[发明专利]液动式煤矿钻车钻杆自动转移、装卸系统及工作方法

说明书

本发明公开了一种液动式煤矿钻车钻杆自动转移、装卸系统及工作方法，所述自动转移、装卸系统包括钻杆库、钻杆转移机构、钻杆装卸机构、液压控制阀和控制器；所述的钻杆库是在箱体中固定有V形的钻杆放置架；所述钻杆转移机构由机座、腰座、大臂、小臂、手腕、末端执行器和它们之间的各个驱动关节顺序连接组成；通过控制腰座转动、大臂摆动、小臂摆动、手腕摆动、连接梁转动及手爪抓取运动，实现从立体钻杆库中取出钻杆，然后转移到钻杆待装卸位置，最后完成钻杆装卸的全部工作流程。本发明与CMS1‑4500（55）型煤矿钻车相配合，可实现装卸钻杆的自动化。

技术领域

本发明涉及煤矿用的钻车，尤其涉及钻车的装卸钻杆系统。

技术背景

现有煤矿井下钻孔施工时，一般采用钻车，例如CMS1-4500（55）型煤矿钻车；目前的CMS1-4500（55）型煤矿钻车多为人工操作进行钻杆的装卸，操作劳动强度大，工况恶劣，极易引起操作工人安全事故。为改善上述状况，目前有与本申请有关的技术如下：

王东华2019年7月的授权专利“一种带有钻杆自动装卸功能的钻杆车”，如图1所示。该钻杆车采用一级、二级垂直主臂和水平横臂控制机械手的动作，实现对钻杆的抓取。该钻杆车为直角坐标式机械手，并且该钻杆车不适用于本发明专用液压钻车的钻杆装卸工作。

辛宇鹏2018年9月的授权专利“一种松软煤层瓦斯钻机自动装卸钻杆装置”，如图2所示，采用在前动力头和后动力头中间固定辅助夹持定位装置来实现自动连接钻杆。但该装置无钻杆转移机构。

赵忠贤2018年8月的授权专利“一种钻杆自动装卸装置”，如图3所示。该装置设计安装一个钻杆托辅器，将钻杆放入钻杆托辅器内，即可实现钻杆装卸。但该装置未涉及钻杆转移机构。

综上所述，现有文献中所设计钻杆装卸系统均不适用于CMS1-4500（55）型煤矿钻车的钻杆装卸工作。

发明内容

因此，本发明针对CMS1-4500（55）型煤矿钻车的特定结构尺寸与施工过程，提出了一种液动式煤矿钻车钻杆自动转移、装卸系统，同时提出了该系统的工作方法，从而提高钻孔施工自动化程度，减少工人的劳动强度，节约上钻时间，提高作业效率及煤矿生产的安全性。

技术方案：一种液动式煤矿钻车钻杆自动转移、装卸系统，包括钻杆库、钻杆转移机构、钻杆装卸机构、液压控制阀和控制器；所述钻杆装卸机构包括所述钻杆装卸机构包括动力头上的于夹紧钻杆的卡盘；其特征在于：

所述的钻杆库为存放钻杆的立体钻杆库，立体钻杆库安装于钻车车盘一侧后部，待抓取钻杆的放置方向与钻车行走方向相一致；所述立体钻杆库构造是，在箱体中固定有V形的钻杆放置架，简称V形架，V形架两翼用于放置钻杆，每个翼的底部两端分别设置有上挡块和下挡块，上挡块和下挡块下面分别设有驱动液压缸；在V形架正下方两端分别设有钻杆顶出缸，钻杆顶出缸的活塞杆顶端设有瓦套；工作原理是，驱动液压缸分别驱动上、下挡块顶出或缩回，以定位钻杆或释放钻杆至瓦套中，钻杆顶出缸伸出时举起钻杆供钻杆转移机构抓取。

进一步上述的瓦套表面设有缓冲橡胶垫。

所述钻杆转移机构安装于钻车车盘的立体钻杆库前面，由机座、腰座、大臂、小臂、手腕、末端执行器和它们之间的各个驱动关节顺序连接组成，用于从钻杆库中抓取钻杆并转移至钻车导轨末端；所述的驱动关节为液压马达，控制器通过控制各液压控制阀进而驱动各关节的运动。如以下所述的腰座回转马达、大臂摆动马达、小臂摆动马达、手腕摆动马达、连接梁回转马达。