[發明專利]地下鉆機及其角度測量系統

在審

• 申請號: 201811571858.8
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN111350491A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 吳傳國;李群;熊昌軍;張明
• 申請（專利權）人: 山特維克礦山工程機械（中國）有限公司;山特維克礦山工程機械有限公司
• 主分類號: E21B47/02
• 分類號: E21B47/02;E21B7/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 蔡石蒙;車文

本發明公開一種地下鉆機及其角度測量系統。所述角度測量系統包括大臂角度測量組件，推進梁角度測量組件，傾角儀組件和與上述三個組件分別電連接的顯示組件。大臂角度測量組件用于測量鉆機大臂的水平搖擺角度，推進梁角度測量組件用于測量鉆機推進梁相對于鉆機大臂的水平搖擺角度，傾角儀組件用于測量鉆機鑿巖鉆桿的俯仰角度和翻滾角度。根據本發明的角度測量系統，能夠精確測量鉆進的探出角并顯示鉆桿相對于預設基準的位置信息，進而確保精確控制鑿巖鉆桿的鉆進方向，由此提高鉆孔的位置精度。

技術領域

本發明涉及鑿巖臺車，具體涉及地下鉆機及其角度測量系統。

背景技術

為了控制鑿巖臺車在巖石中所鉆的孔的位置，已經研制了多種角度測量系統來可靠地控制鉆桿的方位朝向，以使鉆進的角度(探出角(look-out angle of feed)，水平搖擺角度和俯仰角度)與所要鉆的孔的設計方向一致。

US 5,383,524A公開了一種用于鑿巖設備的角度測量系統，其借助于一個2軸傾角儀(包括2個傳感器，分別測量在x和y平面上的傾角)測量推進梁的傾角，通過校正測量值來使推進梁對準所要鉆的孔的設計方向。

CN107724958A公開了一種用于鑿巖臺車的角度測量系統，其在推進梁上包括測量豎直方向傾角的陀螺儀和一個測量在水平面內傾角的角度編碼器，由此確保推進梁的鉆進方向的精確度。

仍然存在提高在巖石中所鉆孔的位置精度的需要。

發明內容

有鑒于此，在第一方面，本發明提出一種用于地下鉆機的角度測量系統，其包括大臂角度測量組件，推進梁角度測量組件，傾角儀組件和與上述三個組件分別電連接的顯示組件。大臂角度測量組件用于測量鉆機的大臂的水平搖擺角度，推進梁角度測量組件用于測量鉆機的推進梁相對于鉆機大臂的水平搖擺角度，傾角儀組件用于測量鉆機推進梁(以及因此安裝于推進梁上的鑿巖鉆桿)的俯仰角度和翻滾角度。

根據實施例，大臂角度測量組件包括第一角度編碼器，其安裝在鉆機的車架上，該第一角度傳感器的第一軸與大臂相對于鉆機的車架水平搖擺的第一立軸重合，以測量鉆機的大臂通過第一立軸而相對于車架水平搖擺的樞轉角度。

根據實施例，推進梁角度測量組件包括第二角度傳感器，其安裝在鉆機的大臂上，第二角度傳感器的第二軸與推進梁相對于大臂水平搖擺的第二立軸重合，以測量鉆機的推進梁通過第二立軸而相對于大臂水平搖擺的樞轉角度。

優選的，第一角度傳感器或第二角度傳感器中至少一個為絕對值編碼器。

根據實施例，傾角儀組件包括兩軸傾角儀，該兩軸傾角儀固定于推進梁本體，以測量推進梁本體的俯仰角度和翻滾角度，所述推進梁本體相對大臂翻滾，傾斜及樞轉。

優選的，大臂角度測量組件還包括第一固定部，第一角度傳感器通過所述第一固定部安裝于鉆機的車架上，以使第一角度傳感器與第一立軸同心；第一聯軸部，一端安裝在鉆機的大臂上以隨大臂運動，另一端安裝在第一角度傳感器上以隨大臂的運動樞轉第一角度傳感器；以及第一罩蓋，其固定于固定部并罩住第一角度傳感器。這一布置的優點是，能夠防止作業環境中的水及落石影響編碼器，減少干擾。

根據實施例，第一固定部包括安裝帽和固定帽，安裝帽用于固定第一角度傳感器并固定于固定帽，固定帽安裝于車架。第二聯軸部包括聯軸塊和撥叉，撥叉一端構造成叉形以夾住聯軸塊，另一端固定于大臂，聯軸塊設有與第一軸配合的孔。以此布置，第一角度傳感器可以測量大臂的水平搖擺角度。

優選的，推進梁角度測量組件還包括第二固定部，第二角度傳感器通過所述第二固定部安裝于鉆機的大臂上，以使第二角度傳感器與第二立軸同心；第二聯軸部，一端安裝在鉆機的推進梁上以隨推進梁運動，另一端安裝在第二角度傳感器上以隨推進梁的運動樞轉第二角度傳感器；以及第二罩蓋，其固定于第二固定部并罩住第二角度傳感器。這一布置的優點是，能夠防止作業環境中的水及落石影響第二角度傳感器，減少干擾。