厦门四轴钻孔机控制系统作用

　　煤矿井下钻机变幅机构的总体特点不同于地面施工钻机，煤矿井下钻机用于在煤矿巷道内施工，其结构尺寸及参数受到巷道尺寸、钻孔类型、钻探工艺等限制[15]，且不同结构的变幅机构各有其适应性。因此，煤矿井下钻机变幅机构具有以下总体特点:①由于煤矿巷道断面尺寸小、巷道中一般布置有运输轨道、风筒等设施，对于移动设备的体积要求高，钻机变幅机构的结构发展受到尺寸和重量的限制；②在碎软煤层钻孔时容易发生卡埋钻现象，钻孔过程中经常需要处理孔内事故，钻机的起拔力相对较大，为了保障变幅机构的稳定性，常常增加稳固装置实现稳固；

　　钻机变幅机构用于调节钻孔的开孔参数，即方位角、倾角和高度。针对不同种类钻机变幅机构的结构差异性及煤矿井下钻孔的施工特点，总结了煤矿井下钻机变幅机构对开孔参数的调整要求，提出了煤矿井下钻机变幅机构的研究目标，即能够准确地调节钻孔开孔参数及保障钻机施工的稳定性。总结出煤矿井下钻机变幅机构具有外形尺寸小、参数调节范围较大、施工时需要稳固、调节过程自动化程度高的总体特点。对目前煤矿井下钻机几种常见变幅机构的结构特点、辅助稳固方式、控制方法、适用范围及存在的优缺点进行分析，提出了煤矿井下钻机向钻孔机器人发展过程中变幅机构在结构和控制方法方面的研究方向，建议重点从关节自动锁紧装置开发、变幅机构结构适应自动加卸钻杆模式的需求、钻孔开孔参数智能调节、开孔参数与底盘调平及机身稳固的协调控制等方面开展研究工作。研究成果为煤矿井下钻机装备智能化提供了研究思路。

　　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。

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