鉆孔水力采礦井下采掘機器人制造技術

本發明專利技術公開了一種鉆孔水力采礦井下采掘機器人，至少包括水槍部件、機械力臂、機械力臂防護罩、移動式搭載平臺、機器人動力傳動裝置和機器人自平衡裝置，水槍部件的供水軟管接頭焊接于機械力臂的空心鉆桿柱上，空心鉆桿柱上設置有防護罩接頭，機械力臂防護罩通過內六角螺絲與防護罩接頭結合在一起，機械力臂底部的機械力臂底座通過螺栓固定在移動搭載平臺上，移動搭載平臺架設在機器人動力傳動裝置上，機器人自平衡裝置架設在機器人動力傳動裝置中。本發明專利技術采掘機器人可在地下礦體的展布空間內實現360°全方位智能化的開采；適用于深孔高溫高壓等惡劣環境；鉆探過程可顯著提高鉆進效率和鉆孔質量，降低鉆探成本，提高生產安全性。

Borehole hydraulic mining underground mining robot

The invention discloses a boring hydraulic mining underground mining robot, including at least the gun part and mechanical arm, mechanical arm shield, self balancing device of mobile robot platform, equipped with a power transmission device and robot, hollow rod column water hose joint parts welded to the machine gun on the arm, the hollow drill string is arranged on the door mechanical arm joint cover, protective cover through the inner six angle screw and shield joint together, mechanical arm at the bottom of the mechanical arm base is fixed on the mobile platform by bolts, equipped with a mobile robot platform erected in the power transmission device, robot self balancing device mounted on the robot in the power transmission device. 360 degrees full range of intelligent mining spatial distribution of the invention in the underground orebody mining robot; suitable for harsh environment such as high temperature and high pressure deep hole drilling; process can significantly improve the drilling efficiency and quality, reduce drilling cost, improve production safety.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鉆探領域，具體涉及一種鉆孔水力采礦井下采掘機器人，可廣泛應用于地質、煤炭、石油等部門的鉆探領域，尤其適用于深部固體礦產水力開采。
技術介紹
目前，生產中最常用的鉆孔水力采礦方法雖較傳統采礦方式能在一定程度上減少基建投資、提高工作安全性，但在實際生產過程中仍有一些不足，例如采掘過程中水槍只能沿預定井跡進行破碎，而不能根據井下礦層的展布情況實時修正，指導其規劃合理的路徑；水槍破碎周遭礦體只局限在某一特定的空間范圍，對于局部資源，如點狀、局部透鏡分布礦的開采完成難度大；水力破碎礦體時高速射流沖擊鉆孔壁，破碎、崩落的巖礦體隨意散落，極易造成孔壁的坍塌、卡鉆、埋鉆等事故，而且礦漿也不能充分返排，嚴重滯緩采礦效率等。這些問題使得深部固體礦產的鉆孔水力開采技術在生產實踐中的大規模推廣應用受到一定的限制。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，針對現有鉆孔水力采礦方法存在的上述不足，提供一種鉆孔水力采礦井下采掘機器人，可在地下礦體的展布空間內實現360°全方位智能化的開采；適用于深孔高溫高壓等惡劣環境；鉆探過程可顯著提高鉆進效率和鉆孔質量，降低鉆探成本，提高生產安全性。本專利技術為解決上述技術問題所采用的技術方案是：鉆孔水力采礦井下采掘機器人，至少包括水槍部件、機械力臂、機械力臂防護罩、移動式搭載平臺、機器人動力傳動裝置和機器人自平衡裝置，水槍部件的供水軟管接頭焊接于機械力臂的空心鉆桿柱上，空心鉆桿柱上設置有防護罩接頭，機械力臂防護罩通過內六角螺絲與防護罩接頭結合在一起，機械力臂底部的機械力臂底座通過螺栓固定在移動搭載平臺上，移動搭載平臺架設在機器人動力傳動裝置上，機器人自平衡裝置架設在機器人動力傳動裝置中。按上述方案，所述水槍部件包括螺旋式水力旋轉噴頭、可伸縮支架、供水軟管和供水軟管接頭，螺旋式水力旋轉噴頭上刻有斜向噴水口，螺旋式水力旋轉噴頭焊接在可伸縮支架上，可伸縮支架通過螺紋與供水軟管相接，供水軟管通過鉆桿溝槽接入供水軟管接頭。按上述方案，所述機械力臂至少包括空心鉆桿柱、防護罩接頭、鉆桿內水管接頭、曲柄桿、集成電器控制箱、360°旋轉支座和機械力臂底座，鉆桿內水管接頭連通空心鉆桿柱上部鉆桿水力通道，空心鉆桿柱通過曲柄桿與360°旋轉支座相連，360°旋轉支座下部搭接集成電器控制箱，同時360°旋轉支座和集成電器控制箱通過螺栓固定于機械力臂底座上。按上述方案，所述機械力臂防護罩包括可折疊防護葉片、機械力臂連接頭，機械力臂連接頭通過內六角螺絲與防護罩接頭結合在一起，可折疊葉片焊接于機械力臂連接頭上。按上述方案，所述機械力臂還包括紅外線掃描設備與測量裝置接頭，紅外線掃描設備與測量裝置接頭焊接于空心鉆桿柱上，紅外線掃描設備與測量裝置接頭用于接入紅外掃描設備和測量裝置。按上述方案，所述機器人動力傳動裝置主要由傳動輪、齒型履帶和傳動軸組成，齒型履帶設置在傳動輪的外圍。按上述方案，所述機器人自平衡裝置包括傳動軸底座、傳動軸、彈簧減震器和液壓懸掛支襯，傳動軸底座設置在彈簧減震器和液壓懸掛支襯上，傳動軸設置在傳動軸底座上。按上述方案，所述可折疊防護葉片設有4個導向折疊翼片。本專利技術的工作原理：該井下采掘機器人通過紅外掃描設備和井底測量裝置及時構建井下三維地質模型，通過集成電器控制箱發出指令，機器人動力傳動裝置和機器人自平衡裝置能保證機器人在整個井下采掘過程中的動力供給和穩定，通過機器人動力傳動裝置和機械力臂指示機器人在整個井下采掘過程中的運移和無死角開采，同時機器人自平衡裝置和機械力臂防護罩保證了開采的穩定性和安全性。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：1、井下智能化采掘是鉆孔水力采礦的核心技術，本專利技術井下采掘機器人是一種新型的采礦工具，可在地下礦體的展布空間內實現360°全方位智能化的開采，在開采的同時捕捉周邊礦體信息，自動生成三維可視模型；井底測量裝置自動記錄井下數據；信息畫面即時傳輸到井下機器人控制臺和地面人工總控臺，由其發出指令指導機器人的井下移動路徑，礦體的安全高效開采，礦漿的順利返排；2、該機器人操作簡單，數字化智能化程度高，可適用于深孔高溫高壓等惡劣環境；鉆探過程可顯著提高鉆進效率和鉆孔質量，降低鉆探成本，提高生產安全性，應用前景廣泛。附圖說明圖1為本專利技術采掘機器人的噴頭結構示意圖；圖2為本專利技術采掘機器人的機械力臂結構示意圖；圖3為本專利技術采掘機器人的機械力臂防護罩的連接示意圖；圖4為本專利技術采掘機器人的機器人動力傳動裝置與移動式搭載平臺的連接示意圖；圖5為本專利技術采掘機器人的機器人自平衡系統的結構示意圖；圖6為本專利技術的機器人主體結構圖；圖中：1-斜向噴水口、2-螺旋式水力旋轉噴頭、3-可伸縮支架、4-供水軟管、5-紅外線掃描設備與測量裝置接頭、6-供水軟管接頭、7-空心鉆桿柱、8-防護罩接頭、9-鉆桿內水管接頭、10-曲柄桿、11-集成電器控制箱、12-360°旋轉支座、13-機械力臂底座、14-可折疊防護葉片、15-機械力臂連接頭、16-移動式搭載平臺、17-傳動輪、18-齒型履帶、19-傳動軸底座、20-傳動軸、21-彈簧減震器、22-液壓懸掛支襯。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術的原理和特征進一步的描述，所舉實例只用于解釋說明本專利技術，并非限定本專利技術的應用范圍。參照圖1～圖5所示，本專利技術所述的鉆孔水力采礦井下采掘機器人，包括：螺旋式水力旋轉噴頭2、可伸縮支架3、供水軟管4、紅外線掃描設備與測量裝置接頭5、供水軟管接頭6、空心鉆桿柱7、防護罩接頭8、鉆桿內水管接頭9、曲柄桿10、集成電器控制箱11、360°旋轉支座12、機械力臂底座13、可折疊防護葉片14、機械力臂連接頭15、移動式搭載平臺16、傳動輪17、齒型履帶18、傳動軸底座19、傳動軸20、彈簧減震器21、液壓懸掛支襯22。如圖1所示，螺旋式水力旋轉噴頭2上刻有斜向噴水口1，螺旋式水力旋轉噴頭2焊接在可伸縮支架3上，可伸縮支架3通過螺紋與供水軟管4相接。參照圖1～圖3，供水軟管4通過鉆桿溝槽接入供水軟管接頭6，紅外掃描設備與測量裝置接頭5預留，紅外線掃描設備與測量裝置接頭5用于接入紅外掃描設備和測量裝置，測量裝置將信息反饋至集成電器控制箱11，紅外掃描設備與測量裝置接頭5與供水軟管接頭6焊接于空心鉆桿柱7上，防護罩接頭8設置在空心鉆桿柱7上，機械力臂連接頭15通過內六角螺絲與防護罩接頭8結合在一起，可折疊葉片14焊接于機械力臂連接頭15上。如圖3所示，焊接于機械力臂連接頭15上的可折疊防護葉片14設有4個導向折疊翼片，可折疊防護葉片14對防止洞壁破碎礦層崩塌造成事故有一定的作用，同時其形成圈閉空間對礦漿的返排也有一定促進作用。如圖2所示，鉆桿內水管接頭9連通空心鉆桿柱7上部鉆桿水力通道，空心鉆桿柱7通過曲柄桿10與360°旋轉支座12相連，360°旋轉支座12下部搭接集成電器控制箱11，同時360°旋轉支座12和集成電器控制箱11通過螺栓固定于機械力臂底座13上，底部的機械力臂底座13通過螺栓固定在移動搭載平臺16上；移動搭載平臺16架設在由傳動輪17、齒型履帶18和傳動軸20組成的機器人動力傳動裝置上，如圖4所示。參照圖5～圖6所示，傳動軸底座19、傳動軸20、彈簧減震器21和液壓懸掛支襯22共同組成機器人自平衡裝置，機器人自平衡裝置本文檔來自技高網...

【技術保護點】
鉆孔水力采礦井下采掘機器人，其特征在于：至少包括水槍部件、機械力臂、機械力臂防護罩、移動式搭載平臺、機器人動力傳動裝置和機器人自平衡裝置，水槍部件的供水軟管接頭焊接于機械力臂的空心鉆桿柱上，空心鉆桿柱上設置有防護罩接頭，機械力臂防護罩通過內六角螺絲與防護罩接頭結合在一起，機械力臂底部的機械力臂底座通過螺栓固定在移動搭載平臺上，移動搭載平臺架設在機器人動力傳動裝置上，機器人自平衡裝置架設在機器人動力傳動裝置中。

【技術特征摘要】
1.鉆孔水力采礦井下采掘機器人，其特征在于：至少包括水槍部件、機械力臂、機械力臂防護罩、移動式搭載平臺、機器人動力傳動裝置和機器人自平衡裝置，水槍部件的供水軟管接頭焊接于機械力臂的空心鉆桿柱上，空心鉆桿柱上設置有防護罩接頭，機械力臂防護罩通過內六角螺絲與防護罩接頭結合在一起，機械力臂底部的機械力臂底座通過螺栓固定在移動搭載平臺上，移動搭載平臺架設在機器人動力傳動裝置上，機器人自平衡裝置架設在機器人動力傳動裝置中。2.根據權利要求1所述的鉆孔水力采礦井下采掘機器人，其特征在于：所述水槍部件包括螺旋式水力旋轉噴頭、可伸縮支架、供水軟管和供水軟管接頭，螺旋式水力旋轉噴頭上刻有斜向噴水口，螺旋式水力旋轉噴頭焊接在可伸縮支架上，可伸縮支架通過螺紋與供水軟管相接，供水軟管通過鉆桿溝槽接入供水軟管接頭。3.根據權利要求1所述的鉆孔水力采礦井下采掘機器人，其特征在于：所述機械力臂至少包括空心鉆桿柱、防護罩接頭、鉆桿內水管接頭、曲柄桿、集成電器控制箱、360°旋轉支座和機械力臂底座，鉆桿內水管接頭連通空心鉆桿柱上部鉆桿水力通道，空心鉆桿柱通過曲柄桿與360°旋轉支座相連，360°旋...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳濤，陳明，張云鵬，楊曉偉，顏世艷，熊遠，盧春華，向龍斌，蔣國盛，
申請(專利權)人：中國地質大學武漢，
類型：發明
國別省市：湖北;42