本實用新型涉及一種動力頭升降驅動機構。

背景技術：

現(xiàn)行動力頭鉆機的主要升降給進機構主要包括：油缸牽引或者油馬達的鏈傳動升降給進機構、齒輪齒條傳動升降給進機構等。前者具有給進平穩(wěn)提升力大等特點，被全液壓鉆機所廣泛應用，其缺點是需要液壓系統(tǒng)的支持，如非具備液壓系統(tǒng)的液壓鉆機需要應用時液壓系統(tǒng)的設立成本高。后者主要用于小功率鉆機的給進，平穩(wěn)性差，大多使用手動操作給進，使用電機給進時需使用變頻電機驅動。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種動力頭升降驅動機構，升降給進平穩(wěn)、結構簡單、易拆卸維修以及操作方便。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的：一種動力頭升降驅動機構，包括電機、傳動機構、輸入軸、離合機構、傳動軸、提升傳動輪、給進傳動輪以及制動機構，所述電機通過所述傳動機構連接至所述輸入軸，所述輸入軸通過所述離合機構連接至所述傳動軸，所述傳動軸分別連接至所述提升傳動輪、給進傳動輪以及制動機構。

進一步地，所述離合機構包括輸入端機座、第一凸輪機構、行星齒輪機構、行星齒輪架以及第一摩擦機構；所述輸入端機座內(nèi)設有一通孔，所述輸入軸通過所述通孔連接至所述行星齒輪機構，所述行星齒輪機構連接至所述行星齒輪架，所述第一摩擦機構滑配設置于所述輸入端機座上，所述行星齒輪機構通過所述第一摩擦機構連接至所述第一凸輪機構，所述第一凸輪機構用于驅動第一摩擦機構，所述行星齒輪架連接至所述傳動軸。

進一步地，所述第一摩擦機構包括至少一片從動摩擦片以及至少一片主動摩擦片，所述從動摩擦片固定連接至所述行星齒輪機構，所述主動摩擦片與所述從動摩擦片間隔設于所述輸入端機座上，所述主動摩擦片連接至所述第一凸輪機構。

進一步地，所述第一凸輪機構包括制動主動輪、平面軸承、制動從動輪以及第一伺服電機，所述第一伺服電機連接至所述制動主動輪，所述制動主動輪連接至所述制動從動輪，所述制動從動輪連接至所述第一摩擦機構，所述制動主動輪通過一平面軸承連接至所述輸入端機座，所述制動從動輪滑配設置于所述輸入端機座上。

進一步地，所述制動機構包括制動機座、第二摩擦機構、第二凸輪機構以及傳動軸支架，所述第二摩擦機構以及第二凸輪機構設于所述制動機座上，所述第二凸輪機構用于驅動第二摩擦機構，所述傳動軸支架連接至所述傳動軸，所述傳動軸支架連接至所述第二摩擦機構。

進一步地，所述第二摩擦機構包括至少一片第一摩擦片以及至少一片第二摩擦片，所述第一摩擦片連接至所述第二凸輪機構以及第二摩擦片，所述第二摩擦片連接至所述傳動軸支架，所述第一摩擦片滑配設置于所述制動機座上。

進一步地，所述第二凸輪機構包括主動凸輪、從動凸輪、制動支架軸承以及第二伺服電機，所述伺服電機連接至所述主動凸輪，所述主動凸輪通過所述制動支架軸承連接至所述制動機座，所述從動凸輪滑配設置于所述制動機座上，所述主動凸輪通過所述從動凸輪連接至所述第二摩擦機構。

本實用新型的優(yōu)點在于：本實用新型一種動力頭升降驅動機構，利用行星齒輪傳動離合和摩擦制動的軸傳式鏈傳動或者鋼絲繩傳動系統(tǒng)，提供一種新型動力頭升降給進機構，解決無液壓系統(tǒng)狀態(tài)下的動力頭鉆機的升降給進問題，具有升降行程不受限制、升降給進平穩(wěn)、結構簡單、易拆卸維修、操作方便，適用于自動控制等特點。

附圖說明

下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。

圖1為本實用新型一種動力頭升降驅動機構的示意圖。

圖2為本實用新型一種動力頭升降驅動機構的使用狀態(tài)圖。

圖3為本實用新型一種動力頭升降驅動機構的離合機構結構示意圖。

圖4為本實用新型一種動力頭升降驅動機構的制動機構結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1、圖3和圖4所示，一種動力頭升降驅動機構，包括電機101、傳動機構102、輸入軸103、離合機構104、傳動軸105、給進傳動輪106、提升傳動輪107以及制動機構108，所述電機101通過所述傳動機構102連接至所述輸入軸103，所述輸入軸103通過所述離合機構104連接至所述傳動軸105，所述傳動軸105分別連接至所述提升傳動輪107、給進傳動輪106以及制動機構108，通過電機101帶動輸入軸103轉動，輸入軸103通過離合機構104帶動傳動軸105轉動，傳動軸105帶動提升傳動輪107以及給進傳動輪106轉動，以此來帶動動力203(如圖2所示)頭上下移動，當動力頭203懸空狀態(tài)下時，通過制動機構108使得動力頭203不會下滑。

本實用新型中離合機構104包括輸入端機座301、第一凸輪機構1041、行星齒輪機構1042、行星齒輪架310以及第一摩擦機構1043；所述輸入端機座301內(nèi)設有一通孔(圖中未示)，所述輸入軸304(即圖1中的103)通過所述通孔連接至所述行星齒輪機構1042，所述行星齒輪機構1042連接至所述行星齒輪架310，所述第一摩擦機構1043滑配設置于所述輸入端機座301上，所述行星齒輪機構1042通過所述第一摩擦機構1043連接至所述第一凸輪機構1041，所述第一凸輪機構1041用于驅動第一摩擦機構1043，所述行星齒輪架310連接至所述傳動軸311(即圖1中105)，所述第一摩擦機構1043包括至少一片從動摩擦片309以及至少一片主動摩擦片308，所述從動摩擦片309固定連接至所述行星齒輪機構1042，所述主動摩擦片308與所述從動摩擦片309間隔設于所述輸入端機座301上，所述主動摩擦片308連接至所述第一凸輪機構1041，所述第一凸輪機構1041包括制動主動輪306、平面軸承302、制動從動輪307以及第一伺服電機(圖中未示)，所述第一伺服電機連接至所述制動主動輪306，所述制動主動輪306連接至所述制動從動輪307，所述制動從動輪307連接至所述第一摩擦機構1043，所述制動主動輪306通過一平面軸承302連接至所述輸入端機座301，所述制動從動輪307滑配設置于所述輸入端機座301上；輸入軸304帶動行星齒輪機構1042轉動，行星齒輪機構1042轉動時，會帶動從動摩擦片309，此時通過第一伺服電機帶動制動主動輪306轉動，制動主動輪306轉動就會使得制動從動輪307向左運動，壓住主動摩擦片308，通過主動摩擦片308與從動摩擦片309之間的摩擦力，使得行星齒輪機構1042的內(nèi)齒圈315轉速慢下來，此時行星齒輪機構1042中的內(nèi)齒圈315就慢下來，使得行星齒輪314轉動速度就快起來，則使得行星齒輪架310轉速快起來，也就使得傳動軸311轉動速度就快起來，通過主動摩擦片308與從動摩擦片309之間摩擦力的大小控制傳動軸311的轉速。

本實用新型中制動機構包括制動機座401、第二摩擦機構1081、第二凸輪機構1082以及傳動軸支架408，所述第二摩擦機構1081以及第二凸輪機構1082設于所述制動機座401上，所述第二凸輪機構1082用于驅動第二摩擦機構1081，所述傳動軸支架408連接至所述傳動軸409(即圖1所示105)，所述傳動軸支架408連接至所述第二摩擦機構1081，所述第二摩擦機構1081包括至少一片第一摩擦片406以及至少一片第二摩擦片407，所述第一摩擦片406連接至所述第二凸輪機構1082以及第二摩擦片407，所述第二摩擦片407連接至所述傳動軸支架408，所述第一摩擦片406滑配設置于所述制動機座401上，所述第二凸輪機構1082包括主動凸輪404、從動凸輪405、制動支架軸承402以及第二伺服電機(圖中未示)，所述伺服電機連接至所述主動凸輪404，所述主動凸輪404通過所述制動支架軸承402連接至所述制動機座401，所述從動凸輪405滑配設置于所述制動機座401上，所述主動凸輪404通過所述從動凸輪405連接至所述第二摩擦機構1081；通過第二伺服電機驅動主動凸輪404轉動，使得從動凸輪405向右移動，使得第一摩擦片406靠緊第二摩擦片407，使得第一摩擦片406與第二摩擦片407之間的摩擦力越來越大，使得第二摩擦片407不能再轉動，進而使得傳動軸支架408不能轉動，傳動軸支架408是固定于傳動軸409上，傳動軸支架408不能轉動之后，使得傳動軸409不能轉動，也就是使得提升傳動輪107以及給進傳動輪106不會轉動，使得動力頭203靜止不動。

本實用新型一種具體實施方式如下：

請參閱圖1，一種動力頭升降給進機構的機構示意圖。包括減速電機101、傳動機構102、輸入軸103、離合機構104、傳動軸105、給進傳動輪106、提升傳動輪107、制動機構108等，其中給進傳動輪和提升傳動輪位置可以隨意對換。所述傳動機構通常為卡通畫傳動或者鏈傳動，以鏈傳動和帶齒槽的皮帶傳動為佳。

請參閱圖2，其中包括下傳動端固定座201，導向輪202、204、205、209，動力頭203，牽引鏈條或者鋼絲繩206，上傳動輪207和下傳動輪208等。所述上傳動輪的直徑或者齒數(shù)為下傳動輪直徑或者齒數(shù)的2倍，即小大兩傳動輪之間的直徑比或者齒數(shù)比為1∶2。其中上傳動輪207即為提升傳動輪107(如圖1所示)，下傳動輪208即為進傳動輪106(如圖1所示)，所述下傳動端固定座201、導向輪202和導向輪209構成動力頭下端的雙繩動滑輪機構，使動力頭給進速度是提升速度的1/2，以滿足給進時需要速度慢、壓力平穩(wěn)的要求。

請參閱圖3，一種動力頭升降給進機構的行星齒輪離合機構示意圖。包括輸入端機座301、平面軸承302、機座軸承303、輸入軸304(即前述103)、制動支架305、制動主動輪306、制動從動輪307、主動摩擦片308、從動摩擦片309、行星齒輪架310、傳動軸311(亦即前述105)、傳動軸機座312、中心齒輪313、行星齒輪314、內(nèi)齒圈315等。其中制動支架305固定在輸入端機座301上，中心齒輪313固定在輸入軸304上。行星齒輪314有三個或者四個，均勻分布安裝在行星齒輪架310上。傳動軸311與行星齒輪架310固定聯(lián)接。主動摩擦片308和制動從動輪307通過內(nèi)鍵齒安裝在制動支架305上，制動支架305設置外鍵齒與主動摩擦片308和制動從動輪307配合安裝，主動摩擦片308和制動從動輪307可以在制動支架上的鍵槽上沿軸向滑動。內(nèi)齒圈315的一端為內(nèi)齒圈，與行星齒輪嚙合，另一端摩擦片安裝孔，安裝孔外圈設置2－4條鍵槽，從動摩擦片309外鍵齒安裝在所述槽上，通過制動從動輪307的壓緊傳動摩擦力。制動主動輪306與制動從動輪307之間以凸輪面接觸，制動主動輪306可通過蝸輪蝸桿傳動，制動從動輪307在凸輪面的作用下壓緊摩擦片308和309，制動驅動齒圈315，行星齒輪314在自轉的同時產(chǎn)生公轉，帶動行星齒輪架310及傳動軸311轉動，當傳動軸311的阻力較大時，可通過控制從動制動輪307的位移量來控制摩擦片間的制動力，使傳遞一傳動軸311上的扭力在減速電機101在極限扭力范圍內(nèi)得到調(diào)整，進而控制動力頭提升和下降給進的速度。

請參閱圖4，智能鉆機及其操縱系統(tǒng)的動力頭升降制動器示意圖。包括制動機座401、制動支架軸承(或稱為平面軸承)402、制動支架403、主動凸輪404、從動凸輪405、第一摩擦片406、第二摩擦片407、傳動支架408、傳動軸409和傳動軸支座410等。傳動軸409與傳動軸支架408以鍵或者法蘭相聯(lián)接，為被制動系統(tǒng)；傳動軸支架408內(nèi)容納第一摩擦片406和第二摩擦片407，第一摩擦片406與制動支架403以鍵槽方式傳動，第二摩擦片407與傳動支架408以支架上的條形槽作為傳動機構。當主動凸輪404在動力驅動下旋轉時，從動凸輪405壓緊摩擦片，使第一摩擦片406與第二摩擦片407間產(chǎn)生摩擦阻力，進而制動傳動軸支架408和傳動軸409。

其工作原理為：當動力頭升降或者給進時，減速電機101通過鏈傳動或者帶齒的皮帶傳動將動力傳輸?shù)诫x合機構104，起動離合機構104的驅動電機正轉，離合機構的凸輪機構306和307推動摩擦片308和309接觸，制動內(nèi)齒圈315，使中心齒輪313帶動行星齒輪314驅動行星齒輪架310轉動，進而驅動傳動軸311(亦即105)轉動。此時，制動機構108處于松開狀態(tài)，鏈傳動機構或者鋼絲繩傳動機構106和107帶動鏈條或者鋼絲繩206牽引動力頭203提升或者給進，所述提升或者給進由減速電機101的轉向決定。工作過程中，可通過控制離合機構凸輪306的轉動量控制摩擦片的壓緊程度，控制傳動軸上的扭力，實現(xiàn)給進時的速度和給進壓力。

當動力頭203需要停止升降時，起動離合機構的驅動電機反轉，松開離合機構的同時，起動制動機構的驅動電機正轉，以圖4說明所述，制動傳動軸，即可完成操縱。所述離合機構驅動電機和制動機構制動電機為伺服電機或者步進電機，由PLC或者PC編程控制。

雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式，但是熟悉本技術領域的技術人員應當理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本實用新型的范圍的限定，熟悉本領域的技術人員在依照本實用新型的精神所作的等效的修飾以及變化，都應當涵蓋在本實用新型的權利要求所保護的范圍內(nèi)。