南昌半自动钻孔机控制系统结构

　　煤矿井下钻孔机器人变幅机构的发展展望随着煤矿井下钻机机械化、自动化水平的不断提高，钻机变幅机构也逐渐从人工辅助调节发展到无需人工干预的全液压或遥控控制，同时稳固系统也逐渐集成于变幅机构中，通过稳固系统的加入不断提高变幅机构的稳定性和性。伴随着煤矿智能化开采模式的不断发展，国家煤矿监察也在《煤矿机器人研发目录》中指出了防突、探水、防冲等钻孔机器人的需求和定位，这也就指明了钻机向机器人化发展的趋势。由于现有钻机变幅机构的调节已经发展到无需人工干预阶段，这也为钻孔机器人的变幅机构提供了良好的基础，基于此，钻孔机器人变幅机构的结构及控制方法可从以下几个方向开展重点研究。

　　以常见的瓦斯抽采钻孔为例，根据布置方式，主要分为本煤层(顺层)钻孔、高位钻孔和穿层钻孔[13-14]。本煤层钻孔施工时钻孔倾角和方位角调节范围较小，高度则由煤层的厚度决定，变化范围较大。高位钻孔主要在钻场中施工，对开孔参数调节范围要求较小。对于穿层钻孔来说，开孔参数调节范围很大、结构型式多样。其他类型的钻孔与瓦斯抽采钻孔一样，根据施工方式的不同，对钻机变幅机构的参数要求也各不相同。因此，变幅机构的性能直接影响钻机的适用范围和施工性能，准确地调节钻孔开孔参数及保障钻机施工的稳定性是煤矿井下钻机变幅机构研究的目标，这有助于减轻工人劳动强度、减少钻孔辅助时间、提高施工的性。

　　③同一个巷道中施工的钻机往往需要施工前探孔和顺层孔两种类型的钻孔，有时一种钻机还需要在不同巷道内施工，因此，对于钻机来说，变幅机构应能满足多种钻孔需求，参数调节范围较大；④穿层钻孔施工时开孔参数调节频繁，而井下施工环境差，为了减轻工人劳动强度，提高施工效率，要求变幅机构调节过程中人工干预少，调节过程自动化程度高。2煤矿井下钻机变幅机构常见结构型式及稳固方式2.1单油缸四连杆变幅机构早期大量应用于煤矿井下施工的钻机为分体式钻机，要求钻机尺寸小、重量轻，便于人工搬迁运输。钻机采用分体式结构，包括主机、泵站和操纵台3部分，变幅机构设计在主机中，采用油缸四连杆机构，如图1所示。变幅机构无法调节开孔方位角，只能依靠人工摆动主机方向实现；倾角调节范围为-90°~90°，但是在±90°调节时需要人工调转机身实现。由于立柱强度有限，钻孔高度调节范围也较小。这种变幅机构在参数调节时需要松开紧固螺栓，利用油缸配合导链或人工调节机身倾角和高度，到达设计的开孔位置后再紧固螺栓。施工时主机需要用4个的液压支柱压紧底座进行稳固。因此，这种变幅机构存在工人劳动强度大、调节时间长的缺点。该变幅机构采用机械锁死，配合稳固的单体液压支柱，可适合各种能力的钻机。

　　如果说设计过程已经考虑了人机料，法环等因素的影响，那么制造过程中又增加了检测这一个重要因素，这六个方面是影响过程质量的关键要素，如何让工艺人员、操作者以及检验员都要准确低理解设计思路和要求，如何对重要配合面和结合面要尽量将加工尺寸控制在公差值中，因为这样在装配和调试的时候讲很有帮助。对产品内在质量的提高有很积极的作用。