一种智能钻架制造技术

本发明专利技术属于矿山顶板、侧壁维护装置技术领域，为解决采用人工施工进行矿山顶板、侧壁维护时存在作业环境粉尘含量高、工作危险及维护效率低的技术问题，提供了一种智能钻架，包括钻杆、钻箱、提升机构、药卷喷射系统、机械手、钻杆夹持机构、框架、电气控制系统、锚杆仓、液压系统、夹钎机构和连接摆动机构，钻杆固定在钻杆夹持机构中，锚杆仓内设置若干锚杆，机械手设置在钻杆夹持机构与锚杆仓之间，机械手可转动用于抓取钻杆或锚杆，钻箱与提升机构相连，提升机构与电气控制系统相连，提升机构带动钻箱上下移动。本发明专利技术实现了锚杆作业工序的自动化、智能化，提高了顶板、侧壁维护的安全系数及维护效率。

Intelligent drilling frame

The invention belongs to the mine roof, side wall maintenance device technical field, in order to solve the artificial construction of mine roof, side wall maintenance working environment are dangerous and high dust content, low maintenance efficiency of the technical problems, provides a kind of intelligent drilling frame, including drill pipe and drill box, lifting mechanism, medicine injection system mechanical hand, drill pipe, clamping mechanism, frame, electrical control system, hydraulic system, warehouse, bolt clamps and connecting mechanism swing mechanism, the drill pipe is fixed on the pipe clamping mechanism, set up a number of positions in the anchor bolt, the manipulator is arranged clamping mechanism and anchor positions in the drill pipe between the manipulator can rotate for grab the pipe or anchor drill box and the lifting mechanism is connected with the electric control system of lifting mechanism, the lifting mechanism drives the drill box to move up and down. The invention realizes the automation and intellectualization of the operation process of the anchor rod, and improves the safety factor and the maintenance efficiency of the roof and side wall maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种智能钻架
本专利技术属于矿山顶板、侧壁维护装置
，具体涉及一种智能钻架。
技术介绍
矿山顶板、侧壁维护作为巷道掘进中重要的工艺规程，在安全开采领域具有巨大的意义。安全生产是矿山开采的头等大事，安全对于矿山开采起着保证、支撑和推动的作用，矿山的安全生产是国家安全生产的重要组成部分。由于我国的矿山地质条件差，矿山众多，差异大，机械化掘进与开采程度低，安全技术装备严重不足，从业人员综合素质差，导致我国的矿山安全形势不容乐观。目前矿山顶板、侧壁维护时采用人工进行锚钻、装填树脂药卷，工作面上弥漫大量的可吸入粉尘，顶板通常有大量的流水，工作环境十分恶劣，由于工作性质导致工人长期暴露在未维护的顶板下使得工人的安全风险急剧增加，而且人工进行维护的效率极其低下。
技术实现思路
本专利技术为解决采用人工施工进行矿山顶板、侧壁维护时存在作业环境粉尘含量高、工作危险及维护效率低的技术问题，提供了一种智能钻架。本专利技术采用的技术方案如下：一种智能钻架，包括钻杆、钻箱、提升机构、药卷喷射系统、机械手、钻杆夹持机构、框架、电气控制系统、锚杆仓、液压系统、夹钎机构和连接摆动机构，所述连接摆动机构设置在框架的外侧，钻杆夹持机构、药卷喷射系统、锚杆仓、机械手、电气控制系统及液压系统均设置在框架内，所述钻杆固定在钻杆夹持机构中，钻杆的下部设置外螺纹，所述钻箱的上表面设置与钻杆下部的外螺纹相匹配的螺纹孔，所述锚杆仓内设置若干锚杆，所述锚杆的下部设置与钻箱上表面的螺纹孔相匹配的外螺纹，所述机械手设置在钻杆夹持机构与锚杆仓之间，机械手与液压系统相连，机械手在液压系统的作用下可转动用于抓取钻杆或锚杆，所述钻箱与提升机构相连，提升机构与电气控制系统相连，提升机构带动钻箱上下移动，所述夹钎机构设置在框架顶端，包括两条导向臂，每条导向臂分别开有半个导向锥孔。所述提升机构包括提升油缸、提升链条、导向柱和导向链接板，提升油缸的油缸筒两端均有油缸杆伸出，油缸杆两端固定在框架上，油缸筒可在油缸杆上上下滑动，提升链条一端固定在框架上，另一端绕过提升油缸的油缸筒上的提升耳并固定在导向链接板上，导向链接板中间有两根导向柱穿过。所述药卷喷射系统包括药卷喷嘴、软管、药卷仓和药卷，所述药卷设置在药卷仓内，所述软管的一端与药卷相连，另一端与药卷喷嘴相连，药卷喷嘴与油缸的一端相连，油缸的另一端固定在框架上。所述机械手包括旋转油缸、立柱、手臂、抓取器和机械手底座，立柱的下端垂直可转动设置在机械手底座上，手臂的一端垂直固定在立柱的上端，手臂的另一端设置抓取器，旋转油缸的一端与机械手底座铰接，另一端与立柱的下端铰接，手臂中设置控制抓取器闭合与打开的控制油缸。所述锚杆仓包括步进电机、主动转轴、齿形带轮、齿形带、弹性夹子、锚杆、被动转轴和锚杆仓框架，步进电机安装在锚杆仓框架底部，主动转轴设置在锚杆仓框架内的一端，被动转轴设置在锚杆仓框架内的另一端，步进电机的上端与主动转轴的下端相连，主动转轴与被动转轴的上下部各分别安装一个齿形带轮，主动转轴与被动转轴上部的齿形带轮及下部的齿形带轮之间分别通过齿形带相连接，所述上下齿形带上分别一一对应设置若干弹性夹子，所述锚杆设置在上下相对应的弹性夹子之间。本专利技术的有益效果：1.本专利技术在矿山顶板、侧壁锚固维护领域实现锚杆作业工序—钻孔、上锚杆、喷射药卷、紧固锚杆、锚杆连续供给的自动化、智能化，使操作人员在支护区实现远程锚杆支护。2.本专利技术取消了人工锚钻、装填树脂药卷等工作，减少了人员的工作量，改善了劳动环境，提高了顶板、侧壁维护的安全系数。3.随着矿山巷道掘进量的增加，对顶板、侧壁锚固维护的需求会日益加大，本专利技术智能钻架的应用也会越来越广，本专利技术具有较高的实用价值和经济价值，同时极大地降低了井下锚护施工的安全风险，实现了以技术换人的大趋势。附图说明图1为本专利技术的结构示意图一；图2为本专利技术的结构示意图二；图3为提升机构结构示意图；图4为药卷喷射系统结构示意图；图5为机械手结构示意图；图6为锚杆仓结构示意图；图7为电气控制系统控制原理示意图；图中：1-钻杆，2-钻箱，3-提升机构，4-药卷喷射系统，5-机械手，6-钻杆夹持机构，7-框架，8-电气控制系统，9-锚杆仓，10-液压系统，11-夹钎机构，12-连接摆动机构，31-提升油缸，32-提升链条，33-导向柱，34-导向链接板，41-药卷喷嘴，42-软管，43--药卷仓，44-药卷，51-旋转油缸，52-立柱，53--手臂，54-抓取器，55-机械手底座，91-步进电机，92-主动转轴，93--齿形带轮，94-齿形带，95-弹性夹子，96-锚杆，97-被动转轴，98-锚杆仓框架。具体实施方式图1与图2分别为本专利技术两个不同角度的结构示意图，如图1、2所示，一种智能钻架，包括钻杆1、钻箱2、提升机构3、药卷喷射系统4、机械手5、钻杆夹持机构6、框架7、电气控制系统8、锚杆仓9、液压系统10、夹钎机构11和连接摆动机构12，所述连接摆动机构12设置在框架7的外侧，钻杆夹持机构6、药卷喷射系统4、锚杆仓9、机械手5、电气控制系统8及液压系统10均设置在框架7内，所述钻杆1固定在钻杆夹持机构6中，钻杆1的下部设置外螺纹，所述钻箱2的上表面设置与钻杆1下部的外螺纹相匹配的螺纹孔，所述锚杆仓9内设置若干锚杆96，所述锚杆96的下部设置与钻箱2上表面的螺纹孔相匹配的外螺纹，所述机械手5设置在钻杆夹持机构6与锚杆仓9之间，机械手5与液压系统10相连，机械手5在液压系统10的作用下可转动用于抓取钻杆1或锚杆96，所述钻箱2与提升机构3相连，提升机构3与电气控制系统8相连，提升机构3带动钻箱2上下移动，所述夹钎机构11设置在框架7顶端，由两条导向臂构成，每条导向臂各开有半个导向锥孔，能够引导钻杆1和锚杆96沿着正确的方向进给。如图3所示，所述提升机构3包括固定在框架7上的提升油缸31、提升链条32、导向柱33和导向链接板34，提升油缸31为双出杆的双作用油缸，提升油缸31的油缸筒两端均有油缸杆伸出，油缸杆两端固定在框架7上，油缸筒可在油缸杆上上下滑动，提升链条32一端固定在框架7上，另一端绕过提升油缸31的油缸筒上的提升耳并固定在导向链接板34上，导向链接板34中间有两根导向柱33穿过，当提升油缸31的油缸筒滑动时，提升链条32就会带动导向链接板34沿着导向柱33移动，从而带动钻箱2移动。如图4所示，所述药卷喷射系统4包括药卷喷嘴41、软管42、药卷仓43和药卷44，所述药卷44设置在药卷仓43内，所述软管42的一端与药卷44相连，另一端与药卷喷嘴41相连，药卷喷嘴41与油缸的一端相连，油缸的另一端固定在框架7上，工作时油缸推动药卷喷嘴41旋转到钻孔下面，高压水将药卷仓43中药卷44通过软管42喷入钻孔中定位后，油缸推动药卷喷嘴41复位。如图5所示，所述机械手5包括旋转油缸51、立柱52、手臂53、抓取器54和机械手底座55，立柱52的下端垂直可转动设置在机械手底座55上，手臂53的一端垂直固定在立柱52的上端，手臂53的另一端设置抓取器54，旋转油缸51的一端与机械手底座55铰接，另一端与立柱52的下端铰接，手臂53中设置控制抓取器54闭合与打开的控制油缸。机械手5的旋转油缸51可使手臂九十度旋转，当抓取器54完全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能钻架，其特征在于：包括钻杆（1）、钻箱（2）、提升机构（3）、药卷喷射系统（4）、机械手（5）、钻杆夹持机构（6）、框架（7）、电气控制系统（8）、锚杆仓（9）、液压系统（10）、夹钎机构（11）和连接摆动机构（12），所述连接摆动机构（12）设置在框架（7）的外侧，钻杆夹持机构（6）、药卷喷射系统（4）、锚杆仓（9）、机械手（5）、电气控制系统（8）及液压系统（10）均设置在框架（7）内，所述钻杆（1）固定在钻杆夹持机构（6）中，钻杆（1）的下部设置外螺纹，所述钻箱（2）的上表面设置与钻杆（1）下部的外螺纹相匹配的螺纹孔，所述锚杆仓（9）内设置若干锚杆（96），所述锚杆（96）的下部设置与钻箱（2）上表面的螺纹孔相匹配的外螺纹，所述机械手（5）设置在钻杆夹持机构（6）与锚杆仓（9）之间，机械手（5）与液压系统（10）相连，机械手（5）在液压系统（10）的作用下可转动用于抓取钻杆（1）或锚杆（96），所述钻箱（2）与提升机构（3）相连，提升机构（3）与电气控制系统（8）相连，提升机构（3）带动钻箱（2）上下移动，所述夹钎机构（11）设置在框架（7）顶端，包括两条导向臂，每条导向臂分别开有半个导向锥孔。...

【技术特征摘要】
1.一种智能钻架，其特征在于：包括钻杆（1）、钻箱（2）、提升机构（3）、药卷喷射系统（4）、机械手（5）、钻杆夹持机构（6）、框架（7）、电气控制系统（8）、锚杆仓（9）、液压系统（10）、夹钎机构（11）和连接摆动机构（12），所述连接摆动机构（12）设置在框架（7）的外侧，钻杆夹持机构（6）、药卷喷射系统（4）、锚杆仓（9）、机械手（5）、电气控制系统（8）及液压系统（10）均设置在框架（7）内，所述钻杆（1）固定在钻杆夹持机构（6）中，钻杆（1）的下部设置外螺纹，所述钻箱（2）的上表面设置与钻杆（1）下部的外螺纹相匹配的螺纹孔，所述锚杆仓（9）内设置若干锚杆（96），所述锚杆（96）的下部设置与钻箱（2）上表面的螺纹孔相匹配的外螺纹，所述机械手（5）设置在钻杆夹持机构（6）与锚杆仓（9）之间，机械手（5）与液压系统（10）相连，机械手（5）在液压系统（10）的作用下可转动用于抓取钻杆（1）或锚杆（96），所述钻箱（2）与提升机构（3）相连，提升机构（3）与电气控制系统（8）相连，提升机构（3）带动钻箱（2）上下移动，所述夹钎机构（11）设置在框架（7）顶端，包括两条导向臂，每条导向臂分别开有半个导向锥孔。2.根据权利要求1所述的一种智能钻架，其特征在于：所述提升机构（3）包括提升油缸（31）、提升链条（32）、导向柱（33）和导向链接板（34），提升油缸（31）的油缸筒两端均有油缸杆伸出，油缸杆两端固定在框架（7）上，油缸筒可在油缸杆上上下滑动，提升链条（32）一端固定在框架（7）上，另一端绕过提升油缸（31）的油缸筒上的提升耳并固定在导向链接板（34）上，导向链接板（34）中间有两根导向柱（33）穿过。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静，康鹏，叶竹刚，陈庆贺，刘长龙，郭治富，吕继双，张小刚，赫广杰，乔彦华，张强，
申请(专利权)人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14