煤矿井下全方位深孔钻车.pdf

本发明涉及煤矿井深孔钻车，具体为煤矿井下全方位深孔钻车，解决目前的煤矿井下深孔钻机钻进方向单一，调转角度不便的问题，方案为：履带式行走机构上固定有支撑架，支撑架上铰接有大臂，大臂与支撑架之间铰接有俯仰油缸，大臂端头铰接有变角盘，变角盘与大臂之间铰接有变角油缸，变角盘上设有变角马达，变角马达蜗轮蜗杆机构，蜗杆与变角马达输出轴连接，蜗轮连接有托盘，托盘上固定有钻进机构。优点：1、可实俯仰角调节、角度旋转、水平抬升，实现全方位钻进深孔；2、回旋半径小，通过控制大臂长度即可适应煤矿井下等特殊环境；3、操作简便，分别控制俯仰油、变角油缸、变角马达实现全方位钻孔。

1.一种煤矿井下全方位深孔钻车，包括履带式行走机构（1）和钻进机构（8），其特征在
于：所述履带式行走机构（1）上固定有支撑架（9），所述支撑架（9）上设置有第一铰座（10），
所述第一铰座（10）上铰接有大臂（3），所述大臂（3）的一端与第一铰座（10）铰接，所述大臂
（3）的另一端头铰接有变角盘（4），所述变角盘（4）的铰接轴与大臂（3）延伸方向垂直，所述
大臂（3）与支撑架（9）之间铰接有俯仰油缸（2），所述俯仰油缸（2）的两端分别与大臂（3）下
表面和支撑架（9）铰接；所述变角盘（4）上固定设置有第二铰座（11）和水平设置的变角马达
（5），所述第二铰座（11）与大臂（3）上表面之间铰接有变角油缸（6），所述变角马达（5）输出
端连接有蜗杆，所述变角盘（4）上支撑有水平设置的与蜗杆配合的蜗轮，所述蜗轮上固定连
接有托盘（7），所述托盘（7）上固定连接有钻进机构（8）。

煤矿井下全方位深孔钻车

技术领域

本发明涉及煤矿井深孔钻车，具体为煤矿井下全方位深孔钻车。

背景技术

目前国内用以岩心和锚固的液压深孔钻机的钻孔施工都是单向的，即只能施工水
平、斜向下和垂直向下的孔，当遇到向上施工孔时，则需要多名工作人员同时搬移把导轨架
向上调转，亦或者借助辅助设备把导轨架向上调转，即所述钻机难以实现调头向上施工孔；
若采用人工调头，则劳动强度高且存在很大的危险；若采用借助辅助设备调头，则设备和施
工成本均会增加且延误工期。因此，设计一种能够实现全方位调转钻进机构施工深孔钻进
工作的机械是十分有必要的。

发明内容

本发明解决目前的煤矿井下深孔钻机钻进方向单一，调转角度不便的问题，提供
一种煤矿井下全方位深孔钻车。

本发明是通过以下技术方案实现的：煤矿井下全方位深孔钻车，包括履带式行走
机构和钻进机构，所述履带式行走机构上固定有支撑架，所述支撑架上设置有第一铰座，所
述第一铰座上铰接有大臂，所述大臂的一端与第一铰座铰接，所述大臂的另一端头铰接有
变角盘，所述变角盘的铰接轴与大臂延伸方向垂直，所述大臂与支撑架之间铰接有俯仰油
缸，所述俯仰油缸的两端分别与大臂下表面和支撑架铰接；所述变角盘上固定设置有第二
铰座和水平设置的变角马达，所述第二铰座与大臂上表面之间铰接有变角油缸，所述变角
马达输出端连接有蜗杆，所述变角盘上支撑有水平设置的与蜗杆配合的蜗轮，所述蜗轮上
固定连接有托盘，所述托盘上固定连接有钻进机构。履带式行走机构可托运钻进机构在井
下复杂环境下行走。支撑脚上铰接大臂，通过俯仰油缸控制大臂端头升降，从而控制钻进机
构的俯仰。大臂端头铰接变角盘，通过变角油缸控制变角盘绕大臂端头的铰接轴转动，由此
既可以调节钻进机构的俯仰，还可以在大臂升降过程中控制钻进机构保持水平，即实现平
行抬高钻井机构，钻进距地面一定高度的水平深孔。变角马达输出轴带动蜗杆转动，从而驱
动蜗轮水平转动，蜗轮带动与之固定连接的托盘在水平面内转动，从而实现钻进机构的水
平角度调节。

本发明具有以下优点：1、即可实现钻进机构俯仰角调节，还可以实现平面内的角
度旋转，同时还可水平抬升钻进机构，实现全方位钻进深孔；2、回旋半径小，本发明的三个
旋转中心分别为大臂与支撑架的铰接端、大臂端头与变角盘的铰接端、涡轮的转轴中心，通
过控制大臂长度即可适应煤矿井下等特殊环境；3、操作简便，分别控制俯仰油缸控制俯仰
角、控制变角油缸控制俯仰角及水平姿态、控制变角马达控制平面内转角。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为水平抬升姿态示意图；

图3为垂直向下钻进姿态示意图；

图4为水平旋转姿态俯视图；

图中：1-履带式行走机构，2-俯仰油缸，3-大臂，4-变角盘，5-变角马达，6-变角油缸，7-
托盘，8-钻进机构，9-支撑架，10-第一铰座，11-第二铰座。

具体实施方式

煤矿井下全方位深孔钻车，包括履带式行走机构1和钻进机构8，所述履带式行走
机构1上固定有支撑架9，所述支撑架9上设置有第一铰座10，所述第一铰座10上铰接有大臂
3，所述大臂3的一端与第一铰座10铰接，所述大臂3的另一端头铰接有变角盘4，所述变角盘
4的铰接轴与大臂3延伸方向垂直，所述大臂3与支撑架9之间铰接有俯仰油缸2，所述俯仰油
缸2的两端分别与大臂3下表面和支撑架9铰接；所述变角盘4上固定设置有第二铰座11和水
平设置的变角马达5，所述第二铰座11与大臂3上表面之间铰接有变角油缸6，所述变角马达
5输出端连接有蜗杆，所述变角盘4上支撑有水平设置的与蜗杆配合的蜗轮，所述蜗轮上固
定连接有托盘7，所述托盘7上固定连接有钻进机构8。

使用时，履带式行走机构1托运其上装置至工作位置，控制俯仰油缸2抬升大臂3端
头，控制变角油缸6驱动变角盘4绕大臂3端头转动，进一步调节钻进机构8的俯仰或水平姿
态。启动变角马达5转动，与变角马达5输出轴连接的蜗杆驱动与托盘7固定连接的蜗轮转
动，从而控制钻进机构8在水平或倾斜面内转动，实现钻进机构8全方位的深孔钻进作业。