾端与转臂相连接，支撑油缸的伸缩端与大臂相连接，调垂油缸的尾端与大臂相连接，调垂油缸的伸缩端与滑移架相连接，钻臂与滑移架相连接，支撑油缸与调垂油缸串联。本实用新型专利技术操作简单，降低工作难度，提高了工作效率；本方法精度较高，使炮眼空间方位与理论设计重合，达到理想爆破效果，确保工作人员安全，降低施工成本。

Large arm automatic positioning device for umbrella drill

The utility model discloses an automatic positioning arm umbrella drill device comprises a rotary arm, which is connected with the column support cylinder, big arm, adjustable vertical cylinder, a sliding frame, boom, large gear; the rotating arm is provided with a hydraulic motor is matched with the output end of the hydraulic motor and a big gear, a big end the arm and the rotary arm is connected, and the other end of the sliding frame is connected with the tail end of the supporting cylinder and the rotary arm is connected with the end of the support cylinder telescopic arm is connected with the tail hanging cylinder and arm is connected with the telescopic end hanging cylinder and a sliding frame is connected with the drill arm is connected with the sliding frame, support cylinder and verticality adjusting cylinder series. The utility model has the advantages of simple operation, reduce the difficulty of the work, improve work efficiency; this method is of high accuracy, the hole space orientation and theoretical design coincide, to achieve the ideal blasting effect, ensure the safety of workers, reduce the construction cost.

【技术实现步骤摘要】
一种伞钻的大臂自动定位装置
本技术涉及竖井伞形钻机
，具体涉及一种伞钻的大臂自动定位装置。
技术介绍
随着我国采矿工程及地下空间的发展，竖井开挖逐渐增多。在采矿领域，竖井替代斜巷作为工作人员和矿石的进出通道，可以节约占地面积，缩短建造工期和造价，同时竖井也是地下工程通风必要的构造。地下采矿作业面和地下工程都需要建造竖井作为通道和通风井。竖井钻爆法施工是目前竖井建造的最主要的方法，伞钻用来钻凿炮眼，是竖井钻爆法施工装备中重要装备。然而伞钻钻臂在更换工作位置时，需要多个步骤才能完成，每次更换工作半径后，需要操纵控制杆进行定位与调垂，而且人工操作调垂的精度很难控制，钻凿的炮眼空间方位与理论设计差别较大，难以达到理想爆破的爆破效果。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
的不足，本技术提供了一种伞钻的大臂自动定位装置，用以解决现有技术中人工操作困难大，精度低，炮眼空间方位与理论设计差别较大的技术问题。本技术的技术方案是：一种伞钻的大臂自动定位装置，包括与立柱相连接的转臂、支撑油缸、大臂、调垂油缸、滑移架、钻臂、大齿轮；转臂上设有液压马达，液压马达的输出端与大齿轮相配合，大臂的一端与转臂相连接、另一端与滑移架相连接，支撑油缸的尾端与转臂相连接，支撑油缸的的伸缩端与大臂相连接，调垂油缸的尾端与大臂相连接，调垂油缸的伸缩端与滑移架相连接，钻臂与滑移架相连接，支撑油缸与调垂油缸串联。所述转臂有三个且均布在立柱的外圆周面上且与立柱活动连接，支撑油缸、大臂、调垂油缸、滑移架、钻臂、液压马达各有三个。所述支撑油缸的尾端与转臂的下部活动连接，调垂油缸的伸缩端与滑移架的顶端活动连接。所述大臂的一端设有上连接孔、另一端设有下连接孔，大臂的中间设有第一中间孔和第二中间孔，上连接孔、下连接孔、第一中间孔和第二中间孔在同一条直线上；上连接孔与转臂的顶端活动连接，下连接孔与滑移架的中部活动连接，第一中间孔与支撑油缸的伸缩端相连接，第二中间孔与调垂油缸的尾端相连接。所述转臂、支撑油缸、大臂组成的三角形与大臂、调垂油缸、滑移架组成的三角形相似。所述钻臂上设有凿岩机构。所述液压马达与转臂固定连接，液压马达的输出端设有小齿轮，小齿轮与大齿轮相啮合，液压马达上设有测量转动角度的多圈绝对值编码器。本技术实现伞钻钻臂变换工作半径时，实现钻臂垂直度的自动调整，使钻臂能够始终保证垂直，而在需要开凿具有内插角或外插角的炮眼时，钻梁可以单独调整至所需角度；本技术操作简单，降低工作难度，提高了工作效率；本技术精度较高，使炮眼空间方位与理论设计重合，达到理想爆破效果，确保工作人员安全，降低施工成本。附图说明图1为本技术结构示意图。图2为本技术大臂结构示意图。图3为本技术当φ＝0时的简化示意图。图4为本技术当φ≠0时的简化示意图。具体实施方式实施例1：如图1所示，一种伞钻的大臂自动定位装置，包括与立柱20相连接的转臂1、支撑油缸2、大臂3、调垂油缸4、滑移架5、钻臂6、大齿轮7；转臂1上设有液压马达8，液压马达8的输出端与大齿轮7相配合，大臂3的一端与转臂1相连接、另一端与滑移架5相连接，支撑油缸2的尾端与转臂1相连接，支撑油缸2的的伸缩端与大臂3相连接，调垂油缸4的尾端与大臂3相连接，调垂油缸4的伸缩端与滑移架5相连接，钻臂6与滑移架5相连接，支撑油缸2与调垂油缸4串联。实施例2：如图1-4所示，一种伞钻的大臂自动定位装置，包括与立柱20相连接的转臂1、支撑油缸2、大臂3、调垂油缸4、滑移架5、钻臂6、大齿轮7；转臂1上设有液压马达8，液压马达8与转臂1固定连接，液压马达8的输出端设有小齿轮，小齿轮与大齿轮7相啮合，液压马达可带动大齿轮旋转，液压马达8上设有测量转动角度的多圈绝对值编码器。大臂3的一端与转臂1相铰接、另一端与滑移架5相铰接，支撑油缸2的尾端与转臂1的下部活动连接，支撑油缸2的的伸缩端与大臂3相连接，调垂油缸4的尾端与大臂3相连接，调垂油缸4的伸缩端与滑移架5的顶端活动连接，钻臂6与滑移架5相连接，支撑油缸2与调垂油缸4串联。所述转臂1有三个且均布在立柱20的外圆周面上且与立柱活动连接，支撑油缸2、大臂3、调垂油缸4、滑移架5、钻臂6、液压马达8各有三个，均布在立柱的外侧，相互之间保持120°的夹角；钻臂6上设有凿岩机构9，凿岩机上设有钻杆10，滑移架的下方设有顶紧油缸11，用于打孔时顶紧地面。所述大臂3的一端设有上连接孔31、另一端设有下连接孔32，大臂3的中间设有第一中间孔33和第二中间孔34，上连接孔31、下连接孔32、第一中间孔33和第二中间孔34在同一条直线上；上连接孔31与转臂1的顶端活动连接，下连接孔32与滑移架5的中部活动连接，第一中间孔33与支撑油缸2的伸缩端相连接，第二中间孔34与调垂油缸4的尾端相连接。所述转臂1、支撑油缸2、大臂3组成的三角形与大臂3、调垂油缸4、滑移架5组成的三角形相似。相似三角形边长比值与油缸的面积比值相同，这里，油缸的面积比值是指支撑油缸的有杆腔与调垂油缸的无杆腔的面积比值。在支撑油缸伸出运动的同时，调垂油缸按比例运动，保证凿岩机构始终处于平动状态，同步调垂；当需要开凿具有内插角或外插角的炮眼时，调垂油缸单独驱动钻梁至所需角度。伞钻的大臂自动定位方法为：全电脑伞钻的自动模式下，系统根据目标孔位置信息算出各个油缸伸缩的长度及马达旋转的角度；每个钻孔的位置用极坐标（r，θ）或（r，θ，φ）表示，其中φ表示钻杆钻进角度；圆周方向上的定位：伞钻固定好后，三个大臂回到各自初始位置，相互之间保持120°夹角，进行初始位置的标定；钻孔时根据每一个孔位的角度坐标θ，推算液压马达转动角度：θ=β+α，α是大臂实际转过的角度，β=0°、120°、240°，液压马达实际转过的角度＝大臂转过的角度×减速比，减速比已知；半径方向上的定位：半径方向上的定位又分为两种情况，钻进角度φ＝0和φ≠0；当φ＝0时：钻杆垂直钻进，需计算支撑油缸和垂直油缸的伸缩长度；钻杆垂直钻进时，能够始终保持垂直，支撑油缸和调垂油缸联通，大臂定位时只需控制其中一个油缸即；简化动臂结构，O点为立柱中心点，M点为炮孔所在位置，B、C、D、E、F、H为结构固定铰接点，MO即为钻孔坐标中的r，最终目标是求出油缸ED和HC的长度。BK、BJ、KF、FN、EG是做的垂直和水平辅助线。步骤1：以大臂为斜边，分别以上连接孔、下连接孔为两条直角边的起点，做出一个直角三角形△BKF，斜边BF长度已知且为上连接孔与下连接孔之间的距离，两个直角边BK、BF的长度已知，∠BFK=arccos（FK/BF），∠KBF=90°-∠BFK；步骤2：在转臂、支撑油缸、大臂组成的三角形中△BHC中，最短边BH已知且为上连接孔到支撑油缸与转臂铰接点之间的距离，最长边BC已知且为上连接孔到第一中间孔的距离，由于BH和EF在运动过程中角度不会发生变化，所以∠HBK与∠EFG已知，∠HBC=∠HBK+∠KBF，根据余弦定理：HC2=BH2+HC2-2BH×HC×cos∠HBC，求得支撑油缸总长度，支撑油缸的总长度减去油缸本身的长度，即可求得支撑油缸的伸缩长度；步骤3：在大臂、调垂油缸、滑移架组成的三角形△DEF中，最短边EF已知且为下连接孔到调垂油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伞钻的大臂自动定位装置，其特征在于：包括与立柱（20）相连接的转臂（1）、支撑油缸（2）、大臂（3）、调垂油缸（4）、滑移架（5）、钻臂（6）、与立柱相连接的大齿轮（7）；转臂（1）上设有液压马达（8），液压马达（8）的输出端与大齿轮（7）相配合，大臂（3）的一端与转臂（1）相连接、另一端与滑移架（5）相连接，支撑油缸（2）的尾端与转臂（1）相连接，支撑油缸（2）的伸缩端与大臂（3）相连接，调垂油缸（4）的尾端与大臂（3）相连接，调垂油缸（4）的伸缩端与滑移架（5）相连接，钻臂（6）与滑移架（5）相连接，支撑油缸（2）与调垂油缸（4）串联。

【技术特征摘要】
1.一种伞钻的大臂自动定位装置，其特征在于：包括与立柱（20）相连接的转臂（1）、支撑油缸（2）、大臂（3）、调垂油缸（4）、滑移架（5）、钻臂（6）、与立柱相连接的大齿轮（7）；转臂（1）上设有液压马达（8），液压马达（8）的输出端与大齿轮（7）相配合，大臂（3）的一端与转臂（1）相连接、另一端与滑移架（5）相连接，支撑油缸（2）的尾端与转臂（1）相连接，支撑油缸（2）的伸缩端与大臂（3）相连接，调垂油缸（4）的尾端与大臂（3）相连接，调垂油缸（4）的伸缩端与滑移架（5）相连接，钻臂（6）与滑移架（5）相连接，支撑油缸（2）与调垂油缸（4）串联。2.根据权利要求1所述的伞钻的大臂自动定位装置，其特征在于：所述转臂（1）有三个且均布在立柱（20）的外圆周面上且与立柱活动连接，支撑油缸（2）、大臂（3）、调垂油缸（4）、滑移架（5）、钻臂（6）、液压马达（8）各有三个。3.根据权利要求1所述的伞钻的大臂自动定位装置，其特征在于：所述支撑油缸（2）的尾端与转臂（1）的下部活动连接，调垂油缸（4）的伸缩端与滑移架（5）的顶端活动连接。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：魏晓龙，孙志洪，孟祥波，徐受天，杨聚辉，肖威，朱英，张瑜峰，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41