一种连杆翻转梁全方位自锁钻机

技术领域

本发明属于钻机械设备技术领域，尤其涉及一种连杆翻转梁全方位自锁钻机。

背景技术

如图1至3所示，传统的全方位钻机包括：钻机钻进部101、翻转梁102、第一回转减速器103、第二回转减速器104、升降系统105、第三回转减速器106、钻机行走部107、钻机动力控制系统108、钻机升降油缸109。第一回转减速器103实现钻机钻进部101在垂直方向转动，第二回转减速器104实现钻机钻进部101在水平垂直第二回转减速器104方向转动，第三回转减速器106实现钻机钻进部101在水平方向转动。

传统的全方位钻机存在如下缺陷：

第二回转减速器104驱动翻转梁102翻转时，翻转角度过大会导致力矩增加，且回转减速器的本身结构会导致钻进施工过程中晃动加剧，从而使得第二回转减速器易损坏，钻杆无法获得更低的工作位。

除此之外，由于多个回转减速器结构的使用，导致结构之间间隙过大，使得传统的全方位钻机在钻进施工过程中时，钻机晃动幅度大，造成钻杆偏孔难以实现深孔施工。

且现有钻机设备稳定性差，钻进工作过程中卡瓦、回转减速器易损坏，备品备件成本高，影响施工进度，给施工带来不便。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种连杆翻转梁全方位自锁钻机。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种连杆翻转梁全方位自锁钻机，包括：钻进部及升降工作台；还包括翻转机构；

所述翻转机构包括：翻转工作台、短连杆、长连杆及翻转油缸；所述翻转工作台与所述升降工作台的一端铰接，所述翻转油缸的固定端与所述升降工作台的另一端铰接；所述短连杆的一端与所述翻转工作台铰接，所述长连杆的一端与所述升降工作台铰接，所述短连杆的另一端、长连杆的另一端及所述翻转油缸的动作端铰接；

所述钻进部安装于所述翻转工作台上，所述翻转油缸驱动所述翻转工作台翻转，使所述钻进部的低位工作位置低于升降工作台的台面。

在一些可选的实施例中，所述的一种连杆翻转梁全方位自锁钻机，还包括：稳定拉杆；所述稳定拉杆一端与所述升降工作台铰接，另一端与所述翻转工作台的前端铰接。

在一些可选的实施例中，所述的一种连杆翻转梁全方位自锁钻机，还包括：升降机构；所述升降机构设置在钻机的行走部上，且所述翻转机构设置在所述升降机构上。

在一些可选的实施例中，所述的一种连杆翻转梁全方位自锁钻机，还包括：小回转减速器以及大回转减速器；所述钻进部通过所述小回转减速器安装在所述翻转工作台上；所述升降机构通过所述大回转减速器安装在所述行走部上。

在一些可选的实施例中，所述的一种连杆翻转梁全方位自锁钻机，还包括：小回转减速器压紧装置；所述小回转减速器压紧装置包括：第一上连接板、第一压紧板、第一下连接板及第一锁紧装置；所述第一上连接板与所述钻进部连接，所述第一上连接板与所述第一下连接板连接，所述第一下连接板与所述小回转减速器连接，所述第一压紧板套设在所述第一上连接板与所述第一下连接板之间并通过所述第一锁紧装置与所述翻转工作台连接。

在一些可选的实施例中，所述的一种连杆翻转梁全方位自锁钻机，还包括：大回转减速器压紧装置；所述大回转减速器压紧装置包括：第二上连接板、第二压紧板、第二下连接板及第二锁紧装置；所述第二上连接板与所述升降机构连接，所述第二上连接板与所述第二下连接板连接，所述第二下连接板与所述大回转减速器连接，所述第二压紧板套设在所述第二上连接板与所述第二下连接板之间并通过所述第二锁紧装置与所述行走部连接。

在一些可选的实施例中，所述升降机构包括：导向滑块、导向柱及升降油缸；所述导向滑块套设在所述导向柱上且与所述升降工作台连接，所述升降油缸一端与所述升降工作台连接，另一端与所述大回转减速器压紧装置连接。

在一些可选的实施例中，所述升降机构还包括：定位压紧块、紧固螺钉及稳定梁；所述导向滑块上设置容纳腔，所述导向柱上开设沟槽，所述定位压紧块通过所述紧固螺钉安装在所述容纳腔内，且所述定位压紧块在面向所述导向柱的一面开设与所述沟槽适配的凸起；所述导向柱的顶端通过所述稳定梁连接。

在一些可选的实施例中，所述行走部包括：履带架、履带、履带摩擦架及机架；所述履带架设置在所述机架上；所述履带摩擦架设置在所述履带架上，且所述履带摩擦架支撑在所述履带与所述履带架之间。

在一些可选的实施例中，所述钻进部包括：动力头、夹持器、推进油缸及钻进机架；所述动力头、所述推进油缸及所述夹持器设置在所述钻进机架上，所述钻进机架与所述小回转减速器压紧装置连接。

本发明所带来的有益效果：

1.采用翻转机构，通过翻转油缸驱动翻转工作台翻转，相对于现有技术中的回转减速器而言，翻转过程稳定性更高。

2.解决现有钻机大角度翻转时，由于回转减速器受力过大易损伤且晃动幅度大的问题；本发明在翻转过程中结构更加稳固，安全性更高，可实现钻进部的低位工作面低于升降工作台的台面，获得超低位钻孔施工。

3.通过稳定拉杆的设置，进一步增加翻转过程的稳定性，使其可平稳翻转，安全性更高。

4.通过两个回转减速器压紧装置的设置，直接解决了钻机钻进工作过程中由于回转减速器结构空隙带来的振动问题，提高了钻进精度的同时，也解决了现有安装在钻机上的回转减速器易损坏，寿命短的问题。

5.通过定位压紧块装在导向滑块上，通过导向柱外表面的沟槽与定位压紧块上的凸起嵌入装配，通过紧固螺钉把导向柱、导向滑块和定位压紧块锁紧，使得升降工作台更加稳定。

附图说明

图1是传统钻机正面结构示意图；

图2是传统钻机正面垂直工位结构示意图；

图3是图1局部结构的D-D向视图；

图4是本发明一种连杆翻转梁全方位自锁钻机的正面示意图；

图5是本发明一种连杆翻转梁全方位自锁钻机的侧面结构示意图；

图6是本发明一种连杆翻转梁全方位自锁钻机处于较低工作位时的结构示意图；

图7是本发明一种连杆翻转梁全方位自锁钻机处于较高工作位时的结构示意图；

图8是本发明翻转升降装置的结构示意图；

图9是本发明翻转机构的结构示意图；

图10是本发明翻转机构的俯视结构示意图；

图11是本发明升降机构的结构示意图；

图12是本发明升降机构的正面结构示意图；

图13是本发明升降机构的俯视结构示意图；

图14是本发明大回转减速器压紧装置的结构示意图；

图15是本发明小回转减速器压紧装置的结构示意图；

图16是本发明小回转减速器压紧装置的俯视结构示意图；

图17是本发明钻进部的结构示意图；

图18是图17的F向视图；

图19是本发明行走部的结构示意图；

图20是图19局部结构的E-E向视图；

图21是本发明导向柱、导向滑块与定位压紧块的连接示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地展示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。

在一些说明性的实施例中，如图4至21所示，提供一种连杆翻转梁全方位自锁钻机，包括：钻进部1、小回转减速器压紧装置2、小回转减速器3、翻转升降装置4、大回转减速器压紧装置5、大回转减速器6、行走部7、动力控制系统8。

行走部7用于携带钻机主体移动，动力控制系统8用于钻机工作数据状态的采集分析以及钻机各个机构的控制，具体可以用PLC完成数据分析和控制指令的下发。

钻进部1通过翻转升降装置4安装在行走部7上，动力控制系统8设置在行走部7上，小回转减速器3实现钻进部1在翻转升降装置4上旋转，大回转减速器6实现翻转升降装置4在行走部7上的旋转动作。具体的，翻转升降装置4包括：翻转机构9、升降机构10及稳定拉杆11，翻转机构9实现钻进部1的翻转动作，升降机构10实现钻进部1的升降动作。升降机构10设置在钻机的行走部7上，且翻转机构9设置在升降机构10上，因此钻进部1可在升降机构10上进行翻转，同时，利用小回转减速器3与大回转减速器6动作调整钻进部1的朝向。

钻进部1通过小回转减速器3安装在翻转机构9的翻转工作台12上，因此，小回转减速器3可以驱动钻进部1在翻转工作台12上旋转。升降机构10通过大回转减速器6安装在行走部7上，因此，大回转减速器6可以驱动升降机构10在行走部7上进行旋转。

如图15和16所示，小回转减速器压紧装置2包括：第一上连接板26、第一压紧板27、第一下连接板28及第一锁紧装置29。

第一上连接板26与钻进部1连接，第一上连接板26与第一下连接板28连接，第一下连接板28与小回转减速器3连接，小回转减速器3固定在翻转升降装置4的翻转工作台12上，因此，当小回转减速器3动作时即可带动第一下连接板28转动，进一步通过第一上连接板26带动钻进部1转动。第一压紧板27套设在第一上连接板26与第一下连接板28之间，且第一压紧板27通过第一锁紧装置29与翻转工作台12连接。当第一锁紧装置29处于松动状态，小回转减速器3带动钻进部1转动，当第一锁紧装置29处于紧固状态时，第一压紧板27与第一下连接板28压紧，使得第一下连接板28无法转动，通过第一锁紧装置29与翻转工作台12固定压紧小回转减速器3，不仅结构简单牢固，操作方式简单，且可以提高设备的稳定性。

如图14所示，大回转减速器压紧装置5包括：第二上连接板22、第二压紧板23、第二下连接板24及第二锁紧装置25。

第二上连接板22与升降机构10连接，第二上连接板22第二下连接板24连接，第二下连接板24与大回转减速器6连接，大回转减速器6固定在行走部7的机架39上，因此，当大回转减速器6动作时即可带动第二下连接板24转动，进一步通过第二上连接板22带动升降机构10转动。第二压紧板23套设在第二上连接板22与第二下连接板24之间，第二压紧板23通过第二锁紧装置25与行走部7的机架39连接。通过第二锁紧装置25松动状态，大回转减速器6带动升降机构10转动，当第二锁紧装置25拉紧状态，第二压紧板23与第二下连接板24压紧，使得第二下连接板24无法转动，即大回转减速器6也不能转动，不仅结构简单牢固，操作方式简单，重复性高，且可以提高设备的稳定性。

其中第一锁紧装置29和第二锁紧装置25可选用紧固螺栓或紧固油缸等结构实现。例如第一锁紧装置29可选用紧固螺栓，通过紧固螺栓的松动或紧固状态，来实现压紧小回转减速器3，限制其运动。第二锁紧装置25可选用为紧固油缸，通过紧固油缸的松动或拉进状态，来实现压紧大回转减速器，限制其运动。

采用大回转减速器压紧装置5与小回转减速器压紧装置2，钻机在工作过程中回转减速器处于固定锁死状态，整体稳定性好也不容易损坏。

如图11、12、13、21所示，升降机构10包括：升降工作台16、导向滑块17、导向柱18、升降油缸21、定位压紧块19、紧固螺钉40、稳定梁20。

导向柱18设置在大回转减速器压紧装置的第二上连接板22上，导向滑块17套设在导向柱18上，且导向滑块17可沿着导向柱18上下移动，同时，导向滑块17与升降工作台16连接，因此实现升降工作台16可沿着导向柱18上升或下降。升降油缸21一端与升降工作台16连接，另一端与大回转减速器压紧装置连接的第二上连接板22连接，升降油缸21动作时即可驱动升降工作台16的抬升和下落。结构简单、稳定、易操作，且不易晃动，牢固性高，降低部件磨损度。

导向柱18的顶端通过稳定梁20连接，增加导向柱18的稳定度。

导向滑块17上设置容纳腔41，容纳腔41的开口与导向柱18表面连通，定位压紧块19位于容纳腔41内，且定位压紧块19通过紧固螺钉40安装在容纳腔41内，拧动紧固螺钉40可以调整定位压紧块19在容纳腔41内的位置。导向柱18上开设沟槽42，定位压紧块19在面向导向柱18的一面开设与沟槽42适配的凸起43。定位压紧块19通过紧固螺钉40安装在导向滑块17上，随升降油缸21的伸缩沿着导向柱18表面滑动，当到达使用工位时，紧固螺钉40推动定位压紧块19向导向柱18移动，使定位压紧块19表面的凸起43嵌入导向柱18外表面的沟槽42内，紧固螺钉40压紧定位压紧块19，限制导向滑块17与导向柱18的相对移动，可以提高升降油缸21伸缩时的稳定度和升降工作台16的稳定度。

如图19和20所示，行走部7包括：驱动装置34、引导轮35、履带架36、履带37、履带摩擦架38及机架39。

翻转升降装置4设置在机架39上，履带架36设置在机架39的底部，驱动装置34带动履带37移动，引导轮35起到辅助支撑的作用，履带摩擦架38设置在履带架36上，且履带摩擦架38支撑在履带37与履带架36之间，行走部上的履带与履带架之间依靠履带摩擦架38进行支撑，履带摩擦架38与履带37接触面积大，稳定性好。

如图17和18所示，钻进部1包括：动力头30、夹持器31、推进油缸32及钻进机架33。

动力头30、推进油缸32及夹持器31设置在钻进机架33上，动力头30驱动钻杆旋转，夹持器31用于夹持钻杆，固定钻杆，推进油缸32推进钻杆，钻进机架33与小回转减速器压紧装置2的第一上连接板26连接。

如图8至10所示，本发明的一种连杆翻转梁全方位自锁钻机，既可以实现超低位钻孔施工，又可以降低钻进过程中的晃动问题，具体的，翻转机构9包括：翻转工作台12、短连杆13、长连杆14及翻转油缸15。

翻转工作台12与升降工作台16的一端铰接，翻转油缸15的固定端与升降工作台16的另一端铰接。短连杆13的一端与翻转工作台12铰接，长连杆14的一端与升降工作台16铰接。短连杆13的另一端、长连杆14的另一端及翻转油缸15的动作端铰接。

当翻转油缸15的动作端向外推出时，驱动长连杆14逆时针转动，翻转工作台12向外翻转。当翻转油缸15的动作端向内缩回时，驱动长连杆14顺时针转动，通过短连杆13拉动翻转工作台12向内翻转。

如图5所示，翻转油缸15的动作端向内缩回，驱动长连杆14顺时针转动，短连杆13拉动翻转工作台12向内翻转，使翻转工作台呈-90°。如图7所示，升降工作台16上升至高工作位时，翻转油缸15的动作端向外推出，驱动长连杆14逆时针转动，使翻转工作台12向外翻转，直至翻转工作台呈0°，实现高位钻孔施工。如图6所示，升降工作台16下降至低工作位时，翻转油缸15的动作端向外推出，驱动长连杆14顺时针转动，翻转工作台12由0°翻转直至+90°，使所述钻进部的使钻进部1的低位工作位置S1低于升降工作台的台面S2，从而实现超低位钻孔施工。传统钻机垂向的高工作位和低工作位是通过升降工作台16来实现，而本发明可进一步通过翻转机构9进一步降低工作位，来实现低于正常低工作位的超低位钻孔施工。

为了保证翻转过程中的稳定性，还设置有稳定拉杆11。稳定拉杆11一端与升降工作台16铰接，另一端与翻转工作台12的前端铰接。稳定拉杆11两端分别连接升降工作台16和翻转工作台12，使得翻转工作台在翻转过程更加的平稳，安全性也更高，采用上述结构，翻转升降装置4整体性好，稳定可靠。其中，稳定拉杆可通过现有技术中的丝杆结构来实现。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。