本發(fā)明屬于鉆探設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種全方位深孔鉆機(jī)。

背景技術(shù)：

在煤礦開采領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，各種功能的新型鉆機(jī)實現(xiàn)應(yīng)用，其基本結(jié)構(gòu)相似，基本功能相同，已基本實現(xiàn)了水平孔、斜孔、垂直孔的打鉆功能。以往的鉆機(jī)設(shè)計在采用傳統(tǒng)技術(shù)時，由于井下空間的狹小的原因，導(dǎo)致了鉆機(jī)功能的設(shè)計瓶頸，主要歸納為：

1.鉆機(jī)桅桿的推進(jìn)機(jī)構(gòu)都采用齒輪齒條倍速傳動機(jī)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于解決空間不足的問題，可以使鉆機(jī)的行程增加一倍，其缺點為使推進(jìn)力減半，齒輪、齒條直接裸露在外，損害較快；

2.桅桿采用滑動結(jié)構(gòu)行走，就是油缸推著U形槽在軌道上滑動實現(xiàn)行走。其缺點在于滑動阻力大，由于井下粉塵大，大量粉塵進(jìn)入U形槽，難以清理，使行走阻力增大并加速滑軌的損壞；

3.桅桿的角度調(diào)整機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性差。典型的為曲柄連桿機(jī)構(gòu)做固定受力支撐，鉆機(jī)在打鉆作業(yè)中振動嚴(yán)重；

4.鉆機(jī)支撐依靠頂天立地的油缸支撐，不能對桅桿進(jìn)行全方位角度支撐；

5.焊接結(jié)構(gòu)多，整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差；井下腐蝕強(qiáng)度高，焊縫裂紋容易產(chǎn)生間隙腐蝕，加速重要結(jié)構(gòu)件損壞；

6.狹小的井下空間要求鉆機(jī)體積小，對于小體積大推力的要求，鉆機(jī)難以實現(xiàn)伸縮功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于提供了全方位深孔鉆機(jī)，該全方位深孔鉆機(jī)能在800～3000mm的范圍內(nèi)實現(xiàn)0～26°的斜孔鉆進(jìn)作業(yè)；四個機(jī)架支腿油缸和兩個托架支撐油缸形成穩(wěn)定的平面三點支撐和空間多點支撐作用，鉆機(jī)通過變副油缸、支腿油缸和回轉(zhuǎn)總成的調(diào)整，可實現(xiàn)向上、向下的垂直孔,以及與這些垂直孔成任意角度的鉆孔作業(yè)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種全方位深孔鉆機(jī)，包括機(jī)架，機(jī)架下安裝履帶和撐腿油缸，機(jī)架上安裝液壓泵、油箱及操縱部件，在所述的機(jī)架上設(shè)置變幅單元、滾動摩擦單元及鉆機(jī)單元；

變幅單元的非擺動端固設(shè)在機(jī)架上，變幅單元的擺動端上設(shè)置滾動摩擦單元，滾動摩擦單元上設(shè)置鉆機(jī)單元，通過變幅單元可以調(diào)整滾動摩擦單元和鉆機(jī)單元在0～105°范圍內(nèi)擺動，滾動摩擦單元可帶動鉆機(jī)單元沿其軸向進(jìn)行滾動式行走。

進(jìn)一步的，在所述的變幅單元的變幅端與滾動摩擦單元之間還設(shè)置回轉(zhuǎn)單元，回轉(zhuǎn)單元可帶動滾動摩擦單元進(jìn)行360°的回轉(zhuǎn)。

更進(jìn)一步的，連接回轉(zhuǎn)單元與滾動摩擦單元還設(shè)置輔助支撐油缸。

還有，變幅單元的非擺動端通過變幅單元支撐油缸固設(shè)在機(jī)架上，變幅單元支撐油缸可以在豎向的0～26°范圍內(nèi)對變幅單元進(jìn)行支撐。

具體的，所述的變幅單元包括橫梁、角度調(diào)節(jié)油缸、擺幅架和鉆機(jī)安裝件，所述的擺幅架的一端活動式安裝在橫梁的端部，擺幅架的另一端與角度調(diào)節(jié)油缸的活塞端活動式連接，角度調(diào)節(jié)油缸的非活塞端活動式懸設(shè)在橫梁下，鉆機(jī)安裝件固定設(shè)置在擺幅架上；所述的橫梁為可伸縮橫梁，橫梁包括相互套設(shè)的伸縮梁和固定梁，且在伸縮梁上沿長度方向間設(shè)滑軌；

固定梁的端部固設(shè)在機(jī)架上，滾動摩擦單元安裝在鉆機(jī)安裝件上。

優(yōu)選的，所述的擺幅架的一端通過第二鉸接軸安裝在橫梁的端部，擺幅架的另一端通過第一鉸接軸與角度調(diào)節(jié)油缸的活塞端連接，角度調(diào)節(jié)油缸的非活塞端與設(shè)置在伸縮梁下的靠近擺幅架的支撐座通過擺動軸活動連接；

所述的第一鉸接軸與第二鉸接軸之間的水平投影距離L₃為271mm，第二鉸接軸與擺動軸之間的水平投影距離L₂為562mm，第二鉸接軸與擺動軸之間的垂直投影距離h₂為256mm，所述的角度調(diào)節(jié)油缸的行程g₂為0～472mm。

還有，所述的伸縮梁與固定梁通過埋設(shè)的伸縮油缸實現(xiàn)伸縮運動，伸縮油缸的活塞端與固定梁的端部固定連接，伸縮油缸的非活塞端與伸縮梁固定連接；所述的伸縮油缸的行程g₁為0～550mm。

具體的，所述的滾動摩擦單元包括桅桿框架，在桅桿框架上活動式設(shè)置滾動承托部件，在桅桿框架內(nèi)嵌設(shè)驅(qū)動油缸和驅(qū)動油缸活塞桿，滾動承托部件與驅(qū)動油缸沿軸向固定連接，驅(qū)動油缸活塞桿的端部固定在桅桿框架上；

滾動承托部件上安裝鉆機(jī)單元，驅(qū)動油缸帶動滾動承托部件沿桅桿框架滾動式來回移動。

具體的，所述的滾動承托部件包括第一滾動件和承托板，承托板通過第一滾動件滾動式設(shè)置在桅桿框架上；

第一滾動件包括沿豎向并列設(shè)置的兩個第一滾輪，兩個第一滾輪夾持在桅桿框架上并沿桅桿框架滾動；

沿長度方向在桅桿框架上設(shè)置板狀的滑軌，兩個第一滾輪夾持在滑軌軌面上沿桅桿框架滾動，且第一滾輪的軸向與滑軌的軌面平行；在所述的第一滾動件上還設(shè)置第一偏心軸，第一偏心軸與第一滾輪同軸并列設(shè)置在軸芯上。

還有，所述的滾動承托部件還包括第二滾動件，第二滾動件包括與承托板固定連接的第二滾輪，第二滾輪沿滑軌的邊緣滾動；

所述的第二滾輪的軸向與滑軌軌面垂直，在第二滾動件上還設(shè)置第二偏心軸，第二偏心軸與第二滾輪同軸并列設(shè)置在軸芯上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的全方位深孔鉆機(jī)能在800～3000mm的范圍內(nèi)實現(xiàn)0～26°的斜孔鉆進(jìn)作業(yè)；四個機(jī)架支腿油缸和兩個托架支撐油缸形成穩(wěn)定的平面三點支撐和空間多點支撐作用，鉆機(jī)通過變副油缸、支腿油缸和回轉(zhuǎn)總成的調(diào)整，可實現(xiàn)向上、向下的垂直孔,以及與這些垂直孔成任意角度的鉆孔作業(yè)。鉆機(jī)的工作范圍:鉆機(jī)可在高度和寬度大于2300mm的巷道內(nèi)做打孔作業(yè)，對于超過托架支撐油缸范圍的巷道，可通過加長油缸活塞桿來保證油缸支撐范圍；支腿油缸對變幅機(jī)構(gòu)的調(diào)整角度為26°，變幅油缸調(diào)整角度為105°，所以鉆桿可實現(xiàn)131°內(nèi)的任意角度鉆孔作業(yè)；回轉(zhuǎn)總成可使托架360°回轉(zhuǎn)，所以鉆桿的作業(yè)角度為262°進(jìn)行水平鉆孔作業(yè)時，鉆桿的水平高度作業(yè)范圍為406～2452mm；在這個高度的內(nèi)任意位置時，回轉(zhuǎn)總成調(diào)整角度可使鉆桿與水平面成任意角度，實現(xiàn)同一平面內(nèi)(如：垂直平面)任意角度的鉆孔作業(yè)；

(2)本發(fā)明的滾動摩擦鉆機(jī)構(gòu)件采用油缸直接驅(qū)動代替齒輪倍速機(jī)構(gòu)，可使起拔力和進(jìn)給力不再減半，直接為驅(qū)動油缸的進(jìn)給力，同比相同起拔力的倍速機(jī)構(gòu)可使油缸直徑減小30％；桅桿行走機(jī)構(gòu)不再采用滑軌結(jié)構(gòu)，而是采用滾動方式，推進(jìn)阻力減小，拆裝更加方便，敞開軌道上的煤粉更加容易清理，傳統(tǒng)的滑動結(jié)構(gòu)的襯板一般一個月就需要更換一次，而本發(fā)明的滾動承托部件的設(shè)計壽命在半年以上；本發(fā)明的滾動件采用滾輪的滾動形式，桅桿框架使用了方形型鋼作為主體，焊縫明顯減少，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，桅桿框架的軌面完全裸漏在外部，當(dāng)煤渣落在上面可輕松清除，防止煤渣對滾輪的損害；

(3)為了對滾動承托部件的滾動進(jìn)行限位，滾動承托部件還包括第二滾動件，第二滾動件為沿滑軌邊緣滾動的滾輪，對滾動承托板進(jìn)行限位；同時，為了保證對滑軌摩擦的補(bǔ)償或?qū)夁吘壍难a(bǔ)償，在第一滾動件和第二滾動件上都設(shè)置了偏心軸，以達(dá)到補(bǔ)償滑軌的目的；

(4)本發(fā)明的鉆機(jī)變幅機(jī)構(gòu)主要通過擺幅架、橫梁與角度調(diào)節(jié)油缸的伸縮組成大承載旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；大幅簡化角度調(diào)整的結(jié)構(gòu)，其結(jié)果使鉆機(jī)高度大幅降低；伸縮的橫梁可實現(xiàn)行程550mm的伸縮，替代履帶的移動，減小井下大型鉆機(jī)的移動，方便操作；通過角度調(diào)節(jié)油缸的伸縮實現(xiàn)擺幅架能在0～105°內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并實現(xiàn)任意角度最小支撐力臂不小于150mm，可以支撐更大的翻轉(zhuǎn)力矩；第一鉸接軸、第二鉸接軸和擺動軸形成任意三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性；

(5)煤礦井下粉塵大，本發(fā)明的伸縮梁上沿長度方向采用加強(qiáng)板間隔布置成的滑軌，可避免粉塵堆積對滑軌造成的阻塞，粉塵可沿滑軌之間的間隙隨電機(jī)的工作過程滑出，具有自清潔功能；本發(fā)明的伸縮梁采用180*180*8的方鋼做主體，伸縮油缸直接布置在方鋼內(nèi)部，采用活塞桿端部設(shè)置進(jìn)/出油口，可布置最大外徑的油缸；角度調(diào)節(jié)油缸的鉸支點設(shè)計在油缸前端計算的合理位置，油缸在繞支點旋轉(zhuǎn)時，在大擺幅角度時尾部與橫梁不干涉，活塞桿與伸縮梁不干涉，達(dá)到最佳的使用效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的全方位深孔鉆機(jī)的正視圖；

圖2為圖1的立體圖；

圖3為圖1的舉撐非變幅狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1的舉撐變幅狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1中滾動摩擦單元的結(jié)構(gòu)立體圖；

圖6為圖5的正視圖；

圖7是圖6中A-A的剖視圖；

圖8是圖6中B-B的剖視圖；

圖9是圖1中變幅單元的結(jié)構(gòu)立體圖；

圖10是圖9的正視圖；

圖11是圖10的剖視圖；

圖12是圖10的最大變幅角的剖視圖；

圖13是圖9中伸縮梁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中各標(biāo)號表示為：1-滾動摩擦單元、2-變幅單元、3-回轉(zhuǎn)單元、4-鉆機(jī)動力頭、5-鉆桿、6-鉆頭、7-機(jī)架、8-履帶、9-變壓器、10-操縱桿、11-安全照明部件、12-液壓泵、13-油箱、14-操縱臺、15-變幅單元支撐油缸、16-撐腿油缸、17-輔助支撐油缸；

滾動摩擦單元1中：1-1桅桿框架、1-11滑軌、1-2滾動承托部件、1-21第二滾動件、1-211--螺栓、1-212第二偏心軸、1-213第二滾輪、1-22第一滾動件、1-221芯軸壓板、1-222第一偏心軸、1-223第一滾輪、1-23承托板、1-3支撐油缸、1-4動力部件、1-41驅(qū)動油缸活塞桿、1-42驅(qū)動油缸；

變幅單元2中：2-1擺幅架、2-11第一鉸接軸、2-12第二鉸接軸、2-2角度調(diào)節(jié)油缸、2-21角度調(diào)節(jié)油缸第一油路連接口、2-22角度調(diào)節(jié)油缸第二油路連接口、2-3橫梁、2-31伸縮梁、2-311伸縮油缸第一油路連接口、2-312伸縮油缸安裝軸、2-313支撐座、2-314擺動軸、2-315滑軌、2-316伸縮油缸第二油路連接口、2-317加強(qiáng)板、2-318擺幅架安裝口、2-32固定梁、2-321固定梁連接件、2-4鉆機(jī)安裝件、2-5伸縮油缸；

以下結(jié)合說明書附圖和具體實施方式對本發(fā)明做具體說明。

具體實施方式

本發(fā)明的第一種全方位深孔鉆機(jī)，包括機(jī)架，機(jī)架下安裝履帶和撐腿油缸，機(jī)架上安裝液壓泵、油箱及操縱部件，在所述的機(jī)架上設(shè)置變幅單元、滾動摩擦單元及鉆機(jī)單元；變幅單元的非擺動端固設(shè)在機(jī)架上，變幅單元的擺動端上設(shè)置滾動摩擦單元，滾動摩擦單元上設(shè)置鉆機(jī)單元，通過變幅單元可以調(diào)整滾動摩擦單元和鉆機(jī)單元在0～105°范圍內(nèi)擺動，滾動摩擦單元可帶動鉆機(jī)單元沿其軸向進(jìn)行滾動式行走。

本發(fā)明的第二種全方位深孔鉆機(jī)還可以在第一種的基礎(chǔ)上，變幅單元的變幅端與滾動摩擦單元之間還設(shè)置回轉(zhuǎn)單元，回轉(zhuǎn)單元可帶動滾動摩擦單元進(jìn)行360°的回轉(zhuǎn)，或者連接回轉(zhuǎn)單元與滾動摩擦單元還設(shè)置輔助支撐油缸。

本發(fā)明的第三種全方位深孔鉆機(jī)還可以在第一種或第二種的基礎(chǔ)上，變幅單元的非擺動端通過變幅單元支撐油缸固設(shè)在機(jī)架上，變幅單元支撐油缸可以在豎向的0～26°范圍內(nèi)對變幅單元進(jìn)行支撐。

本發(fā)明的滾動摩擦單元，桅桿框架安裝在鉆機(jī)托盤上，并作為給進(jìn)時的行走軌道，在桅桿框架上活動式設(shè)置滾動承托部件，在桅桿框架內(nèi)嵌設(shè)驅(qū)動油缸和驅(qū)動油缸活塞桿，滾動承托部件與驅(qū)動油缸沿豎向固定連接，驅(qū)動油缸活塞桿的端部固定在桅桿框架上；滾動承托部件上安裝鉆機(jī)馬達(dá)，驅(qū)動油缸帶動滾動承托部件沿桅桿框架滾動式來回移動。四個支撐油缸安裝在桅桿框架的前后兩端，支撐油缸的油缸活塞桿伸長后與頂板和地面直接頂緊接觸，以固定整個托架。驅(qū)動油缸活塞桿端頭與桅桿框架固定連接，滾動承托部件上可放置一臺帶減速機(jī)的液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)給鉆桿提供的大旋轉(zhuǎn)扭矩和油缸提供的驅(qū)動力實現(xiàn)打鉆作業(yè)。

本發(fā)明的變幅單元主要通過擺幅架、橫梁與角度調(diào)節(jié)油缸的伸縮組成大承載旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；大幅簡化角度調(diào)整的結(jié)構(gòu)，其結(jié)果使鉆機(jī)高度大幅降低；伸縮的橫梁可實現(xiàn)行程550mm的伸縮，替代履帶的移動，減小井下大型鉆機(jī)的移動，方便操作。

具體的，結(jié)合圖1-4，本發(fā)明的全方位深孔鉆機(jī)包括滾動摩擦單元1、變幅單元2、回轉(zhuǎn)單元3、鉆機(jī)動力頭4、鉆桿5、鉆頭6、機(jī)架7、履帶8、變壓器9、操縱桿10、安全照明部件11、液壓泵12、油箱13、操縱臺14、變幅單元支撐油缸15、撐腿油缸16和輔助支撐油缸17，機(jī)架7下安裝履帶8和撐腿油缸16，機(jī)架7上安裝液壓泵12、油箱13、變壓器9、操縱桿10、安全照明部件11、操縱臺14和變幅單元支撐油缸15，在機(jī)架7上設(shè)置變幅單元2、滾動摩擦單元1、回轉(zhuǎn)單元3、鉆機(jī)動力頭4、鉆桿5和鉆頭6，變幅單元2的非擺動端通過變幅單元支撐油缸固設(shè)在機(jī)架上，變幅單元2的擺動端上設(shè)置滾動摩擦單元1，滾動摩擦單元1上設(shè)置鉆機(jī)動力頭4、鉆桿5和鉆頭6，變幅單元2的變幅端與滾動摩擦單元1之間設(shè)置回轉(zhuǎn)單元3，回轉(zhuǎn)單元3可帶動滾動摩擦單元1進(jìn)行360°的回轉(zhuǎn)，連接回轉(zhuǎn)單元3與滾動摩擦單元1還可設(shè)置輔助支撐油缸，鉆機(jī)通過支腿油缸、變幅單元和回轉(zhuǎn)單元組合調(diào)整，可實現(xiàn)空間有限范圍內(nèi)任意角度的打孔作業(yè)，可通過輔助支撐油缸再次調(diào)整托架的位置實現(xiàn)托架的支撐。

結(jié)合圖5-8，本發(fā)明的滾動摩擦單元1包括桅桿框架1-1，在桅桿框架1-1上活動式設(shè)置滾動承托部件1-2，在桅桿框架1-1內(nèi)嵌設(shè)驅(qū)動油缸1-42和驅(qū)動油缸活塞桿1-41，滾動承托部件1-2與驅(qū)動油缸1-42沿豎向固定連接，驅(qū)動油缸活塞桿1-41的端部固定在桅桿框架1-1上；滾動承托部件1-2上安裝鉆機(jī)動力頭4，驅(qū)動油缸1-42帶動滾動承托部件1-2沿桅桿框架1-1滾動式來回移動。油缸直接驅(qū)動代替齒輪倍速機(jī)構(gòu)，可使起拔力和進(jìn)給力不再減半，直接為驅(qū)動油缸的進(jìn)給力，同比相同起拔力的倍速機(jī)構(gòu)可使油缸直徑減小30％，驅(qū)動油缸缸徑Φ110mm，驅(qū)動油缸活塞桿桿徑Φ63，行程930mm，最大工作壓力25MPa時，起拔力235KN,進(jìn)給力160KN；桅桿行走機(jī)構(gòu)不再采用滑軌結(jié)構(gòu)，而是采用滾動方式，推進(jìn)阻力減小，拆裝更加方便，敞開軌道上的煤粉更加容易清理，傳統(tǒng)的滑動結(jié)構(gòu)的襯板一般一個月就需要更換一次，而本發(fā)明的滾動承托部件的設(shè)計壽命在半年以上。

滾動承托部件1-2包括第一滾動件1-22和承托板1-23，承托板1-23通過第一滾動件1-22滾動式設(shè)置在桅桿框架1-1上；第一滾動件1-22包括沿豎向并列設(shè)置的兩個第一滾輪1-223，兩個第一滾輪1-223夾持在桅桿框架1-1上并沿桅桿框架1-1滾動。最好的，桅桿框架1-1使用方形型鋼作為主體，具體的，桅桿框架1-1為中央帶有可通過驅(qū)動油缸1-42的滑槽，滑槽邊緣延伸設(shè)置板狀滑軌1-11，兩個第一滾輪1-223夾持在滑軌1-11軌面上沿桅桿框架1-1滾動，且第一滾輪1-223的軸向與滑軌1-11的軌面平行。為了補(bǔ)償軌道的磨損，在第一滾動件1-22上還設(shè)置第一偏心軸1-222，第一偏心軸1-222與第一滾輪1-223同軸并列設(shè)置在軸芯上，且第一偏心軸1-222通過芯軸壓板1-221進(jìn)行固定；桅桿框架1-1共受到滾動摩擦托架上液壓馬達(dá)的扭轉(zhuǎn)力矩和驅(qū)動油缸的進(jìn)給力的共同作用，鉆機(jī)扭轉(zhuǎn)力矩要求為4000N.m時，推進(jìn)力要求為160KN，由于目前的桅桿框架都采用了板焊結(jié)構(gòu)，而板焊結(jié)構(gòu)有強(qiáng)度差、易變形的缺點，為了達(dá)到強(qiáng)度要求，所以桅桿框架被設(shè)計的大而笨重。而本發(fā)明的桅桿框架直接采用型鋼做主體，減少了焊接結(jié)構(gòu)，同等強(qiáng)度要求下可實現(xiàn)框架的輕巧設(shè)計，減輕重量。

為了對滾動承托部件1-2的滾動進(jìn)行限位，滾動承托部件1-2還包括第二滾動件1-21，第二滾動件1-21包括與承托板1-23固定連接的第二滾輪1-213，第二滾輪1-213沿滑軌1-11的邊緣滾動，保證滾動承托部件1-2不會偏離軌道。還有，為了能對滑軌1-11進(jìn)行補(bǔ)償，第二滾輪1-213的軸向與滑軌1-11軌面垂直，在第二滾動件1-21上還設(shè)置第二偏心軸1-212，第二偏心軸1-212與第二滾輪1-213同軸并列設(shè)置在軸芯上，且第二滾輪1-213通過螺栓固定在承托板1-23邊緣。

第一偏心軸1-222和第二偏心軸1-212，均可實現(xiàn)最大2mm的調(diào)整量，這2mm的調(diào)整量用于補(bǔ)償滑軌的磨損量或可對滑軌邊緣進(jìn)行補(bǔ)償。

第一滾動件1-22的拆卸方便，可直接將兩邊芯軸壓板1-221螺栓松開，滾輪可直接從孔內(nèi)取出來進(jìn)行維修或更換。本發(fā)明的第一滾輪1-223和第二滾輪1-213均采用支承型滾輪自密封軸承，每個軸上都設(shè)計有油杯對軸承潤滑，延長軸承的壽命，軸承尺寸25mm*62～25mm，工作狀態(tài)中個第二滾輪受力，最大可承受23kN.m的液壓馬達(dá)力偶矩。

另外，在桅桿框架1-1的端部還設(shè)置至少一個支撐油缸1-3，優(yōu)選的，在桅桿框架1-1兩端各設(shè)置兩個并列的支撐油缸1-3，桅桿框架1-1長度盡可能設(shè)計的短，2.3m的桅桿長度基本可以實現(xiàn)狹窄巷道的自由進(jìn)出，前后都設(shè)計有支撐油缸1-3，可在任何方位進(jìn)行頂緊穩(wěn)定桅桿框架1-1；支撐油缸1-3缸徑Φ80mm，支撐油缸1-3活塞桿桿徑Φ55mm，行程300mm，支撐油缸1-3配備兩種支撐頭,用于不同的工況。支撐油缸1-3的伸長能夠可靠的固定鉆機(jī)，實現(xiàn)鉆機(jī)的穩(wěn)定工作。

結(jié)合圖9-13，本發(fā)明的變幅單元2包括橫梁2-3、角度調(diào)節(jié)油缸2-2、擺幅架2-1和鉆機(jī)安裝件2-4，擺幅架2-1的一端活動式安裝在橫梁2-3的端部，擺幅架2-1的另一端與角度調(diào)節(jié)油缸2-2的活塞端活動式連接，角度調(diào)節(jié)油缸2-2的非活塞端活動式懸設(shè)在橫梁2-3下，鉆機(jī)安裝件2-4固定設(shè)置在擺幅架2-1上；橫梁2-3為可伸縮橫梁，橫梁2-3包括相互套設(shè)的伸縮梁2-31和固定梁2-32，且在伸縮梁2-31上沿長度方向間設(shè)軌道2-315。伸縮梁2-31還可以為光滑的梁體結(jié)構(gòu)，例如方形鋼筒結(jié)構(gòu)，光滑的梁體結(jié)構(gòu)是相對于設(shè)置軌道的梁體結(jié)構(gòu)而言的，即光滑的梁體結(jié)構(gòu)即為其上未設(shè)置軌道的方形鋼梁；或者橫梁2-3為非伸縮梁，即為光滑的梁體結(jié)構(gòu)，例如方形鋼筒結(jié)構(gòu)；本發(fā)明的變幅單元主要通過擺幅架2-1、橫梁2-3與角度調(diào)節(jié)油缸2-2的伸縮組成大承載旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；大幅簡化角度調(diào)整的結(jié)構(gòu)，其結(jié)果使鉆機(jī)高度大幅降低；伸縮的橫梁2-3可實現(xiàn)行程的伸縮，替代履帶的移動，減小井下大型鉆機(jī)的移動，方便操作；煤礦井下粉塵大，本發(fā)明的伸縮梁上沿長度方向采用加強(qiáng)板間隔布置成的滑軌，可避免粉塵堆積對滑軌造成的阻塞，粉塵可沿滑軌之間的間隙隨電機(jī)的工作過程滑出，具有自清潔功能；

通過角度調(diào)節(jié)油缸2-2的伸縮運動帶動擺幅架2-1上的鉆機(jī)安裝件2-4在0～105°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動安裝在鉆機(jī)安裝件2-4上的鉆機(jī)在0～105°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，大大增加了鉆機(jī)的可調(diào)節(jié)角度。

一種實現(xiàn)角度調(diào)節(jié)油缸2-2的伸縮運動帶動擺幅架2-1上的鉆機(jī)安裝件2-4在0～105°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動的方案包括：擺幅架2-1的一端通過第二鉸接軸2-12安裝在橫梁2-3 的端部，擺幅架2-1的另一端通過第一鉸接軸2-11與角度調(diào)節(jié)油缸2-2的活塞端連接，第一鉸接軸2-11與第二鉸接軸2-12的連線與角度調(diào)節(jié)油缸2-2的軸線之間的夾角α為31～136°。

另一種實現(xiàn)角度調(diào)節(jié)油缸2-2的伸縮運動帶動擺幅架2-1上的鉆機(jī)安裝件2-4在0～105°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動的方案包括：擺幅架2-1的一端通過第二鉸接軸2-12安裝在伸縮梁2-31的端部，角度調(diào)節(jié)油缸2-2的非活塞端與設(shè)置在伸縮梁2-31下的靠近擺幅架2-1的支撐座2-313通過擺動軸2-314活動連接；擺幅架2-1的最小擺動力臂h₁為150mm，第二鉸接軸2-12與擺動軸2-314之間的投影距離是第一鉸接軸2-11與第二鉸接軸2-12之間的投影距離的2～2.5倍；

一種優(yōu)選的實現(xiàn)角度調(diào)節(jié)油缸2-2的伸縮運動帶動擺幅架2-1上的鉆機(jī)安裝件2-4在0～105°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動的方案包括：第一鉸接軸2-11與第二鉸接軸2-12之間的投影距離L₃為271mm，第二鉸接軸2-12與擺動軸2-314之間的投影距離L₂為562mm，第二鉸接軸2-12與擺動軸2-314之間的垂直投影距離h₂為256mm，角度調(diào)節(jié)油缸2-2的行程g₂為0～472mm，這四者之間的長度關(guān)系保證了0～105°范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動；相應(yīng)的其他部件的尺寸包括：本發(fā)明的鉆機(jī)變幅機(jī)構(gòu)的最小長度L₁為2048mm。

本發(fā)明的角度調(diào)節(jié)油缸2-2在在油缸缸體的兩端分別設(shè)置角度調(diào)節(jié)油缸第一油路接口2-21和角度調(diào)節(jié)油缸第二油路接口2-22，用于對油缸的伸縮運動提供液壓油；

伸縮梁2-31與固定梁2-32通過埋設(shè)的伸縮油缸2-5實現(xiàn)伸縮運動，伸縮油缸2-5的活塞端與固定梁2-32的端部固定連接，伸縮油缸2-5的非活塞端與伸縮梁2-31固定連接。伸縮油缸2-5的行程g₁為0～550mm，替代履帶的移動；

本發(fā)明的伸縮油缸2-5由于埋設(shè)在伸縮梁2-31的梁腔內(nèi)，因此如果采用傳統(tǒng)的供油油路設(shè)計，可能會對橫梁2-3的伸縮運動產(chǎn)生影響，因此，在伸縮油缸2-5的活塞端設(shè)置伸縮油缸第二油路連接口2-316，在伸縮油缸2-5的缸筒上設(shè)置伸縮油缸第一油路連接口2-311，可減少對伸縮梁2-31與固定梁2-32之間伸縮運動的阻礙；見圖10，本發(fā)明的伸縮梁2-31的具體結(jié)構(gòu)為一個空腔的方形鋼的梁體，在伸縮梁2-31的一端的端頭上包設(shè)加強(qiáng)板2-317，穿過加強(qiáng)板2-317和伸縮梁2-31端部設(shè)置擺幅架安裝口2-318，靠近擺幅架安裝口2-318在伸縮梁2-31上穿設(shè)伸縮油缸安裝軸2-312，之后在伸縮梁2-31的下方懸設(shè)支撐座2-313，再之后在伸縮梁2-31上沿長度方向設(shè)置多個軌道2-315。固定梁2-32的遠(yuǎn)離伸縮梁2-31的端部設(shè)置固定梁連接件2-321，用于將本鉆機(jī)變幅機(jī)構(gòu)安裝在鉆機(jī)上。

鉆機(jī)安裝件2-4為圓盤狀的法蘭盤，法蘭盤上可設(shè)置回轉(zhuǎn)單元3，然后在回轉(zhuǎn)單元3上安裝鉆機(jī)，可增加鉆機(jī)在水平面的轉(zhuǎn)動，提高鉆機(jī)位置調(diào)節(jié)的靈活性；或者直接在鉆機(jī)安裝件上安裝鉆機(jī)，實現(xiàn)對鉆機(jī)位置的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的回轉(zhuǎn)單元3即為圓盤狀的部件，沿圓盤狀部件的切線方向設(shè)置液壓渦輪結(jié)構(gòu)，調(diào)整回轉(zhuǎn)單元在360°的范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)鉆機(jī)角度的全方位調(diào)整。