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CN109653680A - 一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂 - Google Patents

一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂 Download PDF

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CN109653680A
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China
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hydraulic
telescopic
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oil cylinder
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CN201910082845.2A
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English (en)
Inventor
罗红波
赵康
林智秋
魏鹏
施显阳
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Sichuan University
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Sichuan University
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E21B7/025—Rock drills, i.e. jumbo drills

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂，包括液压凿岩机、推进梁、钻杆、推进梁托架、万向回转结构、伸缩机械臂、机械臂座、机械臂三角式双支撑液压缸和机械臂伸缩液压缸，与现有技术相比，本发明优化设计机械臂结构，扩大机械臂的工作范围，双旋转结构使得机械臂和推进梁运动更快，机械臂结构使得孔间定位时间缩短，机械臂刚度大，延伸长，从而增大作业覆盖面积，提高凿岩钻孔的效率，缩短了施工周期，进而降低施工成本，具有推广应用的价值。

Description

一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂
技术领域
本发明涉及一种工程机械，尤其涉及一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂。
背景技术
凿岩台车是配置若干台液压凿岩机同时进行钻眼作业并可移动的施工设备，主要用于水利交通隧道钻爆法施工中。目前工程中常见的凿岩台车有轮胎式和履带式，此外还有挖掘式和轨道式台车。轨道式凿岩台车需要预先在施工地点铺设轨道，其车体结构一般都为门架式，因此也称门架式凿岩台车。这种凿岩台车一般都有两到三个工作台，最多可安装十余台凿岩机，下部接通装碴机、运输车辆及其他机具同时工作。这种类型的凿岩台车集成有打孔、填装、测绘等功能。门架式凿岩台车常用于大型工程中，对工人们的操作和工作环境要求较高。而轮胎式的凿岩台车由于其具有运动灵活操作简单的优势，但工作范围相对较小，所以多应用与各种中小型隧道凿岩工程。因此，为解决上述问题，需要不断的改进与创新。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明包括液压凿岩机、推进梁和钻杆，所述液压凿岩机固定于所述推进梁上，所述钻杆与所述液压凿岩机的转轴连接，还包括推进梁托架、万向回转结构、伸缩机械臂、机械臂座、机械臂三角式双支撑液压缸和机械臂伸缩液压缸，所述推进梁托架固定设置于所述推进梁的下端，所述万向回转结构具有水平旋转和垂直翻转功能，所述万向回转结构连接在所述推进梁托架与所述伸缩机械臂的前端之间，所述伸缩机械臂内通过所述机械臂伸缩液压缸进行伸缩，所述伸缩机械臂的后端与所述机械臂座转动连接，所述伸缩机械臂的中部和所述机械臂座的中段之间通过所述机械臂三角式双支撑液压缸转动连接。
优选的，所述推进梁和所述推进梁托架之间设置用于使推进梁前后倾斜的推进梁托架俯仰液压缸、用于使推进梁前进后退的推进梁伸缩补偿液压缸和凿岩机推进液压缸。
优选的，所述万向回转结构通过推进梁翻转液压马达和推进梁旋转液压马达实现水平旋转和垂直翻转。
优选的，所述机械臂座设置有台车车轮。
优选的，所述机械臂座和所述伸缩机械臂之间通过双向十字铰连接，所述机械臂座和机械臂三角式双支撑液压缸之间通过双向十字铰连接。
优选的，所述伸缩机械臂的两侧分别设置左支撑油缸和右支撑油缸，所述左支撑油缸和右支撑油缸的一端通过双向十字铰与所述机械臂座之间转动连接，所述左支撑油缸和右支撑油缸的另一端与所述伸缩机械臂之间转动连接。
优选的，所述左支撑油缸、所述右支撑油缸和所述机械臂三角式双支撑液压缸与所述伸缩机械臂之间均通过球铰转动连接。
本发明的有益效果在于：
本发明是一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂，与现有技术相比，本发明优化设计机械臂结构，扩大机械臂的工作范围，双旋转结构使得机械臂和推进梁运动更快，机械臂结构使得孔间定位时间缩短，机械臂刚度大，延伸长，从而增大作业覆盖面积，提高凿岩钻孔的效率，缩短了施工周期，进而降低施工成本，具有推广应用的价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的伸缩机械臂部分俯视结构示意图；
图3是本发明的伸缩机械臂部分侧视结构示意图；
图4是本发明的工作流程图。
图中：1-液压凿岩机；2-推进梁；3-钻杆；4-推进梁托架；5-万向回转结构；6-伸缩机械臂；7-台车车轮；8-机械臂座；C1-机械臂三角式双支撑液压缸；C2-机械臂伸缩液压缸；C3-推进梁托架俯仰液压缸；C4-推进梁伸缩补偿液压缸；C5-凿岩机推进液压缸；M6-推进梁翻转液压马达；M7-推进梁旋转液压马达；9-双向十字铰；10-左支撑油缸；11-右支撑油缸；12-球铰。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示：本发明包括液压凿岩机1、推进梁2和钻杆3，所述液压凿岩机固定于所述推进梁上，所述钻杆与所述液压凿岩机的转轴连接，还包括推进梁托架4、万向回转结构5、伸缩机械臂6、机械臂座8、机械臂三角式双支撑液压缸C1和机械臂伸缩液压缸C2，所述推进梁托架固定设置于所述推进梁的下端，所述万向回转结构具有水平旋转和垂直翻转功能，所述万向回转结构连接在所述推进梁托架与所述伸缩机械臂的前端之间，所述伸缩机械臂内通过所述机械臂伸缩液压缸进行伸缩，所述伸缩机械臂的后端与所述机械臂座转动连接，所述伸缩机械臂的中部和所述机械臂座的中段之间通过所述机械臂三角式双支撑液压缸转动连接。
优选的，所述推进梁和所述推进梁托架之间设置用于使推进梁前后倾斜的推进梁托架俯仰液压缸C3、用于使推进梁前进后退的推进梁伸缩补偿液压缸C4和凿岩机推进液压缸C5。
优选的，所述万向回转结构通过推进梁翻转液压马达M6和推进梁旋转液压马达M7实现水平旋转和垂直翻转。
优选的，所述机械臂座设置有台车车轮7。
如图2和图3所示：所述机械臂座和所述伸缩机械臂之间通过双向十字铰连接，所述机械臂座和机械臂三角式双支撑液压缸之间通过双向十字铰9连接。
优选的，所述伸缩机械臂的两侧分别设置左支撑油缸10和右支撑油缸11，所述左支撑油缸和右支撑油缸的一端通过双向十字铰与所述机械臂座之间转动连接，所述左支撑油缸和右支撑油缸的另一端与所述伸缩机械臂之间转动连接。
优选的，所述左支撑油缸、所述右支撑油缸和所述机械臂三角式双支撑液压缸与所述伸缩机械臂之间均通过球铰12转动连接。
为保证机械臂的多自由度运动和简化结构，运动平稳性的要求，采用三角液压双支撑结构。本文采用三角液压双支撑结构，利用双油缸在起到支撑作用的同时，通过各自的伸缩运动实现机械臂的俯仰和侧摆运动，最终实现机械臂找位定孔任务。
如图4所示：此结构共有八个自由度，分别是凿岩机推进、推进梁伸缩补偿、推进梁俯仰、推进梁旋转、推进梁翻转、机械臂伸缩、机械臂俯仰、机械臂侧摆。通过此结构控制各部位油缸伸缩及液压马达的旋转运动，可以变换机械臂的位姿以完成钻孔任务。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂，包括液压凿岩机、推进梁和钻杆，所述液压凿岩机固定于所述推进梁上，所述钻杆与所述液压凿岩机的转轴连接，其特征在于：还包括推进梁托架、万向回转结构、伸缩机械臂、机械臂座、机械臂三角式双支撑液压缸和机械臂伸缩液压缸，所述推进梁托架固定设置于所述推进梁的下端，所述万向回转结构具有水平旋转和垂直翻转功能，所述万向回转结构连接在所述推进梁托架与所述伸缩机械臂的前端之间，所述伸缩机械臂内通过所述机械臂伸缩液压缸进行伸缩，所述伸缩机械臂的后端与所述机械臂座转动连接，所述伸缩机械臂的中部和所述机械臂座的中段之间通过所述机械臂三角式双支撑液压缸转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂，其特征在于：所述推进梁和所述推进梁托架之间设置用于使推进梁前后倾斜的推进梁托架俯仰液压缸、用于使推进梁前进后退的推进梁伸缩补偿液压缸和凿岩机推进液压缸。
3.根据权利要求1所述的一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂，其特征在于：所述万向回转结构通过推进梁翻转液压马达和推进梁旋转液压马达实现水平旋转和垂直翻转。
4.根据权利要求1所述的一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂，其特征在于：所述机械臂座设置有台车车轮。
5.根据权利要求1所述的一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂，其特征在于：所述机械臂座和所述伸缩机械臂之间通过双向十字铰连接，所述机械臂座和机械臂三角式双支撑液压缸之间通过双向十字铰连接。
6.根据权利要求5所述的一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂，其特征在于：所述伸缩机械臂的两侧分别设置左支撑油缸和右支撑油缸，所述左支撑油缸和右支撑油缸的一端通过双向十字铰与所述机械臂座之间转动连接，所述左支撑油缸和右支撑油缸的另一端与所述伸缩机械臂之间转动连接。
7.根据权利要求6所述的一种液压三角支撑及万向回转结构的凿岩台车机械臂，其特征在于：所述左支撑油缸、所述右支撑油缸和所述机械臂三角式双支撑液压缸与所述伸缩机械臂之间均通过球铰转动连接。
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