CN117927162A - 自动钻杆库及钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动钻杆库及钻机，自动钻杆库包括：外壳，具有容纳腔，外壳的宽度方向一侧设有与容纳腔连通的开口；链轮组件，安装于容纳腔内；链轮组件包括能循环转动的链条，链条设有多个用于安装钻杆的限位结构；取杆组件，安装于容纳腔内，并能沿外壳的宽度方向滑动，以夹持与外壳开口对齐的钻杆并将其推出外壳。钻机包括推进器，推进器设有支架，支架安装有绕自身轴线转动地翻转电机，自动钻杆库与翻转电机连接。根据本发明的自动钻杆库，通过将取杆组件内置于钻杆库内，能有效地减少空间占用，进而适用薄细矿体的狭窄开采场景；链轮组件、取杆组件和钻杆全部内置于外壳内，能有效地对设备进行保护，从而延长设备的使用寿命。

Description

自动钻杆库及钻机

技术领域

本发明涉及矿山设备技术领域，特别涉及一种自动钻杆库及钻机。

背景技术

天井钻机在钻孔作业时，由于钻孔深度远大于单根钻杆长度，因此需要通过不断接杆-钻孔，直至钻到所需深度为止。因此需要提供专门的钻杆库完成此项工作。目前一些薄细矿体开采存，采场狭小，采矿设备要对狭小空间具有很高的适应性，而现有的具有钻杆库的中深孔采矿台车，其钻杆库普遍采取原圆盘式钻杆库，圆盘式钻杆库的外形为圆柱形，钻杆在圆周上均匀排列存储；摆动式机械手位于圆盘式钻杆库的外部，机械手动作时需要额外占用钻杆库外面的空间，因此向上钻孔时，孔距巷体侧壁的距离（靠帮距）不能太小，因此无法适应薄细矿体的狭窄开采场景中。对于此种场景，目前一般是取消钻杆库以满足更小的靠帮距，由现场人工完成接卸杆操作，但人工接卸杆施工自动化程度低，工作条件恶劣，极大地提升了作业风险。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种自动钻杆库，能适应薄细矿体的狭窄开采场景，进而实现薄细矿体自动化地接卸杆，有效地提升了作业效率，并降低了作业风险。

本发明还提供一种具有上述自动钻杆库的钻机。

根据本发明第一方面实施例的自动钻杆库，包括：

外壳，具有容纳腔，所述外壳的宽度方向一侧设有与所述容纳腔连通的开口；

链轮组件，安装于所述容纳腔内；所述链轮组件包括能循环转动的链条，所述链条设有多个用于安装钻杆的限位结构；

取杆组件，安装于所述容纳腔内，包括夹持结构、第一驱动件和第二驱动件，所述夹持结构与所述第一驱动件连接，所述第一驱动件用于驱动所述夹持结构动作以夹持钻杆；所述第二驱动件用于驱动所述夹持结构沿所述外壳的宽度方向滑动，以将钻杆推出所述外壳。

根据本发明实施例的自动钻杆库，至少具有如下有益效果：

通过将取杆组件内置于钻杆库内，能有效地减少空间占用，进而适用薄细矿体的狭窄开采场景；链轮组件、取杆组件和钻杆全部内置于外壳内，能有效地对设备进行保护，从而延长设备的使用寿命。

根据本发明的一些实施例，所述取杆组件还包括安装板，所述夹持结构安装于所述安装板；所述第二驱动件与所述安装板连接，所述第二驱动件驱动所述安装板沿所述外壳的宽度方向滑动，进而带动所述夹持结构沿所述外壳的宽度方向滑动。

根据本发明的一些实施例，所述安装板设有导向套，所述容纳腔内设有导向杆，所述导向套滑动套设于所述导向杆。

根据本发明的一些实施例，所述第一驱动件安装于所述安装板。

根据本发明的一些实施例，所述第一驱动件为伸缩油缸，和/或，所述第二驱动件为伸缩油缸。

根据本发明的一些实施例，所述第一驱动件和所述第二驱动件均为伸缩油缸，所述第一驱动件的伸缩方向与所述第二驱动件的伸缩方向平行。

根据本发明的一些实施例，所述夹持结构包括第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪的中部与所述第二夹爪的中部铰接，所述第一夹爪的第一端设有第一凹槽，所述第二夹爪的第一端设有第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽相对设置，所述第一凹槽能与所述第二凹槽配合以形成供钻杆嵌入的夹持槽；

所述夹持结构还包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的第一端与所述第二连杆的第一端铰接，所述第一连杆的第二端与所述第一夹爪的第二端铰接，所述第二连杆的第二端与所述第二夹爪的第二端铰接；

所述第一驱动件的输出端与所述第一连杆的第一端铰接，所述第一驱动件的输出端动作能带动所述第一凹槽和所述第二凹槽相互靠近或远离。

根据本发明的一些实施例，所述链轮组件还包括主动链轮和从动链轮，所述链条套设于所述主动链轮和所述从动链轮外周，且所述主动链轮和所述从动链轮均与所述链条啮合；所述主动链轮连接有驱动其绕自身轴线转动的驱动装置，所述主动链轮转动能带动所述链条循环转动。

根据本发明的一些实施例，所述链条设有两条，两条所述链条沿所述外壳的长度方向间隔设置；所述取杆组件设置于两条所述链条之间。

根据本发明第二方面实施例的钻机，包括推进器和上述的自动钻杆库，所述推进器设有支架，所述支架安装有绕自身轴线转动地翻转电机，所述自动钻杆库与所述翻转电机连接。

根据本发明实施例的钻机，至少具有如下有益效果：

通过翻转电机来连接自动钻杆库，能实现自动钻杆库的翻转以使推进器获得最小的靠帮距，提高了钻机对狭小工作场景的适应性；由于本实施例的钻机包括上述的自动钻杆库，因此也至少具有自动钻杆库的全部有益效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一种实施例的自动钻杆库的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的自动钻杆库内部的装配示意图；

图3为本发明一种实施例的自动钻杆库的剖视图；

图4为图2中取杆组件的结构示意图；

图5为本发明另一种实施例的钻机具有最小靠帮距时的结构示意图；

图6为本发明另一种实施例的钻机取放钻杆时的结构示意图。

附图标号：

外壳100、容纳腔110、导向杆120；

链轮组件200、链条210、限位结构211、主动链轮220、主动轴221、从动链轮230、从动轴231、驱动装置240；

取杆组件300、夹持结构310、第一夹爪311、第二夹爪312、第一连杆313、第二连杆314、第一驱动件320、第二驱动件330、安装板340、中心轴341、导向套350；

推进器400、支架410、翻转电机420。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图4，本发明一种实施例的自动钻杆库，包括外壳100、链轮组件200和取杆组件300，外壳100具有容纳腔110，链轮组件200和取杆组件300均安装于容纳腔110内；目前的钻杆库一般为圆盘状，并需要在钻杆库的外部设置机械手以用于抓取钻杆，而本实施例中的外壳100如图1、图3所示，为扁平状，且取杆组件300内置于钻杆库内，因此能有效地减少空间占用，进而适用薄细矿体的狭窄开采场景；链轮组件200、取杆组件300和钻杆全部内置于外壳100内，能有效地对设备进行保护，从而延长设备的使用寿命。

在本发明的实施例中，外壳100的宽度方向一侧设有与容纳腔110连通的开口，开口的尺寸应当大于钻杆的尺寸，且应当能供取杆组件300出入；本实施例的链轮组件200包括能循环转动的链条210，链条210设有多个用于安装钻杆的限位结构211；取杆组件300能沿外壳100的宽度方向滑动，以夹持与外壳100开口对齐的钻杆并将其推出外壳100。具体的，参照图2、图3所示，链轮组件200还包括主动链轮220和从动链轮230，链条210套设于主动链轮220和从动链轮230外周，且主动链轮220和从动链轮230均与链条210啮合；主动链轮220连接有驱动其绕自身轴线转动的驱动装置240，主动链轮220转动能带动链条210循环转动。驱动装置240优选为电机，且优选为步进电机，驱动装置240并非是驱动链条210持续转动，而是转动设定的距离之后就停止转动，以确保始终有一根安装钻杆的位置与外壳100的开口处对齐，因此驱动装置240驱动链条210每次转动的设定距离与链条210上相邻限位结构211之间的间距相对应。

进一步的，链条210设有两条，两条链条210沿外壳100的长度方向间隔设置；取杆组件300设置于两条链条210之间。具体的，单条链条210上设置有多个限位结构211，多个限位结构211沿链条210的长度方向均匀间隔设置；两条链条210上均设有限位结构211，本实施例中的限位结构211为卡槽，以供钻杆卡入；两条链条210的限位结构211一一对应，从而使得安装于链条210上的多根钻杆能相互平行。

在本发明的实施例中，参照图1、图2所示，外壳100穿设有主动轴221和从动轴231，主动轴221沿外壳100的长度方向贯穿外壳100，主动轴221绕自身轴线转动地安装于外壳100，驱动装置240安装于外壳100，但设置于外壳100的外部。主动轴221上安装有两个主动链轮220，两个主动链轮220沿主动轴221的长度方向间隔设置，主动链轮220与主动轴221传动相连，主动轴221转动能带动主动链轮220同步转动；两条链条210分别绕设于两个主动链轮220上。从动轴231同样穿设于外壳100，但从动轴231设有两根，两根从动轴231共线设置，从动轴231与主动轴221沿外壳100的宽度方向间隔设置；两根从动轴231上均安装有从动链轮230，从动链轮230与从动轴231传动相连；两条链条210分别绕设于两个从动链轮230上。设置两个从动轴231是为了避免对取杆组件300造成干涉，同时也能进一步地缩小钻杆库的体积。

可以想到的是，本实施例中的限位结构211采用的是卡槽类的结构，但不仅限于采用卡槽类的结构，也可以根据实际的情况选择合适的限位结构211；也不仅限于采用链条210，也可以采用皮带等方式输送。

在本发明的实施例中，取杆组件300包括夹持结构310、第一驱动件320和第二驱动件330，夹持结构310与第一驱动件320连接，第一驱动件320用于驱动夹持结构310动作以夹持钻杆；第二驱动件330用于驱动夹持结构310沿外壳100的宽度方向滑动，以将钻杆推出外壳100。具体的，参照图2、图3所示，本实施例中的取杆组件300的将容纳腔110内的钻杆取出外壳100的方式如下：

1、确保有钻杆与外壳100的开口对齐，然后第二驱动件330动作，驱动夹持结构310朝外壳100的开口方向滑动至夹持钻杆位置；

2、第一驱动件320动作，驱动夹持结构310夹持钻杆；

3、第二驱动件330动作，将夹持结构310和钻杆输送出外壳100。

其中，步骤2和步骤3可以同时进行；取杆组件300将钻杆抓入外壳100内的顺序与将钻杆取出外壳100的顺序相反。

在本发明的实施例中，第一驱动件320为伸缩油缸，和/或，第二驱动件330为伸缩油缸，也即本实施例中可以是第一驱动件320为伸缩油缸，第二驱动件330不为伸缩油缸；或者第一驱动件320和第二驱动件330均为伸缩油缸；或者第一驱动件320不为伸缩油缸，第二驱动件330为伸缩油缸；或者第一驱动件320和第二驱动件330均不为伸缩油缸。本发明实施例中优选为第一驱动件320和第二驱动件330均为伸缩油缸，且第一驱动件320的伸缩方向与第二驱动件330的伸缩方向平行。第一驱动件320和第二驱动件330均为伸缩油缸的方案简单，技术成熟，且环境适应能力强。参照图2所示，第一驱动件320和第二驱动件330沿外壳100的长度方向平行间隔设置，将第一驱动件320和第二驱动件330平行设置能有效地降低外壳100的厚度，进而缩小钻杆库的体积，使其更适用狭窄的施工场景。

在本发明的实施例中，取杆组件300还包括安装板340，夹持结构310安装于安装板340；第二驱动件330与安装板340连接，第二驱动件330驱动安装板340沿外壳100的宽度方向滑动，进而带动夹持结构310沿外壳100的宽度方向滑动。具体的，参照图2、图3所示，本实施例设有两块安装板340，两块安装板340沿外壳100的长度方向平行间隔设置，夹持结构310设置于两块安装板340之间；两块安装板340之间设有中心轴341，中心轴341穿过两个安装板340，夹持结构310安装于中心轴341上。

进一步的，第一驱动件320同样是安装于安装板340，且是设置于两块安装板340之间；设置两个安装板340同样是能便于第一驱动件320的安装和维护，同时也能更好地使第一驱动件320水平伸缩。

在本发明的实施例中，安装板340设有导向套350，容纳腔110内设有导向杆120，导向套350滑动套设于导向杆120。具体的，参照图2所示，导向杆120设有两根，两根导向杆120分别设置于两块安装板340相背的一侧；两块安装板340均设有导向套350，两个导向套350分别套设于两根导向杆120上。导向杆120的长度延伸方向与外壳100的宽度方向平行。设置两根导向杆120和两块安装板340，能有效地提升夹持结构310滑动的稳定性。第二驱动件330的固定端与外壳100连接，活动端与其中一个导向套350或安装板340连接。

在本发明的实施例中，参照图4所示，夹持结构310包括第一夹爪311和第二夹爪312，第一夹爪311的中部与第二夹爪312的中部铰接，中心轴341穿过第一夹爪311和第二夹爪312的中部位置，第一夹爪311和第二夹爪312均能绕中心轴341转动。第一夹爪311的第一端设有第一凹槽，第二夹爪312的第一端设有第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽相对设置，第一凹槽和第二凹槽均为弧形槽，第一凹槽能与第二凹槽配合以形成供钻杆嵌入的夹持槽，夹持槽的尺寸与钻杆的尺寸接近。

进一步的，夹持结构310还包括第一连杆313和第二连杆314，第一连杆313的第一端与第二连杆314的第一端铰接，第一连杆313的第二端与第一夹爪311的第二端铰接，第二连杆314的第二端与第二夹爪312的第二端铰接；第一驱动件320的输出端与第一连杆313的第一端铰接，第一驱动件320的输出端动作能带动第一凹槽和第二凹槽相互靠近或远离。具体的，第一连杆313的第一端与第二连杆314的第一端是通过连接轴连接，连接轴依次穿过第一连接的第一端、第二连杆314的第一端和第一驱动件320的输出端，从而实现三者的连接。以第一驱动件320为伸缩油缸为例，第一驱动件320的输出端则为伸缩油缸的活动端。第一驱动件320的活动端伸出，则能带动第一连杆313和第二连杆314同步动作，进而带动第一夹爪311的第一凹槽和第二夹爪312的第二凹槽相互靠近以夹紧钻杆；第一驱动件320的活动端缩回，则能带动第一连杆313和第二连杆314同步动作，进而带动第一夹爪311的第一凹槽和第二夹爪312的第二凹槽相互远离以松开钻杆。

可以想到的是，本实施例的夹持结构310是为了配合水平伸缩的第一驱动件320而设计，此类的夹持结构310同样能有效地减少外壳100的厚度，进而缩小外壳100的体积。

参照图5、图6所示，本发明第二方面实施例的钻机，包括推进器400和上述的自动钻杆库，推进器400设有支架410，支架410安装有绕自身轴线转动地翻转电机420，自动钻杆库与翻转电机420连接。具体的，翻转电机420能带动自动钻杆库旋转，进而使得自动钻杆库具有取放位置和作业位置，图6所示的自动钻杆库是处于取放位置，图5所示的自动钻杆库是处于作业位置，当自动钻杆库处于取放位置时能通过取杆组件300取放钻杆，当自动钻杆库处于作业位置时推进器400500能获得最小的靠帮距，从而适用狭小工作场景；此外，由于本实施例的钻机包括上述的自动钻杆库，因此也至少具有自动钻杆库的全部有益效果，在此不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种自动钻杆库，其特征在于，包括：

外壳，具有容纳腔，所述外壳的宽度方向一侧设有与所述容纳腔连通的开口；

链轮组件，安装于所述容纳腔内；所述链轮组件包括能循环转动的链条，所述链条设有多个用于安装钻杆的限位结构；

取杆组件，安装于所述容纳腔内，包括夹持结构、第一驱动件和第二驱动件，所述夹持结构与所述第一驱动件连接，所述第一驱动件用于驱动所述夹持结构动作以夹持钻杆；所述第二驱动件用于驱动所述夹持结构沿所述外壳的宽度方向滑动，以将钻杆推出所述外壳。

2.根据权利要求1所述的自动钻杆库，其特征在于：所述取杆组件还包括安装板，所述夹持结构安装于所述安装板；所述第二驱动件与所述安装板连接，所述第二驱动件驱动所述安装板沿所述外壳的宽度方向滑动，进而带动所述夹持结构沿所述外壳的宽度方向滑动。

3.根据权利要求2所述的自动钻杆库，其特征在于：所述安装板设有导向套，所述容纳腔内设有导向杆，所述导向套滑动套设于所述导向杆。

4.根据权利要求2所述的自动钻杆库，其特征在于：所述第一驱动件安装于所述安装板。

5.根据权利要求1所述的自动钻杆库，其特征在于：所述第一驱动件为伸缩油缸，和/或，所述第二驱动件为伸缩油缸。

6.根据权利要求1所述的自动钻杆库，其特征在于：所述第一驱动件和所述第二驱动件均为伸缩油缸，所述第一驱动件的伸缩方向与所述第二驱动件的伸缩方向平行。

7.根据权利要求1所述的自动钻杆库，其特征在于：所述夹持结构包括第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪的中部与所述第二夹爪的中部铰接，所述第一夹爪的第一端设有第一凹槽，所述第二夹爪的第一端设有第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽相对设置，所述第一凹槽能与所述第二凹槽配合以形成供钻杆嵌入的夹持槽；

所述夹持结构还包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的第一端与所述第二连杆的第一端铰接，所述第一连杆的第二端与所述第一夹爪的第二端铰接，所述第二连杆的第二端与所述第二夹爪的第二端铰接；

所述第一驱动件的输出端与所述第一连杆的第一端铰接，所述第一驱动件的输出端动作能带动所述第一凹槽和所述第二凹槽相互靠近或远离。

8.根据权利要求1所述的自动钻杆库，其特征在于：所述链轮组件还包括主动链轮和从动链轮，所述链条套设于所述主动链轮和所述从动链轮外周，且所述主动链轮和所述从动链轮均与所述链条啮合；所述主动链轮连接有驱动其绕自身轴线转动的驱动装置，所述主动链轮转动能带动所述链条循环转动。

9.根据权利要求8所述的自动钻杆库，其特征在于：所述链条设有两条，两条所述链条沿所述外壳的长度方向间隔设置；所述取杆组件设置于两条所述链条之间。

10.一种钻机，其特征在于：包括推进器和如权利要求1至9任一项所述的自动钻杆库，所述推进器设有支架，所述支架安装有绕自身轴线转动地翻转电机，所述自动钻杆库与所述翻转电机连接。