一种煤矿用钻进机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种煤矿用钻进机器人，包括履带行走装置、设置在履带行走装置上的钻进装置和控制系统，钻进装置包括支撑架、变幅调角装置、扶正器、第一夹持器、第二夹持器和动力头，钻进装置通过支撑架设置在履带行走装置上，所述变幅调角装置与支撑架相连接，动力头设置在支撑架上，所述第一夹持器和第二夹持器沿动力头的钻进方向依次设置在支撑架的前部，且第一夹持器、第二夹持器与动力头设置在支撑架的同一侧，扶正器设置在支撑架上，扶正器位于第一夹持器的前部。本发明专利技术可以使钻进机器人在湿滑、泥泞的煤矿井下完成自稳固自调平，以及钻机姿态的自动调节，使钻孔精度大大提高。

A Drilling Robot for Coal Mine

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用钻进机器人
本专利技术属于煤矿井下钻探装备和钻探
，具体涉及一种煤矿用钻进机器人。
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。煤矿坑道钻机现大多为全液压履带式钻机，井下施工时完全依靠工人手动控制操纵台的液压阀手柄，来实现钻机稳固调角和钻孔作业。目前国内新研制电控自动化钻机，其大多主机上设置有自动上卸钻杆装置和杆仓存储机构，能完成自动上卸钻杆。有的钻机配备主控柜，远程控制柜和遥控器，可以远程或在地面完成钻机一键启动钻进任务，钻机运行状态和工作环境的监测。目前广泛应用的全液压履带式坑道钻机，使用时工人劳动强度大，危险系数高，效率较低，新研制的电控自动化钻机由于自身设置有自动上卸钻杆装置和杆仓存储机构，体积较大，钻机调角范围有限，不能完成多方位和大倾角施工，自动钻进时还需人工干预，且不具备钻机姿态精准调节和钻机工况智能感知等技术，很难保证钻孔精度，有导致钻杆损伤及孔内事故的安全隐患。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种煤矿用钻进机器人，解决现有的全自动钻机无法实现全方位姿态自动调节及机身自动调平与稳固的技术问题。为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：一种煤矿用钻进机器人，包括履带行走装置、设置在履带行走装置上的钻进装置和控制系统，所述钻进装置包括支撑架、变幅调角装置、扶正器、第一夹持器、第二夹持器和动力头，所述钻进装置通过支撑架设置在履带行走装置上，所述变幅调角装置与支撑架相连接，所述动力头设置在支撑架上，所述第一夹持器和第二夹持器沿动力头的钻进方向依次设置在支撑架的前部，且第一夹持器、第二夹持器与动力头设置在支撑架的同一侧，所述扶正器设置在支撑架上，扶正器位于第一夹持器的前部。进一步地，所述变幅调角装置包括举升油缸，举升油缸的侧面设置有第二回转支承，所述举升油缸通过第二回转支承与支撑架相连接，所述第二回转支承上设有倾角编码器；所述举升油缸的底部设置有第一回转支承，所述钻进装置通过第一回转支承与履带行走装置相连接，所述第一回转支承上设置有方位角编码器。进一步地，所述支撑架上设置有给进油缸，所述动力头与给进油缸相连接；所述支撑架上设置有平移油缸。进一步地，所述支撑架的两端设置有前顶装置和后顶装置。进一步地，所述钻进装置设置在履带行走装置的端部。进一步地，所述履带行走装置包括履带车体、安装在履带车体上的车体平台和四个分别设置在车体平台四个角的稳固油缸，所述稳固油缸上设置有磁致伸缩传感器，所述车体平台上设置有双周倾角传感器。进一步地，所述车体平台上设置有吊装锁具。进一步地，所述控制系统包括设置在履带行走装置上的操纵台、主控站、地面远控站和防爆遥控器。进一步地，所述主控站包括控制器、第一无线网收发模块和以太环网，所述控制器通过第一无线网收发模块与防爆遥控器相连接，控制器通过以太环网与地面远控站相连接。进一步地，所述防爆遥控器包括MCU模块、第二无线网收发模块、液晶显示屏和操作面板，所述无线网收发模块、液晶显示屏和操作面板分别与MCU模块相连接。本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：本专利技术将钻进装置设置在履带行走装置的端部，使钻进机器人姿态全方位调节，也便于与钻杆装卸机器人的协同作业；本专利技术可以使钻进机器人在湿滑、泥泞的煤矿井下完成自稳固自调平，以及钻机姿态的自动调节，使钻孔精度大大提高。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为钻进装置的结构示意图；图3为支撑架的结构示意图；图4为变幅调角装置的结构示意图；图5为履带行走装置的结构示意图；图6为本专利技术的钻进机器人与钻杆装卸机器人协同工作示意图；图7为操纵台的结构示意图；图8为防爆遥控器的结构示意图；图9为钻进机器人位置标定示意图；图10为自动钻进流程示意图；图11为自动起钻流程示意图；图12为自动扫孔流程示意图；图13为加卸钻杆的自动扫孔流程示意图；图中符号代表为：1—钻进装置；2—履带行走装置；3—接线盒；4—压力变送器；5—冷却器；6—电机泵组；7—双轴倾角传感器；8—控制系统；1-1—支撑架；1-2—变幅调角装置；1-3—扶正器；1-4—第一夹持器；1-5—第二夹持器；1-6—动力头；1-7—给进油缸；1-8—前顶装置；1-9—后顶装置；1-10—安装板；1-11—平移油缸；1-12—拖板；1-2-1—举升油缸；1-2-2—第一回转支承；1-2-3—方位角编码器；1-2-4—倾角编码器；1-2-5—第二回转支承；2-1—车体平台；2-2—稳固油缸；2-3—磁致伸缩传感器；2-4—履带车体；2-5—履带防护板；2-6—吊装锁具；8-1—操纵台；8-2—主控站；8-1-1—仪表盘；8-1-2—比例电磁阀组；8-1-3—操纵台支架；以下结合附图和实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式本专利技术中的“前”是指动力头钻进的方向，“后”是指与“前”相反的方向。以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。实施例：本实施例给出一种煤矿用钻进机器人，包括履带行走装置2、设置在履带行走装置2上的钻进装置1和控制系统，所述钻进装置1包括支撑架1-1、变幅调角装置1-2、扶正器1-3、第一夹持器1-4、第二夹持器1-5和动力头1-6，所述钻进装置1通过支撑架1-1设置在履带行走装置2上，所述变幅调角装置1-2与支撑架1-1相连接，所述动力头1-6设置在支撑架1-1上，所述第一夹持器1-4和第二夹持器1-5沿动力头1-6的钻进方向依次设置在支撑架1-1的前部，且第一夹持器1-4、第二夹持器1-5与动力头1-6设置在支撑架1-1的同一侧，所述扶正器1-3设置在支撑架1-1上，扶正器1-3位于第一夹持器1-4的前部。本专利技术中的履带行走装置2上还设置有接线盒3、压力变送器4、冷却器5和电机泵组6。如图2所示为钻进装置1的示意图，如图3，支撑架1-1为一长方体结构，支撑架1-1的一侧设置有变幅调角装置1-2，支撑架1-1的另一侧设置有动力头1-6，并且沿动力头1-6的钻进方向设置有第一夹持器1-4、第二夹持器1-5，第一夹持器1-4、第二夹持器1-5用于放置钻杆，第一夹持器1-4的前部设置有扶正器1-3，用于钻孔时扶正钻杆。变幅调角装置1-2对支撑架1-1的姿态进行调节，以实现动力头1-6钻进过程中的全方位姿态调节。变幅调角装置1-2，如图4，包括举升油缸1-2-1，举升油缸1-2-1的侧面设置有第二回转支承1-2-5，所述举升油缸1-2-1通过第二回转支承1-2-5与支撑架1-1相连接，所述第二回转支承1-2-5上设有倾角编码器1-2-4；所述举升油缸1-2-1的底部设置有第一回转支承1-2-2，所述钻进装置1通过第一回转支承1-2-2与履带行走装置2相连接，所述第一回转支承1-2-2上设置有方位角编码器1-2-3。这样，钻进装置1可以通过第一回转支承1-2-2进行±90°的方位角调节，当钻进装置1与履带行走装置2垂直时，可以通过第二回转支承1-2-5使支撑架1-1进行±90°的倾角调节。由于第一回转支承1-2-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿用钻进机器人，包括履带行走装置(2)、设置在履带行走装置(2)上的钻进装置(1)和控制系统，其特征在于，所述钻进装置(1)包括支撑架(1‑1)、变幅调角装置(1‑2)、扶正器(1‑3)、第一夹持器(1‑4)、第二夹持器(1‑5)和动力头(1‑6)，所述钻进装置(1)通过支撑架(1‑1)设置在履带行走装置(2)上，所述变幅调角装置(1‑2)与支撑架(1‑1)相连接，所述动力头(1‑6)设置在支撑架(1‑1)上，所述第一夹持器(1‑4)和第二夹持器(1‑5)沿动力头(1‑6)的钻进方向依次设置在支撑架(1‑1)的前部，且第一夹持器(1‑4)、第二夹持器(1‑5)与动力头(1‑6)设置在支撑架(1‑1)的同一侧，所述扶正器(1‑3)设置在支撑架(1‑1)上，扶正器(1‑3)位于第一夹持器(1‑4)的前部。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用钻进机器人，包括履带行走装置(2)、设置在履带行走装置(2)上的钻进装置(1)和控制系统，其特征在于，所述钻进装置(1)包括支撑架(1-1)、变幅调角装置(1-2)、扶正器(1-3)、第一夹持器(1-4)、第二夹持器(1-5)和动力头(1-6)，所述钻进装置(1)通过支撑架(1-1)设置在履带行走装置(2)上，所述变幅调角装置(1-2)与支撑架(1-1)相连接，所述动力头(1-6)设置在支撑架(1-1)上，所述第一夹持器(1-4)和第二夹持器(1-5)沿动力头(1-6)的钻进方向依次设置在支撑架(1-1)的前部，且第一夹持器(1-4)、第二夹持器(1-5)与动力头(1-6)设置在支撑架(1-1)的同一侧，所述扶正器(1-3)设置在支撑架(1-1)上，扶正器(1-3)位于第一夹持器(1-4)的前部。2.如权利要求1所述的煤矿用钻进机器人，其特征在于，所述变幅调角装置(1-2)包括举升油缸(1-2-1)，举升油缸(1-2-1)的侧面设置有第二回转支承(1-2-2)，所述举升油缸(1-2-1)通过第二回转支承(1-2-5)与支撑架(1-1)相连接，所述第二回转支承(1-2-5)上设有倾角编码器(1-2-4)；所述举升油缸(1-2-1)的底部设置有第一回转支承(1-2-2)，所述钻进装置(1)通过第一回转支承(1-2-2)与履带行走装置(2)相连接，所述第一回转支承(1-2-2)上设置有方位角编码器(1-2-3)。3.如权利要求1所述的煤矿用钻进机器人，其特征在于，所述支撑架(1-1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，宋海涛，姚亚峰，彭涛，李坤，韩健，石璐，赵雪锋，
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