一种煤矿用自动化液压钻机制造技术

一种煤矿用自动化液压钻机，包括钻孔执行装置、机械手、自动钻杆箱以及用于支撑和移动上述三部分的履带行走装置，其中，操控机械手由PLC可编程控制系统控制其从自动钻杆箱中抽取钻杆并放置在钻孔执行装置上，由钻孔执行装置完成钻孔作业。本实用新型专利技术所述的一种煤矿用自动化液压钻机，钻机由液压泵与电机提供动力，利用PLC可编程控制系统，实现钻机本身钻杆箱的自动上下钻杆功能、钻孔执行机构的自动拆卸钻杆功能以及机械手的自动抓取钻杆功能，可以有效降低工人的劳动强度，提高作业生产效率，提高工人的人身安全系数。

An automatic hydraulic drilling rig for coal mine

Automatic hydraulic drilling rig for coal mine, including drilling device, manipulator, automatic drill pipe box and for supporting and moving the three part of the crawler system, which control the manipulator by PLC programmable control system to control the automatic extraction of drill pipe drill pipe from the box and placed in the drilling execution device, drilling by actuating device complete drilling operation. The utility model relates to a coal mine automation hydraulic drilling rig, drilling machine powered by hydraulic pump and motor, using the PLC programmable control system, realize the rig drill pipe box automatic disassembly function automatic drill pipe drill pipe drilling function, actuator and mechanical hand drill pipe automatic capture function, can effectively reduce the labor intensity the workers, improve production efficiency, improve the safety factor of workers.

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用自动化液压钻机
本技术涉及井下矿用设备领域，具体为一种煤矿用自动化液压钻机。
技术介绍
随着煤矿开采力度的加大，煤矿开采的深度逐渐加深，开采的难度变得更大，环境更加恶劣，工人的劳动强度也更大。最近几年，煤矿安全事故频发，重大及特大安全事故往往发生突然，难以预防和应对，容易造成伤亡与经济财产的损失。现有的煤矿井下大部分设备需要操作人员近距离实地进行操作，特别是煤矿用钻机，每次打钻的时候至少需要4名工人现场进行作业才能确保整个操作过程。整个操作过程完全依靠工人对作业设备进行实地操作，不但曹成工人的劳动强度很大，而且作业效率较低，特别是在发生安全事故的时候，根本没有办法保障工人的人身安全。为了保证工人的人身安全，需要尽可能的在钻机作业的时候确保操作工人远离设备、远离作业现场。因此，急需一种能够实现远程操控的自动打钻的自动化液压钻机。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种煤矿用自动化液压钻机，钻机由液压泵与电机提供动力，利用PLC可编程控制系统，实现钻机本身钻杆箱的自动上下钻杆功能、钻孔执行机构的，提高工人的人身安全系数。为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种煤矿用自动化液压钻机，包括钻孔执行装置、机械手、自动钻杆箱以及用于支撑和移动上述三部分的履带行走装置，其中，操控机械手由PLC可编程控制系统控制其从自动钻杆箱中抽取钻杆并放置在钻孔执行装置上，由钻孔执行装置完成钻孔作业，所述钻孔执行装置包括架体和设置在架体两侧的滑轨，在架体一端的上表面上间隔设置有两个结构相同的钻杆固定件，且两个钻杆固定件上设置有限位孔，以使钻杆的一端穿过一个限位孔并固定在另一限位孔内时限制钻杆的转动，滑轨上与钻杆固定件相对的位置滑动设置有钻杆驱动架，钻杆驱动架上具有连接钻杆的钻杆接头以及驱动钻杆接头转动的动力系统，以通过动力系统带动钻杆接头的转动，实现钻杆接头与钻杆的连接和拆卸；架体远离钻杆固定件的一端底部与一连接座铰接，以通过设置在架体底部的调节油缸带动架体绕连接座翻转，调节油缸的底座以及连接座均设置在履带行走装置上部面的回转组件上；所述机械手包括伸缩机构、平移机构、摆动机构和调角机构，其中，伸缩机构的一端设置有抓取机构，另一端设置有平移机构，通过伸缩机构的伸缩带动抓取机构前后伸缩，且伸缩机构的伸缩方向与平移机构的平移方向处在同一水平面且相互垂直，所述摆动机构设置在平移机构上远离伸缩机构的一端，通过摆动机构的摆动牵引抓取机构、伸缩机构、平移机构进行整体翻转，所述调角机构包括一个旋转臂和一个调角油缸，所述调角油缸的一端与旋转臂铰接，另一端铰接在一固定点上，所述旋转臂设置在摆动机构的下方且绕一固定轴旋转，通过调角油缸的伸缩带动旋转臂继而牵引整个机械手绕固定轴旋转。所述履带行走装置包括一个箱体式的机架，机架两侧固定设置有通过液压马达驱动的履带，前后设置有八个支撑油缸，所述八个支撑油缸包括包含四个支腿油缸和四个立柱油缸，通过支腿油缸向下和立柱油缸向上伸缩进而支撑地面和顶板。所述自动钻杆箱包括放置钻杆的料仓，设置在料仓内的钻杆升降机构、顶柱机构、顶柱移动机构和顶柱升降机构，所述料仓为上端开口的箱体结构，内部通过不连续的竖向短板按照同一方向将箱体内腔均匀分割成若干个用于放置钻杆的隔腔，所述钻杆升降机构包括设置在料仓内腔底部的螺旋升降机和设置在钻杆下方的托板，托板上设置有供竖向短板穿过的槽，以使螺旋升降机带动托板沿竖向短板升降进而将料仓内的钻杆抬升或放回，所述顶柱移动机构和顶柱升降机构分别牵引顶柱机构进行横向和竖向的移动。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：第一、本技术使用履带行走装置为钻机提供行走能力和稳固支撑，改变传统钻机不能移动的缺点，使钻机移动更方便，工作效率更高、工人劳动强度更低。第二、本技术提出的自动钻杆箱自带一定量的钻杆，减少了钻杆运输的劳动力输出，降低工人的劳动强度，并且自动钻杆箱可以实现自动上钻杆到固定位置，实现钻机自动上、下钻杆，提高作业效率。第三、本技术的技术方案中通过机械手与钻孔执行机构的配合，实现自动抓取钻杆和自动拆卸钻杆功能，避免工人近距离手动装卸钻杆的麻烦，提高了工人作业安全系数，同时也降低工人的劳动强度，提高打钻作业与退钻的作业效率。综上所述，本技术所述的一种煤矿用自动化液压钻机，钻机由液压泵与电机提供动力，利用PLC可编程控制系统，实现钻机本身钻杆箱的自动上下钻杆功能、钻孔执行机构的自动拆卸钻杆功能以及机械手的自动抓取钻杆功能，可以有效降低工人的劳动强度，提高作业生产效率，提高工人的人身安全系数。附图说明图1是煤矿用自动化液压钻机的结构示意图；图2是煤矿用自动化液压钻机中履带行走装置的结构示意图；图3是煤矿用自动化液压钻机中钻孔执行机构的结构示意图；图4是煤矿用自动化液压钻机中机械手的结构示意图；图5是煤矿用自动化液压钻机中自动钻杆箱的结构示意图：图中标记：1、履带行走装置，1.1、履带，1.2、机架，1.3、支撑油缸，1.4、回转组件，2、钻孔执行装置，2.1、架体，2.2、滑轨，2.3、限位孔，2.4、钻杆固定件，2.5、钻杆，2.6、钻杆驱动架，2.7、钻杆接头，2.10、连接座，2.11、调节油缸，3、机械手，3.1、抓取机构，3.2、伸缩机构，3.3、平移机构，3.4、摆动机构，3.5、调角机构，4、自动钻杆箱，4.1、钻杆升降机构，4.2、顶柱机构，4.3、顶柱移动机构，4.4、顶柱升降机构。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作详细说明，本实施例以本技术技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。如图所示，本技术所述的一种煤矿用自动化液压钻机，包括钻孔执行装置2、机械手3、自动钻杆箱4以及用于支撑和移动上述三部分的履带行走装置1，其中，操控机械手3由PLC可编程控制系统控制其从自动钻杆箱4中抽取钻杆并放置在钻孔执行装置2上，由钻孔执行装置2完成钻孔作业，所述钻孔执行装置2包括架体2.1和设置在架体2.1两侧的滑轨2.2，在架体2.1一端的上表面上间隔设置有两个结构相同的钻杆固定件2.4，且两个钻杆固定件2.4上设置有限位孔2.3，以使钻杆2.5的一端穿过一个限位孔2.3并固定在另一限位孔2.3内时限制钻杆2.5的转动，滑轨2.2上与钻杆固定件2.4相对的位置滑动设置有钻杆驱动架2.6，钻杆驱动架2.6上具有连接钻杆2.5的钻杆接头2.7以及驱动钻杆接头2.7转动的动力系统，以通过动力系统带动钻杆接头2.7的转动，实现钻杆接头2.7与钻杆2.5的连接和拆卸；架体2.1远离钻杆固定件2.4的一端底部与一连接座2.10铰接，以通过设置在架体2.1底部的调节油缸2.11带动架体2.1绕连接座2.10翻转，调节油缸2.11的底座以及连接座2.10均设置在履带行走装置1上部面的回转组件1.4上，以通过回转组件1.4调整钻机导轨机构2.12的朝向；所述机械手3包括伸缩机构3.2、平移机构3.3、摆动机构3.4和调角机构3.5，其中，伸缩机构3.2的一端设置有抓取机构3.1，另一端设置有平移机构3.3，通过伸缩机构3.2的伸缩带动抓取机构3.1前后伸缩，且伸缩机构3.2的伸缩方向与平移机构3.3的平移方向处在同一水平面且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿用自动化液压钻机，包括钻孔执行装置（2）、机械手（3）、自动钻杆箱（4）以及用于支撑和移动上述三部分的履带行走装置（1），其中，操控机械手（3）由PLC可编程控制系统控制其从自动钻杆箱（4）中抽取钻杆并放置在钻孔执行装置（2）上，由钻孔执行装置（2）完成钻孔作业，其特征在于：所述钻孔执行装置（2）包括架体（2.1）和设置在架体（2.1）两侧的滑轨（2.2），在架体（2.1）一端的上表面上间隔设置有两个结构相同的钻杆固定件（2.4），且两个钻杆固定件（2.4）上设置有限位孔（2.3），以使钻杆（2.5）的一端穿过一个限位孔（2.3）并固定在另一限位孔（2.3）内时限制钻杆（2.5）的转动，滑轨（2.2）上与钻杆固定件（2.4）相对的位置滑动设置有钻杆驱动架（2.6），钻杆驱动架（2.6）上具有连接钻杆（2.5）的钻杆接头（2.7）以及驱动钻杆接头（2.7）转动的动力系统，以通过动力系统带动钻杆接头（2.7）的转动，实现钻杆接头（2.7）与钻杆（2.5）的连接和拆卸；架体（2.1）远离钻杆固定件（2.4）的一端底部与一连接座（2.10）铰接，以通过设置在架体（2.1）底部的调节油缸（2.11）带动架体（2.1）绕连接座（2.10）翻转，调节油缸（2.11）的底座以及连接座（2.10）均设置在履带行走装置（1）上部面的回转组件（1.4）上；所述机械手（3）包括伸缩机构（3.2）、平移机构（3.3）、摆动机构（3.4）和调角机构（3.5），其中，伸缩机构（3.2）的一端设置有抓取机构（3.1），另一端设置有平移机构（3.3），通过伸缩机构（3.2）的伸缩带动抓取机构（3.1）前后伸缩，且伸缩机构（3.2）的伸缩方向与平移机构（3.3）的平移方向处在同一水平面且相互垂直，所述摆动机构（3.4）设置在平移机构（3.3）上远离伸缩机构（3.2）的一端，通过摆动机构（3.4）的摆动牵引抓取机构（3.1）、伸缩机构（3.2）、平移机构（3.3）进行整体翻转，所述调角机构（3.5）包括一个旋转臂和一个调角油缸，所述调角油缸的一端与旋转臂铰接，另一端铰接在一固定点上，所述旋转臂设置在摆动机构的下方且绕一固定轴旋转，通过调角油缸的伸缩带动旋转臂继而牵引整个机械手（3）绕固定轴旋转。...

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用自动化液压钻机，包括钻孔执行装置（2）、机械手（3）、自动钻杆箱（4）以及用于支撑和移动上述三部分的履带行走装置（1），其中，操控机械手（3）由PLC可编程控制系统控制其从自动钻杆箱（4）中抽取钻杆并放置在钻孔执行装置（2）上，由钻孔执行装置（2）完成钻孔作业，其特征在于：所述钻孔执行装置（2）包括架体（2.1）和设置在架体（2.1）两侧的滑轨（2.2），在架体（2.1）一端的上表面上间隔设置有两个结构相同的钻杆固定件（2.4），且两个钻杆固定件（2.4）上设置有限位孔（2.3），以使钻杆（2.5）的一端穿过一个限位孔（2.3）并固定在另一限位孔（2.3）内时限制钻杆（2.5）的转动，滑轨（2.2）上与钻杆固定件（2.4）相对的位置滑动设置有钻杆驱动架（2.6），钻杆驱动架（2.6）上具有连接钻杆（2.5）的钻杆接头（2.7）以及驱动钻杆接头（2.7）转动的动力系统，以通过动力系统带动钻杆接头（2.7）的转动，实现钻杆接头（2.7）与钻杆（2.5）的连接和拆卸；架体（2.1）远离钻杆固定件（2.4）的一端底部与一连接座（2.10）铰接，以通过设置在架体（2.1）底部的调节油缸（2.11）带动架体（2.1）绕连接座（2.10）翻转，调节油缸（2.11）的底座以及连接座（2.10）均设置在履带行走装置（1）上部面的回转组件（1.4）上；所述机械手（3）包括伸缩机构（3.2）、平移机构（3.3）、摆动机构（3.4）和调角机构（3.5），其中，伸缩机构（3.2）的一端设置有抓取机构（3.1），另一端设置有平移机构（3.3），通过伸缩机构（3.2）的伸缩带动抓取机构（3.1）前后伸缩，...

【专利技术属性】
技术研发人员：令狐建设，武国胜，王海涛，王晓平，杨永强，肖晓盟，
申请(专利权)人：河南铁福来装备制造股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41