一种方便更换钻杆的锚杆钻机的制作方法

1.本实用新型属于矿用钻机设备技术领域，尤其涉及一种方便更换钻杆的锚杆钻机。


背景技术：

2.在煤矿的采掘施工中，需要在坑道内采用矿用锚杆钻机进行钻孔作业。锚杆钻机是煤矿巷道锚杆支护工程中的钻孔工具，用于在作业面上施工得到锚杆/锚索的钻孔，之后将锚杆送进钻孔，并进行锚固。锚杆钻机在改善煤矿巷道的支护效果、降低支护成本、加快成巷速度等具有十分重要的作用，作为一种实用性机械设备在煤矿施工中具有十分重要的作用。
3.矿用锚杆钻机通常由支架装置、驱动装置、夹持装置以及进给装置等构成，运转时，驱动装置驱动卡盘装置作低速大转矩转动，装载到卡盘装置上的钻杆与卡盘随动动作，进给装置用于驱动钻杆沿轴向方向进给移动，在作业面上加工得到锚杆/锚索的钻孔。
4.钻机在钻孔施工过程中，需通过频繁装卸钻杆以完成钻孔施工、处理卡埋钻事故或成孔后提钻等操作，主要以向夹持装置和驱动装置中间装调钻杆为主。在实际的操作过程中，通常需要操作人员手动进行上述的装卸钻杆操作，所以需要配备专人操作，工人劳动强度大，在人工装卸钻杆的过程中，操作人员容易被砸伤，存在一定安全隐患。因此亟需对锚杆钻机进行优化设计以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、操作方便且工作效率高的方便更换钻杆的锚杆钻机。
6.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种方便更换钻杆的锚杆钻机包括履带底盘，在其上通过回转机构转动连接有回转安装座，在回转安装座的上方设置有进给导向座，在进给导向座和回转安装座之间安装有用于调节进给导向座的高度和角度的钻杆调节装置；在进给导向座上滑动连接有旋转驱动装置，在旋转驱动装置上安装有用于夹持钻杆的卡盘结构，在进给导向座的端部安装有与旋转驱动装置相对设置的卸扣装置和扶正装置；在卸扣装置和旋转驱动装置之间设置有与进给导向座相连接的装卸杆装置；还包括在进给导向座上连接的进给驱动装置；装卸杆装置包括翻转组件，在翻转组件上安装有开设有出料口的储杆架组件，在储杆架组件上转动连接有装填转轴，在装填转轴上设置有用于存储多个钻杆的轮盘组件，还包括在储杆架组件上连接的转轴驱动件和钻杆抓取组件。
7.本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种方便更换钻杆的锚杆钻机，通过设置旋转驱动装置、卡盘结构和进给驱动装置，可带动钻杆进行旋转推进，以便于进行钻孔作业；通过设置扶正装置和卸扣装置，可以对旋转推进的钻杆起到导向作用，避免钻杆发生大幅度的跳动，配合转驱动装置和卡盘结构，可以将两个钻杆螺合紧固或者旋松
拧开，进而进行钻杆的装卸；通过设置装卸杆装置，可以同时储放多根钻杆，并将钻杆自动地装到钻机上，降低了人工劳动强度，提高了工作效率，避免了工作人员手动装填钻杆时被砸伤，提高了钻机的安全性。
8.优选地：在储杆架组件上安装有抓取架组件，钻杆抓取组件与抓取架组件相连接。
9.优选地：翻转组件包括与进给导向座相连接的翻转安装座，在翻转安装座上通过销轴铰接有翻转摆臂，在翻转安装座和翻转摆臂之间铰接有翻转油缸。
10.优选地：储杆架组件包括横向设置的环体连接杆，在环体连接杆的两端分别连接有转轴安装座和第二约束环体；还包括在转轴安装座上固接的第一约束环体；在第一约束环体的外端面连接有第一封盖，在第二约束环体的外端面连接有第二封盖；出料口开设在第一约束环体和第二约束环体的外周壁上，两个出料口均与各自对应的约束环体的内部区域相连通；两个出料口对应设置。
11.优选地：轮盘组件包括在装填转轴上键连接的分别位于第一约束环体和第二约束环体的内部区域的两组第一转盘；还包括在装填转轴上键连接的位于两组第一转盘之间的多组间隔分布的第二转盘。
12.优选地：钻杆抓取组件包括与抓取架组件相连接的到位油缸，到位油缸的伸出方向指向出料口；在到位油缸的伸出端连接有用于抓取钻杆的机械手总成。
13.优选地：钻杆调节装置包括下端部通过转轴和座式轴承与回转安装座相连接的摆动架，在摆动架的中下部和回转安装座之间铰接有摆动油缸；在摆动架的上端部连接有连杆机构并通过连杆机构连接有导座安装座，在摆动架的中部和连杆机构之间铰接有角度调节油缸。
14.优选地：第一转盘和第二转盘结构一致，包括与装填转轴键连接的法兰盘，在法兰盘上连接有轮盘本体，在轮盘本体上开设有多组用于放置钻杆的容杆槽，容杆槽呈环形阵列分布。
15.优选地：扶正装置包括扶正安装座，在扶正安装座上安装有两组相对且对称设置的扶正油缸，在扶正油缸的伸出端连接有扶正夹块，两组扶正夹块相对设置并在相对面上开设有v型槽口，在v型槽口内安装有耐磨块。
16.优选地：卸扣装置包括与扶正安装座转动连接的卸扣安装座，在卸扣安装座上安装有两组相对且对称设置的夹持油缸；在夹持油缸的伸出端连接有卸扣夹持块，两组卸扣夹持块相对设置，在两组卸扣夹持块的相对面上均开设有v型槽口，在v型槽口内安装有钳块；还包括用于驱动卸扣安装座转动一定角度的转动油缸。
附图说明
17.图1是本实用新型的主视结构示意图；
18.图2是本实用新型中的装卸杆装置的部分结构的立体结构示意图；
19.图3是本实用新型中的钻杆抓取组件的立体结构示意图；
20.图4是本实用新型中的第一转盘的立体结构示意；
21.图5是本实用新型中的旋转驱动装置的剖视结构示意图；
22.图6是本实用新型中的卸扣装置和扶正装置的立体结构示意；
23.图7是本实用新型中的钻杆调节装置的立体结构示意图。
24.图中：1、履带底盘；2、回转机构；3、回转安装座；4、钻杆调节装置；4-1、摆动架；4-2、摆动油缸；4-3、限位支撑座；4-4、角度调节油缸；4-5、第一连杆；4-6、第二连杆；4-7、连杆转接件；4-8、导座安装座；5、进给导向座；6、旋转驱动装置；6-1、横移座；6-2、安装转套；6-3、液压马达；6-4、驱动齿轮副；6-5、齿轮箱体；7、卡盘结构；8、进给驱动装置；9、装卸杆装置；9-1、翻转组件；9-1-1、翻转油缸；9-1-2、翻转安装座；9-1-3、翻转摆臂；9-2、转轴驱动件；9-3、储杆架组件；9-3-1、转轴安装座；9-3-2、第一封盖；9-3-3、第一约束环体；9-3-4、环体连接杆；9-3-5、第二约束环体；9-3-6、第二封盖；9-3-7、出料口；9-4、轮盘组件；9-4-1、第一转盘；9-4-2、第二转盘；9-4-3、容杆槽；9-5、装填转轴；9-6、抓取架组件；9-6-1、抓杆连杆；9-6-2、连杆转接件；9-7、钻杆抓取组件；9-7-1、第一夹爪；9-7-2、第二夹爪；9-7-3、第一铰接件；9-7-4、第二铰接件；9-7-5、夹爪连杆；9-7-6、y型连接件；9-7-7、抓杆导向件；9-7-8、抓取移动座；9-7-9、抓取油缸；9-7-10、到位油缸；10、卸扣装置；10-1、夹持油缸；10-2、卸扣安装座；10-3、卸扣夹持块；10-4、转动油缸；11、扶正装置；11-1、扶正油缸；11-2、扶正安装座；11-3、扶正夹块；12、导向转接座。
具体实施方式
25.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：
26.请参见图1，本实用新型的方便更换钻杆的锚杆钻机包括履带底盘1，在其上通过回转机构2转动连接有回转安装座3，回转机构2采用液压回转机构。在回转安装座3的上方设置有进给导向座5，在进给导向座5和回转安装座3之间安装有用于调节进给导向座5的高度和角度的钻杆调节装置4。
27.进一步参见图7，在本实施例中，钻杆调节装置4包括下端部通过转轴和座式轴承与回转安装座3相连接的摆动架4-1，在摆动架4-1的中下部和回转安装座3之间铰接有摆动油缸4-2；其中，摆动油缸4-2的活塞杆与摆动架4-1的中下部相铰接，摆动油缸4-2的缸筒与回转安装座3相铰接。这样，当摆动油缸4-2的活塞杆伸出时，摆动架4-1由倾倒状态变得更加直立，反之当摆动油缸4-2的活塞杆回缩时，摆动架4-1变得更加倾倒。
28.在摆动架4-1的上端部连接有连杆机构并通过连杆机构连接有导座安装座4-8，在摆动架4-1的中部和连杆机构之间铰接有角度调节油缸4-4。进一步的，连杆机构包括与摆动架4-1的上端部连接的连杆转接件4-7，连杆转接件4-7通过销轴与导座安装座4-8相铰接；在摆动架4-1的上端部连接有第一转轴，在导座安装座4-8上连接有第二转轴，还包括在外端部通过销轴相铰接的第一连杆4-5和第二连杆4-6，第一连杆4-5和第二连杆4-6各设置有两组，相互铰接的两对第一连杆4-5和第二连杆4-6分别设置在角度调节油缸4-4的伸出端的两侧，角度调节油缸4-4的伸出端通过鱼眼连接件和销轴与第一连杆4-5和第二连杆4-6相连接。另外，第二连杆4-6与第二转轴相铰接，第一连杆4-5与第一转轴相铰接。钻杆调节装置4还包括在摆动架4-1上连接的用于对进给导向座5进行限位的限位支撑座4-3。
29.当角度调节油缸4-4的活塞杆伸出或者回缩时，导座安装座4-8与水平方向之间的角度会发生变化，进而带动进给导向座5与水平方向之间的角度会发生变化，实现最终实现调节钻杆的角度的目的。当角度调节油缸4-4的活塞杆伸出时，进给导向座5的远离连杆机构的端部翘起，当角度调节油缸4-4的活塞杆回缩时，进给导向座5的远离连杆机构的端部
下降。
30.如图1所示，在进给导向座5上滑动连接有旋转驱动装置6，在旋转驱动装置6上安装有用于夹持钻杆的卡盘结构7，本实施例还包括在进给导向座5上连接的进给驱动装置8。进一步参见图5，在本实施例中，旋转驱动装置6包括与进给导向座5滑动连接的横移座6-1，在横移座6-1上连接有齿轮箱体6-5，在齿轮箱体6-5内通过滚动轴承转动连接有贯穿齿轮箱体6-5的安装转套6-2，卡盘结构7与安装转套6-2相连接；旋转驱动装置6还包括在齿轮箱体6-5上安装的液压马达6-3，在液压马达6-3的输出轴和安装转套6-2之间传动连接有驱动齿轮副6-4；驱动齿轮副6-4包括与安装转套6-2键连接的从动齿轮以及与液压马达6-3的输出轴键连接的主动齿轮，主动齿轮和从动齿轮相啮合。
31.另外，在本实施例中，进给导向座5包括采用金属板焊接制成的、顶部敞口的进给框架，在进给框架的左右两侧板的顶部边缘设有滑轨，横移座6-1安装在滑轨上。具体地，在横移座6-1的底部两侧设置有滑轨槽，令滑轨落入相应的滑轨槽内。进给框架的底壁前部与导座安装座4-8固定连接。其中，进给驱动装置8设置在进给框架内，进给驱动装置8包括与进给框架转动连接的主动链轮和从动链轮，在主动链轮和从动链轮之间传动连接有链条，链条的两端分别与横移座6-1相连接，进给驱动装置8还包括用于驱动主动链轮转动的电机。
32.如图1所示，为了对旋转推进的钻杆进行扶正，避免钻杆大幅度跳动，同时，为了方便将两个钻杆进行螺合旋紧或者拧开，在进给导向座5的端部安装有导向转接座12，在导向转接座12上连接有与旋转驱动装置6相对设置的卸扣装置10和扶正装置11。
33.进一步参见图6，在本实施例中，扶正装置11包括扶正安装座11-2，在扶正安装座11-2上安装有两组相对且对称设置的扶正油缸11-1，在扶正油缸11-1的伸出端连接有扶正夹块11-3，两组扶正夹块11-3相对设置并在相对面上开设有v型槽口，在v型槽口内安装有耐磨块。两个扶正夹块11-3对接时，两个扶正夹块11-3可对钻杆进行夹持，当对接的两个扶正夹块11-3后撤一定的距离后，两个扶正夹块11-3上的两个v型槽口内安装的耐磨块共同作用可形成一个通孔，该通孔的直径略大于钻杆的直径，这样，钻杆在转动的过程中，由于中部被限定，故不会发生跳动，令钻孔过程更平稳。
34.卸扣装置用于拧开两个钻杆之间的螺纹，其中，卸扣装置10包括与扶正安装座11-2转动连接的卸扣安装座10-2，在卸扣安装座10-2上安装有两组相对且对称设置的夹持油缸10-1；在夹持油缸10-1的伸出端连接有卸扣夹持块10-3，两组卸扣夹持块10-3相对设置，在两组卸扣夹持块10-3的相对面上均开设有v型槽口，在v型槽口内安装有钳块；还包括用于驱动卸扣安装座10-2转动一定角度的转动油缸10-4。
35.在钻机钻进过程中，当需要卸载钻杆时，旋转驱动装置6、卡盘结构7和进给驱动装置8共同作用，使得两个螺纹连接的钻杆连接段移动至卸扣装置10和扶正装置11之前，并由扶正油缸11-1和扶正油缸11-1配合夹抱住对应的钻杆、夹持油缸10-1和卸扣夹持块10-3配合夹抱住对应的钻杆，然后转动油缸10-4的活塞杆伸出，进而带动卸扣安装座10-2沿钻杆的回转中心转动一定的角度，进而拧开两个钻杆接头处的螺纹，完成上述操作后，卸扣夹持块10-3释放对钻杆的夹持，然后转动油缸10-4的活塞杆回缩使得卸扣安装座10-2复位，再配合旋转驱动装置6、卡盘结构7和进给驱动装置8反转至两个钻杆脱离，将脱离的钻杆转移贮存，反复重复上述的操作，进而完成钻杆的卸载。
36.如图1所示，为了同时储放多个钻杆，并将钻杆自动地装到钻机上，以节省人工，提高作业效率。在卸扣装置10和旋转驱动装置6之间设置有与进给导向座5相连接的装卸杆装置9。
37.进一步参见2，在本实施例中，装卸杆装置9包括翻转组件9-1，在翻转组件9-1上安装有开设有出料口9-3-7的储杆架组件9-3，在储杆架组件9-3上转动连接有装填转轴9-5，在装填转轴9-5上设置有用于存储多个钻杆的轮盘组件9-4，还包括在储杆架组件9-3上连接的转轴驱动件9-2，在本实施例中，转轴驱动件9-2包括液压马达，在液压马达的输出轴和装填转轴9-5之间安装有传动齿轮副。转轴驱动件9-2可驱动装填转轴9-5转动，进而带动装填转轴9-5以及其上连接的轮盘组件9-4同步转动，以变换轮盘组件9-4上的多组钻杆的位置。在本实施例中转轴驱动件6-5可进行正反转。
38.如图2所示，翻转组件9-1包括与进给导向座5相连接的翻转安装座9-1-2，翻转安装座9-1-2通过螺钉与进给导向座5进行可拆卸连接，以实现在必要的时候将装卸杆装置9拆除。在翻转安装座9-1-2上通过销轴铰接有翻转摆臂9-1-3，在翻转安装座9-1-2和翻转摆臂9-1-3之间铰接有翻转油缸9-1-1。其中，翻转油缸9-1-1的缸筒与翻转安装座9-1-2相铰接、活塞杆与翻转摆臂9-1-3相铰接。翻转油缸9-1-1的活塞杆回缩可带动翻转摆臂9-1-3摆动，进而带动储杆架组件9-3、装填转轴9-5和轮盘组件9-4整体朝向进给导向座5进行翻转，使得储杆架组件9-3上的出料口9-3-7翻转至钻杆的回转中心处。
39.如图2所示，储杆架组件9-3包括横向设置的环体连接杆9-3-4，在环体连接杆9-3-4的两端分别连接有转轴安装座9-3-1和第二约束环体9-3-5；还包括在转轴安装座9-3-1上固接的第一约束环体9-3-3。在第一约束环体9-3-3的外端面连接有第一封盖9-3-2，在第二约束环体9-3-5的外端面连接有第二封盖9-3-6。另外，装填转轴9-5的一端通过滚动轴承与转轴安装座9-3-1转动连接、另一端通过滚动轴承与第二封盖9-3-6转动连接。值得注意的是，出料口9-3-7开设在第一约束环体9-3-3和第二约束环体9-3-5的外周壁上，两个出料口9-3-7均与各自对应的约束环体的内部区域相连通；两个出料口9-3-7对应设置。
40.如图2所示，轮盘组件9-4包括在装填转轴9-5上键连接的分别位于第一约束环体9-3-3和第二约束环体9-3-5的内部区域的两组第一转盘9-4-1；还包括在装填转轴9-5上键连接的位于两组第一转盘9-4-1之间的多组间隔分布的第二转盘9-4-2。
41.在本实施例中，第一转盘9-4-1和第二转盘9-4-2结构一致，进一步参见图4，第一转盘9-4-1包括与装填转轴9-5键连接的法兰盘，在法兰盘上连接有轮盘本体，在轮盘本体上开设有多组用于放置钻杆的容杆槽9-4-3，容杆槽9-4-3呈环形阵列分布。第一转盘9-4-1和第二转盘9-4-2上的多组容杆槽9-4-3一一对应设置。多组容杆槽9-4-3用于共同存储钻杆。在实际的工作过程中，第一约束环体9-3-3和第二约束环体9-3-5用于约束钻杆的径向移动，使得钻杆只能够由出料口9-3-7处掉落至装卸杆装置9的外部。存储钻杆时，钻杆的两端分别位于第一约束环体9-3-3和第二约束环体9-3-5的内部区域中。
42.为了抓取由出料口9-3-7处掉出的钻杆，进而使得卡盘结构7能够精准的抓取该钻杆，如图2所示，装卸杆装置9还包括在储杆架组件9-3上连接的钻杆抓取组件9-7，进一步的，在储杆架组件9-3上安装有抓取架组件9-6，钻杆抓取组件9-7与抓取架组件9-6相连接。在第一约束环体9-3-3和第二约束环体9-3-5的外周壁上均设置有沿其径向延伸的安装臂部，安装臂部位于出料口9-3-7的上方；抓取架组件9-6与安装臂部相连接。抓取架组件9-6
5上连接的曲柄油缸(图未示)和到位油缸9-7-10共同作用，最终使得第一夹爪9-7-1和第二夹爪9-7-2移动至钻机的钻杆回转中心的上方，待卡盘结构7夹持钻杆后，钻杆抓取组件9-7释放钻杆。
50.钻杆抓取组件9-7释放钻杆后，再次启动翻转油缸9-1-1，翻转油缸9-1-1的活塞杆顶出，带动储杆架组件9-3朝向背离进给导向座5的方向翻转复位。在翻转复位前，通过第二约束环体9-3-5上连接的曲柄油缸(图未示)和到位油缸9-7-10调节第一夹爪9-7-1和第二夹爪9-7-2的位置，使得两个夹爪不会与卡盘结构7夹持的钻杆发生碰撞。
51.工作过程：在钻进过程中，旋转驱动装置6、卡盘结构7和进给驱动装置8带动钻杆旋转推进，当需要装填钻杆时，卡盘结构7释放旋入作业面内的钻杆，旋转驱动装置6回撤至不影响装卸杆装置9工作的位置，然后装卸杆装置9开始工作，以便于向卡盘结构7和卸扣装置10之间装填新的钻杆，装卸杆装置9的工作过程如前文，在此不再赘述；卡盘结构7夹持住新的钻杆后，旋转驱动装置6和进给驱动装置8带动新的钻杆旋转推进，在行进的过程中，新的钻杆的端部接近夹卸扣装置10，在卸扣装置10处与夹持在卸扣装置10上的上一钻杆的端部进行螺纹连接，当两个钻杆的邻近端部旋合紧固后，卸扣装置10松开，钻杆钻进，这样，依次往复直至钻进工作完成。