铁岭圆柱钻孔控制系统结构

　　大采高多自由度变幅机构主要应用于煤矿井下掘进面超前探、掘进面爆破、本煤层多层瓦斯抽采等钻孔的施工，具有钻孔倾角和钻孔高度调节范围大、调节过程自动化程度高的特点。钻孔高度调节范围可达0.8~3.5m，钻孔倾角调节范围-90°~90°，方位角调节范围-90°~90°。该变幅机构(图4)结构原理为:连接架Ⅰ与调角油缸及一级臂组成个曲柄摇块机构，主要用于调节倾角；一级臂上面安装有二级臂，依靠平移油缸使二级臂沿一级臂滑移，主要实现高度调节；摆角油缸安装在二级臂上，并通过四连杆机构、连接架Ⅱ、回转油缸、转盘连接机身，利用摆角油缸通过四连杆机构调平机身，便于钻孔倾角的调节，利用回转油缸调节钻孔倾角，利用转盘调节钻孔的方位角。机身的前后端安装前后稳固油缸，提高钻机施工时的稳定性。由于该机构活动关节多，机身稳固主要依靠前后稳固装置辅助，因此，该类型变幅机构适合于能力较小的钻机，目前钻机大能力为3200N·m。

　　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。

　　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。

　　过程的质量控制这里主要指自动钻孔机生产制造过程中的质量，生产制造的目标是低成本，制定清楚规范的操作管理程序和作业指导书，有益于过程质量的控制，工艺编制是开始生产制造的第一步，工艺人员以现有的工厂生产条件为基础，合理的设计工序，根据各种不同的特性制定合适的装卡方案和切削参数，利用有效的工夹量具来高效率地保证每一道工序稳定的加工精度，在不增加成本的前提下，零公差，零缺陷，这里所说的零缺陷是指在第一次就把事情做正确，避免事后补救产生的成本增加和导致产品的不完美。