一种凿岩台车用旋冲机构及旋冲机构加杆方法

申请号 CN201710740689.5 申请日 2017-08-25 公开(公告)号 CN107524409A 公开(公告)日 2017-12-29
申请人 中国铁建重工集团有限公司; 发明人 杨勇; 罗建利; 刘在政; 伍涛; 邹今检; 龚文忠; 黎鑫溢;
摘要 本 发明 提供一种凿岩台车用旋冲机构及旋冲机构加杆方法。凿岩台车用旋冲机构,包括旋冲 钻杆 、旋冲驱动件、放置待安装钻杆的钻杆库及设于旋冲钻杆与钻杆库之间的加杆 机械臂 ,加杆机械臂包括钻杆抓取爪和旋转 基座 ,钻杆抓取爪与旋转基座连接。旋冲机构加杆方法包括:将旋冲钻杆与旋冲驱动件分离;钻杆抓取爪抓取钻杆库内的待安装钻杆,抓取完成后,将待安装钻杆旋转至旋冲钻杆 位置 ,并与旋冲钻杆位于同一高度;将旋冲驱动件、旋冲钻杆连接并 锁 紧于安装钻杆的两端;松开钻杆抓取爪,并恢复至初始位置。本发明具有操作简单、工作效率及可靠性高等优点。
权利要求

1.一种凿岩台车用旋冲机构,包括旋冲钻杆、旋冲驱动件及放置待安装钻杆的钻杆库,其特征在于,还包括设于旋冲钻杆与钻杆库之间的加杆机械臂,所述加杆机械臂包括钻杆抓取爪和用于将抓取的待安装钻杆旋转至旋冲钻杆位置的旋转基座,所述钻杆抓取爪与旋转基座连接。
2.根据权利要求1所述的凿岩台车用旋冲机构,其特征在于,旋转基座与钻杆抓取爪之间设有调整钻杆抓取爪抓取位置的伸缩油缸。
3.根据权利要求1所述的凿岩台车用旋冲机构,其特征在于,所述旋冲钻杆与旋冲驱动件螺纹连接。
4.根据权利要求3所述的凿岩台车用旋冲机构,其特征在于,所述待安装钻杆的两端与旋冲钻杆及旋冲驱动件螺纹连接
5.根据权利要求1至4任意一项所述的凿岩台车用旋冲机构,其特征在于,还包括用于保证待安装钻杆旋转至与旋冲钻杆位于同一高度的旋转限位部件。
6.根据权利要求5所述的凿岩台车用旋冲机构,其特征在于,所述旋转限位部件为限位开关,所述限位开关连接有可发出停机指令给旋转基座的行程控制器
7.根据权利要求1至4任意一项所述的凿岩台车用旋冲机构,其特征在于,还包括加杆启动按钮、卸杆启动按钮、启闭控制器、旋冲驱动件电磁及加杆机械臂电磁阀,所述启闭控制器根据加杆启动按钮或卸杆启动按钮的按压信号向旋冲驱动件电磁阀及加杆机械臂电磁阀发出控制指令,以使加杆机械臂加杆或卸杆。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的凿岩台车用旋冲机构的加杆方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将旋冲钻杆与旋冲驱动件分离;
(2)钻杆抓取爪抓取钻杆库内的待安装钻杆,抓取完成后,将待安装钻杆旋转至旋冲钻杆位置,并与旋冲钻杆位于同一高度;
(3)将旋冲驱动件、旋冲钻杆连接并紧于安装钻杆的两端;
(4)松开钻杆抓取爪,并恢复至初始位置。
9.根据权利要求8所述的凿岩台车用旋冲机构的加杆方法,其特征在于,在步骤(2)中,采用旋转限位部件保证待安装钻杆旋转至与旋冲钻杆位于同一高度。
10.根据权利要求9所述的凿岩台车用旋冲机构的加杆方法,其特征在于,在步骤(2)中,于待安装钻杆与旋冲钻杆位于同一高度后,采用伸缩油缸将待安装钻杆移动至与旋冲钻杆同轴。

说明书全文

一种凿岩台车用旋冲机构及旋冲机构加杆方法

技术领域

[0001] 本发明涉及凿岩施工领域,尤其涉及一种凿岩台车用旋冲机构及旋冲机构加杆方法。

背景技术

[0002] 凿岩台车是隧道及地下工程采用钻爆法施工的一种凿岩设备。其能移动并可支持多台凿岩机同时进行钻眼作业。有的凿岩台车通过凿岩机达连接钻杆,通过驱动钻杆旋转、冲击实现对岩石的打孔破碎施工。通常情况下,一根钻杆即能满足钻孔深度要求,但在某些情况下需要进行更深空的钻进,此时,就需要进行钻杆加杆操作。现有的施工方式是采用人工将待加钻杆与原钻杆对接进行加杆操作,其耗时长、工作效率低,且工人劳动强度大,工作安全性低;同时,人工采用辅助机械手臂的方式,同样操作过程复杂、效率低、劳动强度大。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种操作简单、工作效率及可靠性高的凿岩台车用旋冲机构及旋冲机构加杆方法。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
[0005] 一种凿岩台车用旋冲机构,包括旋冲钻杆、旋冲驱动件及放置待安装钻杆的钻杆库,还包括设于旋冲钻杆与钻杆库之间的加杆机械臂,所述加杆机械臂包括钻杆抓取爪和用于将抓取的待安装钻杆旋转至旋冲钻杆位置的旋转基座,所述钻杆抓取爪与旋转基座连接。
[0006] 作为上述技术方案的进一步改进:
[0007] 旋转基座与钻杆抓取爪之间设有调整钻杆抓取爪抓取位置的伸缩油缸。
[0008] 所述旋冲钻杆与旋冲驱动件螺纹连接。
[0009] 所述待安装钻杆的两端与旋冲钻杆及旋冲驱动件螺纹连接
[0010] 还包括用于保证待安装钻杆旋转至与旋冲钻杆位于同一高度的旋转限位部件。
[0011] 所述旋转限位部件为限位开关,所述限位开关连接有可发出停机指令给旋转基座的行程控制器
[0012] 还包括加杆启动按钮、卸杆启动按钮、启闭控制器、旋冲驱动件电磁及加杆机械臂电磁阀,所述启闭控制器根据加杆启动按钮或卸杆启动按钮的按压信号向旋冲驱动件电磁阀及加杆机械臂电磁阀发出控制指令,以使加杆机械臂加杆或卸杆。
[0013] 一种上述所述的凿岩台车用旋冲机构的加杆方法,包括如下步骤:
[0014] (1)将旋冲钻杆与旋冲驱动件分离;
[0015] (2)钻杆抓取爪抓取钻杆库内的待安装钻杆,抓取完成后,将待安装钻杆旋转至旋冲钻杆位置,并与旋冲钻杆位于同一高度;
[0016] (3)将旋冲驱动件、旋冲钻杆连接并紧于安装钻杆的两端;
[0017] (4)松开钻杆抓取爪,并恢复至初始位置。
[0018] 作为上述技术方案的进一步改进:
[0019] 在步骤(2)中,采用旋转限位部件保证待安装钻杆旋转至与旋冲钻杆位于同一高度。
[0020] 在步骤(2)中,于待安装钻杆与旋冲钻杆位于同一高度后,采用伸缩油缸将待安装钻杆移动至与旋冲钻杆同轴。
[0021] 与现有技术相比,本发明的优点在于:
[0022] 本发明设置有加杆机械臂,加杆机械臂设于旋冲钻杆与钻杆库之间,加杆机械臂包括钻杆抓取爪和旋转基座,通过钻杆抓取爪抓取待安装钻杆,旋转基座将抓取的待安装钻杆旋转至旋冲钻杆位置即可实现钻杆加杆操作,使得钻杆加杆操作由加杆机械臂的自动操作替代了人工操作,实现了凿岩机加杆与卸杆的自动化控制,其操作简单,大大提供了工作效率及工作安全可靠性。本发明的旋冲机构加杆方法,同样具有上述优点。附图说明
[0023] 在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0024] 图1是本发明的结构示意图。
[0025] 图2是本发明的另一结构示意图。
[0026] 图3是本发明加杆机械臂的结构示意图。
[0027] 图4是本发明的控制流程图
[0028] 图5是本发明旋冲机构加杆方法的工步流程图。
[0029] 图6是本发明加杆机械臂的加杆过程示意图。
[0030] 图中各标号表示:
[0031] 1、旋冲钻杆;2、旋冲驱动件;3、钻杆库;31、待安装钻杆;4、加杆机械臂;41、钻杆抓取爪;42、旋转基座;43、伸缩油缸。

具体实施方式

[0032] 下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明,但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0033] 如图1至图3所示,本实施例的凿岩台车用旋冲机构,包括旋冲钻杆1、旋冲驱动件2、放置待安装钻杆31的钻杆库3,以及加杆机械臂4。加杆机械臂4设于旋冲钻杆1与钻杆库3之间,将待安装钻杆31加杆至旋冲钻杆1。加杆机械臂4包括钻杆抓取爪41和旋转基座42,其中,旋转基座42用于将抓取的待安装钻杆31旋转至旋冲钻杆1位置;钻杆抓取爪41与旋转基座42连接,并以旋转基座42为中心旋转。
[0034] 本发明设置有加杆机械臂4,加杆机械臂4设于旋冲钻杆1与钻杆库3之间,加杆机械臂4包括钻杆抓取爪41和旋转基座42,通过钻杆抓取爪41抓取待安装钻杆31,旋转基座42将抓取的待安装钻杆31旋转至旋冲钻杆1位置即可实现钻杆加杆操作,使得钻杆加杆操作由加杆机械臂4的自动操作替代了人工操作,实现了凿岩机加杆与卸杆的自动化控制,其操作简单,大大提供了工作效率及工作安全可靠性。
[0035] 在进一步的优选实施例中,旋转基座42与钻杆抓取爪41之间设有伸缩油缸43,伸缩油缸43伸缩可调整钻杆抓取爪41的抓取位置。伸缩油缸43的设置使得加杆机械臂4在钻杆库3和旋冲钻杆1均可有效抓取和放置待安装钻杆31,保证可加杆的可靠运行。
[0036] 本实施例中,旋冲钻杆1与旋冲驱动件2为螺纹连接,使得旋冲钻杆1与旋冲驱动件2可方便拆卸。本实施例中,待安装钻杆31的两端与旋冲钻杆1及旋冲驱动件2为螺纹连接,使得待安装钻杆31可方便有效的进行加杆操作。本实施例中,旋冲驱动件2为马达。
[0037] 本实施例中,凿岩台车用旋冲机构还包括旋转限位部件,旋转限位部件用于保证待安装钻杆31旋转至与旋冲钻杆1位于同一高度。本实施例中,旋转限位部件为限位开关,限位开关连接有可发出停机指令给旋转基座42的行程控制器。在其他实施例中,旋转限位部件也可为限制待安装钻杆31继续选择的限位凸起。
[0038] 如图4所示,在更进一步的实施例中,凿岩台车用旋冲机构还包括加杆启动按钮、卸杆启动按钮、启闭控制器、旋冲驱动件电磁阀及加杆机械臂电磁阀,启闭控制器根据加杆启动按钮或卸杆启动按钮的按压信号向旋冲驱动件电磁阀及加杆机械臂电磁阀发出控制指令,以使加杆机械臂4加杆或卸杆。具体的,当加杆启动按钮按压时,启闭控制器向加杆机械臂电磁阀和旋冲驱动件电磁阀发出控制指令,以使加杆机械臂4加杆;当卸杆启动按钮按压时,启闭控制器向加杆机械臂电磁阀和旋冲驱动件电磁阀发出控制指令,以使加杆机械臂4卸杆。
[0039] 本实施例中,启闭控制器为可编程控制器,旋冲驱动件电磁阀及加杆机械臂电磁阀为液压电磁阀。可编程控制器通过对每个液压电磁阀动作时间、速度、顺序的控制,即可实现加杆机械臂4的所有动作。譬如加杆机械臂4的旋转,加杆机械臂电磁阀的电流大小对应加杆机械臂4的旋转速度;机械臂电磁阀的得电时间对应加杆机械臂4的旋转时间;机械臂电磁阀的得电时机对应加杆机械臂4各个动作的顺序。本发明只需设置加杆启动按钮和卸杆启动按钮即可完成加杆机械臂4与旋冲驱动件2的动作控制,从而实现加杆或卸杆的自动操作。
[0040] 图5示出了上述所述的凿岩台车用旋冲机构的加杆方法的实施例,其包括如下步骤:
[0041] (1)将旋冲钻杆1与旋冲驱动件2分离;
[0042] (2)钻杆抓取爪41抓取钻杆库3内的待安装钻杆31,抓取完成后,将待安装钻杆31旋转至旋冲钻杆1位置,并与旋冲钻杆1位于同一高度;
[0043] (3)将旋冲驱动件2、旋冲钻杆1连接并锁紧于安装钻杆的两端;
[0044] (4)松开钻杆抓取爪41,并恢复至初始位置。
[0045] 本发明通过钻杆抓取爪41抓取待安装钻杆31,旋转基座42将抓取的待安装钻杆31旋转至旋冲钻杆1位置即可实现钻杆加杆操作,使得钻杆加杆操作由加杆机械臂4的自动操作替代了人工操作,实现了凿岩机加杆与卸杆的自动化控制,其操作简单,大大提供了工作效率及工作安全可靠性。
[0046] 本实施例中,在步骤(2)中,采用旋转限位部件保证待安装钻杆31旋转至与旋冲钻杆1位于同一高度。本实施例中,在步骤(2)中,于待安装钻杆31与旋冲钻杆1位于同一高度后,采用伸缩油缸43将待安装钻杆31移动至与旋冲钻杆1同轴。
[0047] 如图6所示,加杆机械臂4的具体加杆过程为:A、加杆机械臂4从初始位置准备旋转至钻杆库3中待安装钻杆31的位置;B、加杆机械臂4正在旋转;C、加杆机械臂4旋转到位后,钻杆抓取爪41打开;D、伸缩油缸43伸出使钻杆抓取爪41到达钻杆库3的钻杆位置;E、钻杆抓取爪41收紧,抓紧待安装钻杆31;F、伸缩油缸43缩回;G、加杆机械臂4旋转;H、加杆机械臂4正在转向旋冲钻杆1;I、加杆机械臂4旋转到与旋冲钻杆1位于同一高度后,伸缩油缸43伸出;J、旋冲驱动件2和旋冲钻杆1均与待安装钻杆31连接后,钻杆抓取爪41松开;K、伸缩油缸43缩回;L、钻杆抓取爪41锁紧;M、加杆机械臂4恢复至初始位置,此时加杆动作完成。同样的,卸杆动作为从后往前反向进行即可实现。
[0048] 虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
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