一种具有换钎装置的伸缩臂露天凿岩钻车

1.一种具有换钎装置的伸缩臂露天凿岩钻车，包括驾驶室（35）、底盘总成、推进器总成、伸缩臂、换钎装置（30）、凿岩机（31）、控制系统和动力及气控系统（36）；其特征在于所述伸缩臂包括托架（20）、补偿缸（21）、摆角缸（22）、拐臂（23）、连杆（24）、摆动臂（25）、摆动缸（26）、举臂缸（28）、侧摆缸（29）和延伸缸（27），延伸缸（27）的缸体上固定有两块托架（20），延伸缸（27）的一端水平铰接在臂座上，延伸缸（27）的另一端分别铰接拐臂（23）和摆动臂（25），拐臂（23）的另一端固定连接补偿缸（21），摆动臂（25）的另一端与固定在拐臂（23）上的连杆（24）销接，固定在延伸缸（27）前端的摆动缸（26）连接摆动臂（25）与连杆（24）的连接点，摆角缸（22）的一端销接在拐臂（23）与延伸缸（27）连接处一侧，另一端与延伸缸（27）的末端销接，举臂缸（28）和侧摆缸（29）分别安装在延伸缸（27）的下方和侧方；
其整体连接关系为：驾驶室（35）安装在底盘总成的驾驶室底板（37）上，驾驶室（35）内设置控制系统，控制系统与动力及气控系统（36）相连接，控制系统的操作和显示终端为液晶显示屏，伸缩臂的伸缩长度、俯仰角度、偏摆角度、推进梁（7）的延伸量、驾驶室（37）的俯仰角度及凿岩机的动作控制均由控制系统控制；伸缩臂的臂座（38）固定安装在驾驶室的前端，推进梁（7）与伸缩臂通过补偿缸（21）上的托架（20）滑动配合安装，托架（20）上的滑槽套装在推进梁（7）的双边折弯结构内，补偿缸（21）的伸缩端固定连接在推进梁（7）上，补偿缸（21）的伸缩可实现推进梁延伸补偿；两只机械手（11）通过各自的固定支架（1）固定在推进梁（7）上并位于传动杆（13）的下方，卡钎器（16）固定安装在推进梁（7）上并位于钎库下支架（12）一侧，扑尘罩（18）通过连接板（17）固定在推进梁（7）的下端，凿岩机固定在推进梁（7）的上端，凿岩机钎尾的中心与卡钎器（16）和扑尘罩（18）的中心轴线重合。
2.如权利要求1所述的伸缩臂露天凿岩钻车，其特征在于所述底盘总成包括车架平台（34）、驾驶室底板（37）、履带总成（32）和调平缸（33），履带总成（32）分别位于车架平台（34）的两侧，履带总成（32）上各安装一个调平缸（33）与车架平台（34）的支点连接，以控制车架平台（34）在水平面的俯仰角度，车架平台（34）上还安装有驾驶室底板（37）。
3.如权利要求1所述的伸缩臂露天凿岩钻车，其特征在于所述推进器总成包括推进梁（7）、减速机（39）、链轮（40）、链条（41）、凿岩机托板（42）、凿岩机滑板（44）和链条张紧器（43）；其中推进梁（7）的外缘为双边折弯凹形等腰梯形结构，内部为空心腔体，两个链轮（40）和一根链条（41）安装在推进梁（7）内部构成闭环的链条传动，外部的减速机（39）为链条传动提供动力，凿岩机滑板（44）通过链条张紧器固定在链条上，凿岩机滑板（44）由其边缘安装的V型滑块与推进梁（7）的外缘滑动配合，凿岩机（31）固定安装在凿岩机托板（43）上，链条（41）的移动带动凿岩机（31）在推进梁（7）上往复滑动。
4.如权利要求1所述的伸缩臂露天凿岩钻车，其特征在于所述换钎装置包括两只机械手（11）、钎库下支架（12）、传动杆（13）、转动板（14）、钎库上支架（15）和卡钎器（16），其中机械手（11）包括固定支架（1）、转轴座（2）、转动架（3）、钎夹体（5）、摆动缸（6）和夹紧缸（8），转动架（3）固定在转轴座（2）上，转轴座（2）由销轴Ⅰ（4）销接在对称布置的两个固定支架（1）之间；转动架（3）上方的矩形槽内安装夹紧缸（8）、夹紧缸（8）的前端通过销轴Ⅲ（10）与钎夹体（5）连接，钎夹体（5）与转动架（3）前端的结构组成钎杆的夹持面，夹紧缸（8）的后端通过销轴Ⅱ（9）固定在转动架（3）上方的矩形槽内，摆动缸（6）设置在转动架（3）的外侧，摆动缸（6） 后端通过销轴Ⅳ（19）连接在固定支架（1）上；钎库下支架（12）和钎库上支架（15）固定在推进梁（7）上，钎库下支架（12）和钎库上支架（15）之间连接传动杆（13），传动杆（13）由钎库上支架（15）上的摆线液压马达驱动旋转，传动杆（13）上靠近钎库下支架（12）一侧固定转动板（14），转动板（14）上的凹槽用于存放钎杆。
5.如权利要求4所述的伸缩臂露天凿岩钻车，其特征在于所述转动板（14）上装有检测角度位置的角度传感器。
6.如权利要求1所述的伸缩臂露天凿岩钻车，其特征在于所述动力及气控系统（36）包括空气压缩机、散热器、汽水分离器、集尘器、发动机、空压机和液压泵，整体集成安装在驾驶室后部舱体空间内，为车体提供动力和操控源。

一种具有换钎装置的伸缩臂露天凿岩钻车 \n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种凿岩钻车，尤其涉及一种带伸缩臂的凿岩钻车，属于液压凿岩设备技术领域。 \n背景技术\n[0002] 目前高速钻孔机械在其它发达国家已广泛用于部队及各民用领域，我国近两年在民用方面的应用也越来越广泛，在交通、能源、矿山、地质灾害治理、城市建设等领域，用于开挖隧道、开挖运河、矿山开采、建造地下洞室等工程。 \n[0003] 挖掘机型式液压切削钻机用于浅孔有效作业，但系统总体设计简单，从而造成工作效率不高，同时在工作时对岩层硬度适应性差，也不具备侧摆机构，钻孔范围也受到限制，动臂通常设置在钻机尾部，工作或移动时重心不稳，也不具备垂直或向上钻孔的功能。 实用新型内容\n[0004] 本实用新型提供一种具有换钎装置的伸缩臂露天凿岩钻车，伸缩臂采用托架结构设计，使推进梁摆动非常灵活，推进梁延伸补偿的长度为1000mm，减小了钻车运输尺寸。 [0005] 一种具有换钎装置的伸缩臂露天凿岩钻车，包括驾驶室、底盘总成、推进器总成、伸缩臂、换钎装置30、凿岩机31、控制系统和动力及气控系统36；其中底盘总成包括车架平台34、驾驶室底板37、履带总成32和调平缸33，履 带总成32分别位于车架平台34的两侧，履带总成上各安装一个调平缸与车架平台的支点连接，以控制车架平台34在水平面的俯仰角度，车架平台34上还安装有驾驶室底板37；伸缩臂包括托架20、补偿缸21、摆角缸\n22、拐臂23、连杆24、摆动臂25、摆动缸26、举臂缸28、侧摆缸29和延伸缸27，延伸缸27的缸体上固定有两块托架20，延伸缸27的一端水平铰接在臂座上，延伸缸27的另一端分别铰接拐臂23和摆动臂25，拐臂23的另一端固定连接补偿缸21，摆动臂25的另一端与固定在拐臂23上的连杆24销接，固定在延伸缸27前端的摆动缸26连接摆动臂25与连杆24的连接点，摆角缸22的一端销接在拐臂23与延伸缸27连接处一侧，另一端与延伸缸27的末端销接，举臂缸28和侧摆缸29分别安装在延伸缸27的下方和侧方； \n[0006] 推进器总成包括推进梁7、减速机39、链轮40、链条41、凿岩机托板42、凿岩机滑板\n44和链条张紧器43；其中推进梁7的外缘为双边折弯凹形等腰梯形结构，内部为空心腔体，两个链轮40和一根链条41安装在推进梁7内部构成闭环的链条传动，外部的减速机39为链条传动提供动力，凿岩机滑板44通过链条张紧器固定在链条上，凿岩机滑板44由其边缘安装的V型滑块与推进梁7的外缘滑动配合，凿岩机31固定安装在凿岩机托板43上，链条\n41的移动带动凿岩机31在推进梁7上往复滑动。 \n[0007] 换钎装置包括两只机械手11、钎库下支架12、传动杆13、转动板14、钎库上支架15和卡钎器16，其中机械手11包括固定支架1、转轴座2、转动架3、钎夹体5、摆动缸6和夹紧缸8，转动架3固定在转轴座2上，转轴座2由销轴Ⅰ4销接在对称布置的两个固定支架\n1之间；转动架3上方的矩形槽内安装夹紧缸8、夹紧缸8的前端通过销轴Ⅲ10与钎夹体5连接，钎夹体5与转动架3前端的结构组成钎杆的夹持面，夹紧缸8的后端通过销轴Ⅱ9固定在转动 架3上方的矩形槽内，摆动缸6设置在转动架3的外侧，摆动缸6后端通过销轴Ⅳ19连接在固定支架1上；钎库下支架12和钎库上支架15固定在推进梁7上，钎库下支架12和钎库上支架15之间连接传动杆13，传动杆13由钎库上支架15上的摆线液压马达驱动旋转，传动杆13上靠近钎库下支架12一侧固定转动板14，转动板14上的凹槽用于存放钎杆，转动板14上装有检测角度位置的角度传感器。 \n[0008] 动力及气控系统36包括空气压缩机、散热器、汽水分离器、集尘器、发动机、空压机和液压泵，整体集成安装在驾驶室后部舱体空间内，为车体提供动力和操控源。 [0009] 其整体连接关系为：驾驶室安装在底盘总成的驾驶室底板上，驾驶室内设置控制系统，控制系统与动力及气控系统36相连接，控制系统的操作和显示终端为液晶显示屏，伸缩臂的伸缩长度、俯仰角度、偏摆角度、推进梁的延伸量、驾驶室的俯仰角度及凿岩机的动作控制均由控制系统控制；伸缩臂的臂座38固定安装在驾驶室的前端，推进梁7与伸缩臂通过补偿缸21上的托架20滑动配合安装，托架20上的滑槽套装在推进梁7的双边折弯结构内，补偿缸21的伸缩端固定连接在推进梁7上，补偿缸21的伸缩可实现推进梁延伸补偿；两只机械手11通过各自的固定支架1固定在推进梁7上并位于传动杆13的下方，卡钎器16固定安装在推进梁7上并位于钎库下支架12一侧，扑尘罩18通过连接板17固定在推进梁7的下端，凿岩机固定在推进梁7的上端，凿岩机钎尾的中心与卡钎器16和扑尘罩\n18的中心轴线重合。 \n[0010] 工作过程：当凿岩车的伸缩臂在调整好钻孔角度后，启动凿岩机进行钻孔操作，凿岩机在链条的带动下随着钻孔深度的增加沿推进梁向下移动，钻孔时产生的尘土由扑尘罩\n18及其连接的集尘器吸收；当正在工作的钎杆已经达工作 深度需要续钎时，卡钎器16卡紧钎杆，接着凿岩机冲击先弹松凿岩机钎尾的联接，然后凿岩机带动钎尾反转，使钎尾与钎杆联接套筒的联接松开，分离钎杆；凿岩机沿推进梁退回上端的初始位置；两只机械手的摆动缸6同步启动，摆动缸6的伸长使机械手11整体绕销轴Ⅰ4转动，当机械手11转动到钎库中距离最近的钎杆位置时摆动缸6停止，夹紧缸8启动，夹紧缸8的伸长使钎夹体5绕销轴Ⅲ10转动将钎杆夹持，此时再启动摆动缸6，机械手11将夹持的钎杆送至安装位并夹紧，凿岩机移动到钎杆尾部，启动凿岩机使钎尾正转后与钎杆尾部旋合；导向松开钎夹体\n5，凿岩机带动新钎杆继续正转并向下移动到之前钎杆的位置，两根钎杆通过旋合对接；新钎杆完全进入原钎杆的联接套筒后，松开钎夹体5和卡钎器16，并让机械手11摆至远离钻孔中心的位置，即实现了全自动接杆的全过程；重复上述动作，可实现多根钎杆续接。当钻孔工作结束，需要拆卸钎杆时，先让凿岩机带动钎杆系上移至卡钎器16能卡住下一根钻杆的联接套筒位置，凿岩机开启冲击，使要拆卸的钎杆和下一根钎杆的联接套筒松开，然后卡钎器16卡住下一根钎杆，机械手11摆至钻孔中心，钎夹体5夹住钎杆呈导向状态。凿岩机开启反转并后退使钎杆与下一根钎杆分离；钎杆分离后，凿岩机带着钎杆后退至换钎位置，然后钎夹体5夹紧钎杆，凿岩机开启反转并后退使凿岩机钎尾与钎杆联接套筒分离。凿岩机与钎杆分离后，凿岩机继续后退直至钎尾离开钎库平面为止。摆动机械手11，将钎杆送至钎库位置。松开钎夹体5同时转动板14正转，将钎杆送至钎库中，当位置传感器感应到钎杆后，转动板14停止转动，钎杆停在钎库中；至此，完成了一次卸杆。重复上述动作，可将钎杆系的钎杆逐根卸下，直至最后一根钎杆。 \n[0011] 有益效果：本实用新型钻车底盘总成通过调平缸实现驾驶室俯仰角度的调整，进而实现凿岩角度的调整，满足了多方位钻孔的需求，同时还便于保持钻 车整体的重心稳定；推进梁为双边折弯结构，其不仅轻巧，而且强度和抗弯能力也较高；推进梁在与凿岩机滑板连接间有V型滑块，可大大减少磨擦造成对推进梁和滑架等主件的磨损，这样既便于调整间隙保持滑板和梁的结合紧密，而且有了磨损，也只需更换滑块，减小零件消耗；由于滑块底部与推进梁结合部采用的是凹型等腰梯型结构，因此可以使凿岩机、卡钎器等自动对中，保证其在同一条直线上运行，确保钻孔精度，从而提高孔的直线度，保证钻孔质量。 附图说明\n[0012] 图1是本实用新型整机结构示意图； \n[0013] 图2是本实用新型底盘总成结构主视图； \n[0014] 图3是本实用新型底盘总成结构俯视图； \n[0015] 图4是本实用新型伸缩臂结构主视图； \n[0016] 图5是本实用新型伸缩臂结构俯视图； \n[0017] 图6是本实用新型换钎装置结构示意图； \n[0018] 图7是本实用新型机械手的结构示意图； \n[0019] 图8是本实用新型推进器总成的结构示意图； \n[0020] 图9是本实用新型推进梁与凿岩机滑板的C-C截面视图 \n[0021] 其中：1-固定支架、2-转轴座、3-转动架、4-销轴Ⅰ、5-钎夹体、6-摆动缸、7-推进梁、8-夹紧缸、9-销轴Ⅱ、10-销轴Ⅲ、11-机械手、12-钎库下支架、13-传动杆、14-转动板、15-钎库上支架、16-卡钎器、17连接板、18-扑尘罩、19-销轴Ⅳ、20-托架、21-补偿缸、\n22-摆角缸、23-拐臂、24-连杆、25-摆动臂、26-摆动缸、27-延伸缸、28-举臂缸、29-侧摆缸、30-换钎机构、31-凿岩机、 32-履带总成、33-调平缸、34-车架平台、35-驾驶室、36-动力及气控系统、37-驾驶室底板、38-臂座、39-减速机、40-链轮、41-链条、42-凿岩机托板、\n43-链条张紧器、44-凿岩机滑板。 \n具体实施方式\n[0022] 下面结合附图对本实用新型做进一步说明 \n[0023] 如附图1所示，本发明的一种具有换钎装置的伸缩臂露天凿岩钻车，包括驾驶室、底盘总成、推进器总成、伸缩臂、换钎装置30、凿岩机31、控制系统和动力及气控系统36；其中底盘总成如附图2和3所示，包括车架平台34、驾驶室底板37、履带总成32和调平缸33，履带总成32分别位于车架平台34的两侧，履带总成上各安装一个调平缸与车架平台的支点连接，以控制车架平台34在水平面的俯仰角度，车架平台34上还安装有驾驶室底板37；\n如附图4和5所示，伸缩臂包括托架20、补偿缸21、摆角缸22、拐臂23、连杆24、摆动臂25、摆动缸26、举臂缸28、侧摆缸29和延伸缸27，延伸缸27的缸体上固定有两块托架20，延伸缸27的一端水平铰接在臂座上，延伸缸27的另一端分别铰接拐臂23和摆动臂25，拐臂23的另一端固定连接补偿缸21，摆动臂25的另一端与固定在拐臂23上的连杆24销接，固定在延伸缸27前端的摆动缸26连接摆动臂25与连杆24的连接点，摆角缸22的一端销接在拐臂23与延伸缸27连接处一侧，另一端与延伸缸27的末端销接，举臂缸28和侧摆缸29分别安装在延伸缸27的下方和侧方； \n[0024] 如附图8和9所示，推进器总成包括推进梁7、减速机39、链轮40、链条41、凿岩机托板42、凿岩机滑板44和链条张紧器43；其中推进梁7的外缘为双边折弯凹形等腰梯形结构，内部为空心腔体，两个链轮40和一根链条41安 装在推进梁7内部构成闭环的链条传动，外部的减速机39为链条传动提供动力，凿岩机滑板44通过链条张紧器固定在链条上，凿岩机滑板44由其边缘安装的V型滑块与推进梁7的外缘滑动配合，凿岩机31固定安装在凿岩机托板43上，链条41的移动带动凿岩机31在推进梁7上往复滑动。 [0025] 如附图6和7所示，换钎装置包括两只机械手11、钎库下支架12、传动杆13、转动板14、钎库上支架15和卡钎器16，其中机械手11包括固定支架1、转轴座2、转动架3、钎夹体5、摆动缸6和夹紧缸8，转动架3固定在转轴座2上，转轴座2由销轴Ⅰ4销接在对称布置的两个固定支架1之间；转动架3上方的矩形槽内安装夹紧缸8、夹紧缸8的前端通过销轴Ⅲ10与钎夹体5连接，钎夹体5与转动架3前端的结构组成钎杆的夹持面，夹紧缸8的后端通过销轴Ⅱ9固定在转动架3上方的矩形槽内，摆动缸6设置在转动架3的外侧，摆动缸6后端通过销轴Ⅳ19连接在固定支架1上；钎库下支架12和钎库上支架15固定在推进梁7上，钎库下支架12和钎库上支架15之间连接传动杆13，传动杆13由钎库上支架15上的摆线液压马达驱动旋转，传动杆13上靠近钎库下支架12一侧固定转动板14，转动板14上的凹槽用于存放钎杆，转动板14上装有检测角度位置的角度传感器。 [0026] 动力及气控系统36包括空气压缩机、散热器、汽水分离器、集尘器、发动机、空压机和液压泵，整体集成安装在驾驶室后部舱体空间内，为车体提供动力和操控源。 [0027] 其整体连接关系为：驾驶室35安装在底盘总成的驾驶室底板37上，驾驶室35内设置控制系统，控制系统与动力及气控系统36相连接，控制系统的操作和显示终端为液晶显示屏，伸缩臂的伸缩长度、俯仰角度、偏摆角度、推进梁的延伸量、驾驶室35的俯仰角度及凿岩机的动作控制均由控制系统控制； 伸缩臂的臂座38固定安装在驾驶室35的前端，推进梁7与伸缩臂通过补偿缸21上的托架20滑动配合安装，托架20上的滑槽套装在推进梁7的双边折弯结构内，补偿缸21的伸缩端固定连接在推进梁7上，补偿缸21的伸缩可实现推进梁延伸补偿；两只机械手11通过各自的固定支架1固定在推进梁7上并位于传动杆\n13的下方，卡钎器16固定安装在推进梁7上并位于钎库下支架12一侧，扑尘罩18通过连接板17固定在推进梁7的下端，凿岩机固定在推进梁7的上端，凿岩机钎尾的中心与卡钎器16和扑尘罩18的中心轴线重合。 \n[0028] 工作过程：当凿岩车的伸缩臂在调整好钻孔角度后，启动凿岩机进行钻孔操作，凿岩机在链条的带动下随着钻孔深度的增加沿推进梁向下移动，钻孔时产生的尘土由扑尘罩\n18及其连接的集尘器吸收；当正在工作的钎杆已经达工作深度需要续钎时，卡钎器16卡紧钎杆，接着凿岩机冲击先弹松凿岩机钎尾的联接，然后凿岩机带动钎尾反转，使钎尾与钎杆联接套筒的联接松开，分离钎杆；凿岩机沿推进梁退回上端的初始位置；两只机械手的摆动缸6同步启动，摆动缸6的伸长使机械手11整体绕销轴Ⅰ4转动，当机械手11转动到钎库中距离最近的钎杆位置时摆动缸6停止，夹紧缸8启动，夹紧缸8的伸长使钎夹体5绕销轴Ⅲ10转动将钎杆夹持，此时再启动摆动缸6，机械手11将夹持的钎杆送至安装位并夹紧，凿岩机移动到钎杆尾部，启动凿岩机使钎尾正转后与钎杆尾部旋合；导向松开钎夹体5，凿岩机带动新钎杆继续正转并向下移动到之前钎杆的位置，两根钎杆通过旋合对接；新钎杆完全进入原钎杆的联接套筒后，松开钎夹体5和卡钎器16，并让机械手11摆至远离钻孔中心的位置，即实现了全自动接杆的全过程；重复上述动作，可实现多根钎杆续接。当钻孔工作结束，需要拆卸钎杆时，先让凿岩机带动钎杆系上移至卡钎器16能卡住下一根钻杆的联接套筒位置，凿岩机开启冲击，使要拆卸的钎杆和下一根钎杆的联接套筒松开， 然后卡钎器16卡住下一根钎杆，机械手11摆至钻孔中心，钎夹体5夹住钎杆呈导向状态。凿岩机开启反转并后退使钎杆与下一根钎杆分离；钎杆分离后，凿岩机带着钎杆后退至换钎位置，然后钎夹体5夹紧钎杆，凿岩机开启反转并后退使凿岩机钎尾与钎杆联接套筒分离。凿岩机与钎杆分离后，凿岩机继续后退直至钎尾离开钎库平面为止。摆动机械手11，将钎杆送至钎库位置。松开钎夹体5同时转动板14正转，将钎杆送至钎库中，当位置传感器感应到钎杆后，转动板14停止转动，钎杆停在钎库中；至此，完成了一次卸杆。重复上述动作，可将钎杆系的钎杆逐根卸下，直至最后一根钎杆。