钻杆加卸装置及坑道钻机

权利要求书： 1.一种钻杆加卸装置，包括安装座(3)，其特征在于：还包括钻杆输送机构(2)和钻杆加卸机构(5)，钻杆输送机构(2)和钻杆加卸机构(5)连接于安装座(3)，安装座(3)上开设有用于钻杆(10)穿过的通孔(31)；钻杆加卸机构(5)包括夹持组件、旋转组件(54)和伸缩组件(53)，夹持组件用于夹持钻杆(10)，旋转组件(54)与夹持组件连接并能够带动夹持组件转动，转动轴线与通孔(31)轴线垂直或基本垂直，伸缩组件(53)与旋转组件(54)连接并能够带动旋转组件(54)移动；钻杆(10)在钻杆输送机构(2)的带动下能够穿过通孔(31)移动至被夹持组件夹持。

2.根据权利要求1所述的钻杆加卸装置，其特征在于：钻杆加卸装置还包括回转机构(4)，回转机构(4)包括固定部和旋转部，固定部固定连接于安装座(3)，旋转部用于连接外部的钻机主机。

3.根据权利要求2所述的钻杆加卸装置，其特征在于：钻杆输送机构(2)固定连接于安装座(3)远离回转机构(4)的一端。

4.根据权利要求2所述的钻杆加卸装置，其特征在于：伸缩组件(53)的一端连接于旋转部，另一端连接于旋转组件(54)。

5.根据权利要求1?4任一所述的钻杆加卸装置，其特征在于：伸缩组件(53)带动旋转组件(54)移动方向与通孔(31)轴线平行或竖向垂直。

6.根据权利要求1?4任一所述的钻杆加卸装置，其特征在于：旋转组件(54)的转动角度量程为0°?90°。

7.根据权利要求1?4任一所述的钻杆加卸装置，其特征在于：夹持组件包括对开设置的卡瓦(89)和用于带动两个卡瓦(89)互相靠近或远离的动力部。

8.根据权利要求7所述的钻杆加卸装置，其特征在于：动力部包括油缸。

9.根据权利要求8所述的钻杆加卸装置，其特征在于：油缸分为第一油缸(55)和第二油缸(57)，第二油缸(57)的活塞横截面积大于第一油缸(55)的活塞横截面积，第二油缸(57)设有行程限位件(58)。

10.根据权利要求1?4、8、9中任一所述的钻杆加卸装置，其特征在于：钻杆输送机构(2)包括盛具(23)和与盛具(23)连接的直线往复移动组件。

11.根据权利要求10所述的钻杆加卸装置，其特征在于：盛具(23)设有夹持口，钻杆(10)能够被弹性夹持于夹持口。

12.根据权利要求10所述的钻杆加卸装置，其特征在于：钻杆输送机构(2)还包括连接于直线往复移动组件的行程定位件(24)。

13.一种坑道钻机，包括钻机主机，其特征在于：还包括权利要求1?12任一所述的钻杆加卸装置。

14.根据权利要求13所述的坑道钻机，其特征在于：安装座(3)上的通孔(31)的轴线与钻机主机的动力头(9)轴线垂直相交。

15.根据权利要求13或14所述的坑道钻机，其特征在于：钻机主机包括直线进给机构(6)、动力头(9)和夹持器，夹持器包括卡盘(8)和带动卡盘(8)转动的旋转动力机构(7)。

16.根据权利要求13或14所述的坑道钻机，其特征在于：坑道钻机还包括用于抓取和放置钻杆(10)的钻杆取放机构。

说明书： 钻杆加卸装置及坑道钻机技术领域[0001] 本申请涉及工程机械技术领域，尤其是涉及一种钻杆加卸装置及坑道钻机。背景技术[0002] 对于动力头式坑道钻机来讲，加杆方式通常有前加杆和后加杆两种方式，后加杆每次需拆装水辫，操作不便；前加杆又使操作者处于危险中，被部分使用单位禁用。[0003] 为了解决上述技术问题，相关技术见申请号为202110264181.9的专利，其公开了一种自动加杆钻机，包括：安装于履带车上的底盘；连接于底盘上的升降支撑组件；安装于升降支撑组件的钻机主机，升降支撑组件用于调节钻机主机的钻孔高度和钻孔俯仰角；用于放置多排钻杆的大容量钻杆箱；用于临时贮存钻杆的中转托架；在大容量钻杆箱与中转托架间转运钻杆的第一机械臂；在中转托架与钻机主机间转运钻杆的第二机械臂；大容量钻杆箱、中转托架、第一机械臂和第二机械臂均安装于底盘上，且大容量钻杆箱和第一机械臂中的一者可沿底盘的高度方向上升降。利用机械臂升降从升降支撑组件上方绕过后加接或卸载钻杆，对钻场高度有较高要求，当钻场高度空间有限时，钻机不能作业。[0004] 相关技术见申请号为202210867391.1的专利，其公开了一种坑道钻机长钻杆加卸装置及坑道钻机，钻杆加卸装置包括可伸缩曲臂、套筒组件、夹具和托举装置，可伸缩曲臂、套筒组件和夹具用于从托举装置中夹持钻杆并将钻杆运送至推进机构中或反向运动，具有在运送钻杆过程中调节钻杆角度和轴向移动钻杆功能；托举装置用于将钻杆从较低位置托举至机械臂可夹持位置或反向运动。利用机械臂绕轴芯旋转后加接或卸载钻杆，对钻场宽度有较高要求，当钻场的宽度空间有限时，钻机不能作业。[0005] 综上，目前的坑道钻机利用机械臂绕轴芯旋转后加接或卸载钻杆，对钻场高度或宽度分别有较高要求，否则钻机不能作业。实用新型内容

[0006] 为了改善目前坑道钻机在钻场空间受限工况下无法进行加接或卸载钻杆作业的问题，本申请提供一种钻杆加卸装置及坑道钻机。[0007] 第一方面，本申请提供的一种钻杆加卸装置采用如下的技术方案：[0008] 一种钻杆加卸装置，包括安装座，还包括钻杆输送机构和钻杆加卸机构，钻杆输送机构和钻杆加卸机构连接于安装座；钻杆加卸机构包括夹持组件、旋转组件和伸缩组件，夹持组件用于夹持钻杆，旋转组件与夹持组件连接并能够带动夹持组件转动，转动轴线与通孔轴线垂直或基本垂直，伸缩组件与旋转组件连接并能够带动旋转组件移动；安装座上开设有用于钻杆穿过的通孔，钻杆在钻杆输送机构的带动下能够穿过通孔移动至被夹持组件夹持。[0009] 第二方面，本申请提供的一种坑道钻机采用如下的技术方案：[0010] 一种坑道钻机，包括钻机主机和上述的钻杆加卸装置。[0011] 通过采用上述技术方案，将钻杆放置于钻杆输送机构，钻杆输送机构带动钻杆向钻机主机方向运动，钻杆穿过安装座上的通孔后移动至夹持组件。夹持组件夹紧钻杆，伸缩组件伸出带动夹持组件和钻杆向钻机主机移动，直至夹持组件位于钻机主机的钻孔轴线处，旋转组件工作带动钻杆正转90°，使得钻杆的轴线与钻机主机的钻孔轴线重合或基本重合。[0012] 钻机主机的动力头正转前进并拧紧钻杆的第一接头，此时夹持组件松开钻杆，伸缩组件缩回，旋转组件反转90°。[0013] 直线往复移动组件在钻杆被夹持组件夹住后即可反向运动复的位，以便再次放置钻杆。重复以上过程即可不断加接钻杆。这样，坑道钻机在加杆或卸杆时，钻杆不必从安装座上方或者侧方绕过，使得坑道钻机能够在受限空间进行加杆或卸杆作业。[0014] 本申请具有以下有益技术效果：1、坑道钻机能够在受限空间进行加杆或卸杆作业，对钻场的高度和宽度要求低；2、钻杆装卸装置的结构简单紧凑，便于生产维护。附图说明[0015] 图1为本申请实施例坑道钻机的整体结构示意图；[0016] 图2为图1中隐去机体的结构示意图；[0017] 图3为图2的右视图；[0018] 图4为图3中A?A向的剖视图；[0019] 图5为图3中B?B向的剖视图；[0020] 图6为本申请实施例中夹持装置的装配结构示意图；[0021] 图7为加杆作业的工作状态示意图一；[0022] 图8为图7中C?C向的剖视图；[0023] 图9为加杆作业的工作状态示意图二；[0024] 图10为加杆作业的工作状态示意图三；[0025] 图11为图10中D?D向的剖视图；[0026] 图12为本申请实施例中卡盘的结构示意图；[0027] 图13为图12中E?E向的剖视图；[0028] 图14为图12中F?F向的剖视图；[0029] 图15为本申请实施例中活塞的结构示意图；[0030] 图16为图15的左视图；[0031] 图17为图16中G?G向的剖视图；[0032] 图18为本申请实施例中传动轮的结构示意图；[0033] 图19为图18的主视图；[0034] 图20为本申请实施例中第一卡瓦架的结构示意图；[0035] 图21为图20的主视图；[0036] 图22为图21中H?H的剖视图；[0037] 图23为本申请实施例中第二卡瓦架的结构示意图；[0038] 图24为图23的主视图；[0039] 图25为本申请实施例中卡瓦的结构示意图；[0040] 图26为本申请实施例中体现卡盘零件装配关系的局部剖视图。[0041] 附图标记说明：[0042] 1、机体；[0043] 2、钻杆输送机构；21、液压马达；22、链传动组件；23、盛具；24、行程定位件；[0044] 3、安装座；31、通孔；[0045] 4、回转机构；[0046] 5、钻杆加卸机构；51、支架；511、导槽；52、安装架；53、伸缩组件；54、旋转组件；55、第一油缸；56、夹持卡瓦；57、第二油缸；58、行程限位件；[0047] 6、直线进给机构；[0048] 7、旋转动力机构；71、变速箱盖；72、液压马达；73、传动机构；74、变速箱壳；75、行星架；76、主轴；77、过孔；[0049] 8、卡盘；81、壳体；811、端盖；812、筒体；82、流道；83、油腔；84、第一卡瓦架；841、架体；842、凸台；843、容纳槽；844、固定孔；845、穿孔；85、第二卡瓦架；851、凸牙；86、活塞；861、塞体；862、密封槽；863、装配槽；864、导槽；865、安装孔；866、第一斜齿；87、弹性件；88、传动轮；881、凹槽；882、腰孔；883、杆孔；884、第二斜齿；89、卡瓦；891、销孔；892、圆弧端；

893、倒角面；810、密封件；

[0050] 9、动力头；91、减速箱；92、第一驱动组件；93、第二驱动组件；[0051] 10、钻杆。具体实施方式[0052] 以下结合附图1?26对本申请作进一步详细说明。[0053] 本申请实施例公开了一种坑道钻机。[0054] 参考图1和图2，坑道钻机包括钻机主机，钻机主机包括直线进给机构6、动力头9和夹持器，动力头9和夹持器安装于直线进给机构6，夹持器包括卡盘8和用于驱动卡盘转动的旋转动力机构7。[0055] 直线进给机构6可以为滑轨，夹持器安装于直线进给机构6的一端并固定位置，动力头9安装于直线进给机构6的另一端，动力头9能够沿着直线进给机构6直线往复移动。[0056] 动力头9包括减速箱91、第一驱动组件92和第二驱动组件93，第一驱动组件92和第二驱动组件93安装于减速箱91上。第一驱动组件92可以为液压马达，优选为可调速液压马达，用于驱动钻杆10旋转；第二驱动组件93可以为液压缸，用于驱动动力头9沿着滑轨往复移动，以带动钻杆10前进或者后退卸杆。[0057] 在本申请实施例的其他实施方式中，直线进给机构6和动力头9还可以为现有技术中的结构，比如申请号为202221854994.X、202122393372.3、201620923506.4、201920254858.9、201720904684.7、201620702353.0、201420675030.8中的等同的动力头和直线进给机构。

[0058] 参考图5和图6，旋转动力机构7包括变速箱、传动机构73和液压马达72，传动机构73设于液压马达72与卡盘8之间并位于变速箱内，变速箱具有与卡盘8同轴设置的主轴76，主轴76与卡盘8固定设置，变速箱对应主轴76位置设有用于钻杆10穿过的过孔77。

[0059] 变速箱包括围成空腔的变速箱壳74和变速箱盖71，变速箱盖71可以通过螺栓固定在变速箱壳74的端面。液压马达72可以通过螺栓连接于变速箱，液压马达72的输出轴与传动机构73连接。[0060] 传动机构73包括伞齿轮副，伞齿轮副设置于液压马达72和主轴76之间，伞齿轮副的主动齿轮连接液压马达72，伞齿轮副的从动齿轮连接于主轴76。[0061] 传动机构73还包括行星齿轮组件，行星齿轮组件设于主轴76和卡盘8之间，行星齿轮组件包括行星架75，行星架75转动连接于变速箱，转动方式可以通过轴承连接，行星齿轮组件的输入端连接于主轴76，行星齿轮组件的输出端连接于卡盘8。行星齿轮组件与伞齿轮副形成二级减速结构。行星架75与转盘8之间可以通过螺纹连接。[0062] 可以理解的是，在本申请实施例的其他实施方式中，传动机构73也可以仅包含伞齿轮副，此时主轴76与卡盘8直接同轴固定连接。[0063] 或者，传动机构73仅包括行星齿轮组件，行星齿轮组件设于液压马达72和卡盘8之间，行星齿轮组件包括行星架75，行星架75转动连接于变速箱，转动方式可以通过轴承连接，行星齿轮组件的输入端连接于液压马达72，行星齿轮组件的输出端连接于卡盘8。[0064] 或者，传动机构73包括其他齿轮组，齿轮组形成减速传动即可。[0065] 本申请实施例还公开了一种钻孔施工方法，应用上述的坑道钻机，包括以下步骤：[0066] S1、施钻准备：钻杆10、钻头装入钻机；[0067] S2、钻进：动力头9正转并推进；[0068] S3、卸钻杆10：夹持器夹紧并正转，动力头9停钻或反转；[0069] S4、动力头9后退；[0070] S5、加杆：[0071] S51，将待加接钻杆10放入动力头9与夹持器之间；[0072] S52，动力头9正转并推进，拧紧第一接头；[0073] S53，动力头9正转并推进，此时动力头9转速高于夹持器转速，拧紧第二接头；[0074] S54，夹持器松开；[0075] 重复步骤S2?S5进行钻孔施工。[0076] 利用该坑道钻机施工时，可使钻孔中的钻杆一直不停旋转，钻屑一直处于运动状态，一直排屑不断，极大降低了因停钻堵塞造成的卡钻、抱钻事故发生的可能性。[0077] 为了利用转速差实现钻杆10的加杆和卸杆，当钻杆10处于加接状态时，旋转动力机构7带动卡盘8的转速小于动力头9的转速。钻杆10处于加接状态是指：夹持器中夹紧有一个钻杆10，将另一根待加接的钻杆10与夹持器中的钻杆10进行同轴螺纹连接。根据需要，旋转动力机构7与动力头9可以选用转速固定的液压马达，也可以设置为可调速的马达，无论选择哪种形式，需要满足当钻杆10处于加接状态时，旋转动力机构7带动卡盘8的转速小于动力头9的转速。[0078] 结合图1，坑道钻机还包括机体1，机体1上设有安装座3，安装座3连接有回转机构4，回转机构4包括固定部和旋转部，固定部固定连接于安装座3，旋转部用于连接外部的钻机主机。这样钻机主机能够根据钻孔角度进行调节，满足不同的钻孔需求。

[0079] 为了实现不同高度的钻孔，安装座3与机体1之间还设有升降机构，升降机构包括升降液压缸，用于驱动安装座3沿机体1上的立柱升降运动。[0080] 实际施工中，钻杆10的需求量较多，钻杆10一般存储在机体1上，由于钻杆10加杆时位于钻机主机处，钻杆10的存放位置在机体1上，目前的钻杆加卸方式主要有两种：一种是钻杆10利用机械臂从安装座3上方绕过，此种方式对钻场的高度有较高的要求；另一种是钻杆10利用机械臂从安装座3的侧方绕过，此种方式对钻场的宽度有较高的要求。当钻场空间受限工况下，现有的钻机无法进行加接或卸载钻杆作业。[0081] 为了解决上述问题，坑道钻机还可以包括钻杆加卸装置。参考图3、图4和图5，钻杆加卸装置包括钻杆输送机构2和钻杆加卸机构5，钻杆输送机构2和钻杆加卸机构5连接于安装座3，安装座3上开设有用于钻杆10穿过的通孔31；钻杆加卸机构5包括夹持组件、旋转组件54和伸缩组件53，夹持组件用于夹持钻杆10，旋转组件54与夹持组件连接并能够带动夹持组件转动，转动轴线与通孔31轴线垂直或基本垂直，伸缩组件53与旋转组件54连接并能够带动旋转组件54移动；钻杆10在钻杆输送机构2的带动下能够穿过通孔31移动至被夹持组件夹持。[0082] 钻杆输送机构2固定连接于安装座3远离回转机构4的一端，无论钻机主机采用多少倾角钻孔，钻杆输送机构2始终与安装座3位置保持固定，不随钻机主机和回转机构4旋转，都不影响钻杆10的放入、取出操作。[0083] 钻杆输送机构2包括盛具23和与盛具23连接的直线往复移动组件，直线往复移动组件包括链传动机构22和液压马达21，液压马达21安装于链传动机构22的一端并驱动链传动机构22直线移动。[0084] 盛具23设有夹持口，钻杆10能够被弹性夹持于夹持口，这样当钻机的工作场合地面不平整而产生朝向钻机主机方向向下倾斜时，钻杆10不易从盛具23上滑落，保持钻杆10输送的稳定。钻杆10夹持于盛具23时，钻杆23的轴线与安装座3上的通孔31轴线重合。[0085] 为了使得钻杆10准确输送到所需位置，钻杆输送机构2还包括行程定位件24，行程定位件24可以为限位开关，如压力接触开关、红外开关等，此处行程定位件24选用压力接触开关，行程定位件24连接于链传动机构上。[0086] 在本申请实施例的其他实施方式中，直线往复移动组件还可以采用其他现有结构，如直线滑轨、直线电机、气缸、液压油缸等能够带动盛具23直线往复移动的结构均可。[0087] 参考图3和图4，伸缩组件53的一端连接于回转机构4的旋转部，另一端连接于旋转组件54，这样钻杆装卸机构5和钻机主机保持与回转机构4同步转动，不再需要识别钻孔倾角并额外设置实现同步倾角的结构，使得钻杆装卸机构5的结构简化。[0088] 伸缩组件53包括伸缩气缸或者双作用液压缸，伸缩气缸或双作用液压缸的缸体可以通过螺栓固定连接于回转机构4的旋转部。[0089] 钻杆装卸机构5还包括支架51和安装架52，支架51呈L形板，支架51的一侧平行于通孔31轴线，在此部分上沿通孔31轴线方向开设有导槽511；支架51的另一侧可以通过螺栓固定于回转机构4的旋转部。安装架52的端部伸入导槽511并与导槽511配合相对滑移，导槽511的截面可以为燕尾形，使得安装架52能够悬挂于支架51上。

[0090] 旋转组件54连接于安装架52，伸缩组件53的活塞杆固定连接于安装架52，这样伸缩组件53通过带动安装架52移动，从而带动旋转组件54移动。优选的，伸缩组件53带动旋转组件54移动方向与通孔31的轴线平行。[0091] 参考图4，旋转组件54可以为旋转电机或旋转气缸等，也可以采用其他能够定心转动的机械旋转机构。优选的，旋转组件54的转动角度量程为0°?90°，这样当夹持组件夹住钻杆10后，当夹持组件移动至钻机主机的钻孔轴线位置时，旋转组件54直接旋转90°即可使得钻杆10的轴线与钻机主机的钻孔轴线重合或基本重合。[0092] 夹持组件包括对开设置的卡瓦和用于带动两个卡瓦互相靠近或远离的动力部。卡瓦为夹持卡瓦56，动力部包括油缸，夹持卡瓦56可以通过螺栓固定于油缸的活塞端部。油缸分为第一油缸56和第二油缸57，第二油缸57的活塞横截面积大于第一油缸56的活塞横截面积，第二油缸57设有行程限位件58。向两油缸同时供给相同压力的油液时，油缸活塞面积大的一端受力更大，而该端行程限制后，可确保每次夹紧时都有同样的中心。[0093] 第一油缸56和第二油缸57的缸体之间可以通过连接板连接固定为一个整体，第一油缸56的缸体与旋转组件54可以通过螺栓固定，这样旋转组件54带动第一油缸56转动时，第二油缸57保持同步转动。[0094] 参考图7至图11，加接钻杆10时各机构的工作过程如下：将钻杆10放置于钻杆输送机构2的盛具23，直线往复移动组件带动盛具23和钻杆10向钻机主机方向运动，钻杆10穿过安装座3上的通孔31后移动至夹持组件。夹持组件夹紧钻杆10，伸缩组件53伸出带动夹持组件和钻杆10向钻机主机移动，直至夹持组件位于钻机主机的钻孔轴线处，旋转组件54工作带动钻杆10正转90°，使得钻杆10的轴线与钻机主机的钻孔轴线重合或基本重合。[0095] 钻机主机的动力头9正转前进并拧紧钻杆10的第一接头，此时夹持组件松开钻杆10，伸缩组件53缩回，旋转组件54反转90°。

[0096] 直线往复移动组件在钻杆10被夹持组件夹住后即可反向运动复的位，以便再次放置钻杆10。重复以上过程即可不断加接钻杆。[0097] 优选的，当应用该钻杆装卸装置进行钻孔作业时，夹持器的输出扭矩不小于动力头9的输出扭矩。[0098] 由于伸缩组件53缩回过程中，避免夹持组件与钻杆10产生干涉，当旋转组件54正转90°时，夹持组件的连接板一侧靠近伸缩组件53设置，这样夹持组件的另一侧形成退让钻杆10的开口。[0099] 为了使得旋转组件54正转90°时，钻杆10的轴线与钻机主机的钻孔轴线重合，安装座3上的通孔31的轴线与钻机主机的动力头9轴线垂直相交，或者旋转组件54旋转角度为0°时，夹持组件的夹持中心轴线与钻机主机的钻孔轴线垂直相交。[0100] 在本申请实施例的其他实施方式中，第一油缸56和第二油缸57还可以左右设置，这样两个油缸的连接板位于上方，伸缩组件53也可以在图4中竖直方向上带动旋转组件54做升降移动。[0101] 在本申请实施例的其他实施方式中，钻机主机的中心轴线高度也可以高于或低于安装座3上的通孔31轴线，此时伸缩组件53可以带动转动组件54朝向钻机主机的中心轴线移动，移动方向可以分解成平行于通孔31轴线和垂直于通孔31轴线两个分量，该移动方向与安装座3的通孔31轴线呈锐角夹角设置。[0102] 为了便于自动化取放钻杆10，机体1上还可以安装用于抓取和放置钻杆的钻杆取放机构，钻杆取放机构可以为手臂机器人。[0103] 卡盘8可以采用目前现有技术中的卡盘，如胶筒式卡盘或者其他结构类卡盘。由于胶筒频繁张紧与松开以及胶筒与卡瓦间隙摩擦均容易导致胶筒损坏，使卡盘失效。因此本申请新设计了一种新的卡盘8。[0104] 参考图12至图14，卡盘8包括壳体81以及位于壳体81内的活塞86、传动轮88、卡瓦架和卡瓦89，活塞86、传动轮88和卡瓦架同轴设置，卡瓦架与壳体81相对固定；壳体81、卡瓦架和传动轮88沿轴线开设有供钻杆10穿过的杆孔883，卡瓦架连接有至少两个卡瓦89，卡瓦89相对卡瓦架沿径向移动；传动轮88上设有腰孔882，卡瓦89通过穿设于腰孔882的销轴与传动轮88连接，销轴能够沿腰孔882移动，自腰孔882一端中心向另一端中心距离传动轮88的中心轴线逐渐增大或逐渐减小；活塞86内壁与传动轮88外壁啮合，活塞86相对壳体81沿轴向移动并能驱动传动轮88周向转动。

[0105] 参考图12，壳体81包括筒体812和设于筒体812两端的端盖811，端盖811与筒体812之间可以通过螺栓固定，连接处密封设置。[0106] 参考图15至图17，活塞86包括圆管状的塞体861，塞体861的外壁设有密封槽862，密封槽862用于放置密封件810，使得活塞86与壳体81之间密封，密封件810可以为橡胶密封圈。塞体861的一端和中部依次形成有内径递减的圆形的装配槽863和安装孔865，装配槽863内壁沿母线方向设有导槽864，导槽864可以有多个并环绕装配槽864内壁设置；安装孔

865的内壁设有第一斜齿866，第一斜齿866可以为螺旋齿。塞体861远离装配槽863一端的内壁也设有密封槽862。

[0107] 参考图18和图19，传动轮88整体为圆柱体，传动轮88的周向外壁设有第二斜齿884，第二斜齿884为螺旋齿。传动轮88与活塞86之间通过第一斜齿866和第二斜齿884啮合，使得活塞86在相对壳体81沿轴向移动时能够驱动传动轮88沿周向转动。

[0108] 传动轮88的两侧端面内凹形成有圆形的凹槽881，腰孔882可以贯穿传动轮88并环绕杆孔883设置。腰孔882此处的形状轮廓为弧形孔，根据需要，腰孔882的形状也可以为直线型或者J形等。[0109] 需要说明的是，腰孔882在传动轮88上的分布可以为：腰孔882一端中心向另一端中心距离传动轮88的中心轴线逐渐增大或逐渐减小，图中OM＝r1，ON＝r2，r1＞r2；或者，腰孔882的一端中心距离传动轮88的中心轴线大于另一端中心距离传动轮88的中心轴线，腰孔882两端的中间位置到传动轮88的中心轴线距离存在先增大后减小或者先减小后增大的轮廓形状，如S形、折线形等。也可以认为，腰孔882上存在位置A和位置B，位置A到传动轮88中心轴线的距离大于位置B到传动轮88中心轴线的距离，传动轮88转动时，销轴能够从在位置A和位置B之间移动；销轴位于位置A时，卡瓦89远离杆孔883中心移动，卡盘8呈松开状态；销轴位于位置B时，卡瓦89朝向杆孔882中心移动，卡盘8呈夹紧状态。

[0110] 壳体81、活塞86与卡瓦架形成油腔83，各连接部位密封设置，活塞86能够在油压下沿着轴线相对壳体81移动。可以理解的时，在其他实施方式中，油腔83也可以为气腔，活塞86在气压下沿着轴线相对壳体81移动。或者，壳体81上设有用于带动活塞86直线移动的机构如电机、磁力机构、气缸、油缸或者其他直线往复移动机构。

[0111] 为了便于卡盘8处于常开或常闭状态，即不通液压油时，卡盘8处于松开或夹紧状态，活塞86与壳体81之间设有弹性件87，弹性件87可以为弹簧。[0112] 参考图12，卡瓦架有两个并分布于传动轮88的两侧，卡瓦架分为第一卡瓦架84和第二卡瓦架85，第一卡瓦架84靠近油腔83一侧设置并与壳体81通过螺栓固定，第二卡瓦架85远离油腔83一侧设置，第二卡瓦架85与活塞86之间设有限制周向转动的限位部。

[0113] 结合图20至图24，第一卡瓦架84包括圆柱体结构的架体841，架体841一端一体固定连接有轮廓直径较小的凸台842，凸台842的轮廓直径与传动轮88的凹槽881内径相适配，使得第一卡瓦架84的凸台842能够伸入至凹槽881内。第一卡瓦架84的中心开设有穿孔845，穿孔845的孔径大于钻杆10的直径以使得钻杆10穿过。第一卡瓦架84沿径向开设有多个容纳槽843，容纳槽843用于放置卡瓦89，容纳槽843的一端与穿孔845连通，容纳槽843的另一端呈圆弧形。第一卡瓦架84上还开设有固定孔844，第一卡瓦架84通过固定孔844与壳体81的端盖811固定连接。优选的，固定孔844开设于容纳槽843远离穿孔845的一端，固定孔844为沉头孔。在其他实施方式中，固定孔844也可以开在架体841位于容纳槽843之间的区域上。[0114] 第二卡瓦架85可以与第一卡瓦架84的结构相同，也可以不同。这里第二卡瓦架85与第一卡瓦架84的区别在于，取消固定孔844，架体841靠近凸台842的一端外壁设有凸牙851，凸牙851与活塞86内壁上的导槽864配合共同形成限制周向转动的限位部。活塞86上的导槽864和第二卡瓦架85上的凸牙851朝向均平行于轴线设置，导槽864和凸牙851的数量可以根据需要选择，当导槽864和凸牙851数量不少于3个时，导槽864和凸牙851均可以沿周向分布，优选为均匀分布。

[0115] 参考图25，卡瓦89呈块状结构，卡瓦89上设有用于销轴穿过的销孔891。卡瓦89与卡瓦架上的容纳槽843配合。卡瓦89的一端设有圆弧端892，卡瓦89的另一端设有倒角面893。

[0116] 参考图26，该卡盘8装配后的工作原理如下：活塞86相对壳体81沿着轴线移动，活塞86带动传动轮88周向转动；销轴沿着传动轮88上的腰孔882相对移动，则与销轴连接的卡瓦89沿着卡瓦架径向移动。当传动轮88正向转动时，卡瓦89沿卡瓦架径向朝向杆孔883移动，此时卡盘8能够夹紧钻杆10；当传动轮88反向转动时，卡瓦89沿卡瓦架径向远离杆孔883移动，此时卡盘8松开钻杆10。[0117] 可以理解的是，卡瓦架上的容纳槽883为了对卡瓦89进行导向，因此，在其他实施方式中，卡瓦架上还可以取消容纳槽883，卡瓦架沿径向设置凸条，卡瓦89上设有与凸条配合的滑槽，此时卡瓦89也能通过滑槽与凸条配合相对卡瓦架沿径向移动。[0118] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。