本發(fā)明屬于礦用鉆機(jī)，涉及一種具有傾角可調(diào)機(jī)構(gòu)的鉆桿轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在煤礦智能化戰(zhàn)略背景下，鉆機(jī)自動化成為實現(xiàn)井下作業(yè)少人化、無人化的核心抓手。傳統(tǒng)人工操作模式受限于井下復(fù)雜環(huán)境與人員疲勞度，難以滿足現(xiàn)代煤礦高效開采與本質(zhì)安全的雙重需求。自動化技術(shù)則可實現(xiàn)鉆孔過程及輔助工序的自動運行，顯著降低了勞動強(qiáng)度，提高了安全性，同時突破人工操作的效率瓶頸，成為煤炭行業(yè)技術(shù)升級的必然選擇。

2、鉆桿轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的自動鉆機(jī)的核心系統(tǒng)之一，而鉆桿抓取機(jī)械手是鉆桿轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，負(fù)責(zé)將鉆桿從存儲裝置中取出；轉(zhuǎn)運器是鉆桿在兩個機(jī)械手之間過渡的關(guān)鍵部件。

3、目前行業(yè)中應(yīng)用的自動鉆機(jī)的鉆桿抓取機(jī)械手為直角坐標(biāo)型關(guān)節(jié)機(jī)械手，即各個關(guān)節(jié)均為平移關(guān)節(jié)，只能實現(xiàn)鉆桿的平移或者升降輸送，極大地限制了鉆桿輸送系統(tǒng)后續(xù)機(jī)構(gòu)以及鉆機(jī)整機(jī)的布局形式。尤其是在高度方向，直角坐標(biāo)型關(guān)節(jié)機(jī)械手只能直上直下運動，導(dǎo)致鉆桿很難在抓取機(jī)械手的驅(qū)動下跨過提升套等鉆機(jī)必需部件。

4、現(xiàn)有轉(zhuǎn)運器有平移和水平轉(zhuǎn)動兩種形式，均在水平面內(nèi)運動，對水平放置的鉆桿的兩端進(jìn)行夾緊，以使其對齊鉆桿箱或者機(jī)架。但是，現(xiàn)有轉(zhuǎn)運器缺少豎直面內(nèi)對鉆桿的固定，傾角運動導(dǎo)致鉆桿易掉落，因此無法進(jìn)行大傾角運動。

5、因此，現(xiàn)有自動鉆機(jī)鉆孔傾角范圍受限，很難滿足全斷面、全傾角范圍鉆孔的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有傾角可調(diào)機(jī)構(gòu)的鉆桿轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，解決轉(zhuǎn)運器傾角運動時鉆桿易掉落、轉(zhuǎn)運系統(tǒng)無法滿足全斷面、全傾角范圍鉆孔需求的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種具有傾角可調(diào)機(jī)構(gòu)的鉆桿轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，包括依次連接的機(jī)架、調(diào)姿裝置和鉆桿箱，轉(zhuǎn)運器設(shè)在所述調(diào)姿裝置上部；

4、所述轉(zhuǎn)運器包括底板、托塊、壓板、軸向壓緊塊；所述托塊設(shè)置在所述底板上，且所述托塊的上部設(shè)有與鉆桿外徑匹配的凹槽，用于承托鉆桿；所述軸向壓緊塊設(shè)置在所述底板上，且位于所述托塊的兩側(cè)；所述軸向壓緊塊上部轉(zhuǎn)動連接有壓板，所述壓板位于所述托塊上方；所述軸向壓緊塊從鉆桿軸向上對鉆桿壓緊固定；所述軸向壓緊塊包括至少一個滑動設(shè)置在所述底板上的滑塊；所述壓板將鉆桿壓緊在所述托塊上；

5、所述鉆桿箱的側(cè)邊設(shè)有滑軌，機(jī)械手設(shè)置在鉆桿箱滑軌上，包括依次連接的升降關(guān)節(jié)、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、伸縮關(guān)節(jié)和夾爪，所述升降關(guān)節(jié)遠(yuǎn)離所述夾爪的一端連接在所述滑軌上，所述伸縮關(guān)節(jié)、夾爪朝向所述鉆桿箱內(nèi)側(cè)設(shè)置；

6、所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與升降關(guān)節(jié)通過橫梁連接；所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包括轉(zhuǎn)動設(shè)置在所述橫梁內(nèi)腔中的轉(zhuǎn)動軸，所述橫梁內(nèi)腔設(shè)有圓弧槽，所述轉(zhuǎn)動軸的外側(cè)設(shè)有凸起部，所述轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時，所述凸起部在所述圓弧槽內(nèi)沿周向滑動，實現(xiàn)對所述轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動限位。

7、可選的，所述機(jī)架上設(shè)有夾持器和動力頭，所述夾持器用于夾持鉆桿，所述動力頭驅(qū)動鉆桿旋轉(zhuǎn)，與所述夾持器配合實現(xiàn)鉆桿的連接或拆卸。

8、可選的，所述調(diào)姿裝置包括異步轉(zhuǎn)動裝置、回轉(zhuǎn)平臺，所述轉(zhuǎn)運器通過異步轉(zhuǎn)動裝置設(shè)置在機(jī)架、回轉(zhuǎn)平臺之間；

9、所述異步轉(zhuǎn)動裝置包括提升套、轉(zhuǎn)運器回轉(zhuǎn)器、傾角回轉(zhuǎn)器、回轉(zhuǎn)過渡板和機(jī)架連接板，所述機(jī)架、回轉(zhuǎn)平臺之間依次通過所述傾角回轉(zhuǎn)器、機(jī)架連接板、回轉(zhuǎn)過渡板、提升套進(jìn)行連接；其中，所述傾角回轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)動連接在所述機(jī)架上，所述轉(zhuǎn)運器通過所述轉(zhuǎn)運器回轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)動連接在所述回轉(zhuǎn)過渡板上，通過所述傾角回轉(zhuǎn)器、轉(zhuǎn)運器回轉(zhuǎn)器實現(xiàn)所述機(jī)架、轉(zhuǎn)運器之間的傾角異步轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)。

10、可選的，所述提升套包括兩塊側(cè)板與頂部封板圍合圍成的腔體，所述側(cè)板兩端設(shè)有套筒，所述側(cè)板上設(shè)有連接筒；所述回轉(zhuǎn)平臺上相對設(shè)置有兩個提升立柱，兩個所述提升立柱中間設(shè)有提升油缸；所述腔體內(nèi)安裝所述回轉(zhuǎn)平臺的提升油缸，在所述提升油缸的驅(qū)動下，所述提升套沿提升立柱上下移動；所述套筒套設(shè)在所述回轉(zhuǎn)平臺的提升立柱上，所述連接筒上安裝所述回轉(zhuǎn)過渡板。

11、可選的，所述連接筒上設(shè)有法蘭；所述回轉(zhuǎn)過渡板呈圓盤狀，包括并排設(shè)置的三組法蘭，內(nèi)側(cè)的法蘭與所述連接筒的法蘭配合連接，兩組外側(cè)的法蘭分別用于安裝所述安裝轉(zhuǎn)運器回轉(zhuǎn)器、機(jī)架連接板。

12、可選的，所述轉(zhuǎn)運器回轉(zhuǎn)器包括設(shè)置在其上的第一固定圈和第一轉(zhuǎn)動圈，所述第一固定圈與所述回轉(zhuǎn)過渡板的法蘭相連接；所述第一轉(zhuǎn)動圈與第一外殼體固連，所述轉(zhuǎn)運器安裝在所述第一外殼體上，通過所述第一轉(zhuǎn)動圈的轉(zhuǎn)動調(diào)整所述轉(zhuǎn)運器的傾角。

13、可選的，所述機(jī)架連接板為圓盤狀，包括兩組相互連接的法蘭，兩組法蘭分別與所述回轉(zhuǎn)過渡板的法蘭、傾角回轉(zhuǎn)器相連接；所述傾角回轉(zhuǎn)器包括設(shè)置在其上的第二固定圈和第二轉(zhuǎn)動圈，所述第二固定圈與所述機(jī)架連接板的法蘭相連接；所述第二轉(zhuǎn)動圈與第二外殼體固連，所述機(jī)架安裝在所述第二外殼體上，通過所述第二轉(zhuǎn)動圈的轉(zhuǎn)動調(diào)整所述機(jī)架的傾角。

14、可選的，所述軸向壓緊塊與所述壓板轉(zhuǎn)動連接，當(dāng)轉(zhuǎn)運器處于等待裝入或取出鉆桿狀態(tài)時，壓板轉(zhuǎn)動向上打開，便于鉆桿的裝入或取出；

15、所述底板底部設(shè)有滑動油缸，所述滑動油缸與所述滑塊相連接，驅(qū)動所述滑塊沿所述底板的長度方向滑動；

16、所述壓板上還設(shè)有壓緊油缸，驅(qū)動所述壓板的轉(zhuǎn)動；所述壓緊油缸位于兩個所述軸向壓緊塊的外側(cè)，且與所述軸向壓緊塊的上部鉸接連接。

17、可選的，所述升降關(guān)節(jié)遠(yuǎn)離所述滑軌的一端連接在所述橫梁的下方；

18、所述升降關(guān)節(jié)包括升降外筒，所述升降外筒與所述橫梁下方的升降內(nèi)筒套設(shè)安裝，所述升降外筒與升降內(nèi)筒形成升降副，實現(xiàn)升降運動；

19、所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)還包括連接在所述橫梁上的轉(zhuǎn)動驅(qū)動器，所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動器與所述轉(zhuǎn)動軸連接，以驅(qū)動所述轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動；所述轉(zhuǎn)動軸遠(yuǎn)離所述橫梁的一端與所述伸縮關(guān)節(jié)相連接，所述轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，帶動所述伸縮關(guān)節(jié)、夾爪進(jìn)行擺動；

20、所述伸縮關(guān)節(jié)包括伸縮外筒、伸縮內(nèi)筒，所述伸縮內(nèi)筒插入所述伸縮外筒內(nèi)，形成伸縮副進(jìn)行伸縮運動。

21、可選的，所述升降關(guān)節(jié)還包括與升降外筒相連接的升降油缸，所述升降油缸驅(qū)動所述升降副進(jìn)行升降運動；

22、所述伸縮關(guān)節(jié)還包括與所述轉(zhuǎn)動軸連接的伸縮油缸，所述伸縮油缸與伸縮外筒相連接，以驅(qū)動所述伸縮副進(jìn)行伸縮運動。

23、可選的，所述夾爪靠近所述伸縮單元的一側(cè)連接有夾緊油缸，在所述夾緊油缸的驅(qū)動下，所述夾爪實現(xiàn)夾緊或松開。

24、本發(fā)明的有益效果在于：

25、針對現(xiàn)有鉆桿轉(zhuǎn)運器只能在水平面內(nèi)運動的問題，缺少豎直面內(nèi)的鉆桿固定機(jī)構(gòu)，傾角運動時鉆桿易掉落的問題。本發(fā)明采用傾角回轉(zhuǎn)器、轉(zhuǎn)運器回轉(zhuǎn)器分別調(diào)整機(jī)架、轉(zhuǎn)運器的傾角，兩者相互配合，使轉(zhuǎn)運器能夠在豎直平面內(nèi)進(jìn)行大范圍的傾角調(diào)節(jié)。采用鉆桿兩端夾緊結(jié)合頂部壓緊的方式固定轉(zhuǎn)運中的鉆桿，從而避免了鉆桿在傾角調(diào)節(jié)中掉落；其中兩端的滑塊可沿底板長度方向向內(nèi)或向外滑動，便于調(diào)整轉(zhuǎn)運器內(nèi)部空間，減少了裝卸過程中的阻礙；當(dāng)鉆桿放入托塊凹槽內(nèi)時，壓板從豎直方向上對鉆桿進(jìn)行壓緊，滑塊向內(nèi)滑動從兩端對鉆桿進(jìn)行壓緊，大大增強(qiáng)了鉆桿在轉(zhuǎn)運過程中的穩(wěn)固性，有效避免了鉆桿在轉(zhuǎn)運過程中因晃動、偏移甚至掉落而引發(fā)的問題。

26、目前現(xiàn)有的抓取機(jī)械手只能直上直下，無法跨過提升套輸送鉆桿，導(dǎo)致鉆桿輸送系統(tǒng)布置困難，無法滿足全斷面、全傾角范圍鉆孔的需求。本發(fā)明通過設(shè)置限定角度的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，實現(xiàn)了副機(jī)械手夾爪在豎直面內(nèi)擺動，從而可跨過調(diào)姿裝置輸送鉆桿，使轉(zhuǎn)運器可設(shè)置在調(diào)姿裝置上與鉆桿箱異側(cè)的位置，提高了鉆桿輸送系統(tǒng)布置的靈活性，大幅增加了鉆機(jī)鉆孔傾角范圍，使得鉆機(jī)能夠適應(yīng)更復(fù)雜的井下環(huán)境和鉆孔需求。

27、本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。