CN107218070A - 地下隧道施工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地下隧道施工设备，该设备包括第一操作臂(1)和第二操作臂(2)，第一操作臂(1)上设有用于推动锚杆(5)移动的锚杆推进装置(3)，第二操作臂(2)上设有用于储存锚杆(5)的锚杆储存装置(4)，第一操作臂(1)和/或第二操作臂(2)为可伸缩操作臂，以在锚杆推进装置(3)完成锚杆推进工作后通过第一操作臂和/或第二操作臂的伸缩使锚杆推进装置与锚杆储存装置中的锚杆相互靠近。本发明中的锚杆推进装置和锚杆储存装置分别安装在不同的位置，可避免圆盘式储杆器由于将锚杆附着于推进梁上而使其体积和承载载荷增大的问题，而且操作臂可伸缩，也可以解决水平定向钻不便回到主机而造成续杆困难的问题。

Description

地下隧道施工设备

技术领域

本发明涉及地下隧道施工技术领域，尤其涉及一种地下隧道施工设备。

背景技术

在对软弱地层的隧道进行支护时，常采用直径相对较大的超前小导管或管棚进行超前支护，以加固地层，即沿开挖外轮廓线向前以一定角度布置管壁带有小孔的导管，向导管内注入起胶结作用的浆液，将破碎围岩或黏土层用浆液填充、固结，达到加固和堵水的作用，这样在地质条件较差的隧道施工中，可以为安全进洞及坍塌处理创造良好的施工条件。

目前，对于导管的施工主要有两种方法，一种是利用钻孔类设备直接推进导管至设定深度；另一种是使用钻孔类设备预先钻孔，然后在设备推进梁上换上导管，将导管打入到预先钻好的孔中。但是在支护环节中，每个作业面需要打设的导管数量较多，因此采用任何一种施工方法都需要不断地向设备上加载导管，故加杆方法与用时将直接影响单循环的作业时间。

目前，储杆换杆类装置主要有两类，一类是水平定向钻等钻孔类设备使用的储杆装置，如图1所示，该储杆装置固定在钻机上，主要包括钻杆箱101，钻杆102放置在钻杆箱101内，并带有垂直滑动油缸、水平滑动油缸103、水平导向杆104和垂直导向杆105，以便夹持器向动力头上安装与拆卸钻杆换杆装置，钻杆箱101的上方设置有横向支架，钻杆移动支架设置在支架上可以辅助自动装卸钻杆102。

但是，这种储杆装置需要整体固定在机具的某个位置，换杆时钻杆移动支架横置在钻杆箱与动力头推进器上方，而隧道用多臂锚杆台车钻孔臂长，使钻孔臂上的推进器回到地面或者机具某个位置更换钻杆并不方便，故这种类型的自动换杆装置更适用于水平定向钻等短臂类设备。

另一类是凿岩或锚杆等钻孔类设备使用的机械化接卸钻杆的储杆器，如图2所示，该储杆器为圆盘式储杆器，主要包括支撑架、上端盖201、下端盖202、转轴203和固杆卡盘204，储杆器通过支撑架固定在凿岩机的推进梁上，钻杆205储存在圆盘式储杆器的圆周上，固杆卡盘204沿圆周方向上均匀地设有定位钻杆205用的多个弧形槽，上端盖201开有向下的圆筒，上端盖201、下端盖202的筒壁上开有取杆口206，且上端盖201、下端盖202的取杆口206都朝向取杆机械手方向，转轴203的一端穿过上端盖201或下端盖202与旋转油缸相连，传动机构通过PLC集成控制，与取杆机械手配合做协调的步进动作，储杆器整体安装在推进器侧面，能一次储存多根钻杆，自动配合机械手动作，将钻杆依次送到待取杆位置，便于连续施工作业。

由于圆盘式储杆器需要附着于推进梁上，受其自重和机构动作力的限制，要求推进梁强度不但要满足凿岩钻孔力要求，还要满足储杆器的附加载荷，使推进梁的重量增加；而且圆盘式储杆器因其采用沿主轴圆周方向储杆，造成储杆器体积大，储杆数量有限。

可见，现有储杆库虽然实现了自动化装拆，但并不适用于地下隧道等狭小空间，尤其在进行隧道导管施工中，推进器在隧道外轮廓进行锚杆施工时，钻孔臂伸长，推进器远离地面，水平定向钻的储杆装置需要固定在机具的某个位置，钻孔臂较长，因此推进器不能回到主机的某个位置接续导管，不利于为多臂锚杆台车钻孔臂的推进器更换钻杆；另外，由于隧道空间狭小，带有圆盘式储杆器的推进器体积大，在隧道中施工时将受到空间与自身重量的限制，不利于施工。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种地下隧道施工设备，既能解决现有技术中的水平定向钻用储杆装置因推进器不便回到主机某个位置而造成续杆或换杆困难的问题，又能解决圆盘式储杆器因将储杆器设置在推进梁上而造成其体积和承受载荷增大的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种地下隧道施工设备，包括第一操作臂和第二操作臂，第一操作臂上设有用于推动锚杆移动的锚杆推进装置，第二操作臂上设有用于储存锚杆的锚杆储存装置，第一操作臂和/或第二操作臂为可伸缩操作臂，以在锚杆推进装置完成锚杆推进工作后通过第一操作臂和/或第二操作臂的伸缩使锚杆推进装置与锚杆储存装置中的锚杆相互靠近。

进一步地，锚杆在锚杆储存装置中的放置方向与在锚杆推进装置上的安装方向相同。

进一步地，第二操作臂上设有供操作人员操作的工作平台，锚杆储存装置安装在工作平台的侧面。

进一步地，锚杆储存装置包括用于容纳锚杆的容纳槽，容纳槽的长度可调。

进一步地，容纳槽设有自容纳槽的槽口沿高度方向向下延伸且前后贯穿的凹口，以方便在凹口处抓取储存在容纳槽内的锚杆。

进一步地，凹口向下延伸至容纳槽的底部。

进一步地，锚杆储存装置包括支撑架和侧框架，两个侧框架分别安装在支撑架的两端，侧框架的截面呈U型，以通过支撑架和两个侧框架形成容纳槽。

进一步地，锚杆储存装置还包括侧板，侧板呈L型，侧板安装在支撑架上并位于两个侧框架之间，以对锚杆进行支撑和保护。

进一步地，支撑架包括伸缩杆和至少部分空心的支撑杆，伸缩杆插设在支撑杆内，伸缩杆伸出支撑杆的长度可调。

进一步地，支撑杆和伸缩杆上均设有多个固定孔，插销插入固定孔内，以实现伸缩杆与支撑杆之间的相对固定。

进一步地，地下隧道施工设备还包括锚杆移动机构，锚杆移动机构用于将锚杆从锚杆储存装置中取出，并使锚杆移动至锚杆推进装置的安装位置上，锚杆移动机构安装在锚杆储存装置上。

进一步地，锚杆移动机构包括沿竖直方向设置的两级伸缩油缸，以增大竖直方向的运动行程。

进一步地，地下隧道施工设备还包括固定支架，锚杆移动机构通过固定支架安装在锚杆储存装置的侧面，同时通过固定支架还能够使锚杆储存装置与第二操作臂上所设置的供操作人员操作的工作平台连接，固定支架上设有引导机构，引导机构用于对锚杆移动机构的移动进行导向。

进一步地，固定支架包括滑道和空心的支柱，锚杆移动机构中的油缸的缸筒安装在支柱内，油缸的缸杆一侧连接有滑动连杆，滑动连杆插设在滑道内。

进一步地，锚杆移动机构还包括夹持机构，夹持机构与锚杆移动机构中的驱动机构连接，以在驱动机构的驱动下移动，夹持机构能够张开或闭合，以卸载或抓取锚杆。

进一步地，锚杆移动机构还包括测距传感器，测距传感器用于测量夹持机构与锚杆之间的距离。

基于上述技术方案，本发明通过设置第一操作臂和第二操作臂，使得锚杆推进装置可以安装在第一操作臂上，而锚杆储存装置可以安装在第二操作臂上，即锚杆推进装置和锚杆储存装置分别安装在不同的位置，因此可以避免现有技术中圆盘式储杆器由于将锚杆附着于推进梁上而使其体积和承载载荷均增大的问题，有利于减小锚杆推进装置的整体体积，并减轻推进梁的承载重量，提高推进梁的使用寿命；同时，第一操作臂和/或第二操作臂为可伸缩操作臂，因此在锚杆推进装置完成锚杆推进工作后可以通过第一操作臂和/或第二操作臂的伸缩使锚杆推进装置与锚杆相互靠近，以方便进行续杆或换杆动作，并且锚杆储存装置安装在第二操作臂上，相比于现有技术中的水平定向钻来说，锚杆储存装置的设置位置相对远离主机且更靠近锚杆推进装置，因此可以解决现有技术中水平定向钻用储杆装置因将储杆库固定在主机的某个位置而推进器又不便于回到主机的某个位置所造成的续杆或换杆困难的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中水平定向钻机用储杆装置的结构示意图。

图2为现有技术中凿岩机用储杆器的结构示意图。

图3为本发明地下隧道施工设备一个实施例的局部结构示意图。

图4为本发明地下隧道施工设备一个实施例中锚杆储存装置和锚杆移动机构的结构示意图。

图5为本发明地下隧道施工设备一个实施例中锚杆储存装置的结构示意图。

图6为本发明地下隧道施工设备一个实施例中锚杆移动机构的结构示意图。

图7为本发明地下隧道施工设备一个实施例中锚杆储存装置和锚杆移动机构的正视图。

图8为本发明地下隧道施工设备一个实施例中锚杆储存装置和锚杆移动机构的左视图。

图中：

101、钻杆箱；102、钻杆；103、水平滑动油缸；104、水平导向杆；105、垂直导向杆；

201、上端盖；202、下端盖；203、转轴；204、固杆卡盘；205、钻杆；206、取杆口；

1、第一操作臂；2、第二操作臂；3、锚杆推进装置；4、锚杆储存装置；41、支撑杆；42、伸缩杆；43、侧框架；44、侧板；45、插销；5、锚杆；6、工作平台；7、支柱；8、滑道；9、9’、夹持机构；10、测距传感器；11、第一水平移动油缸；12、第一竖直移动油缸；13、第二竖直移动油缸；14、滑动连杆；15、销轴；16、销轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图3所示，为本发明所提供的地下隧道施工设备一个实施例的局部结构示意图。在该实施例中，地下隧道施工设备包括第一操作臂1和第二操作臂2，第一操作臂1上设有用于推动锚杆5移动的锚杆推进装置3，第二操作臂2上设有用于储存锚杆5的锚杆储存装置4，第一操作臂1和/或第二操作臂2为可伸缩操作臂，以在锚杆推进装置3完成锚杆推进工作后通过第一操作臂1和/或第二操作臂2的伸缩使锚杆推进装置3与锚杆储存装置4中的锚杆5相互靠近。

在上述实施例中，通过设置第一操作臂1和第二操作臂2，使得锚杆推进装置3可以安装在第一操作臂1上，而锚杆储存装置4可以安装在第二操作臂2上，即锚杆推进装置3和锚杆储存装置4分别安装在不同的位置，因此可以避免现有技术中圆盘式储杆器由于将锚杆附着于推进梁上而使其体积和承载载荷均增大的问题，有利于减小锚杆推进装置的整体体积，并减轻推进梁的承载重量，提高推进梁的使用寿命；同时，第一操作臂1和/或第二操作臂2为可伸缩操作臂，因此在锚杆推进装置3完成锚杆推进工作后可以通过第一操作臂1和/或第二操作臂2的伸缩使锚杆推进装置3与锚杆5相互靠近，以方便进行续杆或换杆动作，并且锚杆储存装置4安装在第二操作臂2上，相比于现有技术中的水平定向钻来说，锚杆储存装置4的设置位置相对远离主机且更靠近锚杆推进装置3，因此可以解决现有技术中水平定向钻用储杆装置因将储杆库固定在主机的某个位置而推进器又不便于回到主机的某个位置所造成的续杆或换杆困难的问题。

具体来说，当第一操作臂1为可伸缩操作臂时，可以增强第一操作臂1的灵活性，可以通过第一操作臂1带动锚杆推进装置3更容易地回到靠近锚杆储存装置4的位置；当第二操作臂2为可伸缩操作臂时，可以增强第二操作臂2的灵活性，可以通过第二操作臂2的伸缩带动锚杆储存装置4移动至靠近锚杆推进装置3的位置；当然，当第一操作臂1和第二操作臂2均为可伸缩操作臂时，第一操作臂1和第二操作臂2的灵活性都可以增强，可以通过第一操作臂1和第二操作臂2的同时伸缩，使锚杆推进装置3和锚杆储存装置4及锚杆5相互靠近，操作效率更高。

进一步地，锚杆5在锚杆储存装置4中的放置方向与在锚杆推进装置3上的安装方向相同。

通常来说，锚杆为一端带有尖头的细长形的杆状结构，杆身带有注浆孔，锚杆放置在锚杆储存装置4后，其长度方向与安装在锚杆推进装置3上之后的长度方向相同。锚杆5在锚杆储存装置4中的放置方向与在锚杆推进装置3上的安装方向相同，这样设置的好处是，在将锚杆从锚杆储存装置4中取出后无需改变锚杆5的方向，可以直接将其安装在锚杆推进装置3中，操作方便且快捷。

对于锚杆推进装置来说，在工作时其推进锚杆前进的方向有多种选择，有可能是水平的，也有可能是竖直的，还有可能是其他任意与水平方向呈一定夹角的倾斜方向，但是在锚杆推进装置完成打锚杆操作后进行换杆和续杆操作时，优选地，锚杆推进装置回位至与锚杆5在锚杆储存装置4中的放置方向相同的方向，以方便锚杆5的安装。

优选地，锚杆5在锚杆储存装置4中的放置方向与在锚杆推进装置3上的安装方向均与水平方向平行，以适应沿水平方向延伸的狭长型的地下隧道。

另外优选地，锚杆5在锚杆储存装置4中的放置方向与在锚杆推进装置3上的安装方向还可以均与锚杆推进装置3的推进方向相同，以使得在锚杆推进装置3上安装完锚杆5之后，并在进行推进操作之前，无需再调整锚杆5及锚杆推进装置3的方向，直接向前推进即可，简化操作。

在上述各个实施例中，第一操作臂1为钻孔臂，通过第一操作臂1的伸缩或锚杆推进装置3的推进作用，可以实现打锚杆工作；第二操作臂2上设有供操作人员操作的工作平台6，操作人员可以站在工作平台6上对锚杆推进装置3等部件进行操作控制，也可以对锚杆5的装杆和换杆过程进行操作控制。

锚杆储存装置4可以安装在工作平台6的侧面。第二操作臂2可以是专门为锚杆储存装置4所设置的伸缩臂，也可以是地下隧道施工设备中用于其他用途的操作臂，比如挖掘臂、吊拱架操作臂或装药臂等，以充分利用现有结构，提高利用价值，节省增加新的操作臂所带来的体积、重量和成本的增加，还可以尽可能地减少占用空间。

作为本发明地下隧道施工设备实施例中锚杆储存装置4的进一步改进，锚杆储存装置4包括用于容纳锚杆5的容纳槽，容纳槽的长度可调。容纳槽的长度可调，可以使容纳槽储存不同长度的锚杆5，适应性更强；同时，当锚杆5的长度较短时，可使容纳槽的长度也相应地缩短，以避免与其他零件发生干涉。

进一步地，容纳槽设有自容纳槽的槽口沿高度方向向下延伸且前后贯穿的凹口，以方便在凹口处抓取储存在容纳槽内的锚杆5。凹口的设置可以允许用于抓取锚杆5的抓手更方便地抓取锚杆5，相比于容纳槽的前后面均封闭的方案来说，设置凹口后，无需为了使抓手能够伸入容纳槽内而增大容纳槽的宽度，这种结构可以有效缩小锚杆储存装置4的体积，同时也可以减轻锚杆储存装置4的重量，进而减轻第二操作臂2的负荷，降低地下隧道施工设备的整体重量。

更进一步地，凹口向下延伸至容纳槽的底部。这样可以使抓手方便地抓取位于容纳槽底部的锚杆5，适用范围更广。

如图4和图5所示，作为锚杆储存装置4的一种优选实施方式，该锚杆储存装置4包括支撑架和侧框架43，两个侧框架43分别安装在支撑架的两端，侧框架43的截面呈U型，以通过支撑架和两个侧框架43形成上述的容纳槽，使锚杆储存装置4形成弹夹式结构，这种结构存储量大，而且体积小。

如图5所示，支撑架设置在下方，两个侧框架43安装在支撑架的上方，支撑架水平设置，两个侧框架43竖直设置，具有U型截面形状的侧框架43一侧开口，两个侧框架43的开口相对，这样锚杆5的两端就可以分别插设在两个侧框架43的开口内，两个侧框架43可以对锚杆5实现限位作用，使锚杆5固定在两个侧框架43的开口所形成的容纳槽内。

在该实施例中，两个侧框架43之间即可以形成上述的凹口，抓手通过两个侧框架43之间所形成的凹口即可方便地完成抓取动作。

进一步地，锚杆储存装置4还包括侧板44，侧板44呈L型，侧板44安装在支撑架上并位于两个侧框架43之间，以对锚杆5进行支撑和保护。具体地，侧板44可以焊接在支撑架上。

侧板44可以安装在锚杆5的一侧，也可以在锚杆5的两侧均安装侧板44，以对锚杆5形成更加全面的保护，防止锚杆5掉落，同时也可以增强锚杆储存装置4的结构强度，提高稳定性。

在该实施例中，侧板44与侧框架43之间或者相邻两个侧板44之间可以形成上述的凹口，通过该凹口可以使抓手抓取锚杆5。

优选地，支撑架为可伸缩结构，以改变容纳槽的长度。这样可以提高锚杆储存装置4的适用性，使不同长度的锚杆5均可以稳固地储存在锚杆储存装置4中。同时，不需要盛装锚杆5时，支撑架可以收缩，以避免与工作平台6上的其他零件发生干涉。

具体来说，支撑架包括伸缩杆42和至少部分空心的支撑杆41，伸缩杆42插设在支撑杆41内，伸缩杆42伸出支撑杆41的长度可调。

侧框架43可以安装在伸缩杆42上，这样随着伸缩杆42的伸缩，容纳槽的长度即可得到调整，以适应不同锚杆5的长度。

进一步优选地，支撑杆41和伸缩杆42上均设有多个固定孔，插销45插入固定孔内，以实现伸缩杆42与支撑杆41之间的相对固定，同时使伸缩长度固定。

伸缩杆42伸出一定长度后，伸缩杆42上的固定孔与支撑杆41上的固定孔对齐，插销45插入对齐的两个固定孔之后，即可以使伸缩杆42相对于支撑杆41固定，提高连接的稳定性。这种调节方式结构简单，操作方便，可靠性高。

当然，锚杆储存装置4的具体结构并不限于以上几种，根据实际情况也可以采用其他可行结构，这里不再赘述。

在上述各个实施例中，地下隧道施工设备还可以包括锚杆移动机构，锚杆移动机构用于将锚杆5从锚杆储存装置4中取出，并使锚杆5移动至锚杆推进装置3的安装位置上，锚杆移动机构安装在锚杆储存装置4上。

锚杆移动机构的具体结构可以灵活选择，只要能够实现上述作用即可。

优选地，锚杆移动机构包括沿竖直方向设置的两级伸缩油缸，以增大竖直方向的运动行程。在锚杆5沿竖直方向排列时，锚杆移动机构在竖直方向上的运动行程增大后，可以加大锚杆储存装置4的高度，增加锚杆储存装置4的存储量。

当然，在其他实施例中，也可以在水平方向上设置两级伸缩油缸，这样在水平方向上的运动行程也可以增大，以增大锚杆储存装置4的宽度，增加锚杆储存装置4的存储量。

具体地，如图6所示，锚杆移动机构可以包括第一水平移动油缸11和第二水平移动油缸，第二水平移动油缸的体积和运动行程比第一水平移动油缸11的体积和运动行程小。

第一水平移动油缸11和第二水平移动油缸均可以用于使锚杆5沿水平方向移动。在体积较大、运动行程也较大的第一水平移动油缸11的基础上，再设置体积较小并且运动行程也较小的第二水平移动油缸，一是可以增大锚杆5在水平方向的运动行程，二是在通过第一水平移动油缸11移动较大的距离，实现对锚杆5的水平运动进行粗调的基础上，还可以通过第二水平移动油缸移动较小的距离，实现对锚杆5的水平运动的微调，移动距离更加精细化，提高水平方向移动距离的准确性。

类似地，锚杆移动机构还可以包括第一竖直移动油缸12和第二竖直移动油缸13，第二竖直移动油缸13的体积和运动行程比第一竖直移动油缸12的体积和运动行程小。

第一竖直移动油缸12和第二竖直移动油缸13均可以用于使锚杆5沿竖直方向移动。在体积较大、运动行程也较大的第一竖直移动油缸12的基础上，再设置体积较小并且运动行程也较小的第二竖直移动油缸13，一是可以增大锚杆5在竖直方向的运动行程，二是在通过第一竖直移动油缸12移动较大的距离，实现对锚杆5的竖直运动进行粗调的基础上，还可以通过第二竖直移动油缸13移动较小的距离，实现对锚杆5的竖直运动的微调，移动距离更加精细化，提高竖直方向移动距离的准确性。

优选地，第一水平移动油缸11和第二水平移动油缸以及第一竖直移动油缸12和第二竖直移动油缸13均设置两组或两组以上，以在其中一组发生故障时保证设备仍然能够正常运行，提高设备使用寿命；同时，设置两组油缸，有利于在抓取锚杆5时保持受力平衡，防止锚杆5掉落；进一步优选地，各组油缸均同步动作，提高运动一致性，防止锚杆5在移动过程中发生偏斜。

如图5所示，地下隧道施工设备还包括固定支架，锚杆移动机构通过固定支架安装在锚杆储存装置4的侧面，固定支架上设有引导机构，引导机构用于对锚杆移动机构的移动进行导向。

具体地，固定支架包括滑道8和空心的支柱7，锚杆移动机构中的油缸的缸筒安装在支柱7内，油缸的缸杆一侧连接有滑动连杆14，滑动连杆14插设在滑道8内。其中，该油缸可以为上述的第一竖直移动油缸12，以对竖直方向的移动进行导向。在其他实施例中，也可以设置对水平运动进行导向的引导机构。

滑道8和滑动连杆14即为上述的引导机构，缸杆移动时，能够带动滑动连杆14在滑道8内运动，滑动连杆14只能在滑道8的轨道范围内滑动，因此可以起到导向作用。

在本发明地下隧道施工设备的优选实施例中，上述的固定支架除了用于连接锚杆储存装置4和锚杆移动机构之外，还可以通过该固定支架将锚杆储存装置4安装在工作平台6上，以实现多重作用，简化结构。

当然，除了上述结构之外，固定支架和引导机构也可以采用其他可行的结构，这里不再赘述。

如图8所示，锚杆移动机构还包括夹持机构9，夹持机构9与锚杆移动机构中的驱动机构连接，以在驱动机构的驱动下移动，夹持机构9能够张开或闭合，以卸载或抓取锚杆5。

具体地，驱动机构可以采用油缸、气缸或者电机等，相应地，夹持机构9可以安装在锚杆移动机构的油缸、气缸或电机的驱动杆上，以在油缸的驱动作用下带动锚杆5移动。

夹持机构9可以包括夹持手，夹持手闭合时，可以抓住锚杆5，随着夹持机构9的运动带动锚杆5移动；夹持手张开时，锚杆5离开夹持机构9。

如图7所示，锚杆移动机构还包括测距传感器10，测距传感器10用于测量夹持机构9与锚杆5之间的距离。

在工作平台上可以设置控制器，控制器可以根据测距传感器10的测量数据控制锚杆移动机构进行相应地移动。

本发明所提供的地下隧道施工设备可以为多臂锚杆台车、凿岩台车等操作设备，以辅助实现换锚杆的操作。

下面结合附图3～8对本发明地下隧道施工设备的一个实施例的具体结构和工作过程进行说明：

如图3所示，该地下隧道施工设备的锚杆储存装置4采用铰接形式整体地固定在第二操作臂2的工作平台6的侧面，第一操作臂1(钻孔臂)在进行锚杆施工过程中，姿态如图3所示，第二操作臂2带着锚杆储存装置跟随第一操作臂1完成接续锚杆5的工作。

如图4和图5所示，该锚杆储存装置4包括支撑杆41、两个伸缩杆42、两个侧框架43、若干个侧板44和插销45，两个侧框架43之间形成容纳槽内，该容纳槽用于盛装锚杆5。支撑架沿锚杆5的轴向为可伸缩结构，两个伸缩杆42分别插入支撑杆41的两端，调整到位后使用插销45定位，满足储纳不同长度锚杆5的需求。

需要说明的是，在图4中，右下角的铰接结构用于连接工作平台6与第二操作臂2，该铰接结构并不是该图所要表达的重点内容，因此用虚线表示。

如图6所示，锚杆移动机构主要包括两组油缸，每组油缸包括第一水平移动油缸11、第一竖直移动油缸12和第二竖直移动油缸13，锚杆移动机构通过两组支柱7和滑道8安装在锚杆储存装置4的侧面，支柱7为空心管状结构，侧框架43为一侧开口的矩形管，支柱7的底端可以通过螺栓与工作平台6连接，两个支柱7的中部与支撑杆41焊接成一个H型架，两个支柱7的内侧分别焊接有滑道8。

锚杆移动机构中油缸所连接的两个滑动连杆14的一端分别插入两个滑道8中，两个第一竖直移动油缸12的一端通过销轴16固定在支柱7中，两个第一竖直移动油缸12的另一端通过销轴15连接滑动连杆14，实现滑动连杆14带动后部结构在竖直方向的移动，且两个滑动连杆14动作同步，两个滑动连杆14的另一端分别通过销轴安装第二竖直移动油缸13，第二竖直移动油缸13增加了夹持机构9在竖直方向的运动行程，且两个第二竖直移动油缸13也执行同步动作；锚杆移动机构还包括第一水平移动油缸11，配合夹持机构9沿水平方向移动；这种竖直方向两级伸缩油缸和水平方向一级伸缩油缸的锚杆移动机构，保证了夹持机构9能够将锚杆储存装置4的最底部的锚杆5顺利提离容纳槽。

如图7所示，测距传感器10采用光电式结构，提供感应信号，以控制夹持手的张合和锚杆移动机构中各个油缸的运动，完成装杆与卸杆动作。

如图8所示，锚杆移动机构包括两个夹持机构9，每组锚杆移动机构对应一个夹持机构9，夹持机构9中的夹持手采用菱形结构，方便抓取，夹持手的开合动作可通过油缸进行控制。通过第一水平移动油缸11的驱动，夹持机构9可沿水平方向运动，如图8所示，夹持机构9’即为第一水平移动油缸11伸出时所处的位置。

每个夹持机构9上安装一个光电式的测距传感器10，夹持机构9通过销轴安装在第一水平移动油缸11的一端；锚杆5横置在容纳槽中，竖向排列起来，呈弹夹式，通过人工控制各操作臂动作，使工作平台6整体跟随第一操作臂1辅助接续锚杆5。

锚杆5的安装过程：

假设初始位置为第一竖直移动油缸12处于最长位置，第二竖直移动油缸13、第一水平移动油缸11处于最短位置。

从锚杆储存装置4向锚杆推进装置3的推进梁上安装锚杆5时，首先，锚杆移动机构的第一竖直移动油缸12缩短，带动夹持机构9向锚杆储存装置4的底部运动，在运动过程中通过测距传感器10检测锚杆5到夹持机构9的竖直距离，当距离到达设定值时，第一竖直移动油缸12停止运动，第二竖直移动油缸13伸长，使夹持机构9继续向锚杆储存装置4的底部运动，夹持机构9中的夹持手伴随第二竖直移动油缸13的伸长而张开，当夹持机构9与锚杆5的距离达到最小值时，夹持机构9中的夹持手闭合并夹紧锚杆5；

接着，第二竖直移动油缸13缩短，带动夹持机构9沿竖直方向上升，使锚杆5离开锚杆储存装置4，当第二竖直移动油缸13缩到极限位置时，第一竖直移动油缸12开始伸长，带动夹持机构9沿竖直方向继续上升，当第一竖直移动油缸12伸长到极限位置时，第一水平移动油缸11伸长，带动夹持机构9抓紧的锚杆5到达需要的位置，在推进梁上安装锚杆5后，夹持机构9的夹持手松开，第一水平移动油缸11缩回到最短位置，至此完成一个安装锚杆5的工作。

锚杆5的拆卸过程：

第一水平移动油缸11伸长，到达位置后夹持机构9的夹持手抓紧锚杆5，推进梁拆下锚杆5，第一水平移动油缸11缩回，第一水平移动油缸11到达极限位置时，第一竖直移动油缸12缩回，到达一定位置后，第二竖直移动油缸13伸长，直到锚杆5与锚杆储存装置4中的其他锚杆5接触，夹持机构9的夹持手松开锚杆5，第一竖直移动油缸12和第二竖直移动油缸13上升到初始位置，至此完成一次拆卸锚杆5过程。

通过对本发明地下隧道施工设备的多个实施例的说明，可以看到本发明地下隧道施工设备实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、通过将锚杆储存装置设置在第二操作臂上，可以减小锚杆推进装置的体积，减轻锚杆推进装置的负荷；

2、第一操作臂或第二操作臂为可伸缩臂，使锚杆储存装置可以跟随第一操作臂在隧道轮廓内进行续接锚杆的工作，而不需要每续一根锚杆都要操作锚杆推进装置回到地面人工安装锚杆；

3、锚杆储存装置的结构简单、体积小，每根锚杆在锚杆储存装置中横放，多根锚杆竖向排列，呈弹夹式，能够同时储存多根锚杆；

4、锚杆移动机构包括两级伸缩油缸，有效增加了夹持机构在锚杆储存装置中竖直方向的运动行程，提高锚杆储存装置的储杆容量；

5、锚杆储存装置中的支撑架为可伸缩结构，可以使锚杆储存装置满足储存不同长度锚杆的要求。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (16)

1.一种地下隧道施工设备，其特征在于，包括第一操作臂(1)和第二操作臂(2)，所述第一操作臂(1)上设有用于推动锚杆(5)移动的锚杆推进装置(3)，所述第二操作臂(2)上设有用于储存所述锚杆(5)的锚杆储存装置(4)，所述第一操作臂(1)和/或所述第二操作臂(2)为可伸缩操作臂，以在所述锚杆推进装置(3)完成锚杆推进工作后通过所述第一操作臂(1)和/或所述第二操作臂(2)的伸缩使所述锚杆推进装置(3)与所述锚杆储存装置(4)中的所述锚杆(5)相互靠近。

2.根据权利要求1所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述锚杆(5)在所述锚杆储存装置(4)中的放置方向与在所述锚杆推进装置(3)上的安装方向相同。

3.根据权利要求1所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述第二操作臂(2)上设有供操作人员操作的工作平台(6)，所述锚杆储存装置(4)安装在所述工作平台(6)的侧面。

4.根据权利要求1所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述锚杆储存装置(4)包括用于容纳所述锚杆(5)的容纳槽，所述容纳槽的长度可调。

5.根据权利要求4所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述容纳槽设有自所述容纳槽的槽口沿高度方向向下延伸且前后贯穿的凹口，以方便在所述凹口处抓取储存在所述容纳槽内的所述锚杆(5)。

6.根据权利要求5所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述凹口向下延伸至所述容纳槽的底部。

7.根据权利要求4所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述锚杆储存装置(4)包括支撑架和侧框架(43)，两个所述侧框架(43)分别安装在所述支撑架的两端，所述侧框架(43)的截面呈U型，以通过所述支撑架和两个所述侧框架(43)形成所述容纳槽。

8.根据权利要求7所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述锚杆储存装置(4)还包括侧板(44)，所述侧板(44)呈L型，所述侧板(44)安装在所述支撑架上并位于两个所述侧框架(43)之间，以对所述锚杆(5)进行支撑和保护。

9.根据权利要求7所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述支撑架包括伸缩杆(42)和至少部分空心的支撑杆(41)，所述伸缩杆(42)插设在所述支撑杆(41)内，所述伸缩杆(42)伸出所述支撑杆(41)的长度可调。

10.根据权利要求9所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述支撑杆(41)和所述伸缩杆(42)上均设有多个固定孔，插销(45)插入所述固定孔内，以实现所述伸缩杆(42)与所述支撑杆(41)之间的相对固定。

11.根据权利要求1所述的地下隧道施工设备，其特征在于，还包括锚杆移动机构，所述锚杆移动机构用于将所述锚杆(5)从所述锚杆储存装置(4)中取出，并使所述锚杆(5)移动至所述锚杆推进装置(3)的安装位置上，所述锚杆移动机构安装在所述锚杆储存装置(4)上。

12.根据权利要求11所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述锚杆移动机构包括沿竖直方向设置的两级伸缩油缸，以增大竖直方向的运动行程。

13.根据权利要求11所述的地下隧道施工设备，其特征在于，还包括固定支架，所述锚杆移动机构通过所述固定支架安装在所述锚杆储存装置(4)的侧面，同时通过所述固定支架还能够使所述锚杆储存装置(4)与所述第二操作臂(2)上所设置的供操作人员操作的工作平台(6)连接，所述固定支架上设有引导机构，所述引导机构用于对所述锚杆移动机构的移动进行导向。

14.根据权利要求13所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述固定支架包括滑道(8)和空心的支柱(7)，所述锚杆移动机构中的油缸的缸筒安装在所述支柱(7)内，所述油缸的缸杆一侧连接有滑动连杆(14)，所述滑动连杆(14)插设在所述滑道(8)内。

15.根据权利要求11所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述锚杆移动机构还包括夹持机构(9)，所述夹持机构(9)与所述锚杆移动机构中的驱动机构连接，以在所述驱动机构的驱动下移动，所述夹持机构(9)能够张开或闭合，以卸载或抓取所述锚杆(5)。

16.根据权利要求15所述的地下隧道施工设备，其特征在于，所述锚杆移动机构还包括测距传感器(10)，所述测距传感器(10)用于测量所述夹持机构(9)与所述锚杆(5)之间的距离。