本發(fā)明涉及煤礦設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種液壓鉆機(jī)用全自動儲桿箱及控制方法。

背景技術(shù)：

隨著煤礦開采向著更深、更惡劣的煤層進(jìn)發(fā)，對瓦斯排放的安全性、可靠性等要求隨之提高。作為瓦斯排放、煤、煤巖鉆孔的重要設(shè)備——液壓鉆機(jī)，其性能的要求也得到了進(jìn)一步提高。

傳統(tǒng)鉆機(jī)多采用人工的方式進(jìn)行加接和拆卸鉆桿。此種方式通常需要2～3人同時工作，其勞動強(qiáng)度大、耗費(fèi)時間長、安全性低。

具有自動續(xù)桿功能的液壓鉆機(jī)是一種新型鉆機(jī)，其克服了傳統(tǒng)鉆機(jī)的缺點(diǎn)，與傳統(tǒng)鉆機(jī)先比，具有工作勞動量低、安全性好、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。自動續(xù)桿機(jī)構(gòu)是該新型液壓鉆機(jī)的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，目前正在使用的一種自動換桿機(jī)構(gòu)，能夠?qū)@桿按照給定軌跡運(yùn)送，實現(xiàn)自動換桿。此種換桿機(jī)構(gòu)在一定程度上提高了鉆機(jī)的工作效率，降低了工人的作業(yè)強(qiáng)度，各大礦區(qū)正在進(jìn)行推廣應(yīng)用。

但是，該新型液壓鉆機(jī)自動續(xù)桿機(jī)構(gòu)也存在如下問題：

1)儲桿箱存放鉆桿數(shù)目少：現(xiàn)有儲桿箱多為傾斜平面結(jié)構(gòu)，位于鉆機(jī)側(cè)面，受限于空間體積，一般只能儲存4～5根鉆桿，在鉆機(jī)工作過程中，當(dāng)需要較多鉆桿時，需要工人多次添加鉆桿，耗時費(fèi)力。

2)儲桿機(jī)構(gòu)復(fù)雜：另外一種類似于子彈殼式的儲桿箱，儲桿數(shù)目較多，通過彈簧力將鉆桿彈出，其缺陷是與之配套的機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，儲桿箱笨重不易移動，彈簧久用易產(chǎn)生疲勞損壞。

3)進(jìn)出桿過程復(fù)雜：現(xiàn)有的儲桿箱多采用液壓控制等方式控制進(jìn)出桿，需要較多的步驟才能完成出桿或儲桿過程，單個過程需要較多時間，且穩(wěn)定性不高，容易損壞。

4)適應(yīng)復(fù)雜工況能力差：現(xiàn)有儲桿箱多與機(jī)械手形成固定搭配，機(jī)械手只能從固軌道或方向運(yùn)送鉆桿，難以適應(yīng)井下更惡劣、更復(fù)雜的工況。

因此，有必要研發(fā)一種簡單易用、自動化程度高、儲桿數(shù)量多、易于移動、控制過程簡單、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)的液壓鉆機(jī)用新型儲桿箱。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的是提供一種液壓鉆機(jī)用全自動儲桿箱，其結(jié)構(gòu)簡單，易于移動，箱體內(nèi)可儲存鉆桿數(shù)量多，控制過程簡單，適應(yīng)復(fù)雜工況能力強(qiáng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種液壓鉆機(jī)用全自動儲桿箱，包括箱體、連接在箱體入口處的卸桿器、設(shè)置在箱體出口處的出桿槽和出桿開關(guān)、用于抓取鉆桿且可帶動鉆桿上下運(yùn)動的機(jī)械手，所述箱體內(nèi)設(shè)有傾斜且迂回的鉆桿軌道。箱體內(nèi)設(shè)置的鉆桿軌道為迂回的，且軌道呈傾斜狀態(tài)，使得箱體內(nèi)能夠儲存更多的鉆桿，也易于鉆桿的運(yùn)動，便于出桿。

優(yōu)選的方案，所述卸桿器通過上銷軸轉(zhuǎn)動連接在箱體入口處的下部，且所述卸桿器與所述箱體之間連接有卸桿彈簧；自然狀態(tài)時，所述卸桿器在所述卸桿彈簧作用下，與所述箱體相抵；在外力作用下，所述卸桿器可繞上銷軸順時針轉(zhuǎn)動。本卸桿器可在鉆桿機(jī)械手的作用下，自動實現(xiàn)卸桿，在不需要額外動力的情況下，就可以實現(xiàn)卸桿，方便鉆桿進(jìn)入箱體。

優(yōu)選的方案，所述出桿開關(guān)包括上擋板和下?lián)醢?，所述上擋板和下?lián)醢骞潭ㄟB接，上擋板和下?lián)醢逶谒鲢@桿軌道方向上錯位設(shè)置，且錯位距離與鉆桿外徑相匹配；下?lián)醢宥瞬客ㄟ^下銷軸與箱體轉(zhuǎn)動連接，且所述下?lián)醢迮c箱體之間連接有出桿彈簧；自然狀態(tài)時，在所述出桿彈簧作用下，所述下?lián)醢迮c箱體內(nèi)的鉆桿相抵阻止鉆桿向出桿槽滾動；在外力作用下，所述下?lián)醢搴蜕蠐醢寰蛳逻\(yùn)動，僅讓最前端的鉆桿滾入出桿槽，上擋板與箱體內(nèi)其它鉆桿相抵阻止其它鉆桿滾入出桿槽，外力作用消失時，在所述出桿彈簧作用下，所述下?lián)醢搴蜕蠐醢寰蛏匣匚唬蠐醢宀辉倥c鉆桿相抵，下?lián)醢迮c箱體的鉆桿軌道內(nèi)鉆桿相抵。出桿開關(guān)采用整體式，上擋板、下?lián)醢蹇梢月?lián)動，且上擋板和下?lián)醢逯g間距約為一個鉆桿的外徑，能夠讓鉆桿從箱體內(nèi)的鉆桿軌道逐個且有序的進(jìn)入出桿槽內(nèi)。整個出桿開關(guān)簡單、可靠、且制造成本低。

優(yōu)選的方案，所述機(jī)械手由機(jī)械手液壓缸驅(qū)動，機(jī)械手包括上卡爪和下卡爪，所述上卡爪和下卡爪由卡爪液壓缸驅(qū)動張開或閉合。采用液壓驅(qū)動，整個系統(tǒng)更平穩(wěn)。

優(yōu)選的方案，所述下卡爪上設(shè)有觸動出桿開關(guān)的觸手，機(jī)械手在所述機(jī)械手液壓缸的帶動下下降至出桿槽位置時，觸手可擠壓出桿開關(guān)的下?lián)醢?，使出桿開關(guān)向下運(yùn)動，讓下?lián)醢迮c鉆桿不再相抵，最前端的鉆桿滾入出桿槽，上擋板與箱體內(nèi)其它鉆桿相抵阻止其它鉆桿滾入出桿槽。設(shè)置的觸手，能夠更有效的對出桿開關(guān)進(jìn)行觸動，且觸手單獨(dú)設(shè)置，易于維護(hù)更換，設(shè)備使用維護(hù)成本低廉。

優(yōu)選的方案，所述機(jī)械手為兩個或兩個以上且互相鉸接保證同步或采用單個機(jī)械手且設(shè)置加寬內(nèi)外導(dǎo)向套，且對稱設(shè)置。

優(yōu)選的方案，所述迂回的鉆桿軌道為橫置的“W”形。采用此種形狀的鉆桿軌道，能夠?qū)崿F(xiàn)多層傾斜軌道內(nèi)腔，且充分利用鉆機(jī)側(cè)部空間，在相同的空間體積下，不但存儲更多的鉆桿，且出桿速度也快，提高了工作效率。

本發(fā)明還提供了一種液壓鉆機(jī)用全自動儲桿箱的控制方法，其包括以下步驟：

鉆機(jī)鉆孔，出桿作業(yè)時：

S1、機(jī)械手張開，機(jī)械手液壓缸帶動其下移至出桿槽位置，出桿開關(guān)打開，最前端的鉆桿滾至出桿槽內(nèi)；

S2、機(jī)械手閉合抓住出桿槽內(nèi)的鉆桿，機(jī)械手上移，出桿開關(guān)關(guān)閉；

S3、被機(jī)械手抓住的鉆桿向上移動并擠壓卸桿器，使卸桿器順時針旋轉(zhuǎn)；

S4、機(jī)械手離開卸桿器并將鉆桿輸送至指定位置，卸桿器復(fù)位；

S5、重復(fù)步驟S1至步驟S4直至鉆孔完成；

鉆孔完成后，鉆機(jī)卸桿、收桿作業(yè)時：

S6、機(jī)械手移動至待卸鉆桿部位并接住帶卸鉆桿，機(jī)械手閉合，抓緊鉆桿；

S7、機(jī)械手在機(jī)械手液壓缸帶動下，下降至卸桿器位置，機(jī)械手張開，卸桿器取下機(jī)械手上的鉆桿并將鉆桿由箱體入口存儲至箱體內(nèi)；

S8、重復(fù)步驟S6至步驟S7直至收桿作業(yè)完成，機(jī)械手繼續(xù)下移停止在卸桿器與出桿槽之間的位置。

本發(fā)明的控制方法使得進(jìn)/出桿過程的步驟少，工作效率大大提高；且整個系統(tǒng)的動力源少，一套液壓驅(qū)動系統(tǒng)即可完成整個聯(lián)動驅(qū)動，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。

通過采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明一種液壓鉆機(jī)用全自動儲桿箱及控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：

1)本發(fā)明可采用多層傾斜軌道內(nèi)腔存儲鉆桿，充分利用了鉆機(jī)側(cè)部空間，從而在相同的空間體積下存儲更多的鉆桿，提高了工作效率。

2)本發(fā)明利用卸桿器、出桿開關(guān)等純機(jī)械結(jié)構(gòu)取代現(xiàn)有技術(shù)中由液壓驅(qū)動雙液壓桿控制出桿結(jié)構(gòu)，一方面純機(jī)械結(jié)構(gòu)提高了進(jìn)出桿的可靠性，另一方面由于本發(fā)明的卸桿器、出桿開關(guān)均由送桿機(jī)構(gòu)(機(jī)械手)聯(lián)動，簡化了結(jié)構(gòu)，無須額外液壓驅(qū)動。

3)本發(fā)明采取新型的控制方法控制進(jìn)出桿過程，步驟較少，有效地提高了工作效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4)本發(fā)明采用機(jī)械手搭配儲桿箱，機(jī)械手可滿足從底部運(yùn)桿和上部運(yùn)桿兩種工況，可以更加靈活的適用于井下復(fù)雜的工況。

5)本發(fā)明采用鉸接兩個或多個液壓缸機(jī)械手或單液壓缸配加寬導(dǎo)向套機(jī)械手，可以保證運(yùn)送鉆桿時更加穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的一種液壓鉆機(jī)用全自動儲桿箱的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1的俯視示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例二的一種液壓鉆機(jī)用全自動儲桿箱的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖4的俯視示意圖。

圖7為液壓缸的局部剖視圖。

圖中標(biāo)記為：

1箱體，2卸桿器，3上銷軸，4卸桿彈簧，5上擋板，6鉆桿，7機(jī)械手，8機(jī)械手液壓缸，8a導(dǎo)向套，9出桿槽，10觸手，11出桿彈簧，12下?lián)醢澹?3出桿開關(guān)，14下銷軸。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合具體實例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。

實施例一：

當(dāng)機(jī)械手7從下部運(yùn)桿情況，參看圖1、圖2、圖3，一種液壓鉆機(jī)用全自動儲桿箱及控制方法，包括：箱體1、卸桿器2、上銷軸3、卸桿彈簧4、上擋板5、鉆桿6、機(jī)械手7、機(jī)械手液壓缸8、導(dǎo)向套8a、出桿槽9、觸手10、出桿彈簧11、下?lián)醢?2、出桿開關(guān)13、下銷軸14。

當(dāng)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔工作時：

步驟一：機(jī)械手7張開，機(jī)械手液壓缸8收縮，出桿開關(guān)13打開，鉆桿6滾至出桿槽9；

機(jī)械手7張開，機(jī)械手液壓缸8帶動機(jī)械手7往下移動，當(dāng)機(jī)械手7移動至出桿槽9位置時，觸手10擠壓出桿開關(guān)13，出桿開關(guān)13繞下銷軸14旋轉(zhuǎn)。此時，出桿彈簧11被拉伸，下?lián)醢?2被旋出出口處軌道，上擋板5旋進(jìn)，出口處第一根鉆桿6滾至出桿槽9內(nèi)，后面的鉆桿6被上擋板5擋住。

步驟二：機(jī)械手7閉合，機(jī)械手液壓缸8伸長，出桿開關(guān)13關(guān)閉；

機(jī)械手7閉合夾緊鉆桿6，機(jī)械手液壓缸8上移，則帶動鉆桿6往上運(yùn)動，出桿彈簧11將拉動出桿開關(guān)13旋轉(zhuǎn)，出桿開關(guān)13復(fù)位，下?lián)醢?2旋進(jìn)，上擋板5旋出，后面的鉆桿6同時往前滾動一根鉆桿6直徑的距離。

步驟三：鉆桿6擠壓卸桿器2，卸桿器2順時針旋轉(zhuǎn)；

當(dāng)鉆桿6移動至卸桿器2位置時，由于卸桿器2可繞上銷軸3順時針旋轉(zhuǎn)，鉆桿6將推開卸桿器2。

步驟四：卸桿器2復(fù)位，機(jī)械手7將鉆桿6送至指定位置；

機(jī)械手7繼續(xù)往上運(yùn)動至指定位置，由于卸桿彈簧4的拉力作用，卸桿器2被推開后將立即復(fù)位。

重復(fù)上述步驟直至鉆孔工作完成，鉆孔工作完成后：

步驟五：機(jī)械手液壓缸8伸長至待卸鉆桿6位置，機(jī)械手7接住鉆桿6并閉合；

機(jī)械手液壓缸8帶動機(jī)械手7到指定位置接住待卸鉆桿6并夾緊。

步驟六：機(jī)械手7下降至卸桿器2位置，機(jī)械手7張開；

當(dāng)機(jī)械手7運(yùn)動到卸桿器2位置時停止，機(jī)械手7張開。

步驟七：機(jī)械手7繼續(xù)下降一定距離后停止，卸桿器2取下機(jī)械手7上的鉆桿6并將鉆桿6存儲至儲桿箱內(nèi)；

機(jī)械手7繼續(xù)下降一段距離但在出桿槽9位置上方停止，確保鉆桿6能從箱體1入口處滑進(jìn)且不會使觸手10觸發(fā)出桿開關(guān)13，由于卸桿器2不能逆時針旋轉(zhuǎn)，卸桿器2將接住鉆桿6并將鉆桿6存儲至儲桿箱內(nèi)。

重復(fù)步驟五到步驟七直至卸桿工作完成。

實施例二：

當(dāng)機(jī)械手7從上部運(yùn)桿情況，參看圖4、圖5、圖6。

當(dāng)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔工作時：

步驟一：機(jī)械手7張開，機(jī)械手液壓缸8伸長，出桿開關(guān)13打開，鉆桿6滾至出桿槽9；

機(jī)械手7張開，機(jī)械手液壓缸8帶動機(jī)械手7往下移動，當(dāng)機(jī)械手7移動至出桿槽9位置時，觸手10擠壓出桿開關(guān)13，出桿開關(guān)13繞下銷軸14旋轉(zhuǎn)。此時，出桿彈簧11被拉伸，下?lián)醢?2被旋出出口處軌道，上擋板5旋進(jìn)，出口處第一根鉆桿6滾至出桿槽9內(nèi)，后面的鉆桿6被上擋板5擋住。

步驟二：機(jī)械手7閉合，機(jī)械手液壓缸8收縮，出桿開關(guān)13關(guān)閉；

機(jī)械手7閉合夾緊鉆桿6，機(jī)械手液壓缸8上移，則帶動鉆桿6往上運(yùn)動，出桿彈簧11將拉動出桿開關(guān)13旋轉(zhuǎn)，出桿開關(guān)13復(fù)位，下?lián)醢?2旋進(jìn)，上擋板5旋出，后面的鉆桿6同時往前滾動一根鉆桿6直徑的距離。

步驟三：鉆桿6擠壓卸桿器2，卸桿器2順時針旋轉(zhuǎn)；

當(dāng)鉆桿6移動至卸桿器2位置時，由于卸桿器2可繞上銷軸3順時針旋轉(zhuǎn)，鉆桿6將推開卸桿器2。

步驟四：卸桿器2復(fù)位，機(jī)械手7將鉆桿6送至指定位置；

機(jī)械手7繼續(xù)往上運(yùn)動至指定位置，由于卸桿彈簧4的拉力作用，卸桿器2被推開后將立即復(fù)位。

重復(fù)上述步驟直至鉆孔工作完成，鉆孔工作完成后：

步驟五：機(jī)械手液壓缸8收縮至待卸鉆桿6位置，機(jī)械手7接住鉆桿6并閉合；

機(jī)械手液壓缸8帶動機(jī)械手7到指定位置接住待卸鉆桿6并夾緊。

步驟六：機(jī)械手7下降至卸桿器2位置，機(jī)械手7張開；

當(dāng)機(jī)械手7運(yùn)動到卸桿器2位置時停止，機(jī)械手7張開。

步驟七：機(jī)械手7繼續(xù)下降一定距離后停止，卸桿器2取下機(jī)械手7上的鉆桿6并將鉆桿6存儲至儲桿箱內(nèi)；

機(jī)械手7繼續(xù)下降一段距離但在出桿槽9位置上方停止，確保鉆桿6能從箱體1入口處滑進(jìn)且不會使觸手10觸發(fā)出桿開關(guān)13，由于卸桿器2不能逆時針旋轉(zhuǎn)，卸桿器2將接住鉆桿6并將鉆桿6存儲至儲桿箱內(nèi)。

重復(fù)步驟五至步驟七直至卸桿工作完成。

上述的具體實施方式只是示例性的，是為了更好地使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。