一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法制造方法及图纸

一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法，包括多组首尾活动连接的钻杆组件；每组包括位于钻杆主体内并从外至内依次套装的第一筒体、第二筒体、支撑轴；支撑轴一端伸出至钻杆主体的首端外侧并设有与钻杆主体尾端插装周向限位的第一闭锁组件；第二筒体一端伸出至钻杆主体的首端外侧、并设有与钻杆主体尾端轴向限位的第二闭锁组件；第一筒体轴向滑动、首端设有滑动时带动第二筒体转动的槽孔组件；弹簧套装在第二筒体上、一端与第一筒体首端面接触。本用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法，不仅实现多组钻杆组件首尾活动连接，保障钻杆组件之间的锁定、解锁，方便对其拆装，而且实现整体正反转的进钻、退钻，适用范围更广。更广。更广。

A drill pipe device for anti impact drilling robot and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及矿山机械
，具体涉及一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]随着煤矿开采的深度增加，矿井下的冲击地压灾害的威胁也越来越严重。冲击地压是指在矿井下的工作面或者巷道附近的岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象。这种现象危害性大，严重威胁人员安全，为防止冲击地压造成井巷的破坏甚至人员伤亡，最有效的防治方法是在巷道或者工作面上进行钻孔卸压；
[0003]防冲钻孔机器人的智能化、无人化对满足煤矿智能化、安全性的需求有着重要意义。防冲钻孔机器人的重要装置是钻杆装置，这就要求钻杆装置具有能够自动拆装以及能实现正反转的功能。
[0004]现有钻杆拆装比较繁琐，并且相邻钻杆连接时，锁紧不牢固、容易晃动将影响钻孔效果，而且钻进的过程中容易遇到卡钻的情况，此时钻杆需要进行正转或反转、钻进和退钻等动作脱离卡钻。当前大部分钻杆通过螺纹连接方式，只能够实现单方向转动，不能满足上述情况的要求，遇到卡钻时，只能将卡住的钻杆遗留在钻孔内，造成损失。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法，不仅实现多组钻杆组件首尾活动连接，保障钻杆组件之间的锁定、解锁，方便对其拆装，而且实现整体正反转的进钻、退钻，适用范围更广。
[0006]为实现上述目的，本一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，包括多组首尾活动连接的钻杆组件；
[0007]每组钻杆组件包括钻杆主体、以及位于钻杆主体内并从外至内依次套装的第一筒体、第二筒体、支撑轴；
[0008]支撑轴与钻杆主体固定连接、一端伸出至钻杆主体的首端外侧并设有与钻杆主体尾端插装周向限位的第一闭锁组件；
[0009]第二筒体一端伸出至钻杆主体的首端外侧、并设有与钻杆主体尾端转动卡装轴向限位的第二闭锁组件；
[0010]第一筒体与钻杆主体轴向滑动、首端设有滑动时带动第二筒体转动的槽孔组件；弹簧套装在第二筒体上并位于钻杆主体内、一端与第一筒体首端面接触。
[0011]进一步的，所述第一筒体尾端设有端盖；
[0012]端盖到钻杆主体尾端的距离小于支撑轴首端面到钻杆主体首端面的距离；当相邻钻杆组件相互对接时，支撑轴与端盖接触。
[0013]进一步的，所述钻杆主体内设有多个圆周布置的第一定位槽，每个第一定位槽沿其轴向布置；
[0014]第一筒体上设有轴向布置的第二定位块、第二限位槽，第二定位块滑动设置在其中第一定位槽内；
[0015]支撑轴上设有穿过第二限位槽并位于另外第一定位槽内的第一定位块，螺钉穿过钻杆主体上的定位孔螺纹安装在第一定位孔上。
[0016]进一步的，所述槽孔组件包括一端开口的第二槽孔、位于第二槽孔偏侧位置的第一槽孔、以及倾斜连接在第一槽孔与第二槽孔的过渡槽孔；
[0017]所述第二筒体上设有滑动与槽孔组件相匹配的凸笋块。
[0018]进一步的，所述第一闭锁组件包括固定安装在支撑轴上的花键轴、以及固定安装在钻杆主体尾部的限位块；
[0019]花键轴上的花键与限位块上的花键槽相匹配。
[0020]进一步的，所述第二闭锁组件包括固定在第二筒体上并位于钻杆主体首端外侧的闭锁端头、以及固定安装在钻杆主体尾端的闭锁尾头；
[0021]闭锁端头上的第一闭锁块与闭锁尾头上的第二闭锁块相匹配。
[0022]进一步的，最尾部的钻杆组件位于轴向移动的移动平台上、其上设有带动其转动的驱动组件、尾部上设有推动相应第一筒体移动的液压缸。
[0023]进一步的，最尾端的钻杆主体转动安装在支撑座上、中部固定设有驱动轮；
[0024]驱动组件包括驱动电机、与驱动电机输出端连接的主动轮，主动轮与驱动轮相连接。
[0025]一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置使用方法，具体包括以下步骤：
[0026]A.首部的钻杆组件a、b、c依次对接；
[0027]将钻杆组件a进行支撑固定，钻杆组件b同轴放置在钻杆组件a、钻杆组件c之间；调整各个钻杆组件之间的距离，使得钻杆组件c中支撑轴首端的花键轴插装在钻杆组件b尾端的限位块内，钻杆组件b中支撑轴首端的花键轴插装在钻杆组件a中限位块内，完成钻杆组件c与钻杆组件b、钻杆组件b与钻杆组件a之间轴向限位；
[0028]同时，钻杆组件c首端处的闭锁端头与钻杆组件b尾端处的闭锁尾头相接触，钻杆组件b首端处的闭锁端头与钻杆组件a尾端处的闭锁尾头相接触；
[0029]B.当钻杆组件c与钻杆组件b进行移动对接时，钻杆组件c首端的支撑轴带动钻杆组件b中第一筒体轴向尾端移动并对套装在第二筒体上的弹簧压缩，第一筒体上的槽孔组件与第二筒体上的凸笋块相匹配，使得第一筒体在轴向首端移动时，槽孔组件带动凸笋块偏转，第二筒体带动相应的闭锁端头转动，使钻杆组件b的闭锁端头与钻杆组件a的闭锁尾头锁紧，完成钻杆组件b与钻杆组件a之间的轴向限位，能够保持同步转动；
[0030]C.解除对钻杆组件a的固定，对钻杆组件b、c进行固定，将钻杆组件b、c、d依次对接，按照步骤A
‑
B完成钻杆组件b与钻杆组件c的固定对接，保持同步转动；
[0031]依次类推，直至最尾部的钻杆组件与尾部第二位的钻杆组件移动对接，使得尾部第二位的钻杆组件与尾部第三位的钻杆组件同步转动；
[0032]再将尾部第二位的钻杆组件固定，最尾部的钻杆组件位于轴向移动的移动平台上、在液压缸推动下带动第一筒体轴向首端移动，使得最尾部的钻杆组件与尾部第二位的钻杆组件同步转动；
[0033]完成对多组钻杆组件的首尾灵活连接；
[0034]D.当多组钻杆组件的首尾灵活连接后，移动平台轴向移动，带动整体钻杆装置退钻和进钻；驱动组件启动将扭矩传递至最尾部的钻杆组件上，带动整体钻杆装置进行正转、反转，完成对本钻杆装置的正转进钻、正转退钻、反转进钻、反转退钻；
[0035]E.当对多组钻杆组件进行拆卸时，先将尾部第三位、尾部第四位的钻杆组件进行固定，液压缸带动最尾部的钻杆组件中第一筒体向尾部移动，相应槽孔组件带动凸笋块反向偏转，使得第二筒体带动相应的闭锁端头反向转动，最尾部的钻杆组件的闭锁端头与尾部第二位钻杆组件的闭锁尾头解锁；
[0036]在尾部第二位钻杆组件中弹簧作用下，相应第一筒体轴向尾端移动，同样的尾部第二位钻杆组件闭锁端头与尾部第三位钻杆组件的闭锁尾头解锁；
[0037]因此完成最尾部、尾部第二位、尾部第三位的钻杆组件的拆卸；
[0038]F.移动平台带动最尾部钻杆组件与尾部第三位钻杆组件对接，将整体钻杆装置从钻孔中拉出一段距离；
[0039]解除尾部第三位钻杆组件的限制、并固定尾部第五位钻杆组件，液压缸带动最尾部的钻杆组件中第一筒体向尾部移动，按照步骤E完成最尾部、尾部第三位、尾部第四位的钻杆组件的拆卸；
[0040]依次类推，直至对最尾部、钻杆组件b、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，包括多组首尾活动连接的钻杆组件；每组钻杆组件包括钻杆主体(11)、以及位于钻杆主体(11)内并从外至内依次套装的第一筒体(13)、第二筒体(14)、支撑轴(12)；支撑轴(12)与钻杆主体(11)固定连接、一端伸出至钻杆主体(11)的首端外侧并设有与钻杆主体(11)尾端插装周向限位的第一闭锁组件；第二筒体(14)一端伸出至钻杆主体(11)的首端外侧、并设有与钻杆主体(11)尾端转动卡装轴向限位的第二闭锁组件；第一筒体(13)与钻杆主体(11)轴向滑动、首端设有滑动时带动第二筒体(14)转动的槽孔组件；弹簧(15)套装在第二筒体(14)上并位于钻杆主体(11)内、一端与第一筒体(13)首端面接触。2.根据权利要求1所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，所述第一筒体(13)尾端设有端盖；端盖到钻杆主体(11)尾端的距离小于支撑轴(12)首端面到钻杆主体(11)首端面的距离；当相邻钻杆组件相互对接时，支撑轴(12)与端盖接触。3.根据权利要求2所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，所述钻杆主体(11)内设有多个圆周布置的第一定位槽(111)，每个第一定位槽(111)沿其轴向布置；第一筒体(13)上设有轴向布置的第二定位块(132)、第二限位槽(131)，第二定位块(132)滑动设置在其中第一定位槽(111)内；支撑轴(12)上设有穿过第二限位槽(131)并位于另外第一定位槽(111)内的第一定位块(121)，螺钉穿过钻杆主体(11)上的定位孔(112)螺纹安装在第一定位孔(112)上。4.根据权利要求2或3所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，所述槽孔组件包括一端开口的第二槽孔(134)、位于第二槽孔(134)偏侧位置的第一槽孔(133)、以及倾斜连接在第一槽孔(133)与第二槽孔(134)的过渡槽孔(135)；所述第二筒体(14)上设有滑动与槽孔组件相匹配的凸笋块(141)。5.根据权利要求4所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，所述第一闭锁组件包括固定安装在支撑轴(12)上的花键轴(22)、以及固定安装在钻杆主体(11)尾部的限位块(24)；花键轴(22)上的花键与限位块(24)上的花键槽(241)相匹配。6.根据权利要求5所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，所述第二闭锁组件包括固定在第二筒体(14)上并位于钻杆主体(11)首端外侧的闭锁端头(21)、以及固定安装在钻杆主体(11)尾端的闭锁尾头(23)；闭锁端头(21)上的第一闭锁块(211)与闭锁尾头(23)上的第二闭锁块(231)相匹配。7.根据权利要求6所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，最尾部的钻杆组件位于轴向移动的移动平台(6)上、其上设有带动其转动的驱动组件、尾部上设有推动相应第一筒体(13)移动的液压缸(5)。8.根据权利要求7所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置，其特征在于，最尾端的钻杆主体(11)转动安装在支撑座(4)上、中部固定设有驱动轮(3)；驱动组件包括驱动电机、与驱动电机输出端连接的主动轮，主动轮与驱动轮(3)相连
接。9.一种权利要求7所述的一种用于防冲钻孔机器人的钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：司垒，刘凯杰，王忠宾，梁斌，谭超，闫海峰，魏东，戴剑博，顾进恒，刘新华，邹筱瑜，路绪良，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：