钻机

申请号 CN201480066918.4 申请日 2014-12-03 公开(公告)号 CN105874151B 公开(公告)日 2017-10-17
申请人 卡特彼勒环球矿业扩展产品有限公司; 发明人 S·P·琼斯; W·A·弗尼斯; A·D·托尔米;
摘要 提供了一种钻机。所述钻机包括 机架 以及相对于彼此横向间隔地设置的一对 活塞 杆。该对 活塞杆 配置成沿着轴向方向相对于所述机架伸出和缩回。所述钻机包括安装到所述机架上的滑架单元。所述滑架单元包括相对于彼此横向间隔的一对滑 块 。该对滑块中的每个滑块包括设置在其中的轴向通道。所述滑架单元包括可滑动地设置在轴向通道的每一个中的 支撑 构件。所述滑架单元包括联接至所述支撑构件并设置在所述支撑构件之间的中心构件。所述中心构件配置成加固所述支撑构件。所述滑架单元包括相对于所述支撑构件纵向间隔的滑轨。所述钻机包括可滑动地安装在所述滑轨上的钻井单元。
权利要求

1.一种钻机,其包括:
机架
相对于彼此横向间隔地设置的一对活塞杆,所述一对活塞杆配置成沿着轴向方向相对于所述机架伸出和缩回;
安装至所述机架的滑架单元,所述滑架单元包括:
相对于彼此横向间隔地设置的一对滑,所述一对滑块中的每一个包括设置于其中的轴向通道;
支撑构件,其可滑动地设置在所述轴向通道的每一个中;
中心构件,其联接至所述支撑构件并设置在所述支撑构件之间,所述中心构件配置成加固所述支撑构件;以及
滑轨,其相对于所述支撑构件纵向间隔地设置;以及
钻井单元,其可滑动地安装在所述滑轨上;
所述支撑构件还包括联接至所述支撑构件的第一端的导向板以及联接至所述支撑构件的第二端的端板,其中,多个中心构件设置在一对支撑构件之间,在所述导向板和端板之间沿着轴向方向间隔。
2.根据权利要求1所述的钻机,其中,所述支撑构件中的每一个还包括槽,所述槽配置成在其间接纳所述中心构件。
3.根据权利要求1所述的钻机,其中,所述中心构件经由机械固件联接至所述支撑构件中的每一个。
4.根据权利要求1所述的钻机,其中,所述支撑构件中的每一个具有大致D形的横截面。
5.根据权利要求1所述的钻机,其中,所述导向板还包括一对孔,所述一对孔中的每一个配置成可滑动地接纳所述一对活塞杆中的每一个。
6.根据权利要求1所述的钻机,其还包括:
顶板,其联接至所述一对活塞杆的顶表面,所述顶板配置成基于所述一对活塞杆的伸出和缩回而沿着所述轴向方向移动。
7.根据权利要求1所述的钻机,其中,所述机架还包括:
第一歧管,其配置成可滑动地接纳所述一对活塞杆;
第二歧管,其相对于所述第一歧管轴向间隔地设置,所述第二歧管配置成可滑动地接纳所述一对活塞杆;以及
主歧管,其与所述第一歧管和所述第二歧管流体连通地设置,所述主歧管配置成向所述第一歧管和所述第二歧管提供流体。
8.根据权利要求7所述的钻机,其还包括:
在所述第一歧管和所述第二歧管之间延伸的一对汽缸,所述一对汽缸中的每一个配置成可滑动地接纳所述一对活塞杆中的每一个。
9.根据权利要求1所述的钻机,其中,所述滑架单元还包括配置成相对于所述机架提升和降低所述滑架单元的进给汽缸。
10.根据权利要求1所述的钻机,其还包括:
平移汽缸;
联接至所述平移汽缸的链条和滑轮单元;以及
联接至所述链条和滑轮单元的钻井单元,
其中,所述平移汽缸配置成沿着所述滑轨可滑动地移动所述钻井单元。
11.一种用于钻机的滑架单元,所述滑架单元包括:
相对于彼此横向间隔地设置的一对滑块,所述一对滑块中的每一个包括设置于其中的轴向通道;
支撑构件,其可滑动地设置在所述轴向通道的每一个中;以及
中心构件,其联接至所述支撑构件并设置在所述支撑构件之间,所述中心构件配置成加固所述支撑构件;
所述支撑构件还包括联接至所述支撑构件的第一端的导向板以及联接至所述支撑构件的第二端的端板,其中,多个中心构件设置在一对支撑构件之间,在所述导向板和端板之间沿着轴向方向间隔。
12.根据权利要求11所述的滑架单元,其中,所述支撑构件中的每一个还包括槽,所述槽配置成在其间接纳所述中心构件。
13.根据权利要求11所述的滑架单元,其中,所述中心构件经由机械紧固件联接至所述支撑构件中的每一个。
14.根据权利要求11所述的滑架单元,其中,所述支撑构件中的每一个具有大致D形的横截面。

说明书全文

钻机

技术领域

[0001] 本公开涉及一种钻机,并且更具体地涉及一种用于地层控制螺栓连接的钻机。

背景技术

[0002] 目前所使用的用于在矿井或隧道表面中钻孔和/或安装螺栓的钻机由液压和/或气动系统提供动。这种钻机可能需要一个或多个软管和/或导管来提供流体流,从而为钻机的各种部件提供动力。这些软管可能会增加整体重量、设计复杂度和钻机成本。此外,该钻机可以设置有用于为钻机提供支撑的一个或多个结构构件。在钻机操作期间,力和弯矩可能沿着各个方向作用于结构构件上。这可能导致结构构件上的极大的应力和应变,从而促使结构构件经受不利变形
[0003] 专利号为6,105,684的美国专利公开了对于锚杆机或顶锚安装设备的操作和构造的改进。该改进包括使得锚杆机被构造成其顶木、进料机架、进料载体及旋转单元的关键移动部件由杆套结构构成。这种结构使得能够保护表面。这种结构还包括间隔的杆套结构的零件,其使得动力单元能够容置在顶木和进料载体的范围之内。该间隔布置还向锚杆机提供了稳定性
[0004] 专利号为7,607,866的美国专利公开了一种用于将杆插入表面的螺栓连接设备和方法。该螺栓连接设备包括具有脚端及头端的底座。该螺栓连接设备包括能够从底座头端延伸并具有适于接触待钻表面的稳定杆端的至少一个稳定杆。该螺栓连接设备包括在底座脚端与稳定杆端之间附接至底座并适于夹住所述杆的机构。
[0005] 对于本领域的技术人员而言,说明书中对任何现有技术的引用并不认为或表明该现有技术在任何权限范围内构成公知常识的一部分或者能够合理地预期该现有技术应理解为、可视为相关技术和/或可与其它现有技术部分结合。发明内容
[0006] 在本公开的一个方面中,提供了一种钻机。所述钻机包括机架。所述钻机包括相对于彼此横向间隔地设置的一对活塞杆。所述一对汽缸杆配置成沿着轴向方向相对于所述机架伸出和缩回。所述钻机还包括安装至所述机架的滑架单元。所述滑架单元包括相对于彼此横向间隔地设置的一对滑。所述一对滑块中的每一个包括设置于其中的轴向通道。所述滑架单元包括可滑动地设置于轴向通道的每一个中的支撑构件。所述滑架单元还包括联接至所述支撑构件并设置在所述支撑构件之间的中心构件。所述中心构件配置成加固所述支撑构件。所述滑架单元还包括相对于所述支撑构件纵向间隔地设置的滑轨。所述钻机还包括可滑动地安装在所述滑轨上的钻井单元。
[0007] 在本公开的另一方面中,提供了一种用于钻机的滑架单元。所述滑架单元包括相对于彼此横向间隔地设置的一对滑块。所述一对滑块中的每一个包括设置于其中的轴向通道。所述滑架单元还包括可滑动地设置于轴向通道的每一个中的支撑构件。所述滑架单元还包括联接并设置在所述支撑构件之间的中心构件。所述中心构件配置成加固所述支撑构件。
[0008] 在本公开的又一方面中,提供了一种钻机。所述钻机包括机架。所述钻机包括相对于彼此横向间隔地设置的一对活塞杆。所述一对活塞杆配置成沿着轴向方向相对于所述机架伸出和缩回。所述钻机还包括安装至所述机架的滑架单元。所述滑架单元包括相对于彼此横向间隔地设置的一对滑块。所述一对滑块中的每一个包括设置于其中的轴向通道。所述滑架单元包括可滑动地设置在轴向通道的每一个中的支撑构件。所述支撑构件包括槽。所述滑架单元还包括容纳于所述槽内的中心构件。使用机械固件将所述中心构件联接至所述支撑构件。所述中心构件配置成加固所述支撑构件。所述滑架单元还包括相对于所述支撑构件纵向间隔地设置的滑轨。所述钻机还包括可滑动地安装在所述滑轨上的钻井单元。
[0009] 通过以下说明和附图,本公开的其它特征和方面将变得明显。

附图说明

[0010] 图1是根据本公开的一个实施例的钻机的透视图;
[0011] 图2是根据图1的实施例的钻机的后视图;
[0012] 图3是根据本公开的实施例的、示出了支撑构件和中心构件的钻机的局部透视图;
[0013] 图4是根据本公开的实施例的、沿着轴线A-A的钻机的顶视剖面图;
[0014] 图5是根据本公开的实施例的原始配置的钻机的透视图;
[0015] 图6是根据本公开的实施例的、示出了处于提升位置的顶板的钻机的透视图;
[0016] 图7是根据本公开的实施例的、示出了处于提升位置的滑架单元的钻机的透视图;
[0017] 图8是根据本公开的实施例的、示出了处于提升位置的钻井单元的钻机的透视图;以及
[0018] 图9是根据本公开的实施例的用于钻机的控制策略的流程图

具体实施方式

[0019] 在所有附图中将尽可能地使用相同的附图标记来指代相同或类似的部件。参照图1,示出了钻机100的透视图。钻机100可以配置用于钻孔和/或将岩层锚杆、锚定螺栓等安装到矿井的顶板、底板和/或肋板中。本领域的普通技术人员应当注意的是,钻机100可以配置成用于岩层控制螺栓连接并且可以包括诸如隧道、巷道等的应用。钻机100可以为独立设备或者可以安装在如下机器上,这些机器包括但不限于顶板锚栓安装机、长壁采掘机、隧道掘进机和连续采矿机。本领域的技术人员应注意的是,除了采矿之外,钻机100还可以应用在若干行业中,诸如建筑业。
[0020] 如图1所示,钻机100包括机架102。本领域的普通技术人员可以理解的是,机架102容纳顶木。机架102包括用于将钻机100安装至设备的方法。机架102包括可滑动地设置在机架102内的一对活塞杆104。因此,如图2所示,机架102包括用于可滑动地接纳一对活塞杆104的一对汽缸202,这将在稍后详细解释。
[0021] 参照图1,一对活塞杆104中的每一个相对于彼此沿横向103间隔地设置。一对活塞杆104配置成相对于机架102沿着轴向方向105伸出和缩回。一对活塞杆104可以由液压装置、气动装置、机电传动装置或其组合提供动力。在一个实施例中,可以分别地或同时地向一对活塞杆104中的每一个提供动力。在另一实施例中,可以向一对活塞杆104中的任何一个提供动力。在这种情形下,一对活塞杆104中的另一汽缸可以充当虚拟汽缸,从而为顶板106提供导向、稳定性和/或对准,这将在稍后详细解释。如图1所示,一对活塞杆104中的每一个具有圆形横截面。在其它实施例中,一对活塞杆104中的每一个可以具有任何其它横截面构造,诸如,多边形横截面、椭圆形横截面等。
[0022] 图2示出了根据图1的实施例的钻机100的后视图。钻机100包括设置在机架102上的主歧管204、第一歧管206和第二歧管208。主歧管204包括第一部分210和第二部分212。第一部分210和第二部分212相对于彼此沿横向103间隔。第一歧管206和第二歧管208设置在主歧管204的第一部分210与第二部分212之间,并且相对于彼此沿轴向方向105间隔。第一歧管206和第二歧管208流体联接至主歧管204的第一部分210和第二部分212。第一歧管206和第二歧管208配置成可滑动地接纳一对活塞杆104。主歧管204配置成为第一歧管206和第二歧管208提供流体,以向一对活塞杆104提供动力。此外,主歧管204、第一歧管206和第二歧管208可以包括用于在主歧管204、第一歧管206和第二歧管208之间提供通道和/或对流体流动的控制的一个或多个通路、密封件轴承和/或(未示出)。
[0023] 钻机100包括在第一歧管206与第二歧管208之间延伸的一对汽缸202。所述一对汽缸202中的每一个配置成可滑动地接纳一对活塞杆104之一。一对汽缸202的配置对应于一对活塞杆104的配置。更具体地,这些配置可以对应以使得一对活塞杆104的外表面可以与一对汽缸202的内表面一致。汽缸202可以形成为单个一体部件以共同可滑动地接纳一对活塞杆104。在另一实施例中,一对汽缸202中的每个汽缸可以由配置成独立地且可滑动地接纳一对活塞杆104中的每一个的两个或更多个单独部分构成。在又一实施例中,汽缸202可以为第一歧管206、第二歧管208和/或主歧管204的一体部分。此外,一对汽缸202可以高精度地联接至第一歧管206和第二歧管208和/或主歧管204,以在其间传输用于对一对活塞杆104提供动力所需的流体。
[0024] 参照图1,一对活塞杆104包括联接至一对活塞杆104的顶表面的顶板106。顶板106配置成基于一对汽缸盖104的伸出和缩回沿着轴向方向105移动。因此,顶板106可以分别定位成处于提升位置或下降位置。在钻机100的操作期间,包括主歧管204、第一歧管206和第二歧管208的机架102和汽缸202保持静止,而顶板106配置成倚靠矿井的顶部或肋部。因此,顶板106可以分别在钻井和锚固操作期间对钻杆107和/或岩层锚杆(未示出)提供支撑。
[0025] 在一个实施例中,顶板106可以包括由液压式、气动式或液压式装置操作的一个或多个抓持构件(未示出),诸如卡爪、钩子、棘爪等。抓持构件可以配置成在钻机100操作期间抓持钻杆107和/或岩层锚杆。在该实施例中,一对活塞杆104中的每个活塞杆或任何一个活塞杆可以包括轴向地设置在相应活塞杆104内的内孔(未示出)。内孔可以在抓持构件与主歧管204、第一歧管206和/或第二歧管208之间提供流体连通,从而向抓持构件提供流体并提供动力。
[0026] 钻机100包括安装至机架102的滑架单元108。滑架单元108包括端板110。端板110配置成为滑架单元108提供底座。滑架单元108还包括导向板112。导向板112相对于端板110沿着轴向方向105间隔。导向板112包括一对孔114。一对孔114中的每个孔配置成可滑动地接纳一对活塞杆104的每个活塞杆。因此,导向板112配置成沿着一对活塞杆104沿轴向方向105平移。
[0027] 导向板112包括设置在一对孔114中的任何一个孔或每个孔之上的衬套116。更具体地,衬套116具有中空配置,该中空配置具有对应于相应活塞杆104的外径的内径。因此,衬套116可以独立地在相应活塞杆104上滑动。衬套116可以固定地附接至导向板112或者可以相对于导向板112独立地在活塞杆104上滑动。衬套116配置成引入间隙,并且在钻机100的操作期间防止导向板112与顶板106之间的表面接触。
[0028] 滑架单元108包括在端板110和导向板112之间延伸的一对支撑构件118。一对支撑构件118中的每个支撑构件设置在滑架单元108上并且沿着轴向方向105延伸。一对支撑构件118中的每个支撑构件相对于彼此沿着横向方向103间隔。设置一对支撑构件118,使得导向板112联接至一对支撑构件118的第一端120,并且使得端板110联接至一对支撑构件118的第二端122。一对支撑构件118中的每个支撑构件配置成支撑滑架单元108。如图4所示,一对支撑构件118的每个支撑构件具有基本上D形的横截面。在另一实施例中,一对支撑构件118的每个支撑构件可以具有任何其它构造,诸如多边形横截面、椭圆形等。在又一实施例中,可以在一对支撑构件118的每个支撑构件上设置耐磨涂层
[0029] 滑架单元108包括一对滑块124。一对滑块124中的每个滑块设置在机架102上并沿着轴向方向105延伸。一对滑块124中的每个滑块相对于彼此沿着横向方向103间隔。更具体地,一对滑块124可以固定地联接至主歧管204的第一部分210和第二部分212。如图4所示,一对滑块124中的每个滑块包括设置于其中的轴向通道402。轴向通道402配置成可滑动地接纳支撑构件118。一对滑块124中的每个滑块包括设置于相应轴向通道402内的一对支撑构件118中的每个。
[0030] 图3示出了根据本公开的实施例的钻机100的透视图,其示出了滑架单元108的一部分。本公开涉及设置在一对支撑构件118之间的中心构件302。中心构件302可以沿着轴向方向105在导向板112和端板110之间延伸。如附图所示,中心构件302为单个部件。在另一实施例中,中心构件302可以为设置在一对支撑构件118之间的多件式部件。在这种情形下,多个中心构件302可以设置在一对支撑构件118之间,在导向板112和端板110之间沿着轴向方向105间隔。
[0031] 如图3和4所示,中心构件302包括两个外围部分403和设置在外围部分403之间的中间部分405。外围部分403与一对支撑构件118联接。中间部分405的宽度可以小于每个外围部分403的宽度。此外,可以在中间部分405和外围部分403之间的界面处设置嵌边。如上所述,中心构件302的各种细节在本质上仅是示例性的,并且中心构件302可以为本公开范围内的任何替代形状。例如,中心构件302可以具有恒定宽度的矩形横截面。
[0032] 图4示出了根据本公开的实施例的沿着轴线A-A(图2所示)的钻机100的顶视剖面图。一对支撑构件118中的每一个均包括轴向地设置在支撑构件118的外表面上的槽404。槽404配置成至少部分地且可滑动地接纳中心构件302的外围部分403。外围部分403的较大宽度会增大槽404与外围部分403之间的接触面积,由此确保中心构件302与一对支撑构件118之间的稳固联接。此外,使用一个或多个机械紧固件410将中心构件302固定地联接至一对支撑构件118中的每一个。机械紧固件410沿着横向方向103设置在中心构件302和一对支撑构件118的每一个之间。机械紧固件410包括但不限于以下任何一个或其组合:螺杆、螺栓、铆钉等。中心构件302可以由任何金属或合金通过任何已知的制造工艺(诸如铸造锻造等)制成。中心构件302配置用于为一对支撑构件118提供加固并由此提供结构刚度,以抵抗弯曲、扭曲、翘曲或其它结构变形。中心构件302与一对支撑构件118的组合使得滑架单元108和(之后解释的)钻井单元128在操作期间在轴向和扭转负荷下对准。
[0033] 参照图1,滑架单元108包括相对于一对支撑构件118中的每个沿着纵向方向127间隔的一对滑轨126。此外,一对滑轨126中的每个相对于彼此沿着横向方向103间隔地设置于滑架单元108上。一对滑轨126在导向板112和端板110之间延伸并且固定地联接于其上。一对滑轨126中的每个滑轨均具有圆形横截面。在另一实施例中,一对滑轨126中的每个滑轨均具有任何其它构造,诸如多边形横截面、椭圆形等。一对滑轨126配置成将钻井单元128可滑动地安装于其上,该钻井单元128将在下文详细解释。
[0034] 参照图4,滑架单元108还包括进给活塞杆406。进给活塞杆406设置在设置于钻机100的机架102中的进给汽缸408内。进给活塞杆406轴向地定位在机架102内并且在端板110与导向板112之间延伸。进给活塞杆406可以被液压地、气动地或机械地操作。因此,在一个实施例中,进给汽缸408可以流动地联接至主歧管204、第一歧管206和/或第二歧管208,以接纳用于为进给活塞杆406提供动力的流体。可替代地,在另一实施例中,进给活塞杆406可以由独立的动力源提供动力。进给活塞杆406可以配置成基于进给活塞杆406在进给汽缸
408内的伸出和缩回而相对于机架102提升或降低滑架单元108。在一个实施例中,进给活塞杆406可以独立于一对活塞杆104被致动。
[0035] 在操作过程中,当顶板106基于一对活塞杆104的伸出而处于提升位置时,进给活塞杆406可以将滑架单元108伸出并定位在提升位置中,以使得导向板112可以基本上更靠近地置于顶板106并在其下方。此外,当顶板106仍处于提升位置时,进给活塞杆406可以将滑架单元108缩回并定位在下降位置中,以使得导向板112可以现在基本上远离顶板106静止。另外,当滑架单元108处于下降位置时,一对活塞杆104可以缩回,以使得顶板16可以定位于下降位置。在下降位置中,顶板106可以基本上更靠近地置于导向板112并在其上方。
[0036] 参照图1,钻机100包括钻井单元128,钻井单元128配置成利用钻杆107实施钻进和/或将岩层锚杆栓接在矿井的顶板和/或肋部。钻井单元128可以是本领域已知的任何常规钻井单元。例如,钻井单元128可以包括双速驱动单元。钻井单元128可以包括钻头夹盘(未示出)和螺栓插口(未示出)。钻头夹盘可以配置成将钻杆107可移除地保持在其中。螺栓插口可以配置成将岩层锚杆、锚定螺栓和/或任何其它类型的螺栓保持在其中。钻头夹盘和螺栓插口可以共轴地安装。钻头夹盘和螺栓插口可以永久地联接至电机(未示出)并且由该电机同时驱动。在一个实施例中,电机可以是液压电机。钻头夹盘可以由电机直接驱动。螺栓插口可以由电机经由用于提供减速和转矩倍增的减速行星齿轮箱(未示出)进行驱动。在另一实施例中,钻井单元128还可以包括单速驱动单元。在这种情况下,可以通过基于是否正在执行钻进或栓接操作调节电机的输出来致动钻井单元128。
[0037] 钻井单元128可以包括冷却装置(未示出)。冷却装置可以包括用于钻井单元128中的冷却剂的流动和/或控制的一个或多个阀、端口、通道等。在一个实施例中,钻杆107可以包括轴向孔(未示出)。冷却装置可以配置成通过轴向孔向钻杆107的末端提供冷却剂,以在钻孔操作期间对该末端和/或去除的切屑进行冷却。冷却剂还可以从钻孔冲洗掉切屑。
[0038] 此外,钻机100包括安装在端板110上的平移汽缸130。参照图4,平移汽缸130包括汽缸筒132、内杆134和活塞杆802(图8中示出)。更具体地,内杆134和活塞杆802沿着轴向方向105以相对的配置设置在汽缸筒132内。内杆134固定地联接至导向板112。活塞杆802固定地联接至端板110。汽缸筒132配置成在内杆134和活塞杆802上滑动和平移。平移汽缸130可以是液压式、气动式或机电式操作的汽缸。因此,汽缸筒132、内杆134和/或活塞杆802可以包括用于平移汽缸130的致动所需要的流体的密封、流动和/或控制的一个或多个密封件、压盖、通道、储液池等。
[0039] 参照图4,钻机100还包括在端板110之间且至少部分地沿着平移汽缸130的长度延伸的链条和滑轮装置136。更具体地,链条和滑轮装置136包括联接至平移汽缸130的第一端140的第一组滑轮138和联接至平移汽缸130的第二端142的第二组滑轮804(图8中示出)。链条和滑轮装置136包括在第一组滑轮138和第二组滑轮804上延伸的一组链条144。此外,该组链条144在至少一点处附接至中心构件302且在另一点处附接至钻井单元128。基于平移汽缸130的伸出和缩回,该组链条144在第一组滑轮138和第二组滑轮804上旋转,使得钻井单元128沿着一对滑轨126相对于端板110可滑动地升降。在操作期间,如图1所示,在汽缸筒
132的下降位置,汽缸筒132可以包围活塞杆802,并且可以露出内杆134。因此,钻井单元128处于下降位置并且置于端板110附近。如图8所示,在汽缸筒132的提升位置,汽缸筒132可以包围内杆134,并且可以露出活塞杆802。因此,钻井单元128处于提升位置并且远离端板110置于导向板112附近。
[0040] 钻机110可以设置有操作者接口(未示出)。操作者接口可以配置成提供用于操作钻机100的物理控制装置。在一个实施例中,钻机100可以具有全手动的操作模式。在这种情形下,可能需要操作者手动地控制钻机100的各功能。因此,操作者接口可以设置有用于控制钻机100的各种功能的机械操作杆、旋钮等。在另一实施例中,钻机100可以具有全自动的或半自动的操作模式。应注意的是,在这样的实施例中,操作模式可以在全自动操作模式、半自动操作模式和/或手动操作模式之间互换。在这种情形下,可能需要操作者以半自动模式手动地控制钻机100的选定功能。在自动模式下,钻机100可以配置成自动地执行钻机100的功能。因此,操作者接口可以设置有用于在半自动操作模式和自动操作模式之间进行切换和/或在半自动模式下控制钻机100的选定功能的机电操作杆、开关、控制杆、旋钮等。在另一实施例中,可以从远离钻机100的位置以全自动操作模式、半自动操作模式和/或手动操作模式中的任意一种模式远程操作钻机100。
[0042] 本公开涉及一种钻机100。钻机100可以用于钻孔和/或将螺栓安装到矿井的顶板、肋部和/或地板上。钻机100可以为独立设备或者可以安装在如下机器上,这些机器包括但不限于顶板锚栓安装机、长壁采掘机、隧道掘进机和连续采矿机。除了采矿之外,钻机100还可以应用在若干行业中,诸如建筑业。
[0043] 钻机100包括中心构件302。中心构件302在一对支撑构件118中的每个支撑构件之间延伸并固定地附连在其间。中心构件302的这种配置为一对支撑构件118提供结构刚度以在钻机100的操作期间抵抗不期望的弯曲、扭转、翘曲、不对准等。
[0044] 与机架102为具有设置有用于接收一对活塞杆104的孔的一个或多个歧管的单个部件的实施例相比,钻机100包括主歧管204、第一歧管206、第二歧管208和一对汽缸202作为独立部件。这提供了机架102、歧管和一对汽缸202的模块化构造。该模块化构造可以提供钻机100的改进的使用可靠性。此外,在主歧管204、第一歧管206、第二歧管208和/或一对汽缸202磨损和撕裂的情况下,与一体构造情形下更换整个机架102相比,该模块化构造可以仅对钻机100的可能经受了磨损和撕裂那些部件提供更换。此外,该模块化构造可以提供钻机100的构造和维护总成本的实质性降低。
[0045] 该模块化构造还形成流体流动的内部通道以用于对钻机100的各个部件提供动力。这提供了用于原动力的流体供应所需的软管数量的降低。此外,设置在一对活塞杆104中的内孔消除了对用于为抓持构件提供动力的附加软管的需要。
[0046] 钻机100包括设置在一对活塞杆104中的每一个或任何一个上的衬套116。衬套116可以防止钻机100的操作期间导向板112与顶板106之间的接触。当导向板112和顶板106可能变得彼此靠近时,这可以防止在导向板112与顶板106之间放置不希望的物体。
[0047] 参照图9,示出了用于钻机100的控制策略900的流程图。现在将参照图5-图8描述控制策略900。首先,如图5所示,钻机100处于原始配置。因此,顶板106、导向板112、滑架单元108和钻井单元128可以处于相应的下降位置。在步骤902,经由操作者接口来接收操作者输入以操作钻机100。在步骤904,一对活塞杆104可以被致动至提升位置。基于一对活塞杆104的致动,如图6所示,顶板106可以定位于提升位置。
[0048] 在步骤906,进给活塞杆406可以被致动至提升位置。基于进给活塞杆406的致动,如图7所示,滑架单元108(包括钻井单元128)从下降位置定位至提升位置。在步骤908,平移汽缸130被致动至提升位置。基于进给活塞杆406的致动,如图8所示,钻井单元128从下降位置定位至提升位置。
[0049] 应注意的是,本文所公开的控制策略900仅是示例性的,并且可以根据系统设计和需求而变化。例如,基于所需操作,钻机100的各种元件可以定位于提升位置、下降位置和/或相对于彼此的中间位置。此外,在一个实施例中,控制策略900可以配置用于钻机100的全自动操作。在这种情况下,钻机100可以基于一个或多个操作者输入自动地执行所需操作。例如,操作者输入可以包括指示启动或停止钻机100的输入。在另一实施例中,控制策略900可以配置用于钻机100的半自动操作。在这种情况下,钻机100可以基于一个或多个操作者输入来自动地执行至少一部分所需操作,且至少一部分所需操作可以由操作者来控制。例如,钻机100元件的提升和降低可以自动地执行,但操作的速度可以由操作者手动地控制。
[0050] 虽然已参照上述实施例特别示出并描述了本公开的多个方面,但本领域的技术人员将理解,在不背离所公开的精神和范围的情况下,通过修改所公开的机器、系统和方法可以设想到各种附加实施例。这些实施例应当理解成落在基于所附权利要求和任何其等效物所确定的本公开的保护范围内。
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