[发明专利]一种钻孔机器人用钻进围岩加载装置及液压控制方法

权利要求书

1.一种钻孔机器人用钻进围岩加载装置，其特征在于，包括煤样料槽机构、推移机构、液压加载机构、支撑机构，所述煤样料槽机构用于实现煤料装载，所述推移机构用于实现煤样装载机构的移动，所述支撑机构用于支撑煤样料槽机构、推移机构、液压加载机构，所述液压加载机构包括垂向加载机构、纵向加载机构，所述垂向加载机构用于实现对煤样料槽机构内的煤样进行竖直方向加压，所述纵向加载机构用于实现对煤样料槽机构内的煤样进行纵向加压，所述垂向加载机构上设置有若干能够对煤样进行同时加压或分别加压的加压板(12)，所述垂向加载机构、纵向加载机构通过液压系统控制能够实现对煤样料槽机构内的煤样进行恒力、压力调整、压力突变三种状态试压。

2.如权利要求1所述的一种钻孔机器人用钻进围岩加载装置，其特征在于，所述煤样料槽机构包括料槽(6)、料槽支架(3)、料槽连接压板(17)，所述料槽(6)安装在料槽支架(3)上，所述料槽支架(3)通过推移机构的导轨(15)与支撑机构固定，所述料槽连接压板(17)固定在料槽(6)的一端，所述料槽(6)远离料槽连接压板(17)的一端呈开口状设置。

3.如权利要求1所述的一种钻孔机器人用钻进围岩加载装置，其特征在于，所述推移机构包括推移液压缸底座(14)、推移液压缸(13)、导轨(15)，所述导轨(15)安装在支撑机构的支撑底板(2)上，所述推移液压缸(13)的底座端与推移液压缸底座(14)固定，所述推移液压缸(13)的伸缩端与煤样料槽机构的料槽支架(3)固定用于推动煤样料槽机构沿着导轨(15)滑动。

4.如权利要求3所述的一种钻孔机器人用钻进围岩加载装置，其特征在于，所述支撑底板(2)上设置有与料槽支架(3)对应的限位块(16)。

5.如权利要求1所述的一种钻孔机器人用钻进围岩加载装置，其特征在于，所述支撑机构包括支撑顶板(8)、底座支架(1)、支撑底板(2)、法兰(11)、导向柱(7)，所述支撑底板(2)与支撑顶板(8)通过四根导向柱(7)连接，所述导向柱(7)与支撑底板(2)、支撑顶板(8)螺纹连接且所述导向柱(7)伸出支撑底板(2)、支撑顶板(8)的部分设置有紧固用螺纹法兰(11)，所述支撑底板(2)与底座支架(1)焊接固定。

6.如权利要求1所述的一种钻孔机器人用钻进围岩加载装置，其特征在于，所述垂向加载机构包括两个加压板(12)，每个加压板(12)连接有一个垂直加载液压缸(9)，所述垂直加载液压缸(9)竖直安装在支撑机构的支撑顶板(8)上，每个加压板(12)上设置有4个与支撑顶板(8)对应的导向柱(10)；所述纵向加载机构包括对应安装在煤样料槽机构的料槽(6)两侧面的纵向加载液压缸(4)，所述纵向加载液压缸(4)的伸缩端固定有与料槽(6)开口端对应的料槽活动压板(5)。

7.一种钻孔机器人用钻进围岩加载装置的液压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)料槽机构上料：压力油由进油口(Ps)进入比例换向阀(1b)，此时，比例换向阀(1b)右侧比例电磁铁得电，比例换向阀(1b)工作在右位，压力油经液控单向阀(3b)进入到液压缸(5c)右腔，推动料槽机构沿导轨(15)左移，左移至左侧的限位块(16)时，停止移动，开始上料；上料结束后，比例换向阀1b左侧比例电磁铁得电，比例换向阀工作在左位，压力油通过其阀口进入到液压缸(5c)左腔，推动料槽机构沿导轨(15)右移至右侧的限位块(16)时，停止移动；此时，料槽机构位置处于加压位置；

(2)垂向、纵向加压：当料槽机构到达制步骤(1)的加压位置后，垂向加载机构中比例换向阀(1a)左侧电磁铁得电，使其工作在左位；比例换向阀(1c)右侧比例电磁铁得电，使其工作在右位，压力油经过液控单向阀(3a、3c)进入到液压缸(5a、5b)的上腔，同时推动加压板(12)下移或分别推动加压板(12)下移，实现对料槽(6)内的煤料的垂向加压；纵向加载机构中比例换向阀(1d、1e)右侧比例电磁铁得电，使其工作在右位，压力油通过换向元件经液控单向阀(3d、3e)进入液压缸(5d、5e)右腔，同时推动料槽活动压板(5)纵向移动，对料槽(6)内的煤料进行纵向加压；由压力传感器(6a、6b、6d、6e)给控制器反馈压力值，当垂向和纵向回路压力到达设定值时，比例溢流阀(2a、2c、2d、2e)中的比例电磁铁便会得电，回路中多余压力油通过比例溢流阀(2a、2c、2d、2e)流入油箱，对回路压力进行卸压，使回路压里保持在定值；根据换向元件和溢流阀输入信号的连续性，对围岩压力进行动态调整；当蓄能器(8a、8c)充能结束后，电磁换向阀(9a、9c)电磁铁通电，此时，换向阀工作在左位，蓄能器中的压力瞬时释放，施加在液压缸上，对料槽机构中煤料进行瞬时加压，用于模拟在钻进围岩中压力突变的情况，对受到恒定压力、动态调整压力、压力突变三种压力状态情况下的钻进围岩进行钻孔机器人的钻进试验；

(3)卸压：在步骤(2)的实验完成后，垂向加载机构中比例换向阀(1a)工作在右位，比例换向阀(1c)工作在左位，压力油经换向元件进入液压缸(5a、5b)下腔，推动液压缸上移，直至复位；纵向加载机构中比例换向阀(3d、3e)工作在左位，压力油经过换向元件进入液压缸(5d、5e)右腔，推动液压缸右移至复位，此时，卸压完成；

(4)料槽机构卸料：在步骤(3)泄压完成后，比例换向阀(1b)工作在右位，压力油经换向元件进入液压缸(5c)右腔，推动液压缸左移至限位位置，完成卸料。