CN104879148A - 煤矿用全自动锚杆钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿用全自动锚杆钻机，其包括钻箱切换装置、自动送杆装置、第三机械手和第四机械手；所述自动送杆装置固定于所述钻箱切换装置的导轨上，所述第三机械手固定于所述钻箱切换装置的导轨上；所述第四机械手固定于所述钻箱切换装置的导轨的上端。本发明的煤矿用全自动锚杆钻机将所述钻箱切换装置和自动送杆装置集成于一台设备，使得其能将钻孔作业和锚杆支护作业通过一台设备实现，缩短了作业时间，提高了效率，而且自动化程度较高。

Description

煤矿用全自动锚杆钻机

技术领域

本发明涉及一种煤矿设备，尤其涉及一种煤矿用全自动锚杆钻机。

背景技术

在煤的开采过程中，需要对煤层进行钻孔，并通过锚杆进行支护作业，但现有技术中的这些作业均是通过多个设备完成的，其自动化程度不足，使得整个作业过程的时间较长，效率较低。

发明内容

本发明目的是提供一种煤矿用全自动锚杆钻机，其将钻孔作业和锚杆支护作业通过一台设备实现，缩短了作业时间，提高了效率，而且自动化程度较高。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种煤矿用全自动锚杆钻机，其包括钻箱切换装置、自动送杆装置、第三机械手和第四机械手；

所述自动送杆装置固定于所述钻箱切换装置的导轨上，且位于所述导轨的左侧，所述第三机械手固定于所述钻箱切换装置的导轨上，且位于所述导轨的右侧；所述第四机械手固定于所述钻箱切换装置的导轨的上端。

可选的，所述第三机械手包括支座、旋转电机、机械手固定板、钻杆固定板和锁紧油缸；

所述支座固定于所述导轨上，且位于所述导轨的右侧；

所述旋转电机固定于所述支座上，所述旋转电机的转子的上端可转动地设置于所述支座上；

所述机械手固定板固定于所述旋转电机的转子上，所述旋转电机驱动所述机械手固定板转动；

所述钻杆固定板固定于所述机械手固定板上，所述钻杆固定板水平设置，且所述钻杆固定板上开设有竖直方向的通槽，所述通槽可以容置所述钻杆；

所述锁紧油缸的缸体固定于所述钻杆固定板上，当所述锁紧油缸的活塞杆伸出时，所述锁紧油缸的活塞杆与所述钻杆固定板配合，实现钻杆的锁紧。

可选的，所述第四机械手包括第一卡爪、第二卡爪和执行油缸；

所述第一卡爪和第二卡爪结构相同，且对称设置；所述第一卡爪和第二卡爪分别通过不同的铰接轴铰接于所述导轨的上端；所述第一卡爪的前端和所述第二卡爪的前端沿竖直方向均开设有半圆形槽；所述第一卡爪和第二卡爪的后端分别铰接有所述执行油缸的缸体和活塞杆；

当所述执行油缸动作时，所述第一卡爪和第二卡爪相向运动，所述第一卡爪的半圆形槽和第二卡爪的半圆形槽接合成一个整圆形槽，钻杆或锚杆可以被固定于所述整圆形槽内。

可选的，所述钻箱切换装置包括底座、拨动油缸、导轨、第一固定框架、第二固定框架、滑动框架、第一滑动架、第二滑动架、第一钻箱、第二钻箱、第一推杆、第二推杆、第一拨块和第二拨块；

所述底座包括基部和固定于所述基部两端的两个翼部，所述两个翼部均垂直于所述基部，且相互平行，并位于所述基部的同侧；

所述拨动油缸为单活塞式双出杆液压缸，所述拨动油缸的两个活塞杆分别固定于所述两个翼部；

所述导轨固定于所述底座的基部上，且垂直于所述底座；

所述第一固定框架和第二固定框架均固定于所述底座上，且所述第一固定框架和第二固定框架结构相同；

所述滑动框架可滑动地设置于所述导轨上；且所述滑动框架位于所述第一固定框架和第二固定框架之间；

所述第一固定框架、第二固定框架和滑动框架的上部均形成有上导轨槽；所述第一固定框架、第二固定框架和滑动框架的下部均形成有下导轨槽；

所述第一滑动架可滑动地设置于所述第一固定框架的上导轨槽和下导轨槽内，所述第二滑动架可滑动地设置于所述滑动框架的上导轨槽和下导轨槽内；

所述第一钻箱固定于所述第一滑动架；所述第二钻箱固定于所述第二滑动架；

所述第一滑动架上设置有第一推杆；所述第二滑动架上设置有第二推杆；所述拨动油缸上分别设置有第一拨块和第二拨块，所述第一拨块通过第一推杆带动所述第一滑动架运动，所述第二拨块通过所述第二推杆带动所述第二滑动架运动。

可选的，所述第一固定框架包括第一背板、第一上导向件和第一下导向件；所述第一上导向件和第一下导向件的横截面均呈“L”形，包括相互垂直连接的水平板和竖直板；所述第一上导向件的水平板的一端固定于所述第一背板的上端，形成一开口向下的上导轨槽；所述第一下导向件的水平板的一端固定于所述第一背板的下端，形成一开口向上的下导轨槽，所述上导轨槽和下导轨槽位于所述第一背板的同一侧，且相互平行。

可选的，所述滑动框架包括第二背板、第二上导向件和第二下导向件；沿所述第二背板的竖直方向开设有导向槽，所述导向槽与所述导轨配合，从而使得所述滑动框架可以沿所述导轨滑动，所述第二上导向件和第二下导向件的横截面均呈“L”形，包括相互垂直连接的水平板和竖直板；所述第二上导向件的水平板的一端固定于所述第二背板的上端，形成一开口向下的上导轨槽；所述第二下导向件的水平板的一端固定于所述第二背板的下端，形成一开口向上的下导轨槽，所述滑动框架的上导轨槽和下导轨槽位于所述第二背板的同一侧，且相互平行；所述导向槽和所述滑动框架的上导轨槽分别位于所述第二背板的两侧。

可选的，所述第一拨块和第二拨块的结构相同，均包括第一翅片和第二翅片，所述第一翅片和第二翅片平行设置，且所述第一翅片和第二翅片之间具有间隙；所述第一推杆和第二推杆均呈“L”型，包括相互垂直连接的水平杆和竖直杆，所述第一推杆的水平杆的一端固定于所述第一滑动架，所述第一推杆的竖直杆的一端位于所述第一拨块的第一翅片和第二翅片之间的间隙内；所述第二推杆的水平杆的一端固定于所述第二滑动架，所述第二推杆的竖直杆的一端位于所述第二拨块的第一翅片和第二翅片之间的间隙内。

可选的，所述自动送杆装置包括锚杆存储机构、第一机械手、第二机械手和固定座；

所述锚杆存储机构包括下部支撑盘、旋转动力部、中心轴、下部分度盘、上部分度盘和上部固定挡圈；

所述旋转动力部固定于所述下部支承盘上，且位于所述下部支撑盘的中心，所述中心轴固定于所述旋转动力部的转动部件上；所述中心轴的轴线与所述下部支承盘垂直；

所述下部分度盘和上部分度盘均固定于所述中心轴上，所述上部分度盘位于所述下部分度盘的上方，所述中心轴带动所述下部分度盘和上部分度盘转动；所述下部分度盘和上部分度盘的轴心线与所述中心轴的轴心线重合；所述下部分度盘的直径大于所述上部分度盘的直径；

所述下部分度盘的侧壁上沿所述下部分度盘的轴线方向均开设有多个半圆形槽；所述上部分度盘的侧壁上沿所述上部分度盘的轴线方向均开设有多个半圆形槽；所述下部分度盘上的半圆形槽与所述上部分度盘上的半圆形槽的数量相同，且所述下部分度盘上的半圆形槽沿所述下部分度盘的周向均匀分布，所述上部分度盘上的半圆形槽沿所述上部分度盘的周向均匀分布；

所述固定座上开设有第三通孔；

所述上部固定挡圈包括转动部、圆环部和中心套筒；所述中心套筒套设于所述中心轴上；所述圆环部具有开口，且固定于所述中心套筒上；所述中心套筒的轴线与所述圆环部的旋转轴心线重合；所述转动部的一端可转动地设置于所述固定座的第三通孔内，另一端固定于所述圆环部的开口处；所述上部固定挡圈的圆环部的内孔直径小于所述上部分度盘的直径，且当所述转动部在所述固定座内旋转一定角度后，其可以被固定于所述固定座上；

所述第一机械手位于第二机械手的上方，所述第一机械手用于抓取所述锚杆的上端，所述第二机械手用于抓取所述锚杆的下端；从而将所述锚杆从所述锚杆存储机构内取出，并输送至钻箱的上方。

可选的，所述，所述自动送杆装置还包括连接板、支撑块和连接块；所述连接板的一端固定于导轨上，所述支撑块的上端铰接于所述连接板的另一端，所述支撑块的下部开设有长条形槽，所述连接块的上端固定于所述下部支撑盘上，且位于所述下部支承盘的下部，所述连接块的下端设置有螺杆，所述螺杆垂直于所述连接块，且所述螺杆穿过所述长条形槽，通过螺母将所述螺杆固定于所述支撑块上。

可选的，所述第一机械手和第二机械手均包括框架、第一轴、第二轴、上转动板、下转动板、第一油缸、第二油缸和锚杆抓取爪；

所述框架包括竖直板、第一水平板和第二水平板，所述竖直板固定于所述导轨上，所述竖直板竖直设置，所述第一水平板和第二水平板分别固定于所述竖直板的上下两端，且所述第一水平板和第二水平板均水平设置，所述第二水平板位于所述第一水平板的下部；

所述第一轴竖直设置，其两端分别固定于所述第一水平板和第二水平板上，且所述第一轴位于所述第一水平板和第二水平板之间；

所述第二轴竖直设置，且所述第二轴固定于所述第一水平板和第二水平板上，所述第二轴的上端位于所述第一水平板的上部，所述第二轴的下端位于所述第二水平板的下部；

所述上转动板和下转动板均水平设置，且所述上转动板与所述下转动板结构均为“Y”字形，包括锚杆固定部、第一固定部和第二固定部，所述上转动板和下转动板的第一固定部通过第一轴铰接于所述第一水平板和第二水平板上；所述上转动板和下转动板的第二固定部之间安装有第三轴，所述第一油缸的缸体通过所述第三轴铰接于所述上转动板和下转动板上；所述锚杆固定部开设有半圆形槽；

所述锚杆抓取爪通过铰接轴铰接于所述上转动板和下转动板的锚杆固定部上，且所述锚杆抓取爪上也开设有半圆形槽，所述锚杆抓取爪的半圆形槽与所述锚杆固定部的半圆形槽相配合，实现锚杆的抓取；

所述第一油缸的活塞杆铰接于所述锚杆抓取爪，用于驱动所述锚杆抓取爪绕所述铰接轴转动；

所述第二油缸的缸体通过第二轴铰接于所述第一水平板和第二水平板上，所述第二油缸的活塞杆通过所述铰接轴铰接于所述上转动板和下转动板上。

本发明具有如下有益效果：本发明的煤矿用全自动锚杆钻机将所述钻箱切换装置和自动送杆装置集成于一台设备，使得其能将钻孔作业和锚杆支护作业通过一台设备实现，缩短了作业时间，提高了效率，而且自动化程度较高。

附图说明

图1为本发明的煤矿用全自动锚杆钻机的结构示意图；

图2为本发明的第三机械手的结构示意图；

图3为图1的A部放大图；

图4为本发明的钻箱切换装置的结构示意图；

图5为本发明的第一固定框架的结构示意图；

图6为本发明的滑动框架的结构示意图；

图7为本发明的自动送杆装置的结构示意图；

图8为本发明的自动送杆装置的主视图；

图9为本发明的第一机械手的结构示意图；

图10为本发明的上转动板的结构示意图；

图11为本发明的上部固定挡圈的结构示意图；

图中标记示意为：2-钻箱切换装置；201-底座；202-拨动油缸；203-导轨；204-第一固定框架；205-第二固定框架；206-滑动框架；207-第一滑动架；208-第二滑动架；209-第一背板；210-第一上导向件；211-第一下导向件；212-第二背板；213-第二上导向件；214-第二下导向件；215-第一钻箱；216-第二钻箱；217-第一固定板；218-第二固定板；219-第一推杆；220-第二推杆；221-第一拨块；222-第二拨块；224-第二定位油缸；3-自动送杆装置；301-下部支撑盘；302-旋转动力部；303-中心轴；304-下部分度盘；305-上部分度盘；306-上部固定挡圈；307-连接板；308-支撑块；309-连接块；310-竖直板；311-第一水平板；312-第二水平板；313-第一轴；314-第二轴；315-上转动板；316-下转动板；317-第一油缸；318-第二油缸；319-锚杆抓取爪；320-锚杆固定部；321-第一固定部；322-第二固定部；323-第三轴；324-固定座；4-第三机械手；401-支座；402-旋转电机；403-机械手固定板；404-钻杆固定板；405-锁紧油缸；5-第四机械手；501-第一卡爪；502-第二卡爪；503-执行油缸。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种煤矿用全自动锚杆钻机，其包括钻箱切换装置2、自动送杆装置3、第三机械手4和第四机械手5。

所述自动送杆装置3固定于所述钻箱切换装置2的导轨上，且位于所述导轨的左侧，所述第三机械手4固定于所述钻箱切换装置2的导轨上，且位于所述导轨的右侧；所述第四机械手5固定于所述钻箱切换装置2的导轨的上端；所述第三机械手用于固定钻杆的上端；所述第四机械手用于对钻杆或锚杆进行导向。

所述第三机械手包括支座401、旋转电机402、机械手固定板403、钻杆固定板404和锁紧油缸405；

所述支座401固定于所述导轨203上，且位于所述导轨203的右侧，所述旋转电机402固定于所述支座401上，所述旋转电机402的转子的上端可转动地设置于所述支座401上，所述机械手固定板403固定于所述旋转电机402的转子上，所述旋转电机402驱动所述机械手固定板403转动，所述钻杆固定板404固定于所述机械手固定板403上，且水平设置；所述钻杆固定板404上开设有竖直方向的通槽，所述通槽沿所述沿钻杆固定板404的宽度方向延伸，所述通槽可以容置所述钻杆，所述锁紧油缸405的缸体固定于所述钻杆固定板404上，当所述锁紧油缸405的活塞杆伸出时，所述锁紧油缸405的活塞杆与所述钻杆固定板404配合，实现钻杆的锁紧。

当所述钻箱切换装置2的第二钻箱216向右运动时，所述旋转电机402顺时针转动，此时所述钻杆固定板404带动所述钻杆的上端转动，由于钻杆较长(一般大于2m)，而且具有一定的弹性，因此，所述钻杆可以视为与所述第二钻箱216同步向右运动，直至第二钻箱216运动至所述第二固定框架205处。

所述第四机械手包括第一卡爪501、第二卡爪502和执行油缸503；

所述第一卡爪501和第二卡爪502结构相同，且对称设置；所述第一卡爪501和第二卡爪502分别通过不同的铰接轴铰接于所述导轨203的上端；所述第一卡爪501的前端和所述第二卡爪502的前端沿竖直方向均开设有半圆形槽，所述第一卡爪501和第二卡爪502的后端分别铰接有所述执行油缸503的缸体和活塞杆；当所述执行油缸503动作时，所述第一卡爪501和第二卡爪502相向运动，所述第一卡爪501的半圆形槽和第二卡爪502的半圆形槽接合成一个整圆形槽，钻杆或锚杆可以被固定于所述整圆形槽内。

所述钻箱切换装置包括底座201、拨动油缸202、导轨203、第一固定框架204、第二固定框架205、滑动框架206、第一滑动架207、第二滑动架208、第一钻箱215、第二钻箱216、第一推杆219、第二推杆220、第一拨块221和第二拨块222。

所述底座201包括基部和固定于所述基部两端的两个翼部，所述两个翼部垂直于所述基部，且相互平行，并位于所述基部的同侧。

所述拨动油缸202为单活塞式双出杆液压缸，所述拨动油缸202的两个活塞杆分别固定于所述两个翼部，当对所述拨动油缸202供油时，所述拨动油缸202的缸体可以在所述两个翼部之间往复运动。

所述导轨203固定于所述底座201上，且垂直于所述底座201，本实施例中，所述导轨203竖直设置，所述底座201水平设置，所述导轨203固定于所述底座201的基部上；更优选地，为提高所述导轨203导向的稳定性，所述导轨203为两根，所述两根导轨203的下端均固定于所述底座201的基部上，且两根导轨203之间相互平行。

所述第一固定框架204和第二固定框架205均固定于所述底座201上，且所述第一固定框架204和第二固定框架205结构相同；所述滑动框架206可滑动地设置于所述导轨203上；且所述滑动框架206位于所述第一固定框架204和第二固定框架205之间；本实施例中，优选地，所述第一固定框架204和第二固定框架205均包括第一背板209、第一上导向件210和第一下导向件211；所述第一上导向件210和第一下导向件211的横截面均呈“L”形，即包括相互垂直连接的水平板和竖直板；所述第一上导向件210的水平板的一端(自由端)固定于所述第一背板209的上端，形成一开口向下的上导轨槽；所述第一下导向件211的水平板的一端(自由端)固定于所述第一背板209的下端，形成一开口向上的下导轨槽，所述上导轨槽和下导轨槽位于所述第一背板的同一侧，且相互平行。

所述滑动框架206包括第二背板212、第二上导向件213和第二下导向件214；沿所述第二背板212的竖直方向开设有导向槽，所述导向槽与所述导轨203配合，从而使得所述滑动框架206可以沿所述导轨203滑动，所述第二上导向件213和第二下导向件214的横截面均呈“L”形，即包括相互垂直连接的水平板和竖直板；所述第二上导向件213的水平板的一端(自由端)固定于所述第二背板212的上端，形成一开口向下的上导轨槽；所述第二下导向件214的水平板的一端(自由端)固定于所述第二背板212的下端，形成一开口向上的下导轨槽，所述滑动框架206的上导轨槽和下导轨槽位于所述第二背板212的同一侧，且相互平行；所述导向槽与所述滑动框架206的上导轨槽分别位于所述第二背板212的两侧；当所述滑动框架206位于最低位置时，所述第一固定框架204的上导轨槽、第二固定框架205的上导轨槽和所述滑动框架206的上导轨槽在同一水平线上，同时，所述第一固定框架204的下导轨槽、所述第二固定框架205的下导轨槽和所述滑动框架206的下导轨槽在同一水平线上。

所述第一滑动架207可滑动地设置于所述第一固定框架204内，即所述第一滑动架207的上端位于所述第一固定框架204的上导轨槽内，并可以沿所述第一固定框架204的上导轨槽滑动，所述第一滑动架207的下端位于所述第一固定框架204的下导轨槽内，并可以沿所述第一固定框架204的下导轨槽滑动，从而所述第一滑动架207可以从所述第一固定框架204滑动至所述滑动框架206内，也能够从所述滑动框架206滑动至所述第一固定框架204内；所述第二滑动架208可滑动地设置于所述滑动框架206内，且所述第二滑动架208与所述第一滑动架207的结构相同，所述第二滑动架208也可以从所述滑动框架206滑动至所述第二固定框架205内，也能够从所述第二固定框架205滑动至所述滑动框架206内；所述第一钻箱215固定于所述第一滑动架207上，所述第二钻箱216固定于所述第二滑动架208上；本实施例中，优选地，所述第一滑动架207还包括第一固定板217，所述第一固定板217水平设置，所述第一固定板217的一端固定于所述第一滑动架207上，并垂直于所述第一滑动架207，此时所述第一滑动架207竖直设置，所述第一钻箱215固定于所述第一固定板217的另一端，且所述第一钻箱215竖直设置。

所述第二滑动架208还包括第二固定板218，所述第二固定板218水平设置，所述第二固定板218的一端固定于所述第二滑动架208上，并垂直于所述第二滑动架208，此时所述第二滑动架208竖直设置，所述第二钻箱216固定于所述第二固定板218的另一端，且所述第二钻箱216竖直设置。

所述第一滑动架207上设置有第一推杆219；所述第二滑动架208上设置有第二推杆220；所述拨动油缸202上分别设置有第一拨块221和第二拨块222，所述第一拨块221和第二拨块222的结构相同，均包括第一翅片和第二翅片，所述第一翅片和第二翅片平行设置，之间具有间隙；所述第一推杆219位于所述第一拨块221的第一翅片和第二翅片之间的间隙内；所述第二推杆220位于所述第二拨块222的第一翅片和第二翅片之间的间隙内；本实施例中，优选地，所述第一推杆219和第二推杆220均呈“L”型，即包括相互垂直连接的水平杆和竖直杆，所述第一推杆219的水平杆的一端(自由端)固定于所述第一滑动架207，所述第一推杆219的竖直杆的一端(自由端，即下端)位于所述第一拨块221的第一翅片和第二翅片之间的间隙内；同样的，所述第二推杆220的水平杆的一端(自由端)固定于所述第二滑动架208，所述第二推杆220的竖直杆的一端(自由端，即下端)位于所述第二拨块222的第一翅片和第二翅片之间的间隙内；当所述拨动油缸202往复运动时，所述第一拨块221和第二拨块222通过所述第一推杆219和第二推杆220带动所述第一滑动架207和第二滑动架208运动，使得所述第一滑动架207或第二滑动架208位于所述滑动框架206内，从而所述滑动框架206可以带动所述第一钻箱215或第二钻箱216向上运动。

本实施例中，优选地，为提高所述第一滑动架207和第二滑动架208的运动精度，当所述第一推杆219位于所述第一拨块221的第一翅片和第二翅片之间时，所述第一推杆219与所述第一拨块221的第一翅片和第二翅片相接触；当所述第二推杆220位于所述第二拨块222的第一翅片和第二翅片之间时，所述第二推杆220与所述第二拨块222的第一翅片和第二翅片相接触。

本实施例中，为在所述第一滑动架207位于所述滑动框架206内时的位置的固定，所述第一滑动架207包括第一定位油缸，所述滑动框架206的第二上导向件213的水平板上开设有定位孔，所述第一定位油缸的缸体固定于所述第一滑动架207上，且所述第一定位油缸竖直设置，所述第一定位油缸的活塞杆可以插入所述定位孔内，当所述第一滑动架207滑动至所述滑动框架206内时，所述第一定位油缸动作，将所述第一定位油缸的活塞杆插入所述定位孔，实现所述第一滑动架207在所述滑动框架206内位置的固定；更优选地，所述第一定位油缸可以为双活塞式双出杆液压缸，此时，所述滑动框架206的第二下导向件214的水平板上也开设有定位孔，当所述第一定位油缸动作时，其上活塞杆和下活塞杆分别可以插入所述滑动框架206的第二上导向件213和第二下导向件214上的定位孔内。

本实施例中，为在所述第二滑动架208位于所述滑动框架206内时的位置的固定，所述第二滑动架208包括第二定位油缸224，所述第二定位油缸224的缸体固定于所述第二滑动架208上，且竖直设置；优选地，所述第二定位油缸224也可以为双活塞式双出杆液压缸；当所述第二滑动架208位于所述滑动框架206时，所述第二定位油缸224的活塞杆可以插入所述滑动框架206的第二上导向件213的定位孔内；或者其上活塞杆和下活塞杆分别插入所述滑动框架206的第二上导向件213和第二下导向件214的定位孔内。

本实施例中，为驱动所述滑动框架206，所述煤矿用全自动锚杆钻机的钻箱切换装置还包括链条传动装置，所述链条传动装置包括上链轮、下链轮、链条、驱动链轮和电机；所述上链轮可转动地安装于所述导轨的上端；所述下链轮可转动地安装于所述导轨的下端，所述链条传动连接所述上链轮和下链轮；所述滑动框架206固定于所述链条上；所述电机驱动所述驱动链轮转动，所述驱动链轮与所述链条传动连接，用于驱动所述链条运动。

本发明的煤矿用全自动锚杆钻机的钻箱切换装置在使用时，钻杆始终固定在第二钻箱216上，所述滑动框架206在所述链条的带动下，向上运动；钻孔完成后，所述滑动框架206下降到初始位置；此时，拨动油缸202上的第一拨块221和第二拨块222带动所述第一滑动架207和第二滑动架208向右运动一段距离，直至所述第一滑动架207位于所述滑动框架206内，所述第二滑动架208位于所述第二固定框架205内，所述第一定位油缸动作，使所述第一滑动架207在所述滑动框架206内的位置被固定，从而完整了钻箱的切换。

本发明的煤矿用全自动锚杆钻机的钻箱切换装置通过一个拨动油缸202实现同一条直线上导轨槽和下导轨槽内的两个钻箱的切换，节约了一套滑轨，有效地节约了使用空间；而且两个钻箱各自独立工作，互不干涉。

所述自动送杆装置包括锚杆存储机构、第一机械手、第二机械手和固定座；

所述锚杆存储机构包括下部支撑盘301、旋转动力部302、中心轴303、下部分度盘304、上部分度盘305和上部固定挡圈306；

所述下部支撑盘301呈圆形，其边缘向上凸起。

所述旋转动力部302可以为电机，也可以为液压马达等动力装置，所述旋转动力部302固定于所述下部支承盘301的中心，所述中心轴303固定于所述旋转动力部302的转动部件上，例如电机和液压马达的转子上；所述中心轴303的轴线与所述下部支承盘301垂直。

所述下部分度盘304的中心开设有第一通孔，所述下部分度盘304的侧壁上沿所述下部分度盘304的轴线方向开设有多个半圆形槽，锚杆的下部可以被放置入所述半圆形槽内。本实施例中，优选地，所述多个半圆形槽沿所述下部分度盘304的周向均匀分布，所述中心轴303穿过所述下部分度盘304的第一通孔，且所述下部分度盘304固定于所述中心轴303上。

所述上部分度盘305的中心开设有第二通孔，而且所述上部分度盘305的侧壁上沿所述上部分度盘305的轴线方向开设有多个半圆形槽，所述上部分度盘305的半圆形槽的数量与所述下部分度盘304的半圆形槽的数量相同，所述锚杆的上部可以被放置入所述上部分度盘305的半圆形槽内。本实施例中，优选地，所述上部分度盘305的多个半圆形槽沿所述上部分度盘305的周向均匀分布，所述中心轴303穿过所述上部分度盘305的第二通孔，且所述上部分度盘305固定于所述中心轴303上。

本实施例中，所述上部分度盘305的直径小于所述下部分度盘304的直径，且所述上部分度盘305位于所述下部分度盘304的上方，从而使得所述锚杆被放置入所述下部分度盘304和上部分度盘305的半圆孔内时，所述锚杆与所述中心轴303之间的夹角为20度。

所述固定座324固定于所述导轨上，所述固定座中部开设有第三通孔。

所述上部固定挡圈306包括转动部、圆环部和中心套筒；所述圆环部具有开口，所述中心套筒套设于所述中心轴303上，且与所述圆环部相固定，且所述中心套筒的轴线与所述圆环部的旋转轴心线重合；所述转动部可以为转动杆，所述转动部的一端可转动地设置于所述固定座324的第三通孔内，另一端固定于所述圆环部的开口处；所述上部固定挡圈306的圆环部的内孔直径小于所述上部分度盘305的直径，且当所述转动部在所述固定座324内旋转一定角度后，其可以被固定于所述固定座上。

所述第一机械手位于第二机械手的上方，所述第一机械手用于抓取所述锚杆的上端，所述第二机械手用于抓取所述锚杆的下端；从而将所述锚杆从所述锚杆存储机构内取出，并输送至钻箱的上方。

本实施例中，所述煤矿用全自动锚杆钻机的自动送杆装置在使用时，可以将所述锚杆存储机构固定于导轨上。考虑到所述煤矿用全自动锚杆钻机的自动送杆装置在使用时，需将所述锚杆存储机构内所存储的锚杆中的一支调整为竖直姿态，所述第一机械手和第二机械手抓取位于所述竖直姿态的锚杆；所述上部固定挡圈306的开口也位于所述位于竖直姿态的锚杆处，当所述第一机械手和第二机械手抓取锚杆后，从所述上部固定挡圈306的开口处将所述锚杆取出。

为实现所述锚杆存储机构姿态的调整，所述煤矿用全自动锚杆钻机的自动送杆装置还包括连接板307、支撑块308和连接块309；所述连接板307的一端固定于所述导轨上，所述支撑块308的上端铰接于所述连接板307的另一端，所述支撑块308的下部开设有长条形槽，所述长条形槽从左至右向下倾斜(参见图2)，所述连接块309的上端固定于所述下部支撑盘301上，且位于所述下部支承盘301的下部，所述连接块309的下端设置有螺杆，所述螺杆垂直于所述连接块309，且所述螺杆穿过所述长条形槽，通过螺母将所述螺杆固定于所述支撑块308上，从而通过调整螺杆在所述长条形槽内的位置来调整所述锚杆存储机构的位姿。

所述第一机械手和第二机械手的结构相同，均包括框架、第一轴313、第二轴314、上转动板315、下转动板316、第一油缸317、第二油缸318和锚杆抓取爪319。

所述框架包括竖直板310、第一水平板311和第二水平板312，所述竖直板310固定于所述导轨上，且所述竖直板310竖直设置，所述第一水平板311和第二水平板312分别固定于所述竖直板310的上下两端，且所述第一水平板311和第二水平板312均水平设置，所述第二水平板312位于所述第一水平板311的下部。

所述第一轴313竖直设置，其两端分别固定于所述第一水平板311和第二水平板312上，且所述第一轴313位于所述第一水平板311和第二水平板312之间。

所述第二轴314竖直设置，且所述第二轴314固定于所述第一水平板311和第二水平板312上，所述第二轴314的上端位于所述第一水平板311的上部，所述第二轴314的下端位于所述第二水平板312的下部。

所述上转动板315和下转动板316均水平设置，且所述上转动板315与所述下转动板316结构相同，均为“Y”字形，即包括相互连接的锚杆固定部320、第一固定部321和第二固定部322，所述上转动板315和下转动板316的第一固定部321通过第一轴313铰接于所述第一水平板311和第二水平板312上；所述上转动板315和下转动板316的第二固定部322之间安装有第三轴323，所述第一油缸317的缸体通过所述第三轴323铰接于所述上转动板315和下转动板316上；所述锚杆固定部320开设有半圆形槽。

所述锚杆抓取爪319通过铰接轴铰接于所述上转动板315和下转动板316的锚杆固定部320上，且所述锚杆抓取爪319上也开设有半圆形槽，所述锚杆抓取爪319的半圆形槽与所述锚杆固定部320的半圆形槽相配合，实现锚杆的抓取。

所述第一油缸317的活塞杆铰接于所述锚杆抓取爪319，用于驱动所述锚杆抓取爪319绕所述铰接轴转动。

所述第二油缸318的缸体通过第二轴314铰接于所述第一水平板311和第二水平板312，所述第二油缸318的活塞杆通过所述铰接轴铰接于所述上转动板315和下转动板316；当所述第二油缸318动作时，所述上转动板315和下转动板316绕所述第一轴313转动，从而实现所述锚杆的位置的改变。

本发明的煤矿用全自动锚杆钻机的自动送杆装置通过锚杆存储机构将锚杆存储于所述上部分度盘305和下部分度盘304上的半圆形槽内，通过第一机械手和第二机械手实现锚杆的抓取、输送和定位，实现锚杆输送过程的自动化作业，提高了锚杆和钻杆的换装效率，缩短了巷道的支护过程时间，减少了巷道的塌方风险。

本实施例中，所述上部分度盘305和下部分度盘304的半圆形槽的数量为10个。

本发明的煤矿用全自动锚杆钻机的自动送杆装置的第一机械手和第二机械手抓紧所述锚杆同时旋转，把锚杆输送至钻杆中心线，配合其他工序的进行，当锚杆被有效固定后，所述第一机械手和第二机械手松开所述锚杆，并旋转回到初始位置，此时，旋转动力部带动中心轴、上部分度盘和下部分度盘旋转一定的角度，使所述锚杆存储机构内的一根锚杆运动至第一机械手和第二机械手的抓杆中心，所述第一油缸动作，使所述第一机械手和第二机械手抓紧此根锚杆，等待下一次工作循环。

本实施例中，优选的，所述上部固定挡圈306的开口的圆心角小于360°除以所述上部分度盘305的半圆形槽的数量。

本实施例中，为实现将所述上部固定挡圈306固定于所述固定座324，所述上部固定挡圈306的转动部上开设有外螺纹，所述转动部穿过所述固定座324，通过两个螺母将所述上部固定挡圈306固定于所述固定座324上，此时所述两个螺母分别位于所述固定座324的两侧。

本发明的煤矿用全自动锚杆钻机的自动送杆装置在安装时，为保证其包括一根竖直设置的锚杆，此时可以通过调整所述上部固定挡圈306以及所述连接块309的螺杆的位置，实现所述锚杆存储机构位姿的调整。当调节完成后，所述锚杆存储机构与所述导轨的相对位置固定不变。

本实施例中，所述煤矿用全自动锚杆钻机还包括锚固剂输送管和升降油缸，所述升降油缸的缸体固定于所述支座401上，所述锚固剂输送管固定于所述升降油缸的活塞杆上，所述锚固剂输送管可以被所述升降油缸带动实现竖直方向上的平移。

本发明的煤矿用全自动锚杆钻机能自动实现钻孔、装杆和锚杆紧固作业，所述钻杆始终与第一钻箱连接，直至钻杆更换。所述第四机械手夹紧时，可以实现钻杆或锚杆的定位和导向；所述第四机械手张开时，能避让所述第一钻箱和第二钻箱。第三机械手可以夹紧所述钻杆，并实现所述钻杆上端的运动。所述旋转电机可以旋转两个不同的角度，当钻杆钻孔结束后下降到初始位置时，所述第三机械手抓紧钻杆，第四机械手松开钻杆，所述旋转电机旋转一个角度，使锚固剂输送管对准所钻的孔，升降油缸推动锚固剂输送管上升到合适的距离，锚固剂喷射系统用准确的方式把锚固剂喷射入钻孔中。喷射完成后，所述旋转电机带动所述钻杆向右运动。

本发明的煤矿用全自动锚杆钻机通过第二钻箱带动钻杆沿所述导轨向上运动实现钻孔，当钻杆进入煤壁一段距离后，第四机械手张开，直至钻杆达到指定的深度；然后第二钻箱携带钻杆下降，当所述钻杆下降一定距离后，所述第四机械手夹紧所述钻杆，使得所述钻杆的上部定位，直至钻杆下降到最低位置。所述第三机械手在旋转电机的带动下，旋转至钻杆中心，并夹紧钻杆；此时，所述第四机械手张开，所述第三机械手在旋转电机的带动下，转动一定角度，使锚固剂输送管对准所钻的孔，升降油缸推动锚固剂输送管上升到合适的距离，锚固剂喷射系统用准确的方式把锚固剂喷射入钻孔中。升降油缸推动锚固剂输送管下降到初始位置，喷药工序完成。第一钻箱和第二钻箱均向右运动，所述第三机械手在旋转电机的带动下使所述钻杆同步向右运动，所述拨动油缸运动至最右侧，第一钻箱位于所钻的孔的中心线上。所述第一机械手和第二机械手将锚杆从所述锚杆存储机构中取出，并运动至所钻的孔中心线位置上，所述第一钻箱向上运动，并与锚杆连接。所述第一机械手和第二机械手放开锚杆，并运动至初始位置；此时第一钻箱继续向上运动，当上升到一定高度后，第四机械手夹紧，并为所述锚杆导向，使锚杆进入所钻的孔，当再上升到一定高度后，第四机械手张开，锚杆按照要求深度进入所钻的孔并搅拌锚固剂；按照工艺要求，第一钻箱停止向上运动，并保持旋转，直至锚杆安全销切断。等待一段时间后，所述第一钻箱下降至最低位置；所述第一钻箱和所述第二钻箱向左运动，回归到初始位置，开设新的钻孔工艺。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种煤矿用全自动锚杆钻机，其特征在于，包括钻箱切换装置(2)、自动送杆装置(3)、第三机械手(4)和第四机械手(5)；

所述自动送杆装置(3)固定于所述钻箱切换装置(2)的导轨上，且位于所述导轨的左侧，所述第三机械手(4)固定于所述钻箱切换装置(2)的导轨上，且位于所述导轨的右侧；所述第四机械手(5)固定于所述钻箱切换装置(2)的导轨的上端。

2.根据权利要求1所述的煤矿用全自动锚杆钻机，其特征在于，所述第三机械手(4)包括支座(401)、旋转电机(402)、机械手固定板(403)、钻杆固定板(404)和锁紧油缸(405)；

所述支座(401)固定于所述导轨(203)上，且位于所述导轨(203)的右侧；

所述旋转电机(402)固定于所述支座(401)上，所述旋转电机(402)的转子的上端可转动地设置于所述支座(401)上；

所述机械手固定板(403)固定于所述旋转电机(402)的转子上，所述旋转电机(402)驱动所述机械手固定板(403)转动；

所述钻杆固定板(404)固定于所述机械手固定板(403)上，所述钻杆固定板(404)水平设置，且所述钻杆固定板(404)上开设有竖直方向的通槽，所述通槽可以容置所述钻杆；

所述锁紧油缸(405)的缸体固定于所述钻杆固定板(404)上，当所述锁紧油缸(405)的活塞杆伸出时，所述锁紧油缸(405)的活塞杆与所述钻杆固定板(404)配合，实现钻杆的锁紧。

3.根据权利要求2所述的煤矿用全自动锚杆钻机，其特征在于，所述第四机械手(5)包括第一卡爪(501)、第二卡爪(502)和执行油缸(503)；

所述第一卡爪(501)和第二卡爪(502)结构相同，且对称设置；所述第一卡爪(501)和第二卡爪(502)分别通过不同的铰接轴铰接于所述导轨(203)的上端；所述第一卡爪(501)的前端和所述第二卡爪(502)的前端沿竖直方向均开设有半圆形槽；所述第一卡爪(501)和第二卡爪(502)的后端分别铰接有所述执行油缸(503)的缸体和活塞杆；

当所述执行油缸(503)动作时，所述第一卡爪(501)和第二卡爪(502)相向运动，所述第一卡爪(501)的半圆形槽和第二卡爪(502)的半圆形槽接合成一个整圆形槽，钻杆或锚杆可以被固定于所述整圆形槽内。

4.根据权利要求3所述的煤矿用全自动锚杆钻机，其特征在于，所述钻箱切换装置包括底座(201)、拨动油缸(202)、导轨(203)、第一固定框架(204)、第二固定框架(205)、滑动框架(206)、第一滑动架(207)、第二滑动架(208)、第一钻箱(215)、第二钻箱(216)、第一推杆(219)、第二推杆(220)、第一拨块(221)和第二拨块(222)；

所述底座(201)包括基部和固定于所述基部两端的两个翼部，所述两个翼部均垂直于所述基部，且相互平行，并位于所述基部的同侧；

所述拨动油缸(202)为单活塞式双出杆液压缸，所述拨动油缸(202)的两个活塞杆分别固定于所述两个翼部；

所述导轨(203)固定于所述底座(201)的基部上，且垂直于所述底座(201)；

所述第一固定框架(204)和第二固定框架(205)均固定于所述底座(201)上，且所述第一固定框架(204)和第二固定框架(205)结构相同；

所述滑动框架(206)可滑动地设置于所述导轨(203)上；且所述滑动框架(206)位于所述第一固定框架(204)和第二固定框架(205)之间；

所述第一固定框架(204)、第二固定框架(205)和滑动框架(206)的上部均形成有上导轨槽；所述第一固定框架(204)、第二固定框架(205)和滑动框架(206)的下部均形成有下导轨槽；

所述第一滑动架(207)可滑动地设置于所述第一固定框架(204)的上导轨槽和下导轨槽内，所述第二滑动架(208)可滑动地设置于所述滑动框架(206)的上导轨槽和下导轨槽内；

所述第一钻箱(215)固定于所述第一滑动架(207)；所述第二钻箱(216)固定于所述第二滑动架(208)；

所述第一滑动架(207)上设置有第一推杆(219)；所述第二滑动架(208)上设置有第二推杆(220)；所述拨动油缸(202)上分别设置有第一拨块(221)和第二拨块(222)，所述第一拨块(221)通过第一推杆(219)带动所述第一滑动架(207)运动，所述第二拨块(222)通过所述第二推杆(220)带动所述第二滑动架(208)运动。

5.根据权利要求4所述的煤矿用全自动锚杆钻机，其特征在于，所述第一固定框架(204)包括第一背板(209)、第一上导向件(210)和第一下导向件(211)；所述第一上导向件(210)和第一下导向件(211)的横截面均呈“L”形，包括相互垂直连接的水平板和竖直板；所述第一上导向件(210)的水平板的一端固定于所述第一背板(209)的上端，形成一开口向下的上导轨槽；所述第一下导向件(211)的水平板的一端固定于所述第一背板(209)的下端，形成一开口向上的下导轨槽，所述上导轨槽和下导轨槽位于所述第一背板的同一侧，且相互平行。

6.根据权利要求5所述的煤矿用全自动锚杆钻机，其特征在于，所述滑动框架(206)包括第二背板(212)、第二上导向件(213)和第二下导向件(214)；沿所述第二背板(212)的竖直方向开设有导向槽，所述导向槽与所述导轨(203)配合，从而使得所述滑动框架(206)可以沿所述导轨(203)滑动，所述第二上导向件(213)和第二下导向件(214)的横截面均呈“L”形，包括相互垂直连接的水平板和竖直板；所述第二上导向件(213)的水平板的一端固定于所述第二背板(212)的上端，形成一开口向下的上导轨槽；所述第二下导向件(214)的水平板的一端固定于所述第二背板(212)的下端，形成一开口向上的下导轨槽，所述滑动框架(206)的上导轨槽和下导轨槽位于所述第二背板(212)的同一侧，且相互平行；所述导向槽和所述滑动框架(206)的上导轨槽分别位于所述第二背板(212)的两侧。

7.根据权利要求6所述的煤矿用全自动锚杆钻机，其特征在于，所述第一拨块(221)和第二拨块(222)的结构相同，均包括第一翅片和第二翅片，所述第一翅片和第二翅片平行设置，且所述第一翅片和第二翅片之间具有间隙；所述第一推杆(219)和第二推杆(220)均呈“L”型，包括相互垂直连接的水平杆和竖直杆，所述第一推杆(219)的水平杆的一端固定于所述第一滑动架(207)，所述第一推杆(219)的竖直杆的一端位于所述第一拨块(221)的第一翅片和第二翅片之间的间隙内；所述第二推杆(220)的水平杆的一端固定于所述第二滑动架(208)，所述第二推杆(220)的竖直杆的一端位于所述第二拨块(222)的第一翅片和第二翅片之间的间隙内。

8.根据权利要求7所述的煤矿用全自动锚杆钻机，其特征在于，所述自动送杆装置包括锚杆存储机构、第一机械手、第二机械手和固定座；

所述锚杆存储机构包括下部支撑盘(301)、旋转动力部(302)、中心轴(303)、下部分度盘(304)、上部分度盘(305)和上部固定挡圈(306)；

所述旋转动力部(302)固定于所述下部支承盘(301)上，且位于所述下部支撑盘(301)的中心，所述中心轴(303)固定于所述旋转动力部(302)的转动部件上；所述中心轴(303)的轴线与所述下部支承盘(301)垂直；

所述下部分度盘(304)和上部分度盘(305)均固定于所述中心轴(303)上，所述上部分度盘(305)位于所述下部分度盘(304)的上方，所述中心轴(303)带动所述下部分度盘(304)和上部分度盘(305)转动；所述下部分度盘(304)和上部分度盘(305)的轴心线与所述中心轴(303)的轴心线重合；所述下部分度盘(304)的直径大于所述上部分度盘(305)的直径；

所述下部分度盘(304)的侧壁上沿所述下部分度盘(304)的轴线方向均开设有多个半圆形槽；所述上部分度盘(305)的侧壁上沿所述上部分度盘(305)的轴线方向均开设有多个半圆形槽；所述下部分度盘(304)上的半圆形槽与所述上部分度盘(305)上的半圆形槽的数量相同，且所述下部分度盘(304)上的半圆形槽沿所述下部分度盘(304)的周向均匀分布，所述上部分度盘(305)上的半圆形槽沿所述上部分度盘(305)的周向均匀分布；

所述固定座(324)上开设有第三通孔；

所述上部固定挡圈(306)包括转动部、圆环部和中心套筒；所述中心套筒套设于所述中心轴(303)上；所述圆环部具有开口，且固定于所述中心套筒上；所述中心套筒的轴线与所述圆环部的旋转轴心线重合；所述转动部的一端可转动地设置于所述固定座(324)的第三通孔内，另一端固定于所述圆环部的开口处；所述上部固定挡圈(306)的圆环部的内孔直径小于所述上部分度盘(305)的直径，且当所述转动部在所述固定座(324)内旋转一定角度后，其可以被固定于所述固定座(324)上；

所述第一机械手位于第二机械手的上方，所述第一机械手用于抓取所述锚杆的上端，所述第二机械手用于抓取所述锚杆的下端；从而将所述锚杆从所述锚杆存储机构内取出，并输送至钻箱的上方。

9.根据权利要求8所述的煤矿用全自动锚杆钻机，其特征在于，所述自动送杆装置还包括连接板(307)、支撑块(308)和连接块(309)；所述连接板(307)的一端固定于导轨上，所述支撑块(308)的上端铰接于所述连接板(307)的另一端，所述支撑块(308)的下部开设有长条形槽，所述连接块(309)的上端固定于所述下部支撑盘(301)上，且位于所述下部支承盘(301)的下部，所述连接块(309)的下端设置有螺杆，所述螺杆垂直于所述连接块(309)，且所述螺杆穿过所述长条形槽，通过螺母将所述螺杆固定于所述支撑块(308)上。

10.根据权利要求9所述的煤矿用全自动锚杆钻机，其特征在于，所述第一机械手和第二机械手均包括框架、第一轴(313)、第二轴(314)、上转动板(315)、下转动板(316)、第一油缸(317)、第二油缸(318)和锚杆抓取爪(319)；

所述框架包括竖直板(310)、第一水平板(311)和第二水平板(312)，所述竖直板(310)固定于所述导轨上，所述竖直板(310)竖直设置，所述第一水平板(311)和第二水平板(312)分别固定于所述竖直板(310)的上下两端，且所述第一水平板(311)和第二水平板(312)均水平设置，所述第二水平板(312)位于所述第一水平板(311)的下部；

所述第一轴(313)竖直设置，其两端分别固定于所述第一水平板(311)和第二水平板(312)上，且所述第一轴(313)位于所述第一水平板(311)和第二水平板(312)之间；

所述第二轴(314)竖直设置，且所述第二轴(314)固定于所述第一水平板(311)和第二水平板(312)上，所述第二轴(314)的上端位于所述第一水平板(311)的上部，所述第二轴(314)的下端位于所述第二水平板(312)的下部；

所述上转动板(315)和下转动板(316)均水平设置，且所述上转动板(315)与所述下转动板(316)结构均为“Y”字形，包括锚杆固定部(320)、第一固定部(321)和第二固定部(322)，所述上转动板(315)和下转动板(316)的第一固定部(321)通过第一轴(313)铰接于所述第一水平板(311)和第二水平板(312)上；所述上转动板(315)和下转动板(316)的第二固定部(322)之间安装有第三轴(323)，所述第一油缸(317)的缸体通过所述第三轴(323)铰接于所述上转动板(315)和下转动板(316)上；所述锚杆固定部(320)开设有半圆形槽；

所述锚杆抓取爪(319)通过铰接轴铰接于所述上转动板(315)和下转动板(316)的锚杆固定部(320)上，且所述锚杆抓取爪(319)上也开设有半圆形槽，所述锚杆抓取爪(319)的半圆形槽与所述锚杆固定部(320)的半圆形槽相配合，实现锚杆的抓取；

所述第一油缸(317)的活塞杆铰接于所述锚杆抓取爪(319)，用于驱动所述锚杆抓取爪(319)绕所述铰接轴转动；

所述第二油缸(318)的缸体通过第二轴(314)铰接于所述第一水平板(311)和第二水平板(312)上，所述第二油缸(318)的活塞杆通过所述铰接轴铰接于所述上转动板(315)和下转动板(316)上。