权利要求
1.一种钻机钻杆装卸选列装置，其特征在于，包括梭臂、支架总成和行程控制组件;所述梭臂设置在钻杆箱下方，梭臂上设置有抓手，所述钻杆箱内布置有多组用于容纳钻杆的凹槽，所述抓手与凹槽相对，梭臂与钻杆箱滑移连接，支架总成上设置有用于驱动梭臂滑移的驱动件;
所述行程控制组件包括设置在梭臂上的阶梯限位板和伸缩滑块，所述阶梯限位板上沿梭臂伸缩方向设有多个限位台阶，所述伸缩滑块伸出不同长度时，梭臂滑移，伸缩滑块可与阶梯限位板板的不同限位台阶抵接，以使抓手与不同凹槽相对;所述支架总成上设置有用于控制伸缩滑块伸出长度的伸缩组件。
2.根据权利要求1所述的钻机钻杆装卸选列装置，其特征在于，沿梭臂滑移方向上，相邻限位台阶间距离相等，相邻限位台阶间距离等于凹槽宽度。
3.根据权利要求2所述的钻机钻杆装卸选列装置，其特征在于，还包括挡块，沿伸缩滑块伸缩方向，所述阶梯限位块上靠近伸缩滑块的限位台阶与挡块相对;当伸缩滑块伸出时，伸缩滑块位于所述挡块和与伸缩滑块抵接的限位台阶之间，所述伸缩滑块背离挡块一侧的侧壁到挡块的间距离等于凹槽宽度。
4.根据权利要求3所述的钻机钻杆装卸选列装置，其特征在于，钻杆箱内凹槽数量为四列，所述阶梯限位板上限位台阶设置有三个，沿伸缩滑块伸缩方向，三个限位台阶按与伸缩滑块距离由远至近分别为台阶面一、台阶面二和台阶面三;
伸缩组件包括第一伸缩缸和第二伸缩缸，第一伸缩缸和第二伸缩缸相连组成组合缸，组合缸的一端固定在支架总成上，另一端与伸缩滑块相连;第一伸缩缸与第二伸缩缸均包括伸长态和缩回态两种长度，第一伸缩缸和第二伸缩缸的伸长态长度不同，从而伸缩滑块具有四种位置状态，伸缩滑块处于四种不同位置状态时，梭臂滑移，伸缩滑块分别与三个台阶面抵接或挡块与台阶面三抵接。
5.根据权利要求1所述的钻机钻杆装卸选列装置，其特征在于，所述驱动件包括马达、齿轮和设置在所述梭臂底部的齿条，齿轮与齿条啮合，所述马达通过传动装置与齿轮相连。
6.根据权利要求1所述的钻机钻杆装卸选列装置，其特征在于，所述支架总成上设置有滑移槽，所述滑移槽用于对伸缩滑块的滑移方向进行限位。
7.根据权利要求1所述的钻机钻杆装卸选列装置，其特征在于，所述伸缩组件包括伸缩缸，所述伸缩缸下方设置有滑动块，所述支架总成上设置有滑动槽，所述滑动块沿滑动槽滑移。
8.根据权利要求6所述的钻机钻杆装卸选列装置，其特征在于，所述支架总成上设置有轴套，轴套上设有盖板，轴套与盖板间形成所述滑移槽。
9.一种钻机钻杆装卸装置，其特征在于，包括有权利要求1-8任一项所述的钻机钻杆装卸选列装置，还包括顶起装置，所述顶起装置用于将抓手上钻杆顶升至钻杆箱的凹槽中;所述顶起装置缩回状态时，竖直方向上，顶升装置顶端在钻杆下方。
10.根据权利要求9所述的钻机钻杆装卸装置，其特征在于，所述抓手包括设置在梭臂上的卡槽，钻杆卡接在卡槽中，卡槽与凹槽相对，所述梭臂的顶面与钻杆箱底部间间隙小于钻杆直径。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于工程机械技术领域，尤其涉及一种钻机钻杆装卸选列装置、装卸装置。
背景技术
[0002]随着工程机械技术的不断进步，智能化、自动化机械越来越受到人们的青睐，提高施工效率，加强施工的安全性是工程机械结构设计的趋势。钻杆的使用在工程机械中是非常普遍的，实现钻杆的自动装卸、选列是提高施工效率、安全性的有效手段。
[0003]以非开挖领域水平定向钻为例，水平定向钻技术广泛应用于电力、通讯、天然气等地下铺设管路、不破坏地表建筑的非开挖工程。水平定向钻施工过程主要有钻进打孔、回拖扩孔这两部分;钻进打孔时需要将钻杆从钻杆箱移动到钻架上，配合动力头、虎钳等部件将钻杆与前一节相连并打入地下;回拖扩孔时需要将钻杆一节节拖出，并将钻杆回收至钻杆箱内。因此在施工过程中，钻机会频繁的装卸钻杆，占用大量的时间。
[0004]目前国内外机械主要使用钻杆箱配合梭臂进行钻杆的装卸，已经替代了人工搬运钻杆至梭臂抓手，大大节省了工人的劳动强度，但是钻杆从钻杆箱中移出是一列一列依次进行，需要控制梭臂移动距离来进行选列，目前现有的解决梭臂选列的方法主要有以下两种：一、通过人工在梭臂不同位置上插入销轴进行机械限位，此方法运行可靠，但是需增加人工的使用，且插销轴处空间较小，机构运行较为复杂，容易发生夹伤、碰撞等安全事故;二、通过伸缩油缸控制梭臂的伸缩，此种方法去掉了人工的使用，是全自动化结构，但是机构正常运行依赖伸缩油缸的运行精度，受到程序控制和液压动力的影响，容易发生油缸运行不到位，对准出现偏差。
发明内容
[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种钻机钻杆装卸选列装置、装卸装置，能够实现全自动钻杆选列且运行精度高。
[0006]为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下所示：
[0007]第一方面，本申请提供一种钻机钻杆装卸选列装置，包括梭臂、支架总成和行程控制组件;所述梭臂设置在钻杆箱下方，梭臂上设置有抓手，所述钻杆箱内布置有多组用于容纳钻杆的凹槽，所述抓手与凹槽相对，梭臂与钻杆箱滑移连接，支架总成上设置有用于驱动梭臂滑移的驱动件;
[0008]所述行程控制组件包括设置在梭臂上的阶梯限位板和伸缩滑块，所述阶梯限位板上沿梭臂伸缩方向设有多个限位台阶，所述伸缩滑块伸出不同长度时，梭臂滑移，伸缩滑块可与阶梯限位板板的不同限位台阶抵接，以使抓手与不同凹槽相对;所述支架总成上设置有用于控制伸缩滑块伸出长度的伸缩组件。
[0009]可选地，沿梭臂滑移方向上，相邻限位台阶间距离相等，相邻限位台阶间距离等于凹槽宽度。
[0010]可选地，还包括挡块，沿伸缩滑块伸缩方向，所述阶梯限位块上靠近伸缩滑块的限位台阶与挡块相对;当伸缩滑块伸出时，伸缩滑块位于所述挡块和与伸缩滑块抵接的限位台阶之间，所述伸缩滑块背离挡块一侧的侧壁到挡块的间距离等于凹槽宽度。
[0011]可选地，钻杆箱内凹槽数量为四列，所述阶梯限位板上限位台阶设置有三个，沿伸缩滑块伸缩方向，三个限位台阶按与伸缩滑块距离由远至近分别为台阶面一、台阶面二和台阶面三;
[0012]伸缩组件包括第一伸缩缸和第二伸缩缸，第一伸缩缸和第二伸缩缸相连组成组合缸，组合缸的一端固定在支架总成上，另一端与伸缩滑块相连;第一伸缩缸与第二伸缩缸均包括伸长态和缩回态两种长度，第一伸缩缸和第二伸缩缸的伸长态长度不同，从而伸缩滑块具有四种位置状态，伸缩滑块处于四种不同位置状态时，梭臂滑移，伸缩滑块分别与三个台阶面抵接或挡块与台阶面三抵接。
[0013]可选地，所述驱动件包括马达、齿轮和设置在所述梭臂底部的齿条，齿轮与齿条啮合，所述马达通过传动装置与齿轮相连。
[0014]可选地，所述支架总成上设置有滑移槽，所述滑移槽用于对伸缩滑块的滑移方向进行限位。
[0015]可选地，所述伸缩组件包括伸缩缸，所述伸缩缸下方设置有滑动块，所述支架总成上设置有滑动槽，所述滑动块沿滑动槽滑移。
[0016]可选地，所述支架总成上设置有轴套，轴套上设有盖板，轴套与盖板间形成所述滑移槽。
[0017]第二方面，本申请还提供了一种钻机钻杆装卸装置，包括有上述的钻机钻杆装卸选列装置，还包括顶起装置，所述顶起装置用于将抓手上钻杆顶升至钻杆箱的凹槽中;所述顶起装置缩回状态时，竖直方向上，顶升装置顶端在钻杆下方。
[0018]可选地，所述抓手包括设置在梭臂上的卡槽，钻杆卡接在卡槽中，卡槽与凹槽相对，所述梭臂的顶面与钻杆箱底部间间隙小于钻杆直径。
[0019]与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果：
[0020]本发明通过伸缩滑块与阶梯限位板配合，伸缩滑块伸出不同长度时，梭臂滑移，伸缩滑块可与阶梯限位板板的不同限位台阶抵接来对梭臂滑移位置进行限位，从而使抓手与不同凹槽相对，实现自动选列;本申请降低了工人劳动强度，不需要人工插销、手动搬运等操作就可实现梭臂的限位和自动选列，避免了人身安全隐患问题。本发明通过两个行程不同的伸缩缸各自进行伸出缩回的排列组合得到不同的行程限位，第一伸缩缸和第二伸缩缸的伸长态和缩回态都运行到缸体的极限位置，运动行程可靠，对梭臂的位置控制精度高。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请实施例中的一种钻机钻杆装卸装置的结构示意图;
[0023]图2为本申请实施例中的一种钻机钻杆装卸选列装置的结构示意图;
[0024]附图标记说明：
[0025]1、抓手;2、钻杆箱;21、凹槽;3、顶起装置;4、梭臂;41、阶梯限位板;411、台阶面一;412、台阶面二;413、台阶面三;5、行程控制组件;51、盖板;52、挡块;53、轴套;54、伸缩滑块;55、第一伸缩缸;551、第一伸缩缸杆体;56、第二伸缩缸;561、第二伸缩缸杆体;57、油缸安装座;58、滑动块;581、滑动槽;6、支架总成;7、驱动件。
具体实施方式
[0026]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
[0027]实施例1
[0028]如图1和图2所示，一种钻机钻杆装卸选列装置，包括梭臂4、支架总成6和行程控制组件5;梭臂4设置在钻杆箱2下方，梭臂4上设置有抓手1，钻杆放置在抓手1上，钻杆箱2内布置有多组用于容纳钻杆的凹槽21，钻杆箱2下方开口，抓手1与凹槽21相对，梭臂4与钻杆箱2滑移连接，支架总成6上设置有用于驱动梭臂4滑移的驱动件7;
[0029]行程控制组件5包括设置在梭臂4上的阶梯限位板41和伸缩滑块54，阶梯限位板41上沿梭臂4伸缩方向设有多个限位台阶，伸缩滑块54伸出不同长度时，梭臂4滑移，伸缩滑块54可与阶梯限位板41板的不同限位台阶抵接，以使抓手1与不同凹槽21相对;支架总成6上设置有用于控制伸缩滑块54伸出长度的伸缩组件。
[0030]通过驱动件7驱动，梭臂4沿钻杆箱2滑移，在伸缩组件控制下，伸缩滑块54伸出不同长度，从而伸缩滑块54可与阶梯限位板41板的不同限位台阶抵接来对梭臂4进行限位，从而使抓手1与不同凹槽21相对，实现自动选列。本申请降低了工人劳动强度，不需要人工插销、手动搬运等操作就可实现梭臂4的限位和自动选列，避免了人身安全隐患问题。
[0031]实施例2
[0032]本实施例与实施例1的不同之处在于：沿梭臂4滑移方向上，相邻限位台阶间距离相等，相邻限位台阶间距离等于凹槽21宽度。
[0033]本实施例中钻杆箱2内凹槽21数量为四列，阶梯限位板41上限位台阶设置有三个，沿伸缩滑块54伸缩方向，三个限位台阶按与伸缩滑块54距离由远至近分别为台阶面一411、台阶面二412和台阶面三413;
[0034]还包括挡块52，沿伸缩滑块54伸缩方向，阶梯限位块上靠近伸缩滑块54的限位台阶(即台阶面三413)与挡块52相对;当伸缩滑块54伸出时，伸缩滑块54位于挡块52和与伸缩滑块54抵接的限位台阶之间，伸缩滑块54背离挡块52一侧的侧壁(即为伸缩滑块54的抵接面)到挡块52的抵接面(挡块52上与台阶面三413相对的侧面)间距离等于凹槽21宽度。
[0035]伸缩组件可以为伸缩缸，本实施例中为提高控制精度，伸缩组件包括第一伸缩缸55和第二伸缩缸56(本实施例中第一伸缩缸55和第二伸缩缸56均采用油缸，可以是带磁致伸缩位移传感器油缸、拉线位移传感器油缸等)，第一伸缩缸55和第二伸缩缸56相连组成组合缸，组合缸的一端通过油缸安装座57固定在支架总成6上，连接方式可为装配固定，也可以是焊接固定，另一端与伸缩滑块54相连，本实施例中第二伸缩缸杆体561通过销轴固定在油缸安装座57上，第一伸缩缸55和第二伸缩缸56的缸体相连，第一伸缩缸杆体551与伸缩滑块54相连;第一伸缩缸55与第二伸缩缸56均包括伸长态和缩回态两种长度，第一伸缩缸55和第二伸缩缸56的伸长态长度不同，第一伸缩缸55的行程时第二伸缩缸56的两倍，从而伸缩滑块54具有四种位置状态，伸缩滑块54处于四种不同位置状态时，梭臂4滑移，伸缩滑块54分别与三个台阶面抵接或挡块52与台阶面三413抵接。
[0036]钻杆箱2沿梭臂4由伸出至缩回方向的凹槽21依次为第一列、第二列、第三列、第四列;第一伸缩缸55的伸长量大于第二伸缩缸56，选列过程具体如下：
[0037]当第一伸缩缸55和第二伸缩缸56全部伸出时(伸长态)，梭臂4缩回至伸缩滑块54与台阶面一411抵接，此时梭臂4上抓手1与第一列凹槽21相对;
[0038]当第一伸缩缸55伸出，第二伸缩缸56缩回时(即第一伸缩缸55处于伸长态，第二伸缩缸56处于缩回态)，梭臂4缩回至伸缩滑块54与台阶面二412抵接，此时梭臂4上抓手1与第二列凹槽21相对;
[0039]当第一伸缩缸55缩回，第二伸缩缸56伸出时(即第一伸缩缸55处于缩回态，第二伸缩缸56处于伸长态)，梭臂4缩回至伸缩滑块54与台阶面三413抵接，此时梭臂4上抓手1与第三列凹槽21相对;
[0040]当第一伸缩缸55缩回，第二伸缩缸56缩回时(即第一伸缩缸55处于缩回态，第二伸缩缸56处于缩回态)，梭臂4缩回至挡块52与台阶面三413抵接，此时梭臂4上抓手1与第四列凹槽21相对。
[0041]本发明通过两个行程不同的伸缩缸各自进行伸出缩回的排列组合得到不同的行程限位，第一伸缩缸55和第二伸缩缸56的伸出和缩回都运行到缸体的极限位置，运动行程可靠，对梭臂4的位置控制精度高，选列精准。
[0042]本实施例中驱动件7包括马达、齿轮和设置在梭臂4底部的齿条，齿轮与齿条啮合，马达通过传动装置与齿轮相连。本实施例中传动装置为传动杆。马达转动带动传动装置转动，进而带动齿轮转动，在齿轮和齿条啮合作用下，即可带动梭臂4进行伸出和缩回，从而使梭臂4上抓手1对转不同列的凹槽21。
[0043]支架总成6上安装有轴套53，轴套53上设有盖板51，轴套53与盖板51间形成滑移槽，伸缩滑块54与滑移槽滑移连接，从而对伸缩滑块54的滑移方向进行限位。
[0044]第一伸缩缸55和/或第二伸缩缸56下方设置有滑动块58，支架总成6上设有滑动槽581，滑动块58沿滑动槽581滑移，从而限位油缸自由度，增加安全保障。
[0045]实施例3
[0046]本实施例提供一种钻机钻杆装卸装置，包括有实施例2中的钻机钻杆装卸选列装置，还包括顶起装置3，顶起装置3用于将抓手1上钻杆顶升至钻杆箱2的凹槽21中;顶起装置3缩回状态时，竖直方向上，顶升装置顶端在钻杆下方，从而梭臂4沿钻杆箱2滑移过程中顶升装置不会触碰钻杆，避免影响钻杆选列过程的移动。
[0047]抓手1包括设置在梭臂4上的卡槽，钻杆卡接在卡槽中，卡槽与凹槽21相对，梭臂4的顶面与钻杆箱2底部间间隙小于钻杆直径，因梭臂4移动过程中需将定期装置缩回，通过梭臂4顶面与钻杆箱2底部的间隙控制可避免钻杆箱2中钻杆跑出。
[0048]为了保证钻杆装卸过程的稳定性，钻杆箱2沿钻杆长度方向的两侧均设置顶起装置3和钻机钻杆装卸选列装置。
[0049]当向钻杆箱2中装钻杆时，在马达驱动下将梭臂4移动至卡槽(和卡槽中钻杆)与待装钻杆一列的凹槽21相对，然后顶起装置3升起，将钻杆举升至凹槽21中，然后梭臂4移动继续向抓手1上加装钻杆，梭臂4移动至梭臂4顶面与凹槽21相对(此时可对凹槽21中已装钻杆限位)，顶起装置3缩回(避免影响钻杆移动)，待梭臂4上钻杆与下一个待装钻杆一列的凹槽21相对时，再次将顶起装置3升起，即可将钻杆加装至钻杆箱2。
[0050]当将钻杆从钻杆箱2内卸下时，移动梭臂4使梭臂4上卡槽与钻杆箱2中凹槽21相对，钻杆即可下落至卡槽中;移动梭臂4将钻杆带出即可。
[0051]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0052]以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本申请的保护范围。
说明书附图(2)
声明：
“钻机钻杆装卸选列装置、装卸装置” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：徐州徐工基础工程机械有限公司
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2025年03月21日 ~ 23日 
