一種自推進鑿巖鉆孔裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自推進鑿巖鉆孔裝置，屬于鑿巖鉆孔【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明包括約束器部分、沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分、鉆頭，本發(fā)明主要利用裝置上的棘爪，使得鉆孔裝置在工作時不需要另外的軸向推力，僅依靠沖擊器沖擊活塞回程時提供的反力，使裝置整體向孔內(nèi)推進，而沖擊器的沖擊活塞在向前沖擊行程時，所引起的機體向后相對位移被裝置上的棘爪約束而不能回退；另外裝置采用空心軸步進電機實現(xiàn)鉆頭的回轉(zhuǎn)功能，電磁線圈提供裝置的配氣通道轉(zhuǎn)換功能，用以控制沖擊器的沖擊活塞的工作行程。該裝置僅需用傳統(tǒng)鑿巖機事先鉆鑿深度與該裝置長度相當?shù)念A(yù)鉆孔后，無需傳統(tǒng)的孔外機構(gòu)裝置就能在孔內(nèi)自動推進進行鑿巖鉆孔。
【專利說明】一種自推進鑿巖鉆孔裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自推進鑿巖鉆孔裝置，尤其適用于包括礦石地下開采及其它巖土工程施工中需進行鑿巖鉆孔的相關(guān)作業(yè)，屬于鑿巖鉆孔【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在礦石地下開采及其它巖土工程開挖施工時，采用鑿巖機進行裝藥炮孔的鉆鑿是常見的作業(yè)工作。目前，傳統(tǒng)鑿巖鉆孔時，對于非下向近垂直孔，鉆頭與鉆孔底部保持接觸的軸向推力來自于鉆孔外部的機械推力、壓氣推力及人力等，即便是現(xiàn)有的潛孔鉆，其孔內(nèi)機構(gòu)也僅提供鉆頭的沖擊力，而維持鉆頭與孔底持續(xù)接觸的軸向推力仍由孔外機構(gòu)提供，這些要求一方面使得鑿巖機設(shè)備較為復(fù)雜，自重較大，材料消耗較多，成本較高，作業(yè)勞動強度較大；另一方面，在鑿巖鉆孔工作面較為狹窄的情況下，通常由于鑿巖機孔外機構(gòu)的體積較大，并且一臺鑿巖機僅能單孔鉆鑿(即使是臺架式鑿巖機或鑿巖臺車也僅可能提供數(shù)個孔的同時鉆鑿，且其孔外機構(gòu)更為龐大，操縱復(fù)雜)，從而大多數(shù)情況下，鑿巖效率較低，時間較長，占據(jù)了巖土開挖作業(yè)循環(huán)的大部分時間；并且在壓氣提供動力的情況下，其作業(yè)時的壓氣放空和機械沖擊噪聲常超過100分貝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:本發(fā)明提供一種自推進鑿巖鉆孔裝置，解決了傳統(tǒng)的鑿巖鉆孔裝置正常工作時需要孔外機械裝置提供軸向推力才能自動鉆鑿?fù)七M的問題。
[0004]本發(fā)明技術(shù)方案是:一種自推進鑿巖鉆孔裝置，包括約束器部分、沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分、鉆頭22 ;所述約束器部分包括約束器1、棘爪2、棘爪凹槽3、頂推彈簧4、頂推彈簧安裝孔5、主拉繩6、分拉繩7、主拉繩孔道8、分拉繩孔道9 ;所述沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分包括氣缸體10、活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進電機13、聯(lián)軸器14、活塞回程排氣控制閥15、閥體排氣道16、缸殼排氣道17、電磁線圈18、回復(fù)彈簧19、沖擊力傳遞件20、前端外殼21、連接銷23、配氣內(nèi)管24、配氣外管25、配氣孔道I 26、配氣孔道II 27、配氣孔道III 28、配氣孔道IV 29、配氣孔道V 30、配氣孔道VI 31、配氣孔道VII 32、配氣孔道VDI 33、配氣孔道IX 34、電纜通孔35、電纜36、抑塵降溫水道37、電磁線圈設(shè)置腔39、配氣孔道X 40、空心軸步進電機設(shè)置腔41、配氣孔道XI 42;
所述棘爪2以轉(zhuǎn)動副連接方式設(shè)置于約束器I外周上的棘爪凹槽3中；頂推彈簧安裝孔5開鑿于棘爪凹槽3中，置于頂推彈簧安裝孔5中的頂推彈簧4使得棘爪2的爪端部分與鉆孔38的孔壁充分接觸；分拉繩7 —端與棘爪2相連，另一端穿過約束器I中的分拉繩孔道9與位于主拉繩孔道8中的主拉繩6相連用于使棘爪2脫離鉆孔38的孔壁；
所述氣缸體10內(nèi)從左到右依次設(shè)有活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進電機13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18，活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進電機13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18均位于中心軸線通孔上，配氣內(nèi)管24和配氣外管25置于氣缸體10中心軸線上； 活塞11與配氣外管25以滑動副連接用于保證氣密性接觸；回程限位環(huán)12緊嵌于氣缸體10內(nèi)壁上或與氣缸體10加工為一體；空心軸步進電機13通過聯(lián)軸器14與配氣外管25相連；活塞回程排氣控制閥15中的孔與配氣內(nèi)管24緊密固定，活塞回程排氣控制閥15外周與氣缸體10內(nèi)壁氣密性滑動接觸，活塞回程排氣控制閥15上設(shè)置有閥體排氣道16，閥體排氣道16 —端通缸腔，閥體排氣道16另一端通設(shè)置于缸殼上的缸殼排氣道17 ;電磁線圈18中心設(shè)置回復(fù)彈簧19，在回復(fù)彈簧19回復(fù)狀態(tài)下，置于配氣外管25內(nèi)的配氣內(nèi)管24右端部小部分插入電磁線圈18的左側(cè)用于保證配氣內(nèi)管24能受到電磁線圈18的吸力作用；
沖擊力傳遞件20設(shè)置于氣缸體10左端部用以向連接于其上的鉆頭傳遞活塞11的沖擊力;
配氣孔道I 26位于約束器I內(nèi)，其右端通到約束器I尾部用于接外部提供的壓縮空氣，左端通到電磁線圈18的設(shè)置腔39中，電磁線圈18中的設(shè)置腔39中留有適當空間用于供壓縮空氣進入來作為所述自推進鑿巖鉆孔裝置的進氣通道；
開于配氣內(nèi)管24上的配氣孔道II 27和開于配氣外管25上的配氣孔道III 28均為徑向?qū)Υ╅_孔并在軸線方向為中心對齊以便配氣內(nèi)管24在配氣外管25中軸線上相對滑動時可使兩對孔道對齊，以構(gòu)成活塞11沖程的進氣通道，配氣孔道II 27、配氣孔道III 28在配氣內(nèi)管24上和配氣外管25上的位置均處于活塞11的右側(cè)及空心軸步進電機13的左側(cè)的回程限位環(huán)12旁；
配氣孔道IV 29設(shè)置于沖擊力傳遞件20右側(cè)大頭段中，配氣孔道IV 29呈轉(zhuǎn)角形式，一端通氣缸體10的腔體，另一端通配氣外管25上的配氣孔道V 30作為活塞11的沖程排氣通道，也作為活塞11的回程進氣通道；
配氣孔道V 30和配氣孔道VI31分別位于配氣外管25和配氣內(nèi)管24上，配氣孔道V 30與配氣孔道IV 29正對相通固定，配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線滑動時，實現(xiàn)配氣孔道VI 31與配氣孔道V 30的相通和相離，以作為活塞11回程時的進氣通道；
配氣孔道VII 32設(shè)置于配氣內(nèi)管24左端部的實心段中，為一 T形孔道，其一端通口于配氣內(nèi)管24左端部，并與設(shè)置于配氣外管25左端部的配氣孔道X 40的右側(cè)相通，另一端通口于配氣內(nèi)管24的實心段側(cè)壁上，隨著配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線方向滑動時，以實現(xiàn)配氣內(nèi)管24的側(cè)壁上的通孔與配氣外管25上的配氣孔道V 30相通和相離，以作為活塞11沖程時的排氣通道；
配氣孔道VDI33設(shè)置于沖擊力傳遞件20左側(cè)小頭段中，其一端通口于左側(cè)端部，與設(shè)置于鉆頭22中的配氣孔道IX 34相通，另一端與配氣孔道X 40的左側(cè)相通；
所述自推進鑿巖鉆孔裝置內(nèi)設(shè)置有兩個連接銷23用于保證配氣內(nèi)管24與配氣外管25只能作軸線相對滑動而不能作相對繞軸轉(zhuǎn)動，連接銷23與沖擊力傳遞件20以螺紋固定連接用于將沖擊力傳遞件20、配氣外管25及配氣內(nèi)管24串接，配氣內(nèi)管24在其上作軸向滑動，配氣外管25與沖擊力傳遞件20緊密接觸固定；
約束器部分的約束器I與沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分的氣缸體10及氣缸體10與前端外殼21均可為螺紋連接；
電纜36通過設(shè)置于約束器I的電纜通孔35用于為電磁線圈18和空心軸步進電機13提供電源。[0005]所述自推進鑿巖鉆孔裝置的殼體內(nèi)裝有抑塵降溫水道37用于避免鉆鑿干孔，抑塵降溫水道37從約束器部分尾部右側(cè)一直貫穿到?jīng)_擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分的前端外殼21處。
[0006]所述配氣內(nèi)管24材料為鐵磁性材料。
[0007]本發(fā)明的工作過程是:
1.首先用傳統(tǒng)淺孔鑿巖機在設(shè)計部位鉆鑿預(yù)鉆孔，預(yù)鉆孔深度應(yīng)等于或大于自推進鑿巖鉆孔裝置的長度；
2.將自推進鑿巖鉆孔裝置放置到預(yù)鉆孔中，接通動力壓氣、水和外部電源；
3.當受控于外部控制電源的電磁線圈18通電激磁時，配氣內(nèi)管24在電磁力作用下向電磁線圈18芯管內(nèi)移動，并壓縮其中的回復(fù)彈簧19，此時配氣內(nèi)管24和配氣外管25上的配氣孔道II 27和配氣孔道III 28中心對正、配氣內(nèi)管24上的配氣孔道V 31與配氣外管25上的配氣孔道VI 30偏離、設(shè)置于配氣內(nèi)管24左端部的實心段中的T形配氣孔道VII 32與配氣外管25上的配氣孔道VI 30中心對正、固定在配氣內(nèi)管24上的活塞回程排氣控制閥15隨配氣內(nèi)管24移動，其上的閥體排氣道16與缸殼排氣道17相離，關(guān)閉活塞回程排氣通道，壓縮空氣經(jīng)設(shè)置于約束器I內(nèi)的配氣孔道I 26、電磁線圈18的設(shè)置腔39、電磁線圈18的芯管、配氣內(nèi)管24、配氣孔道II 27和配氣孔道III 28進入活塞11的右側(cè)氣缸內(nèi)，推動活塞11向左側(cè)運動，打擊沖擊力傳遞件20，并通過沖擊力傳遞件20將打擊力傳遞到鉆頭22及鉆孔38的底部，在此過程中，原活塞11左側(cè)的空氣通過配氣孔道IV 29、配氣孔道V 30、配氣孔道VII 32、配氣孔道X 40、配氣孔道珊33及配氣孔道IX 34排向鉆孔中，完成一個沖程，并將巖粉及水吹出鉆孔38 ；
4.電磁線圈18斷電，配氣內(nèi)管24在回復(fù)彈簧19的彈性力作用下向左側(cè)運動，配氣內(nèi)管24和配氣外管25上的配氣孔道II 27和配氣孔道III 28相離，關(guān)閉活塞11沖程進氣道、活塞回程排氣控制閥15上的閥體排氣道16與缸殼排氣道17相對聯(lián)通，開啟活塞回程排氣通道、配氣內(nèi)管24上的配氣孔道V 31與配氣外管25上的配氣孔道VI 30相對聯(lián)通，開啟活塞11的回程進氣通道、設(shè)置于配氣內(nèi)管24右端部的實心段中的T形配氣孔道VII 32與配氣外管25上的配氣孔道VI 30相離，關(guān)閉活塞11沖程排氣通道，此時，壓縮空氣經(jīng)設(shè)置于約束器I內(nèi)的配氣孔道I 26、電磁線圈18的設(shè)置腔39、電磁線圈18的芯管、配氣內(nèi)管24、配氣孔道V 31和配氣孔道VI 30及配氣孔道IV 29進入活塞11的左側(cè)氣缸內(nèi)，推動活塞11向右側(cè)運動，原活塞11右側(cè)的空氣通過回程限位環(huán)12的中孔、空心軸步進電機13設(shè)置腔41、配氣孔道XI 42、活塞回程排氣控制閥15上的閥體排氣道16及缸殼排氣道17排出，完成一個回程；
5.通過上述3和4，裝置完成一個沖擊工作循環(huán)后，空心軸步進電機13通電工作，通過聯(lián)軸器14帶動配氣外管25，并通過連接銷23帶動沖擊力傳遞件20及鉆頭22旋轉(zhuǎn)一定角度，準備下一個沖擊工作循環(huán)，與此同時還帶動配氣內(nèi)管24與其同步轉(zhuǎn)動，以保證配氣內(nèi)管24與配氣外管25上的各對配氣孔道保持在原相對位置。
[0008]經(jīng)過以上3、4、5項，裝置完成一個完整的沖擊回轉(zhuǎn)工作循環(huán)。在上述沖擊工作循環(huán)中裝置上的約束器I的工作過程是:
6.裝置放入預(yù)鉆孔時，約束器I上的棘爪2在頂推彈簧4的作用下，其爪端緊貼鉆孔38的孔壁，當活塞11工作在沖程時段時，壓縮空氣推動活塞11向左側(cè)運動的同時，也向相反方向(右側(cè)、鉆孔38外)對氣缸體10及除活塞11外的整個裝置施力，此時由于棘爪2的爪端與鉆孔38的孔壁提供單向阻推約束作用，使得整個裝置不會向鉆孔外移動；
7.當活塞11工作在回程時段時，壓縮空氣推動活塞11向右側(cè)運動的同時，也向相反方向(左側(cè)、鉆孔內(nèi))對氣缸體10及除活塞11外的整個裝置施力，此時由于棘爪2無阻推約束作用，使得整個裝置向鉆孔38內(nèi)移動，使得鉆頭22總是與鉆孔38的底部保持接觸。
[0009]通過若干沖擊回轉(zhuǎn)工作循環(huán)，整個裝置不斷向孔底方向前移推進，實現(xiàn)無外部其它推力的自推進鑿巖鉆孔功能。
[0010]8.當鉆孔工作結(jié)束后，通過連接于各棘爪2上的分拉繩7和主拉繩6使棘爪2的爪端脫離鉆孔38的孔壁，并將整個裝置拉卸出鉆孔38。
[0011]另外，電磁線圈18通電激磁頻率和空心軸步進電機13轉(zhuǎn)動步距可調(diào)，從而可根據(jù)不同的現(xiàn)場巖石條件改變鉆頭22對巖石的沖擊頻率和一個工作循環(huán)時的旋轉(zhuǎn)角度，此功能可米用現(xiàn)有技術(shù)完成。
[0012]裝置的主要部件材料可選用:配氣內(nèi)管24采用高導(dǎo)磁率材料(或其近電磁線圈18端適當長度段采用高導(dǎo)磁率材料，其余部分采用一般不銹鋼材);配氣外管25采用一般不銹鋼材；為增加沖擊力度和鉆具向孔底方向移動的推力，活塞11除在沖擊端部采用較大強度和剛度的材料外，可在其內(nèi)部鑲填具有較大比重的材料(如鉛等)，以增加其質(zhì)量；棘爪2的材料可采用硬質(zhì)合金；分拉繩7和主拉繩6采用不銹鋼絞線；沖擊力傳遞件20采用較大強度和剛度的材料；鉆頭22可為傳統(tǒng)鉆頭材料。另外，電磁線圈18及空心軸步進電機13均需防水密封。
[0013]除引入所需動力的管線外，整個鑿巖鉆孔裝置均置于炮孔中，炮孔鉆鑿時所需的沖擊力、回轉(zhuǎn)功能和軸向推力均由置于鉆孔內(nèi)的機構(gòu)提供。
[0014]如圖1、2、3所示，多個棘爪2以轉(zhuǎn)動副連接方式安裝于約束器I外周上的棘爪凹槽3中；頂推彈簧安裝孔5中安裝頂推彈簧4，棘爪2沿約束器I的軸向不少于兩組，每組在約束器徑向上對稱布置3個以上，其組數(shù)和組中個數(shù)依巖石的破碎或裂隙發(fā)育程度而定，巖石較破碎或裂隙較發(fā)育條件下，組數(shù)和組中個數(shù)可多，反之可少。為使整個裝置易于卸出鉆鑿好的炮孔，每個棘爪2都連接有分拉繩7，分拉繩7的另一端穿過約束器I中的分拉繩孔道9與位于主拉繩孔道8中的主拉繩6相連，用于使棘爪2脫離鉆孔38的孔壁；
如圖2、4、5、6、7所示，配氣機構(gòu)采用中心配氣通道方式，即在氣缸體10的中心軸線上設(shè)置同軸的配氣內(nèi)管24和配氣外管25，活塞11通過中孔套接在配氣外管25上，在配氣內(nèi)管24和配氣外管25上，位于活塞11軸向兩側(cè)分別開有沖程進氣孔(配氣孔道II 27和配氣孔道III 28)、回程進氣孔(配氣孔道V 30和配氣孔道VI 31)，并在配氣內(nèi)管24的前端部實體部分還開有沖程排氣孔道(配氣孔道VII 32);配氣內(nèi)管24和配氣外管25之間、配氣外管25和活塞11之間均為氣密性接觸,并可在軸向上自由滑動，以達到對孔配氣以推動活塞11沖擊鉆頭的目的；為保證活塞回程進氣和沖程排氣，在沖擊力傳遞件20上也開有配氣通道(配氣孔道IV 29);在活塞11的右側(cè)還設(shè)置了活塞11回程排氣控制閥15，其上開有排氣孔道(閥體排氣道16)，并配以氣缸體10上的回程排氣孔道(配氣孔道XI 42)和(缸殼排氣道17)，共同提供活塞11回程排氣通道；電磁線圈設(shè)置腔39中安裝的電磁線圈18提供配氣內(nèi)管24在配氣外管25內(nèi)向右的軸向滑動拉力，電磁線圈18中心的回復(fù)彈簧19提供配氣內(nèi)管24在配氣外管25內(nèi)向左的軸向滑動推力，活塞回程排氣控制閥15固定在配氣內(nèi)管24上，與配氣內(nèi)管24同步運動。鉆頭的回轉(zhuǎn)機構(gòu)由配氣外管25、沖擊力傳遞件20、連接銷23和空心軸步進電機13組成。
[0015]作業(yè)時，針對地下采礦作業(yè)中巷道掘進時的迎頭多炮孔淺孔鑿巖，首先用傳統(tǒng)鑿巖機在設(shè)計部位鉆鑿預(yù)鉆孔，其深度應(yīng)等于或大于自推進鑿巖鉆孔裝置的長度，再將自推進鑿巖鉆孔裝置放置到預(yù)鉆孔中，接通動力壓氣、抑塵降溫水和電源。整個迎頭的一個掘進循環(huán)中的全部預(yù)鉆孔可一次性鉆鑿?fù)瓿珊?，再將多個自推進鑿巖鉆孔裝置置入各預(yù)鉆孔中同時工作。待自推進鑿巖鉆孔裝置推進到設(shè)定深度后，再從鉆孔中卸出自推進鑿巖鉆孔裝置前，應(yīng)先停機，再卸出，其卸出方法為:用一長于鉆孔的剛性桿件，一端置入鉆孔內(nèi)頂住自推進鑿巖鉆孔裝置尾部，同時拉緊棘爪2的主拉繩6及分拉繩7，使棘爪2的爪端與鉆孔38的孔壁分離，保持拉繩的張緊狀態(tài)，直至將自推進鑿巖鉆孔裝置卸出。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:此裝置僅需用傳統(tǒng)鑿巖機事先鉆鑿深度與該裝置長度相當?shù)念A(yù)鉆孔后，無需傳統(tǒng)的孔外機構(gòu)裝置就能在孔內(nèi)自動推進進行鑿巖鉆孔，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，可在較狹小的工作面上多個裝置同時工作，大為減少鉆孔作業(yè)時間，降低作業(yè)人員勞動強度，同時還可大大降低作業(yè)噪聲。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明外觀示意圖；
圖2是本發(fā)明軸向剖面示意圖；
圖3是本發(fā)明約束器部分剖面示意圖；
圖4、圖5、圖6、圖7是本發(fā)明的沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分剖面示意圖。
[0018]圖1-7中各標號:1-約束器，2-棘爪，3-棘爪凹槽，4-頂推彈簧，5_頂推彈簧安裝孔，6-主拉繩，7-分拉繩，8-主拉繩孔道，9-分拉繩孔道，10-氣缸體，11-活塞，12-回程限位環(huán)，13-空心軸步進電機，14-聯(lián)軸器，15-活塞回程排氣控制閥，16-閥體排氣道，17-缸殼排氣道，18-電磁線圈，19-回復(fù)彈簧，20-沖擊力傳遞件，21-前端外殼，22-鉆頭，23-連接銷，24-配氣內(nèi)管，25-配氣外管，26-配氣孔道I，27-配氣孔道II，28-配氣孔道III，29-配氣孔道IV，30-配氣孔道V，31-配氣孔道VI，32-配氣孔道VL 33-配氣孔道珊，34-配氣孔道IX，35-電纜通孔，36-電纜，37-抑塵降溫水道，38-鉆孔，39-電磁線圈設(shè)置腔，40-配氣孔道X，41-空心軸步進電機設(shè)置腔，42-配氣孔道XI。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]實施例1:如圖1-7所示，一種自推進鑿巖鉆孔裝置，包括約束器部分、沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分、鉆頭22 ;所述約束器部分包括約束器1、棘爪2、棘爪凹槽3、頂推彈簧4、頂推彈簧安裝孔5、主拉繩6、分拉繩7、主拉繩孔道8、分拉繩孔道9 ;所述沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分包括氣缸體10、活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進電機13、聯(lián)軸器14、活塞回程排氣控制閥15、閥體排氣道16、缸殼排氣道17、電磁線圈18、回復(fù)彈簧19、沖擊力傳遞件20、前端外殼21、連接銷23、配氣內(nèi)管24、配氣外管25、配氣孔道I 26、配氣孔道II 27、配氣孔道III 28、配氣孔道IV 29、配氣孔道V 30、配氣孔道VI 31、配氣孔道VII 32、配氣孔道VDI 33、配氣孔道IX 34、電纜通孔35、電纜36、抑塵降溫水道37、電磁線圈設(shè)置腔39、配氣孔道X 40、空心軸步進電機設(shè)置腔41、配氣孔道XI 42; 所述棘爪2以轉(zhuǎn)動副連接方式設(shè)置于約束器I外周上的棘爪凹槽3中；頂推彈簧安裝孔5開鑿于棘爪凹槽3中，置于頂推彈簧安裝孔5中的頂推彈簧4使得棘爪2的爪端部分與鉆孔38的孔壁充分接觸；分拉繩7 —端與棘爪2相連，另一端穿過約束器I中的分拉繩孔道9與位于主拉繩孔道8中的主拉繩6相連用于使棘爪2脫離鉆孔38的孔壁；
所述氣缸體10內(nèi)從左到右依次設(shè)有活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進電機13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18，活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進電機13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18均位于中心軸線通孔上，配氣內(nèi)管24和配氣外管25置于氣缸體10中心軸線上；
活塞11與配氣外管25以滑動副連接用于保證氣密性接觸；回程限位環(huán)12緊嵌于氣缸體10內(nèi)壁上或與氣缸體10加工為一體；空心軸步進電機13通過聯(lián)軸器14與配氣外管25相連；活塞回程排氣控制閥15中的孔與配氣內(nèi)管24緊密固定，活塞回程排氣控制閥15外周與氣缸體10內(nèi)壁氣密性滑動接觸，活塞回程排氣控制閥15上設(shè)置有閥體排氣道16，閥體排氣道16 —端通缸腔，閥體排氣道16另一端通設(shè)置于缸殼上的缸殼排氣道17 ;電磁線圈18中心設(shè)置回復(fù)彈簧19，在回復(fù)彈簧19回復(fù)狀態(tài)下，置于配氣外管25內(nèi)的配氣內(nèi)管24右端部小部分插入電磁線圈18的左側(cè)用于保證配氣內(nèi)管24能受到電磁線圈18的吸力作用；
沖擊力傳遞件20設(shè)置于氣缸體10左端部用以向連接于其上的鉆頭傳遞活塞11的沖擊力;
配氣孔道I 26位于約束器I內(nèi)，其右端通到約束器I尾部用于接外部提供的壓縮空氣，左端通到電磁線圈18的設(shè)置腔39中，電磁線圈18中的設(shè)置腔39中留有適當空間用于供壓縮空氣進入來作為所述自推進鑿巖鉆孔裝置的進氣通道；
開于配氣內(nèi)管24上的配氣孔道II 27和開于配氣外管25上的配氣孔道III 28均為徑向?qū)Υ╅_孔并在軸線方向為中心對齊以便配氣內(nèi)管24在配氣外管25中軸線上相對滑動時可使兩對孔道對齊，以構(gòu)成活塞11沖程的進氣通道，配氣孔道II 27、配氣孔道III 28在配氣內(nèi)管24上和配氣外管25上的位置均處于活塞11的右側(cè)及空心軸步進電機13的左側(cè)的回程限位環(huán)12旁；
配氣孔道IV 29設(shè)置于沖擊力傳遞件20右側(cè)大頭段中，配氣孔道IV 29呈轉(zhuǎn)角形式，一端通氣缸體10的腔體，另一端通配氣外管25上的配氣孔道V 30作為活塞11的沖程排氣通道，也作為活塞11的回程進氣通道；
配氣孔道V 30和配氣孔道VI31分別位于配氣外管25和配氣內(nèi)管24上，配氣孔道V 30與配氣孔道IV 29正對相通固定，配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線滑動時，實現(xiàn)配氣孔道VI 31與配氣孔道V 30的相通和相離，以作為活塞11回程時的進氣通道；
配氣孔道VII 32設(shè)置于配氣內(nèi)管24左端部的實心段中，為一 T形孔道，其一端通口于配氣內(nèi)管24左端部，并與設(shè)置于配氣外管25左端部的配氣孔道X 40的右側(cè)相通，另一端通口于配氣內(nèi)管24的實心段側(cè)壁上，隨著配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線方向滑動時，以實現(xiàn)配氣內(nèi)管24的側(cè)壁上的通孔與配氣外管25上的配氣孔道V 30相通和相離，以作為活塞11沖程時的排氣通道；
配氣孔道VDI 33設(shè)置于沖擊力傳遞件20左側(cè)小頭段中，其一端通口于左側(cè)端部，與設(shè)置于鉆頭22中的配氣孔道IX 34相通，另一端與配氣孔道X 40的左側(cè)相通； 所述自推進鑿巖鉆孔裝置內(nèi)設(shè)置有兩個連接銷23用于保證配氣內(nèi)管24與配氣外管25只能作軸線相對滑動而不能作相對繞軸轉(zhuǎn)動，連接銷23與沖擊力傳遞件20以螺紋固定連接用于將沖擊力傳遞件20、配氣外管25及配氣內(nèi)管24串接，配氣內(nèi)管24在其上作軸向滑動，配氣外管25與沖擊力傳遞件20緊密接觸固定；
約束器部分的約束器I與沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分的氣缸體10及氣缸體10與前端外殼21均可為螺紋連接；
電纜36通過設(shè)置于約束器I的電纜通孔35用于為電磁線圈18和空心軸步進電機13提供電源。
[0021]實施例2:如圖1-7所示，一種自推進鑿巖鉆孔裝置，包括約束器部分、沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分、鉆頭22 ;所述約束器部分包括約束器1、棘爪2、棘爪凹槽3、頂推彈簧4、頂推彈簧安裝孔5、主拉繩6、分拉繩7、主拉繩孔道8、分拉繩孔道9 ;所述沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分包括氣缸體10、活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進電機13、聯(lián)軸器14、活塞回程排氣控制閥15、閥體排氣道16、缸殼排氣道17、電磁線圈18、回復(fù)彈簧19、沖擊力傳遞件20、前端外殼21、連接銷23、配氣內(nèi)管24、配氣外管25、配氣孔道I 26、配氣孔道II 27、配氣孔道III 28、配氣孔道IV 29、配氣孔道V 30、配氣孔道VI 31、配氣孔道VII 32、配氣孔道VDI 33、配氣孔道IX 34、電纜通孔35、電纜36、抑塵降溫水道37、電磁線圈設(shè)置腔39、配氣孔道X 40、空心軸步進電機設(shè)置腔41、配氣孔道XI 42;
所述棘爪2以轉(zhuǎn)動副連接方式設(shè)置于約束器I外周上的棘爪凹槽3中；頂推彈簧安裝孔5開鑿于棘爪凹槽3中，置于頂推彈簧安裝孔5中的頂推彈簧4使得棘爪2的爪端部分與鉆孔38的孔壁充分接觸；分拉繩7 —端與棘爪2相連，另一端穿過約束器I中的分拉繩孔道9與位于主拉繩孔道8中的主拉繩6相連用于使棘爪2脫離鉆孔38的孔壁；
所述氣缸體10內(nèi)從左到右依次設(shè)有活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進電機13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18，活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進電機13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18均位于中心軸線通孔上，配氣內(nèi)管24和配氣外管25置于氣缸體10中心軸線上；
活塞11與配氣外管25以滑動副連接用于保證氣密性接觸；回程限位環(huán)12緊嵌于氣缸體10內(nèi)壁上或與氣缸體10加工為一體；空心軸步進電機13通過聯(lián)軸器14與配氣外管25相連；活塞回程排氣控制閥15中的孔與配氣內(nèi)管24緊密固定，活塞回程排氣控制閥15外周與氣缸體10內(nèi)壁氣密性滑動接觸，活塞回程排氣控制閥15上設(shè)置有閥體排氣道16，閥體排氣道16 —端通缸腔，閥體排氣道16另一端通設(shè)置于缸殼上的缸殼排氣道17 ;電磁線圈18中心設(shè)置回復(fù)彈簧19，在回復(fù)彈簧19回復(fù)狀態(tài)下，置于配氣外管25內(nèi)的配氣內(nèi)管24右端部小部分插入電磁線圈18的左側(cè)用于保證配氣內(nèi)管24能受到電磁線圈18的吸力作用；
沖擊力傳遞件20設(shè)置于氣缸體10左端部用以向連接于其上的鉆頭傳遞活塞11的沖擊力;
配氣孔道I 26位于約束器I內(nèi)，其右端通到約束器I尾部用于接外部提供的壓縮空氣，左端通到電磁線圈18的設(shè)置腔39中，電磁線圈18中的設(shè)置腔39中留有適當空間用于供壓縮空氣進入來作為所述自推進鑿巖鉆孔裝置的進氣通道；
開于配氣內(nèi)管24上的配氣孔道II 27和開于配氣外管25上的配氣孔道III 28均為徑向?qū)Υ╅_孔并在軸線方向為中心對齊以便配氣內(nèi)管24在配氣外管25中軸線上相對滑動時可使兩對孔道對齊，以構(gòu)成活塞11沖程的進氣通道，配氣孔道II 27、配氣孔道III 28在配氣內(nèi)管24上和配氣外管25上的位置均處于活塞11的右側(cè)及空心軸步進電機13的左側(cè)的回程限位環(huán)12旁；
配氣孔道IV 29設(shè)置于沖擊力傳遞件20右側(cè)大頭段中，配氣孔道IV 29呈轉(zhuǎn)角形式，一端通氣缸體10的腔體，另一端通配氣外管25上的配氣孔道V 30作為活塞11的沖程排氣通道，也作為活塞11的回程進氣通道；
配氣孔道V 30和配氣孔道VI31分別位于配氣外管25和配氣內(nèi)管24上，配氣孔道V 30與配氣孔道IV 29正對相通固定，配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線滑動時，實現(xiàn)配氣孔道VI 31與配氣孔道V 30的相通和相離，以作為活塞11回程時的進氣通道；
配氣孔道VII 32設(shè)置于配氣內(nèi)管24左端部的實心段中，為一 T形孔道，其一端通口于配氣內(nèi)管24左端部，并與設(shè)置于配氣外管25左端部的配氣孔道X 40的右側(cè)相通，另一端通口于配氣內(nèi)管24的實心段側(cè)壁上，隨著配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線方向滑動時，以實現(xiàn)配氣內(nèi)管24的側(cè)壁上的通孔與配氣外管25上的配氣孔道V 30相通和相離，以作為活塞11沖程時的排氣通道；
配氣孔道VDI33設(shè)置于沖擊力傳遞件20左側(cè)小頭段中，其一端通口于左側(cè)端部，與設(shè)置于鉆頭22中的配氣孔道IX 34相通，另一端與配氣孔道X 40的左側(cè)相通；
所述自推進鑿巖鉆孔裝置內(nèi)設(shè)置有兩個連接銷23用于保證配氣內(nèi)管24與配氣外管25只能作軸線相對滑動而不能作相對繞軸轉(zhuǎn)動，連接銷23與沖擊力傳遞件20以螺紋固定連接用于將沖擊力傳遞件20、配氣外管25及配氣內(nèi)管24串接，配氣內(nèi)管24在其上作軸向滑動，配氣外管25與沖擊力傳遞件20緊密接觸固定；
約束器部分的約束器I與沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分的氣缸體10及氣缸體10與前端外殼21均可為螺紋連接；
電纜36通過設(shè)置于約束器I的電纜通孔35用于為電磁線圈18和空心軸步進電機13提供電源。
[0022]所述自推進鑿巖鉆孔裝置的殼體內(nèi)裝有抑塵降溫水道37用于避免鉆鑿干孔，抑塵降溫水道37從約束器部分尾部右側(cè)一直貫穿到?jīng)_擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分的前端外殼21處。
[0023]所述配氣內(nèi)管24材料為鐵磁性材料。
[0024]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種自推進鑿巖鉆孔裝置，其特征在于:包括約束器部分、沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分、鉆頭(22);所述約束器部分包括約束器(1)、棘爪(2)、棘爪凹槽(3)、頂推彈簧(4)、頂推彈簧安裝孔(5)、主拉繩(6)、分拉繩(7)、主拉繩孔道(8)、分拉繩孔道(9);所述沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分包括氣缸體(10)、活塞(11)、回程限位環(huán)(12)、空心軸步進電機(13)、聯(lián)軸器(14)、活塞回程排氣控制閥(15)、閥體排氣道(16)、缸殼排氣道(17)、電磁線圈(18)、回復(fù)彈簧(19)、沖擊力傳遞件(20)、前端外殼(21)、連接銷(23)、配氣內(nèi)管(24)、配氣外管(25)、配氣孔道I(26 )、配氣孔道II (27 )、配氣孔道III (28 )、配氣孔道IV (29 )、配氣孔道V (30 )、配氣孔道VI(31)、配氣孔道VIK32)、配氣孔道珊(33)、配氣孔道IX (34)、電纜通孔(35)、電纜(36)、抑塵降溫水道(37)、電磁線圈設(shè)置腔(39)、配氣孔道X (40)、空心軸步進電機設(shè)置腔(41)、配氣孔道XI (42)；所述棘爪(2)以轉(zhuǎn)動副連接方式設(shè)置于約束器(1)外周上的棘爪凹槽(3)中；頂推彈簧安裝孔(5 )開鑿于棘爪凹槽(3 )中，置于頂推彈簧安裝孔(5 )中的頂推彈簧(4 )使得棘爪(2)的爪端部分與鉆孔(38)的孔壁充分接觸；分拉繩(7)—端與棘爪(2)相連，另一端穿過約束器(I)中的分拉繩孔道(9)與位于主拉繩孔道(8)中的主拉繩(6)相連用于使棘爪(2)脫離鉆孔(38)的孔壁；所述氣缸體(10)內(nèi)從左到右依次設(shè)有活塞(11)、回程限位環(huán)(12)、空心軸步進電機(13)，活塞回程排氣控制閥(15)、電磁線圈(18)，活塞(11)、回程限位環(huán)(12)、空心軸步進電機(13)，活塞回程排氣控制閥(15)、電磁線圈(18)均位于中心軸線通孔上，配氣內(nèi)管(24)和配氣外管(25)置于氣缸體(10)中心軸線上； 活塞(11)與配氣外管(25)以滑動副連接用于保證氣密性接觸；回程限位環(huán)(12)緊嵌于氣缸體(10)內(nèi)壁上或與氣缸體(10)加工為一體；空心軸步進電機(13)通過聯(lián)軸器(14)與配氣外管(25)相連；活塞回程排氣控制閥(15)中的孔與配氣內(nèi)管(24)緊密固定，活塞回程排氣控制閥(15)外周與氣缸體(10)內(nèi)壁氣密性滑動接觸，活塞回程排氣控制閥(15)上設(shè)置有閥體排氣道(16),閥體排氣道(16) 一端通缸腔，閥體排氣道(16)另一端通設(shè)置于缸殼上的缸殼排氣道(17);電磁線圈(18)中心設(shè)置回復(fù)彈簧(19)，在回復(fù)彈簧(19)回復(fù)狀態(tài)下，置于配氣外管(25)內(nèi)的配氣內(nèi)管(24)右端部小部分插入電磁線圈(18)的左側(cè)用于保證配氣內(nèi)管(24)能受到電磁線圈(18)的吸力作用； 沖擊力傳遞件(20)設(shè)置于氣缸體(10)左端部用以向連接于其上的鉆頭傳遞活塞(11)的沖擊力； 配氣孔道I (26)位于約束器(I)內(nèi)，其右端通到約束器(I)尾部用于接外部提供的壓縮空氣，左端通到電磁線圈(18)的設(shè)置腔(39)中，電磁線圈(18)中的設(shè)置腔(39)中留有適當空間用于供壓縮空氣進入來作為所述自推進鑿巖鉆孔裝置的進氣通道； 開于配氣內(nèi)管(24)上的配氣孔道II (27)和開于配氣外管(25)上的配氣孔道111(28)均為徑向?qū)Υ╅_孔并在軸線方向為中心對齊以便配氣內(nèi)管(24)在配氣外管(25)中軸線上相對滑動時可使兩對孔道對齊，以構(gòu)成活塞(11)沖程的進氣通道，配氣孔道II (27)、配氣孔道111(28)在配氣內(nèi)管(24)上和配氣外管(25)上的位置均處于活塞(11)的右側(cè)及空心軸步進電機(13)的左側(cè)的回程限位環(huán)(12)旁；配氣孔道IV(29)設(shè)置于沖擊力傳遞件(20)右側(cè)大頭段中，配氣孔道IV(29)呈轉(zhuǎn)角形式，一端通氣缸體(10)的腔體，另一端通配氣外管(25)上的配氣孔道V (30)作為活塞(11)的沖程排氣通道，也作為活塞(11)的回程進氣通道； 配氣孔道V (30)和配氣孔道VI (31)分別位于配氣外管(25)和配氣內(nèi)管(24)上，配氣孔道V (30 )與配氣孔道IV(29)正對相通固定，配氣內(nèi)管(24)在配氣外管(25)中作軸線滑動時，實現(xiàn)配氣孔道VI(31)與配氣孔道V (30)的相通和相離，以作為活塞(11)回程時的進氣通道； 配氣孔道VIK32)設(shè)置于配氣內(nèi)管(24)左端部的實心段中，為一 T形孔道，其一端通口于配氣內(nèi)管(24)左端部，并與設(shè)置于配氣外管(25)左端部的配氣孔道X (40)的右側(cè)相通，另一端通口于配氣內(nèi)管(24)的實心段側(cè)壁上，隨著配氣內(nèi)管(24)在配氣外管(25)中作軸線方向滑動時，以實現(xiàn)配氣內(nèi)管(24)的側(cè)壁上的通孔與配氣外管(25)上的配氣孔道V(30)相通和相離，以作為活塞(11)沖程時的排氣通道； 配氣孔道珊(33)設(shè)置于沖擊力傳遞件(20)左側(cè)小頭段中，其一端通口于左側(cè)端部，與設(shè)置于鉆頭(22)中的配氣孔道ΙΧ(34)相通，另一端與配氣孔道Χ(40)的左側(cè)相通； 所述自推進鑿巖鉆孔裝置內(nèi)設(shè)置有兩個連接銷(23 )用于保證配氣內(nèi)管(24 )與配氣外管(25)只能作軸線相對滑動而不能作相對繞軸轉(zhuǎn)動，連接銷(23)與沖擊力傳遞件(20)以螺紋固定連接用于將沖擊力傳遞件(20)、配氣外管(25)及配氣內(nèi)管(24)串接，配氣內(nèi)管(24)在其上作軸向滑動，配氣外管(25)與沖擊力傳遞件(20)緊密接觸固定； 約束器部分的約束器(I)與沖擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分的氣缸體(10)及氣缸體(10)與前端外殼(21)均可為螺紋連接； 電纜(36)通過設(shè)置于約束器(I)的電纜通孔(35)用于為電磁線圈(18)和空心軸步進電機(13)提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自推進鑿巖鉆孔裝置，其特征在于:所述自推進鑿巖鉆孔裝置的殼體內(nèi)裝有抑塵降溫水道(37)用于避免鉆鑿干孔，抑塵降溫水道(37)從約束器部分尾部右側(cè)一直貫穿到?jīng)_擊回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分的前端外殼(21)處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自推進鑿巖鉆孔裝置，其特征在于:所述配氣內(nèi)管(24)材料為鐵磁性材料。
【文檔編號】E21B1/30GK104005704SQ201410192132
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】李克鋼, 李心一, 李祥龍 申請人:昆明理工大學(xué)