申请/专利权人：中煤科工集团重庆研究院有限公司

申请日：2023-08-28

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN116892365B

主分类号：E21B7/04

分类号：E21B7/04;E21B3/02;E21B15/04;E21B19/14;E21B19/18;E21B19/10;E21B19/16;E21B44/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2023.11.03#实质审查的生效;2023.10.17#公开

摘要：本发明属于煤矿钻机技术领域，涉及一种煤矿智能化定向钻机及其钻进方法，包括移动平台、机架、夹持器、主机械手、动力头、钻杆存储系统以及控制系统和液压系统，本发明通过对动力头的结构进行改进，在变速器远离主马达一侧设置具有角度准确调节和锁定防转动功能的角度调节器，通过变速器中的驱动轴连接主马达和角度调节器，并且所述控制系统包括工具面角检测与初始化系统，通过工具面角检测与初始化系统配合角度调节器，解决了现有技术中钻机缺乏工具面角专用调节装置，轨迹调节精度低、效率低，难以实现自动定向钻进的问题。

主权项：1.一种煤矿智能化定向钻机，包括移动平台、机架、夹持器、主机械手、动力头、钻杆存储系统以及控制系统和液压系统，所述机架、钻杆存储系统、控制系统、液压系统以及主机械手均安装在移动平台上，所述夹持器和动力头分别安装在所述机架的两端，所述动力头包括主马达、变速器以及主轴，变速器具有驱动轴，所述驱动轴的一端连接主马达，且所述驱动轴通过变速器中的齿轮与主轴实现啮合传动，钻杆与主轴周向固定连接，孔底马达布置在所述钻杆前端以作为孔底钻进执行元件，其特征在于：所述驱动轴的另一端通过变速器连接有角度调节器；所述角度调节器包括传动轴、固定齿盘、移动齿盘、回转座以及具有自锁功能的回转减速器，所述传动轴的一端与所述驱动轴周向固定连接，所述固定齿盘和移动齿盘均套设在所述传动轴上，且所述固定齿盘和移动齿盘之间为斜齿啮合，所述固定齿盘与传动轴之间为周向固定连接，所述移动齿盘与所述传动轴之间转动连接，且所述移动齿盘能够沿传动轴的轴向滑动；所述回转座套设在所述移动齿盘上并周向固定连接，所述回转减速器的输出盘与所述回转座同轴且固定连接，以将所述回转减速器的输出盘的转动传递至移动齿盘；所述控制系统包括工具面角检测与初始化系统，所述工具面角检测与初始化系统包括依次相连的第一节段、第二节段、第三节段，所述第一节段内设置第一信号组合标识，所述第二节段内设置第一传感器与第二信号组合标识，所述第三节段内设置第二传感器，通过所述第一传感器测量其与第一信号组合标识的夹角φ，通过所述第二传感器测量其与第二信号组合标识的夹角ρ；所述第一信号组合标识包括第一信号源与第二信号源，所述第一信号源与所述第二信号源在所述第一节段内相对且交错布置；所述第二信号组合标识包括第三信号源与第四信号源，所述第三信号源与所述第四信号源在所述第二节段内相对且交错布置；所述第一节段为孔底马达，所述第二节段为测量短节安装管，所述第三节段为钻杆，测量过程中，将所述第三节段的第二传感器指向0°方向，则第一节段的工具面角初始角度ω=φ+ρ，且取垂直于水平面向上的方向为第二传感器的0°方向。

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