[发明专利]一种智能换钻机器人

说明书

本发明公开的一种智能换钻机器人，涉及矿山机械技术领域。该换钻机器人包括机器人主体、设置于机器人主体下的行走机构以及设置于机器人主体上的电机、液压泵、电控柜、油箱和换钻机构；所述换钻机构包括用于盛放钻杆的钻杆库以及用于抓取钻杆的多自由度换钻机械手；所述多自由度换钻机械手通过回转支承转动安装于机器人主体上，在摆动油缸的驱动下实现多自由度转动，抓取钻杆。本发明公开的一种智能换钻机器人，采用摆动油缸和回转支承结合的方式驱动换钻机械手的关节进行换钻工作，结构紧凑，功率体积比大；且钻杆库安装在行走履带后端，实现存钻、运钻、装卸钻杆的一体化，降低工人劳动强度，提高井下换钻的自动化程度。

技术领域

本发明涉及矿山机械技术领域，具体涉及一种用于井下换钻的智能换钻机器人。

背景技术

随着煤矿开采深度和强度的增加，冲击地压越来越频繁，由此造成的损失也越来越大。目前，煤矿防冲的主要措施之一是在煤层中钻孔以释放煤层压力，常使用的卸压钻机大多利用螺旋钻杆对岩层钻孔进行卸压工作。

但是，由于所需要钻孔的深度大，需要的钻杆数量也多，这就使得需要多根钻杆首尾相连，打入煤壁，在一个钻孔结束后，还必须将钻杆一节节拉出，放入钻杆箱。由于地下施工的场所空间有限，目前卸压钻机的钻杆在拼接和拆卸时自动化程度低，工人劳动强度高，还必须在钻机工作区域附近工作，易发生事故。

因此，鉴于以上问题，有必要提出一种自动化程度高、便于远程控制操作的智能换钻机器人，以降低工人劳动强度，提高工作效率。

发明内容

根据本发明的目的提出的一种智能换钻机器人，包括机器人主体、设置于机器人主体下的行走机构以及设置于机器人主体上的电机、液压泵、电控柜、油箱和换钻机构；所述换钻机构包括用于盛放钻杆的钻杆库以及用于抓取钻杆的多自由度换钻机械手；所述多自由度换钻机械手通过回转支承转动安装于机器人主体上，在摆动油缸的驱动下实现多自由度转动，抓取钻杆。

优选的，所述钻杆库包括矩形管和钻杆摆放架，所述矩形管为对称设置的两个，所述钻杆库通过矩形管安装于机器人主体后方；所述钻杆摆放架安装于矩形管上方，底部设置有垂直于矩形管的若干加强板，所述钻杆摆放架其中一组对称设置的两侧边上对应设置有若干弧形凹槽，所述钻杆横置于凹槽内。

优选的，所述多自由度换钻机械手包括摆动油缸、安装座、大臂、小臂、L型连接板、T型连接板以及手爪；所述摆动油缸包括设置于安装座与大臂之间的第一摆动油缸、设置于大臂与小臂之间的第二摆动油缸、设置于小臂与L型连接板之间的第三摆动油缸、设置于L型连接板与T型连接板之间的第四摆动油缸以及设置于T型连接板和手爪之间的第五摆动油缸；所述安装座一端固定安装于回转支承输出法兰上，另一端与第一摆动油缸的安装法兰固定连接；所述大臂一端固定安装于第一摆动油缸的输出法兰上，另一端与第二摆动油缸的安装法兰固定连接；所述小臂一端固定安装于第二摆动油缸的输出法兰上，另一端与第三摆动油缸的安装法兰固定连接；所述L型连接板一端固定连接于第三摆动油缸输出法兰上，另一端与第四摆动油缸安装法兰固定连接，所述第四摆动油缸与第三摆动油缸垂直设置；所述T型连接板一端固定连接于第四摆动油缸输出法兰上，另一端与第五摆动油缸安装法兰固定连接，所述第五摆动油缸垂直于第三摆动油缸和第四摆动油缸设置；所述手爪固定连接于第五摆动油缸输出法兰上。

优选的，所述安装座于回转支承的驱动下进行360°回转，所述大臂、小臂、L型连接板、T型连接板以及手爪分别于其对应摆动油缸的驱动下进行180°旋转。

优选的，所述大臂包括第一连接筒、连接管和第二连接筒，第一连接筒与第二连接筒分别焊接于连接管的两端，所述第一连接筒与第一摆动油缸输出法兰固定连接，所述第二连接筒与第二摆动油缸安装法兰固定连接。

优选的，所述机器人还包括远程控制系统，所述远程控制系统包括控制平台、设置于机器人主体上的多个防爆摄像头、安装于回转支承和每一摆动油缸上用于测量每个关节转角的编码器以及电磁阀组。