用于液力凿岩机的缓冲压力控制设备 本发明涉及一种用于液力凿岩机的缓冲压力控制设备，该液力凿岩机通过撞击一个工具如一根杆或一个凿子等来击碎岩石等东西。
如显示了一个典型的传统液力凿岩机的图8所示，一根柄杆102被安装在液力凿岩机主体101的前端。一个钻孔的钻头106由一个轴套105安装在杆104的前端。当液力凿岩机的撞击机构103的撞击活塞107撞击柄杆102时，从柄杆102经过杆104将一个撞击能量传递给钻头106。于是，钻头106撞击岩石R，使其破碎。
此时，来自岩石R的反作用能量Er从钻头106处经杆104和柄杆102传递到液力凿岩机主体101上。该液力凿岩机主体101一度被该反作用能量向后推动。于是，该液力凿岩机主体101由一个进给装置(没有显示)产生的推力所推动，从撞击之前一个位置向前推进了在一次撞击中的一个破碎长度。然后，在该已经向前推进的位置上，由撞击机构103进行下一次撞击。通过重复这些步骤，来进行钻孔操作。
因此，作为凿岩机的缓冲机构，也叫缓冲反作用能量的机构，已经有了一种采用两级缓冲活塞的机构和一种采用单级缓冲活塞的机构，其中采用两级缓冲活塞的机构具有液压缓冲反作用能量Er的功能和改善撞击传递效率的功能(双缓冲类型)，而采用单级缓冲活塞地机构没有由机械固定的位置(浮动类型)。
其中，如图9所示，采用两级缓冲活塞的液力凿岩机带有一个夹盘驱动器109，该夹盘驱动器通过一个夹盘108给柄杆102施加转动。夹盘驱动装置109上装有一个作为传递零件的夹盘驱动器套管110，该套管110与柄杆102的大直径后端102a相接触。在夹盘驱动器套管110的后侧，配置了作为缓冲机构的一个前缓冲活塞111和一个后缓冲活塞112。
后缓冲活塞112是一个圆筒形的活塞，上有连接其内部和外部的流体通道113。该后缓冲活塞112可滑动地安装在液力凿岩机主体101中的一个中部台阶101c和一个后部台阶101b之间。通过后缓冲活塞的流体腔室114中的液体压力，在后缓冲活塞112上施加一个向前的推力。另一方面，前缓冲活塞111是一圆筒形的活塞，其后部具有较小的外径。前缓冲活塞111的小直径部分以纵向上可滑动的形式插入后缓冲活塞112中。前缓冲活塞111由一个较大直径部分限制了其纵向的运动范围在液力凿岩机主体101的前侧台阶部分101a与后缓冲活塞112的一个前端面112a之间。在前缓冲活塞111的小直径部分的外圆柱表面与后缓冲活塞112的内圆柱表面之间，为前缓冲活塞确定了一个流体腔室115，以便将一个向前的推力施加到前缓冲活塞111上。
用于前缓冲活塞的流体腔室115与用于后缓冲活塞的流体腔室114通过流体通道113连通。后缓冲活塞的流体腔室114与液压源116连通。来自液压源116的液体压力由一个溢流阀或减压阀(没有显示)固定在一个给定的压力值上。由前缓冲活塞的流体腔室115中的压力承受区域和液压力作用的结果而产生的给定压力F111对该前缓冲活塞111起作用。类似地，由后缓冲活塞的流体腔室114中的压力承受区域和液压力作用的结果而产生的给定压力F112对该后缓冲活塞112起作用。
另一方面，有一个向前的推力F101总是恒定地施加在液力凿岩机主体101之上。该推力作为来自岩石R的反作用力，经钻头106、杆104、柄杆102和夹盘驱动器套管110传递给前缓冲活塞111和后缓冲活塞112。
在此，作用在前缓冲活塞111上的推力F111和作用在后缓冲活塞112上的推力F112相对于作用在液压凿岩机主体101上的推力F101进行设置，从而建立起以下关系：F111＜F101＜F112。因此，在撞击之前，前缓冲活塞111和后缓冲活塞112相互接触，停止于撞击参考位置(如图9中所示的位置)，在此位置上，后缓冲活塞112的前端面112a与液力凿岩机主体101的中部台阶部分101c相互接触。
在撞击参考位置，当撞击机构103的撞击活塞107撞击柄杆102时，撞击能量从柄杆102经杆104传递到钻头106上。于是，钻头106撞击作为破碎目标的岩石R。此时来自岩石R的反作用能量Er从钻头106经杆104、柄杆102和夹盘驱动器套管110传递到前缓冲活塞111和后缓冲活塞112上。于是，后缓冲活塞112向后缩，直到其后部端面与一个后部台阶部分101b相接触，同时，前缓冲活塞111由推力F112进行缓冲。这样，反作用能量Er就传递到了液力凿岩机主体101上。因此，后缓冲活塞112对反作用能量Er起了缓冲作用，也就是起了吸收撞击力的作用。同样，作用在后缓冲活塞112上的推力也起了缓冲力的作用。
由于有传递到液力凿岩机主体101上的反作用能量Er，主机体101一度被向后驱动。随后，后缓冲活塞112被向前驱动，停止于撞击参考位置，在此位置上，活塞112通过回推前缓冲活塞111、夹盘驱动器套管110和柄杆102使其前端面112a贴靠在液力凿岩机主体101的中部台阶部分101c上，这是因为由后缓冲活塞的流体腔室114中的液体压力所施加的推力F112大于施加在液力凿岩机主体101上的推力F101。在此条件下，等待下一次撞击。
在钻头106与岩石R的接触不完全的条件下，液力凿岩机主体101的推力F101不能充分地传递到岩石R上。因此，比推力F101小很多的反作用力从钻头106处传递到杆104、轴套105、柄杆102、夹盘驱动器套管110和前缓冲活塞111上。因此，前缓冲活塞111由推力F111推动，离开后缓冲活塞112，经过夹盘驱动器套管110和柄杆102，迫使钻头6向着岩石运动，使钻头106在液力凿岩机主体101前进之前向前推进，从而防止空撞击。因此，前缓冲活塞111使得工具如钻头106或类似物紧紧地靠在岩石R上，即浮动作用。于是，作用在前缓冲活塞111上的推力F111起浮动力的作用。
随后，液力凿岩机主体101被推力F101推动向前进。在钻头106与岩石R接触之后，由于液力凿岩机主体101上的推力F101大于前缓冲活塞111上的推力F111，所以前缓冲活塞111被向后推动，直到它与后缓冲活塞112相接触为止。
另一方面，如图10所示，在浮动系统采用单独一个不被机械地固定位置的缓冲活塞时，液力凿岩机主体101配置有一个夹盘驱动器109，该夹盘驱动器通过一个夹盘108向柄杆102施加一个旋转力。对于夹盘驱动器109来说，夹盘驱动器套管110作为一个传动零件与柄杆102的大直径后端102a相接触。在夹盘驱动器套管110的后侧，提供了一个用作为缓冲机构的缓冲活塞130。
缓冲活塞130是一个圆柱形的活塞，其前侧有一个大直径部分130a，其后侧有一个小直径部分130b。在大直径部分130a和小直径部分130b之间，有一个颈部130c，其外径小于小直径部分130b的外径。缓冲活塞130稍为插入到液力凿岩机主体101中，以便在前部台阶部分101a与后部台阶部分101b之间沿纵向运动。
在液力凿岩机主体101的内圆柱体滑动表面与缓冲活塞130的颈部130c之间，确定了一个液压腔室131。通过液压腔室131中的液压，使缓冲活塞130受到一个向前的推力。由液力凿岩机主体101的内圆柱体滑动表面确定了一个排出通道133，该通道在液压腔室131的前端，距该液压腔室一个密封长度S1的位置，还确定了一个供压通道132，该通道在液压腔室131的后端距该液压腔室一个密封长度S2的位置上。供压通道132与液压源116连通。
由液压源116加在缓冲活塞130上的液压力P2由一个溢流阀或一个减压阀(没有显示)固定在一个给定的压力值上，其情况类似于采用两级缓冲活塞的情况。
来自液压源116的压力流体经供压通道132和密封长度S2流入液压腔室131中，并经过密封长度S1被排入排出通道133。此时，在液压腔室131中，在流入和流出的压力流体之间产生了压力差P1。液压腔室131中的压力P1小于来自液压源116的液压力P2，这样就使得P1＜P2成立。
施加到缓冲活塞130上的推力F130是液压腔室131的压力承受区域与压力P1作用的结果，而由已知的输送机构施加给液力凿岩机主体101的推力被设为F101。在缓冲活塞130停止于撞击参考位置(如图10所示的位置)的条件下，推力F130被设成与F101相等。
当缓冲活塞130从撞击参考位置回缩时，密封长度S2减小，从而使得由液压源116流出、经供压通道132流入液压腔室131的压力流体的数量增加，与此相反，密封长度S1增加，从而使得由液压腔室131流到排出通道133的压力流体的数量减少。这样，在液压腔室131中的液压力P131增加，从而增加了施加到缓冲活塞130上的向前的推力F130。
另外，当缓冲活塞130被向后驱动到其后端面130e接触到后部台阶部分101b时，密封长度S2变为小于或等于0。于是，所有来自液压源116的压力流体都流入液压腔室131，相反，密封长度S1进一步增加，从而进一步减少了从排出通道133中流出的压力流体。这样，在液压腔室131中的液压力P1就进一步增大。因此，加到缓冲活塞130上的推力F130达到最大。
另一方面，当缓冲活塞130从撞击参考位置处向前进时，密封长度S2增加，从而使得经供压通道132进入到液压腔室131的压力流体的数量减少，相反，密封长度S1减小，从而使得从液压腔室131流入到排出通道的压力流体的数量增加。这样，在液压腔室131中的液压力P1被减小，从而减小了施加到缓冲活塞130上的向前的推力F130。
当缓冲活塞130进一步向前推进，其前端面130d接触到前部台阶部分101a时，密封长度S1变为小于或等于0。于是，液压腔室131与排出通道133相连通，以便进一步降低液压腔室131中的液压力P1。因此，施加到缓冲活塞130上的向前的推力F130达到最小。
在撞击参考位置，撞击活塞107撞击柄杆102。然后，撞击能量从柄杆102经杆104传递到钻头106上，以便通过钻头106撞击和破碎作为破碎目标的岩石R。
此时，从岩石R产生的反作用能量Er立即经过柄杆102、夹盘驱动器套管110，从钻头106处被传递到缓冲活塞130上。该缓冲活塞130被向后驱动，同时，由液压腔室130中的液压力来进行缓冲。随后，该反作用能量Er被传递到液力凿岩机主体101上。
因此，缓冲活塞起了缓冲反作用能量Er的作用，也称为冲击力吸收作用。而作用在缓冲活塞130上的推力F130起缓冲推力的作用。
通过传递到液力凿岩机主体101上的反作用能量Er的作用，该液力凿岩机主体101一度被向后驱动。随后，抵抗撞击力的反作用力减小。随后，作用在夹盘驱动器套管110上的反作用力成为了施加到液力凿岩机主体101上的推力F101的仅有的反作用力。另一方面，伴随着缓冲活塞130的向后运动，液压腔室131中的液压力P1增加。于是，作用在缓冲活塞130上的向前的推力F130比施加在液力凿岩机主体101上的推力F101大。因此，缓冲活塞130被向前推进到撞击参考位置，同时将夹盘驱动器套管110和柄杆102向后推。于是，作用在缓冲活塞130上的向前推力等于加在液力凿岩机主体101上的推力F101的反作用力，从而使缓冲活塞130停止。
在此过程中，通过进给机构接触置于岩石上的钻头106，使液力凿岩机主体101在一次撞击中向前进给了一个破碎岩石的破碎长度。当钻头106接触岩石R时，液力凿岩机主体上的推力F101被作为反作用力从钻头传递到缓冲活塞130上。于是，缓冲活塞130停留在一个位置上，在该位置处，作用在缓冲活塞130上的向前推力F130等于液力凿岩机主体101的推力F101，该位置也被称为撞击参考位置，以便使缓冲活塞130处于等待下一次撞击的条件之下。
在钻头106与岩石R的接触不充分的条件之下，液力凿岩机主体101的推力F101没有充分地传递到岩石R上。这样，远小于推力F130的反作用力从钻头106处施加到杆104、轴套105、夹盘驱动器套管110和缓冲活塞130上。此时，缓冲活塞130从撞击参考位置被推进到一个位置，在此位置上，反作用力F101与向前的推力F130相等。因此，缓冲活塞130使得工具如杆104、钻头106等向前紧紧地与岩石R接触，也即浮动功能。于是，作用在缓冲活塞130上的推力F130成为了浮动力。
在这些液力凿岩机的缓冲机构中，缓冲活塞本身起的作用是迫使工具如钻头106等以高于作用在液力凿岩机主体101上的推力的灵敏度，贴靠在岩石R上，也即缓冲活塞130达到了使工具紧紧地靠在岩石R上的功能。因此，有必要调整施加给缓冲活塞的、来自液压动力源的缓冲压力，该缓冲压力类似于施加给液力凿岩机主体101的进给压力，该进给压力是通过调整钻孔条件来进行调整的。
根据图9所示的采用二级缓冲活塞的缓冲机构来进行讨论。
如前所述，后缓冲活塞112起缓冲反作用能量Er的功能，也即吸震功能，而前缓冲活塞111所起的作用是使工具如杆104、钻头106等牢牢地与岩石R接触，也即浮动功能。于是，为了顺利地执行缓冲功能和浮动功能，作用在前缓冲活塞111上的浮动力F111以及作用在后缓冲活塞112上的缓冲力F112相对于作用在液力凿岩机主体101上的推力F101而设定，满足关系式：F111＜F101＜F112。
然而，实际上作用在液力凿岩机主体101上的推力F101会随着岩石的性质而变化。例如，如果岩石R是软岩石(裂纹带)，推力F101较小。相反，在硬岩石的情况下，推力F101较大。这种变化的推力被称为Fv101。
另一方面，由于液压源116是通用的，浮动力F111和缓冲力F112总是能够保持(F112/F111)或(F112-F111)恒定。
在此，当液力凿岩机主体101的推力Fv101变化时，浮动力F111、缓冲力F112和推力Fv101之间的关系可以为：Fv101＜F111＜F112(当岩石为软岩石时(裂纹带)时)，或F111＜F112＜Fv101(当岩石为硬岩石时)。当Fv101＜F111＜F112成立时，在钻头106接触到岩石R之后，前缓冲活塞111在接触到后缓冲活塞112之前不会被往回推，从而可能引起浮动失效。另一方面，当F111＜F112＜Fv101成立时，由于后缓冲活塞112恒定地靠在后部台阶部分101b上，可以引起缓冲失效。因此，浮动功能和缓冲功能不能令人满意。
另一方面，当F111＜F112＜Fv101成立时，由于作用在后缓冲活塞112上的推力小于液力凿岩机主体101的推力，柄杆102回缩到撞击参考位置之外。因此，当撞击活塞107撞击柄杆102时，撞击活塞107的活塞速度不会变为最大，从而减小了撞击力，尽管十分需要有大的撞击力。
甚至在采用单级缓冲活塞的浮动型的情况下，缓冲活塞130的位置是根据岩石R的性质而变化的。这种缓冲活塞在位置上的变化更多地出现在采用单级缓冲活塞的浮动型的情况下。
本发明的目的是提供一种用于液力凿岩机的缓冲压力控制设备，该装置可根据凿岩机主体的一个推力来自动地调整施加在缓冲活塞上的缓冲压力，以便即使发生液力凿岩机主体的推力变化的情况时也能够令人满意地实现缓冲功能和浮动功能。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，一种液力凿岩机包括：
一个对工具进行撞击的撞击机构；
一个将推力朝着破碎目标方向传递给工具的传动零件；
一个缓冲活塞，该活塞在传动零件的后侧并且通过由液压源的缓冲压力而产生的向前推力来缓冲来自工具和传动零件的反作用能量Er；和
一个缓冲压力控制设备，该装置包括缓冲压力控制设备，以便根据作用在液力凿岩机主体上的向前推力对从液压源加在缓冲活塞上的缓冲压力进行控制。
该缓冲压力控制设备自动地控制缓冲压力，该缓冲压力是根据液力凿岩机的进给压力，也即作用在液力凿岩机上的向前推力，而由液压源加在缓冲活塞之上的。因此，即使在液力凿岩机上的推力变化时，仍然能够维持缓冲活塞的缓冲功能和浮动功能有效。
从以下对优选实施例的详细描述和附图中，可以对本发明进行更全面的理解。虽然这些优选实施例不构成对本发明的限制，而仅是为了便于解释和理解。
在附图中：
图1A、1B和1C是实施本发明的液力凿岩机的说明示意图，其中图1A显示了在钻头向岩石中钻孔之前的情况，图1B、1C显示了由钻头穿过凿岩机孔的情况；
图2是一个液力凿岩机的缓冲机构的放大剖面图，该液力凿岩机采用了本发明一个所示实施例中的两级缓冲活塞；
图3是一个系统示意图，显示了用于根据本发明的液力凿岩机的缓冲压力控制设备；
图4是一条显示控制特性的曲线，它显示了缓冲压力与进给压力之间的关系；
图5是一个示意图，显示了采用电磁阀的缓冲压力控制设备的结构；
图6是一个示意图，显示了采用压力加法和乘法液力控制阀的缓冲压力控制设备的结构；
图7是一个显示了采用作为本发明另一个实施例的单级缓冲活塞的液力凿岩机的缓冲机构的放大剖面图；
图8是一个显示传统的液力凿岩机的基本结构的总体示意图；
图9是采用传统两级缓冲活塞的液力凿岩机的缓冲机构的放大剖面图；
图10是采用传统单级缓冲活塞的缓冲机构的放大剖面图。
下面将参考附图根据本发明的优选实施例对本发明进行详细的讨论。在以下的讨论中，对很多具体的细节都进行了陈述，以便于对本发明进行全面的理解。不过，很明显，对于那些熟悉本领域的人员来说，本发明也可以在没有这些具体细节的条件下得以实施。在其它的例子中，没有详细显示众所周知的结构，以避免给本发明带来不必要的含糊不清的意义。
图1A、1B和1C是对采用本发明的液力凿岩机的示例性图解说明，其中图1A显示了在钻头向岩石中钻孔之前的情况，图1B、1C显示了由钻头穿过凿岩机孔的情况，图2是一个液力凿岩机的缓冲机构的放大剖面图，该液力凿岩机采用了本发明一个所示实施例中的两级缓冲活塞，图3是一个系统示意图，显示了用于根据本发明的液力凿岩机的缓冲压力控制设备，图4是一条显示控制特性的曲线，它显示了缓冲压力与进给压力之间的关系，图5是一个示意图，显示了采用电磁阀的缓冲压力控制设备的结构，图6是一个示意图，显示了采用压力加法和乘法液力控制阀的缓冲压力控制设备的结构。
如图1所示，液力凿岩机A有一根安装在凿岩机主体1的前端部分的柄杆2。在柄杆2的后侧配置有一个用来撞击该柄杆2的撞击机构3。在柄杆2的前端，通过一个轴套5与连接着一个装有钻孔钻头6的杆4。钻头6、杆4、轴套5和柄杆2形成了一个工具。凿岩机主体1被安装支架7上，沿着在钻孔方向上延伸的导向壳体8作往复运动。支架7上连接着一条由进给引擎10驱动的链条9。在支架7的后侧，提供了一个用于液压软管的软管卷筒11。
在进行岩石R的钻孔操作时，当进给压力从一个没有显示的液压源加到进给引擎10上时，进给引擎被驱动着进行转动，从而驱动链条9。对于凿岩机主体1来说，进给力提供的向前的推力F1使凿岩机主体1向前推进，直到钻头6的端部与岩石R接触为止。
在钻头6的端部与岩石R接触的情况下，由进给力提供的向前的推力F1作用在凿岩机主体1上，与此同时，推力F1作为一个反作用力经过钻头6、杆4和柄杆2被传递到凿岩机主体1上。
在此条件下，当柄杆2受到撞击机构3的撞击时，钻头6用撞击能量破碎岩石R。然后，如图1B所示，由柄杆2的转动而使钻头6转动，并且由进给压力提供了向前的推力F1，以此执行对岩石R的钻孔。
另外，当柄杆2被撞击机构3撞击时，钻头6用撞击能量Er进一步破碎岩石。然后，如图1C所示，由柄杆2的转动而使钻头6转动，并且由进给压力提供了向前的推力F1，以此执行对岩石R的钻孔。
通过重复前述的操作，对岩石R进行钻孔作业。
另一方面，如图2所示，在凿岩机主体1中提供了一个夹盘驱动器14，以便经过夹盘13驱动柄杆2转动。对于夹盘驱动器14来说，提供了一个夹盘驱动器套管15作为一个传动零件，该套管与柄杆2的大直径后端2a相接触。在夹盘驱动器套管15的后侧，配置了作为缓冲机构的一个前缓冲活塞16和一个后缓冲活塞17。
后缓冲活塞17是一个圆筒形的活塞，并且有一个连接其内部和外部的流体通道18。该后缓冲活塞17在凿岩机主体1中，在一个中部台阶部分1c和一个后部台阶部分1b之间滑动。后缓冲活塞17被后缓冲活塞流体腔室19中的液压力，也叫缓冲压力DPpr施加了一个向前的缓冲推力F17。该缓冲力F17是由于后缓冲就流体腔室19中的缓冲压力DPpr与压力接受区域作用而产生的。
另一方面，前缓冲活塞16是一个前端外径较大、后端外径较小的圆筒形活塞。前缓冲活塞16的小直径部分插入后缓冲活塞17中，以便在纵向上滑动。由大直径部分限制了前缓冲活塞16在纵向上的运动范围在凿岩机主体1的前部台阶部分1a与后缓冲活塞17的前端面17a之间。在前缓冲活塞16的小直径部分的外表面与后缓冲活塞17的内表面之间，确定了一个前缓冲活塞流体腔室20。通过液压，也叫缓冲压力DPpr的作用，将一个向前的浮动力F16施加到前缓冲活塞16上。浮动力F16是由前缓冲活塞流体腔室20中的压力接受区域与缓冲压力DPpr作用而产生的。
前缓冲活塞流体腔室20经流体通道18与后缓冲活塞流体腔室19连通。后缓冲活塞流体腔室19经缓冲压力控制设备22与液压源21连通。
如图3所示，缓冲压力控制设备22被设计用来根据进给压力FFpr控制施加在前缓冲活塞16和后缓冲活塞17上的缓冲压力DPpr，该进给压力用于使凿岩机主体1向前进给，也叫作用在凿岩机主体1上的前推力F1。这样，缓冲压力控制设备22就自动地控制缓冲压力DPpr与进给压力FFpr之间的关系，从而使二者之间建立起如图4所示的关系。
更具体地说，当进给压力FFpr在从0(Mpa)到2.0(Mpa)的范围时，缓冲压力DPpr保持恒定在约4.0(Mpa)，当进给压力FFpr在2.0(Mpa)到约10.5(Mpa)的范围内时，缓冲压力DPpr从约4.0(Mpa)与进给压力FFpr的增加成比例地线性增加至约12.5(Mpa)。当进给压力FFpr在大于或等于10.5(Mpa)的范围内时，缓冲压力DPpr保持恒定在约12.5(Mpa)。
在图3所示对缓冲压力控制设备的图框式图解中，对于凿岩机A来说，一个驱动着撞击机构3的撞击压力DApr、一个驱动柄杆2转动的转动压力ROpr和一个使凿岩机主体1进给的进给压力FFpr都起作用。其中，进给压力FFpr被输入到缓冲压力控制设备22中。于是，缓冲压力控制设备22将来自液压源21的泵压P控制为缓冲压力DPpr。
缓冲压力控制设备22例如可以采用一个用如图5所示的电磁比例控制阀的缓冲压力控制设备22a。
用如图5所示的采用电磁比例控制阀的缓冲压力控制设备22a包括一个压力传感器23、一个算术处理装置24、一个电磁比例控制阀25和减压阀26，该压力传感器23用来检测进给压力FFpr，算术处理装置24进行算术处理，以便使缓冲压力DPpr与进给压力FFpr之间建立起如图4所示的关系，电磁比例控制阀25根据来自算术处理装置24的电信号对提供给减压阀26的液体压力进行控制，而减压阀26根据来自电磁比例控制阀25的液体压力将泵压P减小至缓冲压力DPpr。
因此，使凿岩机主体1向前进给的进给压力FFpr被输入到压力传感器23上，以便检测该压力值。该压力传感器23将电检测信号输送给算术处理装置24。算术处理装置24执行压力计算，以便在缓冲压力DPpr与进给压力FFpr之间建立起如图4所示的关系，并将计算结果的电信号送给电磁比例阀25。电磁比例阀25根据来自算术处理装置24的电信号，对提供给减压阀26的液体压力进行控制。减压阀26根据来自电磁比例控制阀25的液体压力将泵压P减至如图4所示的缓冲压力DPpr。这样，缓冲压力DPpr相对于进给压力FFpr被自动控制，以建立起如图4所示的关系。
因此，由缓冲压力DPpr与前缓冲活塞的流体腔室20的压力接受区域所产生的浮动力F16和由缓冲压力DPpr与后缓冲活塞的流体腔室19的压力承受区域所产生的缓冲力F17被受到控制，以便同进给压力FFpr，也叫作用在凿岩机主体1上的推力建立起预定的关系。因此，浮动力F16和缓冲力F17根据作用在凿岩机主体1上的可变推力Fv1而受到控制，这样，它们就变成了以可变推力Fv1为参数的可变推力(Fv16，Fv17)。
在遇到软岩石(裂纹带)的情况下，凿岩机主体1上的推力Fv1变得较小。相反在遇到硬岩石的情况下，推力Fv1变得较大。当作用在凿岩机主体1上的推力Fv1较小时，浮动力Fv16和缓冲力Fv17由于是根据作用在凿岩机主体1上的推力Fv1而受到控制的，所以它们也变得较小，从而保持这种关系：Fv16＜Fv1＜Fv17。相反，当作用在凿岩机主体1上的推力Fv1较大时，浮动力Fv16和缓冲力Fv17由于是根据作用在凿岩机主体1上的推力而受到控制的，所以它们也变得较大，从而保持这种关系：Fv16＜Fv1＜Fv17。
当撞击机构3的撞击活塞12撞击柄杆2时，撞击能量从柄杆2通过杆4传给钻头6。于是，钻头6撞击作为破碎目标的岩石R。此时，来自岩石R的反作用能量从岩石经杆4、柄杆2和夹盘驱动器套管15传到前缓冲活塞16和后缓冲活塞17上。后缓冲活塞17在受到缓冲力Fv17缓冲的同时，连同前缓冲活塞16一起后缩，直到其后端面贴靠在后部台阶部分1b上为止，从而将反作用能量传给凿岩机主体1。
此时，缓冲力Fv17受到控制，相对于作用在凿岩机主体1上的推力，始终保持如下关系：Fv1＜Fv17。这样，后缓冲活塞17的缓冲作用很有效。这样，从柄杆2传到夹盘驱动器套管15上的反作用能量由后缓冲活塞17的后缩而得到缓冲，从而对凿岩机主体1、钻头6、杆4和柄杆2的损害就会很小。
由于有传递到凿岩机主体1的反作用能量，凿岩机主体1一度回缩。然而，在此之后，由于缓冲力Fv17大于施加在凿岩机主体1上的推力Fv1，后缓冲活塞17向回推着前缓冲活塞16、夹盘驱动器套管15和柄杆2，并且在前端面17a贴靠在凿岩机主体1的中部台阶部分1c上时，停止在撞击参考位置上。在此条件下，等待下一次撞击。
如前所述，浮动力Fv16和缓冲力Fv17始终与作用在凿岩机主体1上的推力Fv1保持如下关系：Fv16＜Fv1＜Fv17，在每个撞击循环中，前缓冲活塞16和后缓冲活塞17在撞击参考位置相接触，如图2所示。因此，随着撞击活塞12撞击柄杆2，撞击活塞12的活塞速度总是最大，这样撞击力不会减小。
在钻头6与岩石R之间的接触不充分的条件下，凿岩机主体1的推力Fv1不会充分地传递到岩石R上。因此，远比推力Fv1小的反作用力从钻头6传到杆4、轴套5、柄杆2、夹盘驱动器套管15和前缓冲活塞16。
此时，浮动力Fv16小于凿岩机主体1的推力Fv1，但是大于发生于之前的反作用力，前缓冲活塞16被移动，离开后缓冲活塞17，推着夹盘驱动器套管15和柄杆2，直到钻头6比凿岩机主体1的向前推进更快地接触到岩石R，以防止空撞击。
随后，凿岩机主体1由推力Fv1向前推动。浮动力Fv16相对于凿岩机主体1的推力Fv1保持以下关系Fv16＜Fv1。因此，在钻头6接触到岩石R之上后，前缓冲活塞16肯定会被推力Fv1的反作用力向后推动，直至它接触到后缓冲活塞17。因此，可以顺利地实现浮动作用。
应该注意到，作为缓冲压力控制的装置22可能采用例如用如图6所示的压力加法和乘法液压控制阀的一种缓冲压力控制设备22b。缓冲压力控制设备22b包括一个第一减压阀27、一个第二减压阀28和一个导阀操作开关阀29，第一减压阀27根据进给压力FFpr控制提供给第二减压阀28的液体压力，第二减压阀28根据来自第一减压阀27的液体压力将泵压P减至缓冲压力DPpr，导阀操作开关阀29配置在第二减压阀28的减压出口侧，并且排出Dr侧和第二减压阀28侧之间进行转换。导阀操作开关阀29通常将排出Dr侧与后缓冲活塞流体腔室19一侧连通。当通过凿岩机A的操作而使一个操作信号压力Spr起作用，滑阀被转换以便建立第二减压阀28侧与后缓冲活塞流体腔室19一侧的连通。
本发明的液力钻的缓冲机构不应限制在所显示的结构之内，而能够以多种方法加以改变。
例如，缓冲压力DPpr与进给压力FFpr建立起了如图4所示的关系。然而，图4所示的关系并不是必不可少的，任何满足浮动力Fv16、缓冲力Fv17与推力Fv1之间的关系：Fv16＜Fv1＜Fv17都是可行的。
另一方面，图7是一个采用本发明所示另一实施例中单级缓冲活塞的液力凿岩机的缓冲机构的放大剖面图。
如图7所示，凿岩机主体1有夹盘驱动器14，该夹盘驱动器通过夹盘13给柄杆2施加转动。对于夹盘驱动器14来说，安装了作为传动零件的夹盘驱动器套管15，该套管与柄杆2的大直径后端2a接触。在夹盘驱动器套管15的后侧，提供了一个形成缓冲机构的缓冲活塞30。
该缓冲活塞30是一个圆筒形的活塞，在其前侧有一个大直径部分30a，在其后侧有一个小直径部分30b。颈部30c在大直径部分30a和小直径部分30b之间，其外径小于小直径部分30b的外径。于是，缓冲活塞30被安装在凿岩机主体1中，以便在前部台阶部分1a和后部台阶部分1b之间沿纵向滑动。
在凿岩机主体1的内滑动表面与缓冲活塞30的颈部30c之间，确定了一个液压腔室31。通过液压腔室31中的液压向缓冲活塞30施加一个推力。于是，在液力凿岩机主体1的内滑动表面，一个排出通道33被确定在液压腔室31的前侧，其位置距该液压腔室有一个密封距离S1，而一个供压通道32被确定在液压腔室31的后端，其位置距该液压腔室有一个密封距离S2。供压通道32经缓冲压力控制设备22与液压源21连通。
对于缓冲压力控制设备22来说，可能采用与图5和6所示结构相类似的结构。加在缓冲活塞30的供压通道32中的缓冲压力DPpr是根据使凿岩机主体1向前进给的进给压力FFpr，也叫向前推力F1而受到控制的。
来自液压源21的压力流体经缓冲压力控制设备22、供压通道32和密封长度S2流入液压腔室31中，并且通过密封长度S1被排到排出通道33中。此时，对应着流入和排出压力流体之间的压差的压力P31产生于液压腔室31中。液压腔室31中的压力P31小于来自缓冲压力控制设备22的液压力DPpr。即P31＜DPpr。
加在缓冲活塞30上的推力F30是由液压腔室31的压力接受区域与压力P31作用的结果。在缓冲活塞30停止于撞击参考位置(如图7所示的位置)的条件下，加在凿岩机主体1上的推力F30等于F1，即F30＝F1。
当缓冲活塞30从撞击参考位置回缩时，密封长度S2减少，从而使得从液压源21经缓冲压力控制设备22和供压通道32流入液压腔室31的压力流体的数量增加，相反，密封长度S1减少，从而使得从液压腔室31流到排出通道33的压力流体的数量减少。这样，液压腔室31中的液压P31增加，从而使得加在缓冲活塞30上的向前推力F30也增加。
另外，当缓冲活塞30被驱动着向后退到使该缓冲活塞30的后端面30e与后部台阶部分1b接触时，密封长度S2变为小于或等于0。于是，所有来自缓冲压力控制设备22的压力流体都流入液压腔室31中，相反，密封长度S1进一步增加，从而进一步减少了从排出通道33流出的流体数量。这样，液压腔室31中的液压P31进一步增加。因此，加在缓冲活塞30上的推力F30变为最大。
另一方面，当缓冲活塞30从撞击参考位置向前时，密封长度S2增加，从而减少了从液压源21经缓冲压力控制设备22和供压通道32流入液压腔室31的压力流体的数量，相反，密封长度S1减少，从而增加了从液压腔室31流到排出通道33的压力流体的数量。这样，液压腔室31中的液压P31被减小，从而使得加在缓冲活塞30上的向前的推力也被减小。
当缓冲活塞30进一步向前到使该前端部分30d接触到前部台阶部分1a时，密封长度S1变为小于或等于0。于是，液压腔室31和排出通道33相连通，从而进一步减小液压腔室31中的液压P31。因此，加在缓冲活塞30上的向前推力F30变为最小。
加在缓冲活塞30的供压通道32上的缓冲压力DPpr与进给压力FFpr，也叫作用在凿岩机主体1上的推力F1建立起一个预定的关系。因此，缓冲活塞30的推力F30是根据作用在凿岩机主体1上的可变化的推力Fv1而受到控制的，从而是一个以可变推力Fv1为参数的可变推力Fv30。
当岩石R为软岩石时，作用在凿岩机主体1上的凿岩机的推力Fv1变小。因此，根据作用在凿岩机主体1上的推力Fv1，缓冲活塞30的推力Fv30也变小。因此，保持了Fv1＝Fv30的关系。
当岩石R为硬岩石时，作用在凿岩机主体1上的凿岩机的推力Fv1变大。因此，根据作用在凿岩机主体1上的推力Fv1，缓冲活塞30的推力也变大。因此，保持了Fv1＝Fv30的关系。
当撞击活塞12撞击在撞击参考位置的柄杆2时，撞击能量从柄杆2经杆4传递到钻头6上。于是，钻头6撞击并破碎作为破碎目标的岩石。此时，一个来自岩石R的脉冲反作用能量即从钻头6经杆4、柄杆2和夹盘驱动器套管15传递到缓冲活塞30上。于是，缓冲活塞30回缩，同时由液压腔室31中的液压对反作用能量Er进行缓冲，以便将反作用能量Er传递给凿岩机主体1。
因此，缓冲活塞30实现了对反作用能量Er的缓冲作用，也叫吸收冲击的功能。于是，作用在缓冲活塞30上的推力Fv30成为了缓冲力。
传递到凿岩机主体1上的反作用Er使得凿岩机主体一度回缩。随后，抵抗撞击的反作用力减小。于是，作用在夹盘驱动器套管15上的反作用为变为仅仅是作用在凿岩机主体1上的推力Fv1的反作用力。另一方面，随着缓冲活塞30的回缩，液压腔室31中的液压PS1增加，从而使得作用在缓冲活塞30上的向前推力Fv30大于加在凿岩机主体1上的推力Fv1的反作用力。因此，缓冲活塞30向回推动夹盘驱动器套管15和柄杆2，直到达到撞击参考位置。于是，作用在缓冲活塞30上的推力Fv30等于作用在凿岩机主体上的推力的反作用力，从而使缓冲活塞30停止。
在此期间，通过进给机构使凿岩机主体1向前进给了一次撞击中破碎岩石R的破碎长度，从而使钻头6与岩石R相接触。当钻头6与岩石R接触时，凿岩机主体1的推力Fv1作为反作用力从钻头6被传递到缓冲活塞30上。缓冲活塞30保持在向前的推力Fv30与凿岩机主体1的推力Fv1相等的位置，也叫撞击参考位置上，以便等待下一次撞击。因此，作用在缓冲活塞30上的推力Fv30被作为了浮动力。
由上所述，采用根据本发明的液力凿岩机的缓冲压力控制设备，因为该缓冲压力控制设备控制了从液压源施加到缓冲活塞上的缓冲压力，所以加在缓冲活塞上的缓冲压力可以由缓冲压力控制设备根据凿岩机主体的推力而自动地调整。这样，即使当液力凿岩机的推力变化时，也能使浮动功能和缓冲功能充分有效。
虽然对本发明的典型实施例进行了描述和图解，但应该理解的是对于熟悉本领域的技术人员来说，可以在不脱离本发明的本质和范围的前提下对其进行前述和其它各种改变、省略和添加。因此，本发明不应该理解为仅限于以上所陈述的具体实施例中，而是包括了所有能够在拥有和等价于所附权利要求中所陈述特征的范围内的实施例。