一種自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置，屬于鑿巖鉆孔【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型包括約束器部分、沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分、鉆頭，本實(shí)用新型主要利用裝置上的棘爪，使得鉆孔裝置在工作時(shí)不需要另外的軸向推力，僅依靠沖擊器沖擊活塞回程時(shí)提供的反力，使裝置整體向孔內(nèi)推進(jìn)，而沖擊器的沖擊活塞在向前沖擊行程時(shí)，所引起的機(jī)體向后相對位移被裝置上的棘爪約束而不能回退；另外裝置采用空心軸步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)鉆頭的回轉(zhuǎn)功能，電磁線圈提供裝置的配氣通道轉(zhuǎn)換功能，用以控制沖擊器的沖擊活塞的工作行程。該裝置僅需用傳統(tǒng)鑿巖機(jī)事先鉆鑿深度與該裝置長度相當(dāng)?shù)念A(yù)鉆孔后，無需傳統(tǒng)的孔外機(jī)構(gòu)裝置就能在孔內(nèi)自動推進(jìn)進(jìn)行鑿巖鉆孔。
【專利說明】一種自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置，尤其適用于包括礦石地下開采及其它巖土工程施工中需進(jìn)行鑿巖鉆孔的相關(guān)作業(yè)，屬于鑿巖鉆孔【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在礦石地下開采及其它巖土工程開挖施工時(shí)，采用鑿巖機(jī)進(jìn)行裝藥炮孔的鉆鑿是常見的作業(yè)工作。目前，傳統(tǒng)鑿巖鉆孔時(shí)，對于非下向近垂直孔，鉆頭與鉆孔底部保持接觸的軸向推力來自于鉆孔外部的機(jī)械推力、壓氣推力及人力等，即便是現(xiàn)有的潛孔鉆，其孔內(nèi)機(jī)構(gòu)也僅提供鉆頭的沖擊力，而維持鉆頭與孔底持續(xù)接觸的軸向推力仍由孔外機(jī)構(gòu)提供，這些要求一方面使得鑿巖機(jī)設(shè)備較為復(fù)雜，自重較大，材料消耗較多，成本較高，作業(yè)勞動強(qiáng)度較大；另一方面，在鑿巖鉆孔工作面較為狹窄的情況下，通常由于鑿巖機(jī)孔外機(jī)構(gòu)的體積較大，并且一臺鑿巖機(jī)僅能單孔鉆鑿(即使是臺架式鑿巖機(jī)或鑿巖臺車也僅可能提供數(shù)個(gè)孔的同時(shí)鉆鑿，且其孔外機(jī)構(gòu)更為龐大，操縱復(fù)雜)，從而大多數(shù)情況下，鑿巖效率較低，時(shí)間較長，占據(jù)了巖土開挖作業(yè)循環(huán)的大部分時(shí)間；并且在壓氣提供動力的情況下，其作業(yè)時(shí)的壓氣放空和機(jī)械沖擊噪聲常超過100分貝。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:本實(shí)用新型提供一種自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置，解決了傳統(tǒng)的鑿巖鉆孔裝置正常工作時(shí)需要孔外機(jī)械裝置提供軸向推力才能自動鉆鑿?fù)七M(jìn)的問題。
[0004]本實(shí)用新型技術(shù)方案是:一種自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置，包括約束器部分、沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分、鉆頭22 ;所述約束器部分包括約束器1、棘爪2、棘爪凹槽3、頂推彈簧4、頂推彈簧安裝孔5、主拉繩6、分拉繩7、主拉繩孔道8、分拉繩孔道9 ;所述沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分包括氣缸體10、活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進(jìn)電機(jī)13、聯(lián)軸器14、活塞回程排氣控制閥15、閥體排氣道16、缸殼排氣道17、電磁線圈18、回復(fù)彈簧19、沖擊力傳遞件20、前端外殼21、連接銷23、配氣內(nèi)管24、配氣外管25、配氣孔道I 26、配氣孔道II 27、配氣孔道III 28、配氣孔道IV 29、配氣孔道V 30、配氣孔道VI 31、配氣孔道VII 32、配氣孔道VDI 33、配氣孔道IX 34、電纜通孔35、電纜36、抑塵降溫水道37、電磁線圈設(shè)置腔39、配氣孔道X 40、空心軸步進(jìn)電機(jī)設(shè)置腔41、配氣孔道XI 42;
[0005]所述棘爪2以轉(zhuǎn)動副連接方式設(shè)置于約束器I外周上的棘爪凹槽3中；頂推彈簧安裝孔5開鑿于棘爪凹槽3中，置于頂推彈簧安裝孔5中的頂推彈簧4使得棘爪2的爪端部分與鉆孔38的孔壁充分接觸；分拉繩7 —端與棘爪2相連，另一端穿過約束器I中的分拉繩孔道9與位于主拉繩孔道8中的主拉繩6相連用于使棘爪2脫離鉆孔38的孔壁；
[0006]所述氣缸體10內(nèi)從左到右依次設(shè)有活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進(jìn)電機(jī)13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18，活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進(jìn)電機(jī)13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18均位于中心軸線通孔上，配氣內(nèi)管24和配氣外管25置于氣缸體10中心軸線上；
[0007]活塞11與配氣外管25以滑動副連接用于保證氣密性接觸；回程限位環(huán)12緊嵌于氣缸體10內(nèi)壁上或與氣缸體10加工為一體；空心軸步進(jìn)電機(jī)13通過聯(lián)軸器14與配氣外管25相連；活塞回程排氣控制閥15中的孔與配氣內(nèi)管24緊密固定，活塞回程排氣控制閥15外周與氣缸體10內(nèi)壁氣密性滑動接觸，活塞回程排氣控制閥15上設(shè)置有閥體排氣道16,閥體排氣道16 —端通缸腔，閥體排氣道16另一端通設(shè)置于缸殼上的缸殼排氣道17 ;電磁線圈18中心設(shè)置回復(fù)彈簧19，在回復(fù)彈簧19回復(fù)狀態(tài)下，置于配氣外管25內(nèi)的配氣內(nèi)管24右端部小部分插入電磁線圈18的左側(cè)用于保證配氣內(nèi)管24能受到電磁線圈18的吸力作用；
[0008]沖擊力傳遞件20設(shè)置于氣缸體10左端部用以向連接于其上的鉆頭傳遞活塞11的沖擊力；
[0009]配氣孔道I 26位于約束器I內(nèi)，其右端通到約束器I尾部用于接外部提供的壓縮空氣，左端通到電磁線圈18的設(shè)置腔39中，電磁線圈18中的設(shè)置腔39中留有適當(dāng)空間用于供壓縮空氣進(jìn)入來作為所述自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置的進(jìn)氣通道；
[0010]開于配氣內(nèi)管24上的配氣孔道II 27和開于配氣外管25上的配氣孔道III 28均為徑向?qū)Υ╅_孔并在軸線方向?yàn)橹行膶R以便配氣內(nèi)管24在配氣外管25中軸線上相對滑動時(shí)可使兩對孔道對齊，以構(gòu)成活塞11沖程的進(jìn)氣通道，配氣孔道II 27、配氣孔道III 28在配氣內(nèi)管24上和配氣外管25上的位置均處于活塞11的右側(cè)及空心軸步進(jìn)電機(jī)13的左側(cè)的回程限位環(huán)12旁；
[0011]配氣孔道IV 29設(shè)置于沖擊力傳遞件20右側(cè)大頭段中，配氣孔道IV 29呈轉(zhuǎn)角形式，一端通氣缸體10的腔體，另一端通配氣外管25上的配氣孔道V 30作為活塞11的沖程排氣通道，也作為活塞11的回程進(jìn)氣通道；
[0012]配氣孔道V 30和配氣孔道VI 31分別位于配氣外管25和配氣內(nèi)管24上，配氣孔道V 30與配氣孔道IV 29正對相通固定，配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線滑動時(shí)，實(shí)現(xiàn)配氣孔道VI 31與配氣孔道V 30的相通和相離，以作為活塞11回程時(shí)的進(jìn)氣通道；
[0013]配氣孔道Vn 32設(shè)置于配氣內(nèi)管24左端部的實(shí)心段中，為一 T形孔道，其一端通口于配氣內(nèi)管24左端部，并與設(shè)置于配氣外管25左端部的配氣孔道X 40的右側(cè)相通，另一端通口于配氣內(nèi)管24的實(shí)心段側(cè)壁上，隨著配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線方向滑動時(shí)，以實(shí)現(xiàn)配氣內(nèi)管24的側(cè)壁上的通孔與配氣外管25上的配氣孔道V 30相通和相離，以作為活塞11沖程時(shí)的排氣通道；
[0014]配氣孔道珊33設(shè)置于沖擊力傳遞件20左側(cè)小頭段中，其一端通口于左側(cè)端部，與設(shè)置于鉆頭22中的配氣孔道IX 34相通，另一端與配氣孔道X 40的左側(cè)相通；
[0015]所述自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)連接銷23用于保證配氣內(nèi)管24與配氣外管25只能作軸線相對滑動而不能作相對繞軸轉(zhuǎn)動，連接銷23與沖擊力傳遞件20以螺紋固定連接用于將沖擊力傳遞件20、配氣外管25及配氣內(nèi)管24串接，配氣內(nèi)管24在其上作軸向滑動，配氣外管25與沖擊力傳遞件20緊密接觸固定；
[0016]約束器部分的約束器I與沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分的氣缸體10及氣缸體10與前端外殼21均可為螺紋連接；
[0017]電纜36通過設(shè)置于約束器I的電纜通孔35用于為電磁線圈18和空心軸步進(jìn)電機(jī)13提供電源。
[0018]所述自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置的殼體內(nèi)裝有抑塵降溫水道37用于避免鉆鑿干孔，抑塵降溫水道37從約束器部分尾部右側(cè)一直貫穿到?jīng)_擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分的前端外殼21處。
[0019]所述配氣內(nèi)管24材料為鐵磁性材料。
[0020]本實(shí)用新型的工作過程是:
[0021]1.首先用傳統(tǒng)淺孔鑿巖機(jī)在設(shè)計(jì)部位鉆鑿預(yù)鉆孔，預(yù)鉆孔深度應(yīng)等于或大于自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置的長度；
[0022]2.將自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置放置到預(yù)鉆孔中，接通動力壓氣、水和外部電源；
[0023]3.當(dāng)受控于外部控制電源的電磁線圈18通電激磁時(shí)，配氣內(nèi)管24在電磁力作用下向電磁線圈18芯管內(nèi)移動，并壓縮其中的回復(fù)彈簧19，此時(shí)配氣內(nèi)管24和配氣外管25上的配氣孔道II 27和配氣孔道III 28中心對正、配氣內(nèi)管24上的配氣孔道V 31與配氣外管25上的配氣孔道VI 30偏離、設(shè)置于配氣內(nèi)管24左端部的實(shí)心段中的T形配氣孔道VII 32與配氣外管25上的配氣孔道VI 30中心對正、固定在配氣內(nèi)管24上的活塞回程排氣控制閥15隨配氣內(nèi)管24移動，其上的閥體排氣道16與缸殼排氣道17相離，關(guān)閉活塞回程排氣通道，壓縮空氣經(jīng)設(shè)置于約束器I內(nèi)的配氣孔道I 26、電磁線圈18的設(shè)置腔39、電磁線圈18的芯管、配氣內(nèi)管24、配氣孔道II 27和配氣孔道III28進(jìn)入活塞11的右側(cè)氣缸內(nèi)，推動活塞11向左側(cè)運(yùn)動，打擊沖擊力傳遞件20，并通過沖擊力傳遞件20將打擊力傳遞到鉆頭22及鉆孔38的底部，在此過程中，原活塞11左側(cè)的空氣通過配氣孔道IV 29、配氣孔道V 30、配氣孔道VII 32、配氣孔道X 40、配氣孔道珊33及配氣孔道IX 34排向鉆孔中，完成一個(gè)沖程，并將巖粉及水吹出鉆孔38 ；
[0024]4.電磁線圈18斷電，配氣內(nèi)管24在回復(fù)彈簧19的彈性力作用下向左側(cè)運(yùn)動，配氣內(nèi)管24和配氣外管25上的配氣孔道II 27和配氣孔道III 28相離，關(guān)閉活塞11沖程進(jìn)氣道、活塞回程排氣控制閥15上的閥體排氣道16與缸殼排氣道17相對聯(lián)通，開啟活塞回程排氣通道、配氣內(nèi)管24上的配氣孔道V 31與配氣外管25上的配氣孔道VI 30相對聯(lián)通，開啟活塞11的回程進(jìn)氣通道、設(shè)置于配氣內(nèi)管24右端部的實(shí)心段中的T形配氣孔道VII 32與配氣外管25上的配氣孔道VI 30相離，關(guān)閉活塞11沖程排氣通道，此時(shí)，壓縮空氣經(jīng)設(shè)置于約束器I內(nèi)的配氣孔道I 26、電磁線圈18的設(shè)置腔39、電磁線圈18的芯管、配氣內(nèi)管24、配氣孔道V 31和配氣孔道VI 30及配氣孔道IV 29進(jìn)入活塞11的左側(cè)氣缸內(nèi)，推動活塞11向右側(cè)運(yùn)動，原活塞11右側(cè)的空氣通過回程限位環(huán)12的中孔、空心軸步進(jìn)電機(jī)13設(shè)置腔41、配氣孔道XI 42、活塞回程排氣控制閥15上的閥體排氣道16及缸殼排氣道17排出，完成一個(gè)回程；
[0025]5.通過上述3和4，裝置完成一個(gè)沖擊工作循環(huán)后，空心軸步進(jìn)電機(jī)13通電工作，通過聯(lián)軸器14帶動配氣外管25，并通過連接銷23帶動沖擊力傳遞件20及鉆頭22旋轉(zhuǎn)一定角度，準(zhǔn)備下一個(gè)沖擊工作循環(huán)，與此同時(shí)還帶動配氣內(nèi)管24與其同步轉(zhuǎn)動，以保證配氣內(nèi)管24與配氣外管25上的各對配氣孔道保持在原相對位置。
[0026]經(jīng)過以上3、4、5項(xiàng)，裝置完成一個(gè)完整的沖擊回轉(zhuǎn)工作循環(huán)。在上述沖擊工作循環(huán)中裝置上的約束器I的工作過程是:
[0027]6.裝置放入預(yù)鉆孔時(shí)，約束器I上的棘爪2在頂推彈簧4的作用下，其爪端緊貼鉆孔38的孔壁，當(dāng)活塞11工作在沖程時(shí)段時(shí)，壓縮空氣推動活塞11向左側(cè)運(yùn)動的同時(shí)，也向相反方向(右側(cè)、鉆孔38外)對氣缸體10及除活塞11外的整個(gè)裝置施力，此時(shí)由于棘爪2的爪端與鉆孔38的孔壁提供單向阻推約束作用，使得整個(gè)裝置不會向鉆孔外移動；
[0028]7.當(dāng)活塞11工作在回程時(shí)段時(shí)，壓縮空氣推動活塞11向右側(cè)運(yùn)動的同時(shí)，也向相反方向(左側(cè)、鉆孔內(nèi))對氣缸體10及除活塞11外的整個(gè)裝置施力，此時(shí)由于棘爪2無阻推約束作用，使得整個(gè)裝置向鉆孔38內(nèi)移動，使得鉆頭22總是與鉆孔38的底部保持接觸。
[0029]通過若干沖擊回轉(zhuǎn)工作循環(huán)，整個(gè)裝置不斷向孔底方向前移推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)無外部其它推力的自推進(jìn)鑿巖鉆孔功能。
[0030]8.當(dāng)鉆孔工作結(jié)束后，通過連接于各棘爪2上的分拉繩7和主拉繩6使棘爪2的爪端脫離鉆孔38的孔壁，并將整個(gè)裝置拉卸出鉆孔38。
[0031]另外，電磁線圈18通電激磁頻率和空心軸步進(jìn)電機(jī)13轉(zhuǎn)動步距可調(diào)，從而可根據(jù)不同的現(xiàn)場巖石條件改變鉆頭22對巖石的沖擊頻率和一個(gè)工作循環(huán)時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度，此功能可米用現(xiàn)有技術(shù)完成。
[0032]裝置的主要部件材料可選用:配氣內(nèi)管24采用高導(dǎo)磁率材料(或其近電磁線圈18端適當(dāng)長度段采用高導(dǎo)磁率材料，其余部分采用一般不銹鋼材);配氣外管25采用一般不銹鋼材；為增加沖擊力度和鉆具向孔底方向移動的推力，活塞11除在沖擊端部采用較大強(qiáng)度和剛度的材料外，可在其內(nèi)部鑲填具有較大比重的材料(如鉛等)，以增加其質(zhì)量；棘爪2的材料可采用硬質(zhì)合金；分拉繩7和主拉繩6采用不銹鋼絞線；沖擊力傳遞件20采用較大強(qiáng)度和剛度的材料；鉆頭22可為傳統(tǒng)鉆頭材料。另外，電磁線圈18及空心軸步進(jìn)電機(jī)13均需防水密封。
[0033]除引入所需動力的管線外，整個(gè)鑿巖鉆孔裝置均置于炮孔中，炮孔鉆鑿時(shí)所需的沖擊力、回轉(zhuǎn)功能和軸向推力均由置于鉆孔內(nèi)的機(jī)構(gòu)提供。
[0034]如圖1、2、3所示，多個(gè)棘爪2以轉(zhuǎn)動副連接方式安裝于約束器I外周上的棘爪凹槽3中；頂推彈簧安裝孔5中安裝頂推彈簧4，棘爪2沿約束器I的軸向不少于兩組，每組在約束器徑向上對稱布置3個(gè)以上，其組數(shù)和組中個(gè)數(shù)依巖石的破碎或裂隙發(fā)育程度而定，巖石較破碎或裂隙較發(fā)育條件下，組數(shù)和組中個(gè)數(shù)可多，反之可少。為使整個(gè)裝置易于卸出鉆鑿好的炮孔，每個(gè)棘爪2都連接有分拉繩7，分拉繩7的另一端穿過約束器I中的分拉繩孔道9與位于主拉繩孔道8中的主拉繩6相連，用于使棘爪2脫離鉆孔38的孔壁；
[0035]如圖2、4、5、6、7所示，配氣機(jī)構(gòu)采用中心配氣通道方式，即在氣缸體10的中心軸線上設(shè)置同軸的配氣內(nèi)管24和配氣外管25，活塞11通過中孔套接在配氣外管25上，在配氣內(nèi)管24和配氣外管25上，位于活塞11軸向兩側(cè)分別開有沖程進(jìn)氣孔(配氣孔道II 27和配氣孔道III 28)、回程進(jìn)氣孔(配氣孔道V 30和配氣孔道VI 31)，并在配氣內(nèi)管24的前端部實(shí)體部分還開有沖程排氣孔道(配氣孔道VII 32);配氣內(nèi)管24和配氣外管25之間、配氣外管25和活塞11之間均為氣密性接觸，并可在軸向上自由滑動，以達(dá)到對孔配氣以推動活塞11沖擊鉆頭的目的；為保證活塞回程進(jìn)氣和沖程排氣，在沖擊力傳遞件20上也開有配氣通道(配氣孔道IV 29);在活塞11的右側(cè)還設(shè)置了活塞11回程排氣控制閥15，其上開有排氣孔道(閥體排氣道16)，并配以氣缸體10上的回程排氣孔道(配氣孔道XI 42)和(缸殼排氣道17)，共同提供活塞11回程排氣通道；電磁線圈設(shè)置腔39中安裝的電磁線圈18提供配氣內(nèi)管24在配氣外管25內(nèi)向右的軸向滑動拉力，電磁線圈18中心的回復(fù)彈簧19提供配氣內(nèi)管24在配氣外管25內(nèi)向左的軸向滑動推力，活塞回程排氣控制閥15固定在配氣內(nèi)管24上，與配氣內(nèi)管24同步運(yùn)動。鉆頭的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由配氣外管25、沖擊力傳遞件20、連接銷23和空心軸步進(jìn)電機(jī)13組成。
[0036]作業(yè)時(shí)，針對地下采礦作業(yè)中巷道掘進(jìn)時(shí)的迎頭多炮孔淺孔鑿巖，首先用傳統(tǒng)鑿巖機(jī)在設(shè)計(jì)部位鉆鑿預(yù)鉆孔，其深度應(yīng)等于或大于自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置的長度，再將自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置放置到預(yù)鉆孔中，接通動力壓氣、抑塵降溫水和電源。整個(gè)迎頭的一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)中的全部預(yù)鉆孔可一次性鉆鑿?fù)瓿珊?，再將多個(gè)自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置置入各預(yù)鉆孔中同時(shí)工作。待自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置推進(jìn)到設(shè)定深度后，再從鉆孔中卸出自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置前，應(yīng)先停機(jī)，再卸出，其卸出方法為:用一長于鉆孔的剛性桿件，一端置入鉆孔內(nèi)頂住自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置尾部，同時(shí)拉緊棘爪2的主拉繩6及分拉繩7，使棘爪2的爪端與鉆孔38的孔壁分離，保持拉繩的張緊狀態(tài)，直至將自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置卸出。
[0037]本實(shí)用新型的有益效果是:此裝置僅需用傳統(tǒng)鑿巖機(jī)事先鉆鑿深度與該裝置長度相當(dāng)?shù)念A(yù)鉆孔后，無需傳統(tǒng)的孔外機(jī)構(gòu)裝置就能在孔內(nèi)自動推進(jìn)進(jìn)行鑿巖鉆孔，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，可在較狹小的工作面上多個(gè)裝置同時(shí)工作，大為減少鉆孔作業(yè)時(shí)間，降低作業(yè)人員勞動強(qiáng)度，同時(shí)還可大大降低作業(yè)噪聲。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是本實(shí)用新型外觀示意圖；
[0039]圖2是本實(shí)用新型軸向剖面示意圖；
[0040]圖3是本實(shí)用新型約束器部分剖面示意圖；
[0041]圖4、圖5、圖6、圖7是本實(shí)用新型的沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分剖面示意圖。
[0042]圖1-7中各標(biāo)號:1_約束器，2-棘爪，3-棘爪凹槽，4-頂推彈簧，5-頂推彈簧安裝孔，6-主拉繩，7-分拉繩，8-主拉繩孔道，9-分拉繩孔道，10-氣缸體，11-活塞，12-回程限位環(huán)，13-空心軸步進(jìn)電機(jī)，14-聯(lián)軸器，15-活塞回程排氣控制閥，16-閥體排氣道，17-缸殼排氣道，18-電磁線圈，19-回復(fù)彈簧，20-沖擊力傳遞件，21-前端外殼，22-鉆頭，23-連接銷，24-配氣內(nèi)管，25-配氣外管，26-配氣孔道I，27-配氣孔道II，28-配氣孔道III，29-配氣孔道IV，30-配氣孔道V，31-配氣孔道VI，32-配氣孔道VL 33-配氣孔道珊，34-配氣孔道IX, 35-電纜通孔，36-電纜，37-抑塵降溫水道，38-鉆孔，39-電磁線圈設(shè)置腔，40-配氣孔道X，41_空心軸步進(jìn)電機(jī)設(shè)置腔，42-配氣孔道XI。

【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0044]實(shí)施例1:如圖1-7所示，一種自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置，包括約束器部分、沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分、鉆頭22 ;所述約束器部分包括約束器1、棘爪2、棘爪凹槽3、頂推彈簧4、頂推彈簧安裝孔5、主拉繩6、分拉繩7、主拉繩孔道8、分拉繩孔道9 ;所述沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分包括氣缸體10、活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進(jìn)電機(jī)13、聯(lián)軸器14、活塞回程排氣控制閥15、閥體排氣道16、缸殼排氣道17、電磁線圈18、回復(fù)彈簧19、沖擊力傳遞件20、前端外殼21、連接銷23、配氣內(nèi)管24、配氣外管25、配氣孔道I 26、配氣孔道II 27、配氣孔道III 28、配氣孔道IV 29、配氣孔道V 30、配氣孔道VI 31、配氣孔道VII 32、配氣孔道VDI 33、配氣孔道IX 34、電纜通孔35、電纜36、抑塵降溫水道37、電磁線圈設(shè)置腔39、配氣孔道X 40、空心軸步進(jìn)電機(jī)設(shè)置腔41、配氣孔道XI 42;
[0045]所述棘爪2以轉(zhuǎn)動副連接方式設(shè)置于約束器I外周上的棘爪凹槽3中；頂推彈簧安裝孔5開鑿于棘爪凹槽3中，置于頂推彈簧安裝孔5中的頂推彈簧4使得棘爪2的爪端部分與鉆孔38的孔壁充分接觸；分拉繩7 —端與棘爪2相連，另一端穿過約束器I中的分拉繩孔道9與位于主拉繩孔道8中的主拉繩6相連用于使棘爪2脫離鉆孔38的孔壁；
[0046]所述氣缸體10內(nèi)從左到右依次設(shè)有活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進(jìn)電機(jī)13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18，活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進(jìn)電機(jī)13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18均位于中心軸線通孔上，配氣內(nèi)管24和配氣外管25置于氣缸體10中心軸線上；
[0047]活塞11與配氣外管25以滑動副連接用于保證氣密性接觸；回程限位環(huán)12緊嵌于氣缸體10內(nèi)壁上或與氣缸體10加工為一體；空心軸步進(jìn)電機(jī)13通過聯(lián)軸器14與配氣外管25相連；活塞回程排氣控制閥15中的孔與配氣內(nèi)管24緊密固定，活塞回程排氣控制閥15外周與氣缸體10內(nèi)壁氣密性滑動接觸，活塞回程排氣控制閥15上設(shè)置有閥體排氣道16,閥體排氣道16 —端通缸腔，閥體排氣道16另一端通設(shè)置于缸殼上的缸殼排氣道17 ;電磁線圈18中心設(shè)置回復(fù)彈簧19，在回復(fù)彈簧19回復(fù)狀態(tài)下，置于配氣外管25內(nèi)的配氣內(nèi)管24右端部小部分插入電磁線圈18的左側(cè)用于保證配氣內(nèi)管24能受到電磁線圈18的吸力作用；
[0048]沖擊力傳遞件20設(shè)置于氣缸體10左端部用以向連接于其上的鉆頭傳遞活塞11的沖擊力；
[0049]配氣孔道I 26位于約束器I內(nèi)，其右端通到約束器I尾部用于接外部提供的壓縮空氣，左端通到電磁線圈18的設(shè)置腔39中，電磁線圈18中的設(shè)置腔39中留有適當(dāng)空間用于供壓縮空氣進(jìn)入來作為所述自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置的進(jìn)氣通道；
[0050]開于配氣內(nèi)管24上的配氣孔道II 27和開于配氣外管25上的配氣孔道III 28均為徑向?qū)Υ╅_孔并在軸線方向?yàn)橹行膶R以便配氣內(nèi)管24在配氣外管25中軸線上相對滑動時(shí)可使兩對孔道對齊，以構(gòu)成活塞11沖程的進(jìn)氣通道，配氣孔道II 27、配氣孔道III 28在配氣內(nèi)管24上和配氣外管25上的位置均處于活塞11的右側(cè)及空心軸步進(jìn)電機(jī)13的左側(cè)的回程限位環(huán)12旁；
[0051]配氣孔道IV 29設(shè)置于沖擊力傳遞件20右側(cè)大頭段中，配氣孔道IV 29呈轉(zhuǎn)角形式，一端通氣缸體10的腔體，另一端通配氣外管25上的配氣孔道V 30作為活塞11的沖程排氣通道，也作為活塞11的回程進(jìn)氣通道；
[0052]配氣孔道V 30和配氣孔道VI 31分別位于配氣外管25和配氣內(nèi)管24上，配氣孔道V 30與配氣孔道IV 29正對相通固定，配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線滑動時(shí)，實(shí)現(xiàn)配氣孔道VI 31與配氣孔道V 30的相通和相離，以作為活塞11回程時(shí)的進(jìn)氣通道；
[0053]配氣孔道VII 32設(shè)置于配氣內(nèi)管24左端部的實(shí)心段中，為一 T形孔道，其一端通口于配氣內(nèi)管24左端部，并與設(shè)置于配氣外管25左端部的配氣孔道X 40的右側(cè)相通，另一端通口于配氣內(nèi)管24的實(shí)心段側(cè)壁上，隨著配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線方向滑動時(shí)，以實(shí)現(xiàn)配氣內(nèi)管24的側(cè)壁上的通孔與配氣外管25上的配氣孔道V 30相通和相離，以作為活塞11沖程時(shí)的排氣通道；
[0054]配氣孔道珊33設(shè)置于沖擊力傳遞件20左側(cè)小頭段中，其一端通口于左側(cè)端部，與設(shè)置于鉆頭22中的配氣孔道IX 34相通，另一端與配氣孔道X 40的左側(cè)相通；
[0055]所述自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)連接銷23用于保證配氣內(nèi)管24與配氣外管25只能作軸線相對滑動而不能作相對繞軸轉(zhuǎn)動，連接銷23與沖擊力傳遞件20以螺紋固定連接用于將沖擊力傳遞件20、配氣外管25及配氣內(nèi)管24串接，配氣內(nèi)管24在其上作軸向滑動，配氣外管25與沖擊力傳遞件20緊密接觸固定；
[0056]約束器部分的約束器I與沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分的氣缸體10及氣缸體10與前端外殼21均可為螺紋連接；
[0057]電纜36通過設(shè)置于約束器I的電纜通孔35用于為電磁線圈18和空心軸步進(jìn)電機(jī)13提供電源。
[0058]實(shí)施例2:如圖1-7所示，一種自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置，包括約束器部分、沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分、鉆頭22 ;所述約束器部分包括約束器1、棘爪2、棘爪凹槽3、頂推彈簧4、頂推彈簧安裝孔5、主拉繩6、分拉繩7、主拉繩孔道8、分拉繩孔道9 ;所述沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分包括氣缸體10、活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進(jìn)電機(jī)13、聯(lián)軸器14、活塞回程排氣控制閥15、閥體排氣道16、缸殼排氣道17、電磁線圈18、回復(fù)彈簧19、沖擊力傳遞件20、前端外殼21、連接銷23、配氣內(nèi)管24、配氣外管25、配氣孔道I 26、配氣孔道II 27、配氣孔道III 28、配氣孔道IV 29、配氣孔道V 30、配氣孔道VI 31、配氣孔道VII 32、配氣孔道VDI 33、配氣孔道IX 34、電纜通孔35、電纜36、抑塵降溫水道37、電磁線圈設(shè)置腔39、配氣孔道X 40、空心軸步進(jìn)電機(jī)設(shè)置腔41、配氣孔道XI 42 ；
[0059]所述棘爪2以轉(zhuǎn)動副連接方式設(shè)置于約束器I外周上的棘爪凹槽3中；頂推彈簧安裝孔5開鑿于棘爪凹槽3中，置于頂推彈簧安裝孔5中的頂推彈簧4使得棘爪2的爪端部分與鉆孔38的孔壁充分接觸；分拉繩7 —端與棘爪2相連，另一端穿過約束器I中的分拉繩孔道9與位于主拉繩孔道8中的主拉繩6相連用于使棘爪2脫離鉆孔38的孔壁；
[0060]所述氣缸體10內(nèi)從左到右依次設(shè)有活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進(jìn)電機(jī)13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18，活塞11、回程限位環(huán)12、空心軸步進(jìn)電機(jī)13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18均位于中心軸線通孔上，配氣內(nèi)管24和配氣外管25置于氣缸體10中心軸線上；
[0061]活塞11與配氣外管25以滑動副連接用于保證氣密性接觸；回程限位環(huán)12緊嵌于氣缸體10內(nèi)壁上或與氣缸體10加工為一體；空心軸步進(jìn)電機(jī)13通過聯(lián)軸器14與配氣外管25相連；活塞回程排氣控制閥15中的孔與配氣內(nèi)管24緊密固定，活塞回程排氣控制閥15外周與氣缸體10內(nèi)壁氣密性滑動接觸，活塞回程排氣控制閥15上設(shè)置有閥體排氣道16,閥體排氣道16 —端通缸腔，閥體排氣道16另一端通設(shè)置于缸殼上的缸殼排氣道17 ;電磁線圈18中心設(shè)置回復(fù)彈簧19，在回復(fù)彈簧19回復(fù)狀態(tài)下，置于配氣外管25內(nèi)的配氣內(nèi)管24右端部小部分插入電磁線圈18的左側(cè)用于保證配氣內(nèi)管24能受到電磁線圈18的吸力作用；
[0062]沖擊力傳遞件20設(shè)置于氣缸體10左端部用以向連接于其上的鉆頭傳遞活塞11的沖擊力；
[0063]配氣孔道I 26位于約束器I內(nèi)，其右端通到約束器I尾部用于接外部提供的壓縮空氣，左端通到電磁線圈18的設(shè)置腔39中，電磁線圈18中的設(shè)置腔39中留有適當(dāng)空間用于供壓縮空氣進(jìn)入來作為所述自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置的進(jìn)氣通道；
[0064]開于配氣內(nèi)管24上的配氣孔道II 27和開于配氣外管25上的配氣孔道III 28均為徑向?qū)Υ╅_孔并在軸線方向?yàn)橹行膶R以便配氣內(nèi)管24在配氣外管25中軸線上相對滑動時(shí)可使兩對孔道對齊，以構(gòu)成活塞11沖程的進(jìn)氣通道，配氣孔道II 27、配氣孔道III 28在配氣內(nèi)管24上和配氣外管25上的位置均處于活塞11的右側(cè)及空心軸步進(jìn)電機(jī)13的左側(cè)的回程限位環(huán)12旁；
[0065]配氣孔道IV 29設(shè)置于沖擊力傳遞件20右側(cè)大頭段中，配氣孔道IV 29呈轉(zhuǎn)角形式，一端通氣缸體10的腔體，另一端通配氣外管25上的配氣孔道V 30作為活塞11的沖程排氣通道，也作為活塞11的回程進(jìn)氣通道；
[0066]配氣孔道V 30和配氣孔道VI 31分別位于配氣外管25和配氣內(nèi)管24上，配氣孔道V 30與配氣孔道IV 29正對相通固定，配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線滑動時(shí)，實(shí)現(xiàn)配氣孔道VI 31與配氣孔道V 30的相通和相離，以作為活塞11回程時(shí)的進(jìn)氣通道；
[0067]配氣孔道VII 32設(shè)置于配氣內(nèi)管24左端部的實(shí)心段中，為一 T形孔道，其一端通口于配氣內(nèi)管24左端部，并與設(shè)置于配氣外管25左端部的配氣孔道X 40的右側(cè)相通，另一端通口于配氣內(nèi)管24的實(shí)心段側(cè)壁上，隨著配氣內(nèi)管24在配氣外管25中作軸線方向滑動時(shí)，以實(shí)現(xiàn)配氣內(nèi)管24的側(cè)壁上的通孔與配氣外管25上的配氣孔道V 30相通和相離，以作為活塞11沖程時(shí)的排氣通道；
[0068]配氣孔道珊33設(shè)置于沖擊力傳遞件20左側(cè)小頭段中，其一端通口于左側(cè)端部，與設(shè)置于鉆頭22中的配氣孔道IX 34相通，另一端與配氣孔道X 40的左側(cè)相通；
[0069]所述自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)連接銷23用于保證配氣內(nèi)管24與配氣外管25只能作軸線相對滑動而不能作相對繞軸轉(zhuǎn)動，連接銷23與沖擊力傳遞件20以螺紋固定連接用于將沖擊力傳遞件20、配氣外管25及配氣內(nèi)管24串接，配氣內(nèi)管24在其上作軸向滑動，配氣外管25與沖擊力傳遞件20緊密接觸固定；
[0070]約束器部分的約束器I與沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分的氣缸體10及氣缸體10與前端外殼21均可為螺紋連接；
[0071]電纜36通過設(shè)置于約束器I的電纜通孔35用于為電磁線圈18和空心軸步進(jìn)電機(jī)13提供電源。
[0072]所述自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置的殼體內(nèi)裝有抑塵降溫水道37用于避免鉆鑿干孔，抑塵降溫水道37從約束器部分尾部右側(cè)一直貫穿到?jīng)_擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分的前端外殼21處。
[0073]所述配氣內(nèi)管24材料為鐵磁性材料。
[0074]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置，其特征在于:包括約束器部分、沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分、鉆頭(22);所述約束器部分包括約束器(I)、棘爪(2)、棘爪凹槽(3)、頂推彈簧(4)、頂推彈簧安裝孔(5)、主拉繩(6)、分拉繩(7)、主拉繩孔道(8)、分拉繩孔道(9);所述沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分包括氣缸體(10)、活塞(11)、回程限位環(huán)(12)、空心軸步進(jìn)電機(jī)(13)、聯(lián)軸器(14)、活塞回程排氣控制閥(15)、閥體排氣道(16)、缸殼排氣道(17)、電磁線圈(18)、回復(fù)彈簧(19)、沖擊力傳遞件(20)、前端外殼(21)、連接銷(23)、配氣內(nèi)管(24)、配氣外管(25)、配氣孔道I(26 )、配氣孔道II (27 )、配氣孔道III (28 )、配氣孔道IV (29 )、配氣孔道V (30 )、配氣孔道VI(31)、配氣孔道VIK32)、配氣孔道珊(33)、配氣孔道IX (34)、電纜通孔(35)、電纜(36)、抑塵降溫水道(37)、電磁線圈設(shè)置腔(39)、配氣孔道X (40)、空心軸步進(jìn)電機(jī)設(shè)置腔(41)、配氣孔道XI (42)；所述棘爪(2)以轉(zhuǎn)動副連接方式設(shè)置于約束器(I)外周上的棘爪凹槽(3)中；頂推彈簧安裝孔(5 )開鑿于棘爪凹槽(3 )中，置于頂推彈簧安裝孔(5 )中的頂推彈簧(4 )使得棘爪(2)的爪端部分與鉆孔(38)的孔壁充分接觸；分拉繩(7)—端與棘爪(2)相連，另一端穿過約束器(I)中的分拉繩孔道(9)與位于主拉繩孔道(8)中的主拉繩(6)相連用于使棘爪(2)脫離鉆孔(38)的孔壁；所述氣缸體(10)內(nèi)從左到右依次設(shè)有活塞(11)、回程限位環(huán)(12)、空心軸步進(jìn)電機(jī)(13)，活塞回程排 氣控制閥(15)、電磁線圈(18)，活塞(11)、回程限位環(huán)(12)、空心軸步進(jìn)電機(jī)(13)，活塞回程排氣控制閥(15)、電磁線圈(18)均位于中心軸線通孔上，配氣內(nèi)管(24)和配氣外管(25)置于氣缸體(10)中心軸線上； 活塞(11)與配氣外管(25)以滑動副連接用于保證氣密性接觸；回程限位環(huán)(12)緊嵌于氣缸體(10)內(nèi)壁上或與氣缸體(10)加工為一體；空心軸步進(jìn)電機(jī)(13)通過聯(lián)軸器(14)與配氣外管(25)相連；活塞回程排氣控制閥(15)中的孔與配氣內(nèi)管(24)緊密固定，活塞回程排氣控制閥(15)外周與氣缸體(10)內(nèi)壁氣密性滑動接觸，活塞回程排氣控制閥(15)上設(shè)置有閥體排氣道(16),閥體排氣道(16) 一端通缸腔，閥體排氣道(16)另一端通設(shè)置于缸殼上的缸殼排氣道(17);電磁線圈(18)中心設(shè)置回復(fù)彈簧(19)，在回復(fù)彈簧(19)回復(fù)狀態(tài)下，置于配氣外管(25)內(nèi)的配氣內(nèi)管(24)右端部小部分插入電磁線圈(18)的左側(cè)用于保證配氣內(nèi)管(24)能受到電磁線圈(18)的吸力作用； 沖擊力傳遞件(20)設(shè)置于氣缸體(10)左端部用以向連接于其上的鉆頭傳遞活塞(11)的沖擊力； 配氣孔道I (26)位于約束器(I)內(nèi)，其右端通到約束器(I)尾部用于接外部提供的壓縮空氣，左端通到電磁線圈(18)的設(shè)置腔(39)中，電磁線圈(18)中的設(shè)置腔(39)中留有適當(dāng)空間用于供壓縮空氣進(jìn)入來作為所述自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置的進(jìn)氣通道； 開于配氣內(nèi)管(24)上的配氣孔道II (27)和開于配氣外管(25)上的配氣孔道111(28)均為徑向?qū)Υ╅_孔并在軸線方向?yàn)橹行膶R以便配氣內(nèi)管(24)在配氣外管(25)中軸線上相對滑動時(shí)可使兩對孔道對齊，以構(gòu)成活塞(11)沖程的進(jìn)氣通道，配氣孔道II (27)、配氣孔道111(28)在配氣內(nèi)管(24)上和配氣外管(25)上的位置均處于活塞(11)的右側(cè)及空心軸步進(jìn)電機(jī)(13)的左側(cè)的回程限位環(huán)(12)旁；配氣孔道IV(29)設(shè)置于沖擊力傳遞件(20)右側(cè)大頭段中，配氣孔道IV(29)呈轉(zhuǎn)角形式，一端通氣缸體(10)的腔體，另一端通配氣外管(25)上的配氣孔道V (30)作為活塞(11)的沖程排氣通道，也作為活塞(11)的回程進(jìn)氣通道； 配氣孔道V (30)和配氣孔道VI (31)分別位于配氣外管(25)和配氣內(nèi)管(24)上，配氣孔道V (30 )與配氣孔道IV(29)正對相通固定，配氣內(nèi)管(24)在配氣外管(25)中作軸線滑動時(shí)，實(shí)現(xiàn)配氣孔道VI(31)與配氣孔道V (30)的相通和相離，以作為活塞(11)回程時(shí)的進(jìn)氣通道； 配氣孔道VIK32)設(shè)置于配氣內(nèi)管(24)左端部的實(shí)心段中，為一 T形孔道，其一端通口于配氣內(nèi)管(24)左端部，并與設(shè)置于配氣外管(25)左端部的配氣孔道X (40)的右側(cè)相通，另一端通口于配氣內(nèi)管(24)的實(shí)心段側(cè)壁上，隨著配氣內(nèi)管(24)在配氣外管(25)中作軸線方向滑動時(shí)， 以實(shí)現(xiàn)配氣內(nèi)管(24)的側(cè)壁上的通孔與配氣外管(25)上的配氣孔道V(30)相通和相離，以作為活塞(11)沖程時(shí)的排氣通道； 配氣孔道珊(33)設(shè)置于沖擊力傳遞件(20)左側(cè)小頭段中，其一端通口于左側(cè)端部，與設(shè)置于鉆頭(22)中的配氣孔道ΙΧ(34)相通，另一端與配氣孔道Χ(40)的左側(cè)相通； 所述自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)連接銷(23 )用于保證配氣內(nèi)管(24 )與配氣外管(25)只能作軸線相對滑動而不能作相對繞軸轉(zhuǎn)動，連接銷(23)與沖擊力傳遞件(20)以螺紋固定連接用于將沖擊力傳遞件(20)、配氣外管(25)及配氣內(nèi)管(24)串接，配氣內(nèi)管(24)在其上作軸向滑動，配氣外管(25)與沖擊力傳遞件(20)緊密接觸固定； 約束器部分的約束器(I)與沖擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分的氣缸體(10)及氣缸體(10)與前端外殼(21)均可為螺紋連接； 電纜(36)通過設(shè)置于約束器(I)的電纜通孔(35)用于為電磁線圈(18)和空心軸步進(jìn)電機(jī)(13)提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置，其特征在于:所述自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置的殼體內(nèi)裝有抑塵降溫水道(37)用于避免鉆鑿干孔，抑塵降溫水道(37)從約束器部分尾部右側(cè)一直貫穿到?jīng)_擊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分的前端外殼(21)處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自推進(jìn)鑿巖鉆孔裝置，其特征在于:所述配氣內(nèi)管(24)材料為鐵磁性材料。
【文檔編號】E21B1/30GK203856398SQ201420232876
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】李克鋼, 李心一, 李祥龍 申請人:昆明理工大學(xué)