一种适用于煤矿井下钻机的自动加卸杆装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于煤矿井下钻机的自动加卸杆装置，该装置包括机械手单元、钻杆托架、钻杆存放架和钻杆吊装单元；机械手单元包括抓手和调节单元，抓手安装在调节单元的端部，调节单元包括多个沿水平方向和竖向布设且相互连接的伸缩套筒；钻杆托架包括储杆盒和撑杆，在储杆盒的一个侧壁铰接有多个托盘支座；钻杆存放架包括两个相互平行且开口水平相对的U形夹板，两个U形夹板之间可拆卸连接有拉杆；钻杆吊装单元包括能带动钻杆存放架在钻杆托架上方和存放钻杆的位置之间运动的导轨。本发明专利技术实现了加卸钻杆工序的连续性，减轻了操作者的劳动强度，降低了井下作业的危险系数，提高了煤矿坑道钻机加卸钻杆的自动化水平。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于煤矿井下钻机的自动加卸杆装置
本专利技术属于煤矿井下钻探
，具体涉及一种适用于煤矿井下钻机的自动加卸杆装置。
技术介绍
煤层瓦斯抽放钻孔施工正向着大孔径、长钻孔的方向发展，施工用钻杆直径已达到φ127mm，单根钻杆重量超过50kg，施工用钻杆累计长度近千米。加、卸钻杆是瓦斯抽放钻孔施工中的一个关键工序，对钻孔施工效率影响明显。目前瓦斯抽放钻孔施工过程中大多使用人工加卸钻杆，由于单根钻杆重量不断增大，人工加卸钻杆的弊端逐渐显现。加卸钻杆时间明显延长，需要多人协同完成，这种现象严重制约了施工效率，而且容易发生安全生产事故。部分煤矿坑道钻机配套有不同类型的加卸杆装置，其中钻杆的储存装置大多都为钻杆箱式或滚筒式，钻杆的储存数量有限，钻杆使用完后需人工重新装填钻杆，不能保证加卸钻杆工序的连续性。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供了一种适用于煤矿井下钻机的自动加卸杆装置，克服目前钻孔施工过程中加卸钻杆效率不高的缺陷。为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：一种适用于煤矿井下钻机的自动加卸杆装置，该装置与现有的钻杆给进单元配合安装使用，钻杆给进单元包括钻杆给进机身、安装在钻杆给进机身上的夹持器和动力头，包括机械手单元、钻杆托架、钻杆存放架和钻杆吊装单元；所述机械手单元包括抓手和调节单元，抓手安装在调节单元的端部，调节单元包括多个沿水平方向和竖向布设且相互连接的伸缩套筒；所述钻杆托架包括储杆盒和用于调节储杆盒的角度的撑杆，在储杆盒的一个侧壁铰接有多个托盘支座；所述钻杆存放架包括两个相互平行且开口水平相对的U形夹板，两个U形夹板之间可拆卸连接有拉杆；所述钻杆吊装单元包括能连接并吊装钻杆存放架的吊绳、连接在吊绳顶端的滑轮和能安装滑轮并使滑轮带动钻杆存放架在钻杆托架上方和存放钻杆的位置之间运动的导轨。本专利技术还具有如下技术特征：可选地，所述调节单元下端安装在L形固定板上，且L形固定板固定连接钻杆给进机身；所述托盘支座固定安装在钻杆给进机身的侧壁上；所述所述调节单元和钻杆托架对称安装在钻杆给进机身的两侧，从而抓手能在调节单元带动下从钻杆托架处放置或抓取钻杆；所述导轨安装在钻场或巷道顶板，且所述钻杆托架位于导轨下方，以使钻杆存放架能沿导轨移动到钻杆托架上方进行放置或抓取钻杆托架，实现使钻杆存放架在钻杆托架上方和存放钻杆的位置之间运动。可选地，所述调节单元包括竖向且相互平行的一级伸缩套筒和一级油缸、安装在一级伸缩套筒和一级油缸上端的水平方向的二级伸缩套筒、连接二级伸缩套筒两端的水平方向的二级油缸、安装在二级伸缩套筒端部的竖向的三级伸缩套筒和连接三级伸缩套筒两端的竖向的三级油缸；在三级伸缩套筒下端安装所述的抓手；所述一级伸缩套筒和一级油缸的下端安装在所述L形固定板上，且L形固定板固定连接钻杆给进机身。可选地，所述一级伸缩套筒包括一级伸缩外套和一级伸缩内套，一级伸缩外套和一级油缸的下端安装在L形固定板的水平板上，L形固定板的竖向板安装在钻杆给进机身的侧壁上；所述二级伸缩套筒包括二级伸缩外套和二级伸缩内套，二级伸缩外套安装在一级伸缩内套和一级油缸上端，二级油缸通过分别设置在二级伸缩外套和二级伸缩内套上的油缸支座连接二级伸缩外套和二级伸缩内套；所述三级伸缩套筒包括三级伸缩外套和三级伸缩内套，三级伸缩外套安装在一级伸缩内套的端部，三级油缸通过分别设置在三级伸缩外套和三级伸缩内套上的油缸支座连接三级伸缩外套和三级伸缩内套；在三级伸缩内套的下端安装所述抓手。可选地，在所述储杆盒的下端设有仰角支座和俯角支座，仰角支座或俯角支座上可拆卸连接所述撑杆的一端，撑杆的另一端铰接有撑杆支座，且撑杆支座固定安装在托盘支座下方的钻杆给进机身的侧壁上，以使撑杆垂直于钻杆给进机身。可选地，所述储杆盒为长方体槽型结构，储杆盒内能放置多个与钻杆给进机身平行的钻杆；所述仰角支座到钻杆给进机身的距离小于俯角支座到钻杆给进机身的距离。可选地，所述U形夹板包括水平方向的上壁和下壁以及连接上壁和下壁的竖向的侧壁；两个U形夹板之间的水平距离等于钻杆的长度从而能将多个钻杆夹持并存放在两个U形夹板之间，且两个U形夹板的侧壁之间可拆卸连接有拉杆，在U形夹板的侧壁上设有用于安装所述吊绳的吊环；所述U形夹板的上壁上还安装有竖向的限位销，U形夹板的下壁上开设有限位孔，所述限位销与限位孔的位置相对应；从而能将一个钻杆存放架放置在另一个钻杆存放架的上端，并使下方的钻杆存放架的限位销插入上方的钻杆存放架的限位孔内从而能将多个钻杆存放架稳定的叠加放置。可选地，所述抓手上安装有用于调节抓手开口大小的抓手油缸；所述抓手包括内壁为弧形的抓手上部和抓手下部，抓手上部的上端固定在所述调节单元上，抓手上部和抓手下部的端部通过所述抓手油缸连接，在靠近抓取端的抓手上部和抓手下部的中部铰接；通过调节抓手油缸的伸缩，能调节抓手的抓取端的抓手上部和抓手下部的张开大小。本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：(Ⅰ)本专利技术实现了加卸钻杆工序的连续性，减轻了操作者的劳动强度，降低了井下作业的危险系数，提高了煤矿坑道钻机加卸钻杆的自动化水平。具有机械化程度高、工序连续性强、定位准确、结构简单可靠、现场布局规范等优点。(Ⅱ)本专利技术通过设置机械手单元、钻杆托架、钻杆存放架和钻杆吊装单元，实现自动连续加卸钻杆。其中，机械手单元中的抓手油缸、各级油缸和伸缩套筒配合工作能使抓手在水平和竖直方向灵活移动，定位准确，从而实现自动加卸杆；机械手单元将人工加钻杆的复杂动作分解为平面坐标内的平移动作，结构简单，可靠性高。(Ⅲ)钻杆托架中的撑杆的一端连接仰角支座时，储杆盒处于仰角状态，此时，储杆盒向钻杆给进机身侧倾斜，并使最下方的钻杆置于靠近托盘支座的储杆盒内的低处位置，当抓手取走下侧的钻杆后，储杆盒内的剩余钻杆靠重力依次滚落至靠近托盘支座的储杆盒处，从而使抓手每次均能从指定位置抓取钻杆；当撑杆的一端连接俯角支座时，储杆盒处于俯角状态，此时，储杆盒向远离钻杆给进机身侧倾斜，当抓手卸杆并向储杆盒放置一个钻杆后，钻杆靠重力滚落至储杆盒内的低处位置，从而使抓手每次从指定位置放置钻杆后，钻杆均能从低到高依次布满储杆盒。(Ⅳ)钻杆存放加中的U形夹板的侧壁不仅能用于在水平方向对钻杆限位从而将钻杆垂直夹放在两个U形夹板之间进而能存放钻杆，并且还能保护钻杆的钻头不被磨损，还能设置用于连接吊绳的吊环，由于两个U形夹板之间的水平距离等于钻杆的长度，因此U形夹板的下壁能用于在竖向对钻杆限位从而能存放钻杆；拉杆能用于将连个U形夹板进行连接固定，且拉杆还能用于在垂直于钻杆放置的水平方向对钻杆进行水平限位，放置钻杆滚落。(Ⅴ)在巷道及钻场顶板安装导轨，从而进行长距离钻杆输送，利用吊装机构吊装钻杆的方法，可使加卸杆工序连续进行，同时可有效减少工人劳动强度；机械手单元单元和钻杆托架固定连接到钻杆给进机身上，钻杆给进机身在进行倾角调节时不需重新将加卸杆装置重新定位，使用方便。附图说明图1为本专利技术的整体结构的工作示意图。图2为本专利技术的机械手单元和钻杆托架的安装示意图。图3为图2的主视图。图4为图3的左视图。图5为图3的俯视图。图6为本专利技术的抓手的开口张开的示意图。图7为本专利技术的钻杆托架为仰角状态的示意图。图8为本专利技术的钻杆托架为俯角状态的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于煤矿井下钻机的自动加卸杆装置，其特征在于，包括机械手单元(1)、钻杆托架(2)、钻杆存放架(3)和钻杆吊装单元(4)；所述机械手单元(1)包括抓手(11)和调节单元(12)，抓手(11)安装在调节单元(12)的端部，调节单元(12)包括多个沿水平方向和竖向布设且相互连接的伸缩套筒；所述钻杆托架(2)包括储杆盒(21)和用于调节储杆盒(21)的角度的撑杆(22)，在储杆盒(21)的一个侧壁铰接有多个托盘支座(23)；所述钻杆存放架(3)包括两个相互平行且开口水平相对的U形夹板(31)，两个U形夹板(31)之间可拆卸连接有拉杆(32)；所述钻杆吊装单元(4)包括能连接并吊装钻杆存放架(3)的吊绳(41)、连接在吊绳(41)顶端的滑轮和能安装滑轮并使滑轮带动钻杆存放架(3)在钻杆托架(2)上方和存放钻杆的位置之间运动的导轨(42)。

【技术特征摘要】
1.一种适用于煤矿井下钻机的自动加卸杆装置，其特征在于，包括机械手单元(1)、钻杆托架(2)、钻杆存放架(3)和钻杆吊装单元(4)；所述机械手单元(1)包括抓手(11)和调节单元(12)，抓手(11)安装在调节单元(12)的端部，调节单元(12)包括多个沿水平方向和竖向布设且相互连接的伸缩套筒；所述钻杆托架(2)包括储杆盒(21)和用于调节储杆盒(21)的角度的撑杆(22)，在储杆盒(21)的一个侧壁铰接有多个托盘支座(23)；所述钻杆存放架(3)包括两个相互平行且开口水平相对的U形夹板(31)，两个U形夹板(31)之间可拆卸连接有拉杆(32)；所述钻杆吊装单元(4)包括能连接并吊装钻杆存放架(3)的吊绳(41)、连接在吊绳(41)顶端的滑轮和能安装滑轮并使滑轮带动钻杆存放架(3)在钻杆托架(2)上方和存放钻杆的位置之间运动的导轨(42)。2.如权利要求1所述的适用于煤矿井下钻机的自动加卸杆装置，其特征在于，所述调节单元(12)下端安装在L形固定板(6)上，且L形固定板(6)固定连接钻杆给进机身(51)；所述托盘支座(23)固定安装在钻杆给进机身(51)的侧壁上；所述所述调节单元(12)和钻杆托架(2)对称安装在钻杆给进机身(51)的两侧，从而抓手(11)能在调节单元(12)带动下从钻杆托架(2)处放置或抓取钻杆；所述导轨(42)安装在钻场或巷道顶板，且所述钻杆托架(2)位于导轨(42)下方，以使钻杆存放架(3)能沿导轨(42)移动到钻杆托架(2)上方进行放置或抓取钻杆托架(2)，实现使钻杆存放架(3)在钻杆托架(2)上方和存放钻杆的位置之间运动。3.如权利要求1所述的适用于煤矿井下钻机的自动加卸杆装置，其特征在于，所述调节单元(12)包括竖向且相互平行的一级伸缩套筒(121)和一级油缸(122)、安装在一级伸缩套筒(121)和一级油缸(122)上端的水平方向的二级伸缩套筒(123)、连接二级伸缩套筒(123)两端的水平方向的二级油缸(124)、安装在二级伸缩套筒(123)端部的竖向的三级伸缩套筒(125)和连接三级伸缩套筒(125)两端的竖向的三级油缸(126)；在三级伸缩套筒(125)下端安装所述的抓手(11)；所述一级伸缩套筒(121)和一级油缸(122)的下端安装在所述L形固定板(6)上，且L形固定板(6)固定连接钻杆给进机身(51)。4.如权利要求3所述的适用于煤矿井下钻机的自动加卸杆装置，其特征在于，所述一级伸缩套筒(121)包括一级伸缩外套和一级伸缩内套，一级伸缩外套和一级油缸(122)的下端安装在L形固定板(6)的水平板上，L形固定板(6)的竖向板安装在钻杆给进机身(51)的侧壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：方鹏，姚克，刘智，张锐，张占强，邵俊杰，陈逢雷，王松，许超，王龙鹏，
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