專利名稱：折疊式鉆機底座協調升降控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種折疊式鉆機底座協調升降控制系統，具體地說是實現無基礎、垂直等梯次升降、鉆機方位自由調整及非協調式調節以適應場地條件的新型鉆機底座。
背景技術：
傳統機械地質坑道鉆機底部不便于直接擺放在地面上施工，一般須利用構筑基礎作為鉆機底座，以增大鉆機穩固性及滿足鉆機工作平臺高度的需求。目前所使用的基礎式鉆機底座多為鋼筋混凝土預制基礎和毛石灌注基礎，兩種基礎的特點是牢固性強，根據鉆機操作位置及平臺尺寸(高度、面積)，預制鋼筋混凝土基礎或現場模筑毛石基礎。但是這兩種基礎具有以下不足(I) 土石方及鋼筋等材料運輸量大、施工繁瑣，尤其是深井施工更不利于運輸；(2)底座構筑后固定于原處，不能靈活調整其位置，需要根據設計鉆孔位置重新構筑基礎；(3)底座構筑后高度固定，難以滿足更高施工平臺的要求，若需要只能移下鉆機，加高基礎，費時費力；(4)松軟地層適應性差，常發生不均勻沉降而使平臺發生傾斜，造成鉆機無法完成正常鉆進。此外，注漿過程中，松軟巖層在注漿壓力作用下底板可發生底鼓、不均勻抬升等現象，將降低基礎式鉆機底座完整性及穩定性，嚴重者將發生安全事故。發明內容
本發明解決如下技術問題設計一種鉆機底座，無需另行構筑鋼筋混凝土或毛石基礎，根據鉆探要求利用折疊支腿組和升降控制系統實現垂直方向上等梯次調整底座高度，并利用液壓千斤頂支腿非協調升降調節底座上部平整狀態，以適應復雜的場地條件。旋轉底盤固定于上部桁架結構，通過改變鉆機4個控制點在弧形刻槽中固定位置調整鉆探方位，并根據底板刻度線指示，實現鉆機方位旋轉可控性。
本發明是采用下述技術方案實現的
一種折疊式鉆機底座協調升降控制系統，包括下部桁架、上部桁架，下部桁架和上部桁架之間通過撐桿系統和多個折疊支腿組件連接，每個折疊支腿組件中部設有鉸接的節點，多個折疊支腿組件的節點之間的通過穩定升降結構連接在一起，穩定升降結構與升降動力系統連接；上部桁架與約束其在垂直方向上移的升降約束系統連接，上部桁架的上端設置旋轉底盤，旋轉底盤上設置定位指針和用于安裝鉆機的旋移導軌。
所述上、下部桁架、均包括由橫梁和縱梁組成的框架結構；所述折疊支腿組件分布于上、下部祐1架的四角，節點處通過橫向連桿及縱向連桿鉸接，橫向連桿或縱向連桿連接升降橫桿，升降橫桿與升降動力系統連接。橫向連桿、縱向連桿和升降橫桿共同組成所述穩定升降結構。
所述的上、下部桁架由工字鋼焊接而成，總體呈矩形，內側采用斜撐連接；所述的工字鋼構成桁架的橫梁和縱梁。
所述升降橫桿兩端分別固定于兩縱向連桿的中點，橫向連桿、縱向連桿和升降橫桿組成“曰”字型構架。
所述折疊支腿組件由柱形支腿和液壓千斤頂支腿組成，所述液壓千斤頂支腿與液壓控制系統相連。每個液壓千斤頂支腿可通過升降，調整上部桁架的不平或傾斜狀態，且可根據起伏場地條件，通過不同步抬升高度，使底座處于水平狀態或需要的傾斜狀態。
所述垂直升降動力系統包括液壓支柱及液壓控制臺；所述的液壓支柱兩端通過鉸鏈結構固定在升降橫桿和下部桁架的縱梁上，經由油管與液壓控制臺相連。下部桁架的縱梁可以包括組成框架結構的縱梁和其它承重的縱梁。
所述升降約束系統由呈垂直方向設置的導向軌和導向輪組成，導向軌固定在下部桁架橫梁端部；所述的導向輪通過萬向軸與上部桁架橫梁端部，并置于導向軌內。
所述撐桿系統包括若干不同長度的撐桿，若干撐桿上下端分別與上部桁架和下部桁架可拆卸連接。
優選的，所述的撐桿系統由8組不同長度的撐桿組成，分布在底座兩側，每側4組撐桿。所述的4組撐桿下端鉸接在下部桁架橫梁上，上端隨底座高度升降而通過高強螺栓固定在上部桁架橫梁預留孔內，總體呈對稱的M形結構。所述預留孔位置根據底座升降梯度值確定。
所述上部桁架橫梁上設有若干預留孔，所述撐桿下部鉸接在下部桁架橫梁上，上端通過高強螺栓固定在預留孔內。
所述下部桁架上設有十字承板，十字承板與旋轉底盤(也叫承臺)連接。
所述的旋轉底盤包括一定尺寸的圓形鋼板，通過高強螺栓固定在所述的十字承板上。
所述旋移導軌包括旋轉底盤內側切割的兩個半圓形刻槽，尺寸根據地質鉆機型號確定。沿旋轉底盤外緣的圓周設置刻度線。刻度線范圍為圓周360°，精度為O. 5°，可定位鉆機的旋轉角度，控制鉆探方位。
本發明無需構筑鋼筋混凝土或毛石基礎，根據鉆探要求利用折疊支腿組和升降控制系統實現垂直方向上等梯次調整底座高度，并利用液壓千斤頂支腿非協調升降調節底座上部平整狀態，以適應復雜的場地條件。旋轉底盤固定于上部桁架結構，通過改變鉆機4個控制點在弧形刻槽中固定位置調整鉆探方位，并根據底板刻度線指示，實現鉆機方位旋轉可控性。
本發明具有以下優點
( I)無需構筑鋼筋混凝土或毛石基礎，靈活性強，可根據設計鉆孔要求調整底座位置；
(2)底座主體部分為折疊式垂直升降支架，高度可靈活調整，以符合不同鉆探地點需要;
(3)鉆機在底座上可實現360°自由方位角調整；
(4)底座可根據場地不均勻沉降及抬升實時調整，使平臺保持水平穩定狀態；同理，可使鉆機進行小角度傾斜，滿足鉆探及掃孔需要；
(5)底座可拆卸，整體占用空間面積不大，運輸方便。
圖I新型鉆機底座整體側視圖2基座下桁架系統俯視圖3基座上祐1架系統俯視圖4旋轉底盤俯視圖5新型座機底座整體俯視圖6鉆機后俯視圖7鉆機底座起升不意圖8鉆機底座完全起升不意圖9鉆機方位調整示意圖。
圖中，I.下部桁架；2.上部桁架；3.7.斜撐；8.液壓千斤頂支腿；9.柱形支腿旋轉底盤；4.;10.橫向連桿13.承壓縱梁；14.撐桿；15.旋移導軌；16.鉸鏈結構；17.19.升降橫桿；20.上桁架橫梁；21.上桁架縱梁；22.預留孔；23.十字承板；24.旋轉底盤固定孔；25.亥Ij度線；26.定位指針；27.鉆機原來方位刻度；28.調整后鉆機方位刻度。導向軌；5.萬向軸；6.導向輪 ;11.縱向連桿；12.液壓支柱下桁架橫梁；18.下桁架縱梁具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
本發明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
如圖1-7所示，一種折疊式鉆機底座協調升降控制系統，由可控垂直升降式折疊基座和旋轉底盤3組成。可控垂直升降式折疊底座包括下部桁架I、上部桁架2、折疊支腿組件、穩定升降結構、垂直升降動力系統、升降約束系統及撐桿系統。
上部桁架2由上桁架橫梁20和上桁架縱梁21構成框架結構，下部桁架I由下桁架橫梁17、下桁架縱梁18構成框架結構。所述的上、下部桁架2、1由工字鋼焊接而成，總體呈矩形，內側采用斜撐7連接；所述的工字鋼構成桁架的橫梁和縱梁。
上、下部桁架2、1之間通過四組折疊支腿組件連接，折疊支腿組件分布于上、下部桁架2、1的四角，節點處通過橫向連桿10及縱向連桿11鉸接，橫向連桿10或縱向連桿11 連接升降橫桿19，升降橫桿19與升降動力系統連接。橫向連桿10、縱向連桿11和升降橫桿共同組成所述穩定升降結構。
在下部桁架I的兩下桁架縱梁18之間設有承壓重梁13，承壓重梁13與液壓支柱 12的位置相適應。所述垂直升降動力系統包括液壓支柱12及液壓控制臺；所述的液壓支柱12兩端通過鉸鏈結構16固定在升降橫桿19和下部桁架I的承壓縱梁13上，經由油管與液壓控制臺相連。
所述折疊支腿組件由上部的柱形支腿9和下部的液壓千斤頂支腿8組成，所述液壓千斤頂支腿8與液壓控制系統相連。該液壓千斤頂支腿8可通過調整后繼續升高底座， 且可根據起伏場地條件，通過不同步抬升高度，使底座處于水平狀態或需要的傾斜狀態。
柱形支腿9和下部的液壓千斤頂支腿8之間的鉸接的節點處通過橫向10及縱向連桿11鉸接；縱向連桿11中點利用升降橫桿19鉸接在一起，總體構成“曰”字形穩定升降結構。升降橫桿19與液壓控制臺通過液壓支柱12鏈接，共同組成垂直升降動力系統，推動折疊節點移動和底座高度垂直升降。
下、上部桁架橫梁端部分別連接垂直升降導向軌4及導向輪6 ;下部桁架I與導向軌4間由斜撐7固定，上部桁架2與導向輪6間通過萬向軸5連接；導向輪6置于導向軌4 內，構成升降約束系統。撐桿系統位于底座兩側，同側包括4組長度不等撐桿14，撐桿14下端通過鉸鏈固定在下部桁架I上，上部隨底座高度變化通過高強螺栓固定在不同的預留孔 22內，總體呈雙“M”型結構。
鉆機底座高度起升中，先將撐桿14上端高強螺栓松解，然后利用液壓控制臺通過油管控制液壓支柱12伸長，液壓支柱12推動升降橫桿19向斜上方運動，并牽引折疊支腿伸展，間接帶動整個“曰”形升降結構整體抬升。在此過程中，通過導向輪6在導向軌4在垂向上約束移動，控制底座高度沿垂直方向增大，保證整體穩定性。待底座高度增加至預設值時，將合適長度的撐桿14上端通過高強螺栓固定在上桁架橫梁20內預留固定孔22中，使雙“M”形撐桿系統和液壓支柱12共同承壓，如圖7所示。鉆機底座高度起升至最大值后，即折疊支腿完全伸展，可利用液壓千斤頂支腿8協調起升，進一步增大鉆機底座高度。同時， 可根據復雜場地條件對液壓千斤頂支腿8延伸長度進行非協調性調節，以使鉆機保持平整狀態或一定的傾斜角度，滿足鉆探要求。如圖8所示。
新型鉆機底座旋轉盤底包括旋轉底盤3、旋移導軌15及定位系統。圓形承板通過高強螺栓24固定在基座上部桁架2上的十字承板23上，圓形承板外緣刻畫圓周刻度線25， 并于內側切割兩半圓形弧形刻槽，分別構成鉆機位置變化時的定位系統和旋移導軌15。鉆機利用四腳旋轉底盤固定孔24經高強螺栓固定在旋移導軌15內。鉆機方位調整過程中， 首先松動固定螺栓，然后根據預調方位與當前方位夾角，將定位指針26由于鉆機原來方位刻度27旋轉至新的方位刻度28，并指引旋轉鉆機轉至預調位置，完成鉆機方位的調整，如圖9所示。權利要求
1.一種折疊式鉆機底座協調升降控制系統，其特征在于包括下部桁架(I)、上部桁架(2)，下部桁架(I)和上部桁架(2)之間通過撐桿系統和多個折疊支腿組件連接，每個折疊支腿組件中部設有鉸接的節點，多個折疊支腿組件的節點之間的通過穩定升降結構連接在一起，穩定升降結構與升降動力系統連接；上部桁架(2)與約束其在垂直方向上移的升降約束系統連接，上部桁架(2)的上端設置旋轉底盤(3)，旋轉底盤(3)上設置定位指針(26) 和用于安裝鉆機的旋移導軌(15)。
2.根據權利要求I所述的折疊式鉆機底座協調升降控制系統，其特征在于所述上、 下部桁架(2)、(I)均包括由橫梁和縱梁組成的框架結構；所述折疊支腿組件分布于上、下部祐1架的四角，節點處通過橫向連桿(10)及縱向連桿(11)鉸接，橫向連桿(10)或縱向連桿(11)連接升降橫桿(19),升降橫桿(19)與升降動力系統連接,橫向連桿(10)、縱向連桿(11)和升降橫桿(19)共同組成所述穩定升降結構。
3.根據權利要求2所述的折疊式鉆機底座協調升降控制系統，其特征在于所述升降橫桿(19)兩端分別固定于兩縱向連桿(11)的中點，橫向連桿(10)、縱向連桿(11)和升降橫桿(19)組成“曰”字型構架。
4.根據權利要求1-3任一項所述的折疊式鉆機底座協調升降控制系統，其特征在于 所述折疊支腿組件由柱形支腿(9 )和液壓千斤頂支腿(8 )組成，所述液壓千斤頂支腿(8 )與液壓控制系統相連。
5.根據權利要求I所述的折疊式鉆機底座協調升降控制系統，其特征在于所述垂直升降動力系統包括液壓支柱(12)及液壓控制臺；所述的液壓支柱(12)兩端通過鉸鏈結構固定在升降橫桿(19)和下部桁架(I)的縱梁上，經由油管與液壓控制臺相連。
6.根據權利要求I所述的折疊式鉆機底座協調升降控制系統，其特征在于所述升降約束系統由呈垂直方向設置的導向軌(4)和導向輪(6)組成，導向軌(4)固定在下部桁架橫梁端部；所述的導向輪(6)通過萬向軸(5)與上部桁架橫梁端部，并置于導向軌(4)內。
7.根據權利要求I所述的折疊式鉆機底座協調升降控制系統，其特征在于所述撐桿系統包括若干不同長度的撐桿(14)，若干撐桿(14)上下端分別與上部桁架(2)和下部桁架(I)可拆卸連接。
8.根據權利要求7所述的折疊式鉆機底座協調升降控制系統，其特征在于所述上部桁架橫梁上設有若干預留孔(22)，所述撐桿(14)下部鉸接在下部桁架橫梁上，上端通過高強螺栓固定在預留孔(22)內。
9.根據權利要求I所述的折疊式鉆機底座協調升降控制系統，其特征在于所述下部桁架(I)上設有十字承板(23 )，十字承板(23 )與旋轉底盤(3 )連接。
10.根據權利要求I所述的折疊式鉆機底座協調升降控制系統，其特征在于所述旋移導軌(15)包括旋轉底盤(3)內側切割的兩個半圓形刻槽，沿旋轉底盤(3)外緣的圓周設置刻度線(25)。
全文摘要
本發明涉及一種折疊式鉆機底座協調升降控制系統，包括下部桁架、上部桁架，下部桁架和上部桁架之間通過撐桿系統和多個折疊支腿組件連接，每個折疊支腿組件中部設有鉸接的節點，多個折疊支腿組件的節點之間的通過穩定升降結構連接在一起，穩定升降結構與升降動力系統連接；上部桁架與約束其在垂直方向上移的升降約束系統連接，上部桁架的上端設置旋轉底盤，旋轉底盤上設置定位指針和用于安裝鉆機的旋移導軌。本發明無需構筑鋼筋混凝土或毛石基礎，靈活性強；底座主體部分高度可靈活調整，以符合不同鉆探地點需要；鉆機在底座上可實現360°自由方位角調整；底座可保持水平穩定狀態；并可使鉆機進行小角度傾斜，滿足鉆探及掃孔需要。
文檔編號E21B15/00GK102937004SQ20121050768
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者張偉杰, 李術才, 孫子正, 王漢鵬, 朱明聽, 翁賢杰 申請人:山東大學