CN108756969B - 一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置及方法，该装置包括控制模块、锚杆库、锚杆输送机构和钻锚机构，所述钻锚机构包括液压伸缩机构、钻孔机构和锚杆架，以及上锚杆机构和装锚杆机构，所述钻孔机构包括钻杆进给机构、钻机、钻杆调节机构、钻杆和液压夹持机构；该方法包括以下步骤：一、煤矿钻锚机器人自主钻锚装置的检查及初始化；二、上锚杆作业；三、钻孔；四、安装锚杆。本发明设计合理，实现机器人钻孔、上锚杆和安装锚杆，有效提高煤矿井下支护效率，降低井下工作人员劳动强度，最大限度的解放生产力，且实现煤矿综掘工作面支护的自动化，实用性强。

Description

一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置及方法

技术领域

本发明属于煤矿钻锚技术领域，具体涉及一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置及方法。

背景技术

为了提高煤矿井下掘进速度，世界各国都在积极发展煤矿井下掘进设备，在煤矿掘进过程中首先要解决的就是锚杆支护问题。现有的锚杆支护方式大部分都采用气动支腿式锚杆钻机、机载液压锚杆钻机，与掘进机相互交替工作，不能并行作业。根据相关资料统计，这种工作方式锚杆支护所用的时间占总掘进时间的三分之二，因此，提高锚杆支护工作效率，是提高巷道掘进效率的关键。

目前综掘工作面使用的钻锚机大多是单腿气动式、单腿液压式、机载液压锚杆钻机以及掘锚一体机等等。这些种类的钻锚机首先在钻孔时需要工人操作钻机、换钻、装锚杆等，存在安全风险高、劳动强度大、钻锚效率低、工作环境差等问题。

为了有效提高煤矿井下支护效率，降低井下工作人员劳动强度，最大限度的解放生产力，实现煤矿综掘工作面支护的自动化，亟需一种自动钻锚装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，其设计合理，实现机器人钻孔、上锚杆和安装锚杆，有效提高煤矿井下支护效率，降低井下工作人员劳动强度，最大限度的解放生产力，且实现煤矿综掘工作面支护的自动化，实用性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，其特征在于：包括控制模块、锚杆库、对所述锚杆库滑落出的锚杆进行输送的锚杆输送机构和对待支护位置进行钻孔并安装锚杆的钻锚机构，所述钻锚机构包括液压伸缩机构、安装在所述液压伸缩机构上的钻孔机构和安装在所述钻孔机构上的锚杆架，以及将所述锚杆输送机构上的锚杆夹装在锚杆架上的上锚杆机构和将所述锚杆架上的锚杆进行钻装的装锚杆机构，所述液压伸缩机构包括底座、安装在底座上的液压臂和驱动液压臂转动的液压臂驱动机构，所述钻孔机构转动安装在液压臂上，所述锚杆架上设置有驱动锚杆架转动的锚杆架驱动机构；

所述锚杆库内设置有推动锚杆滑落出的倾斜面推动机构，所述锚杆库的底面设置有出料口，所述锚杆输送机构包括底架以及设置在底架上的滑块输送机构和链条传送机构，所述滑块输送机构包括对从出料口滑落出的锚杆进行定位的定位滑块和驱动定位滑块靠近所述链条传送机构滑移的滑块驱动机构，所述底架远离定位滑块上的一端设置有锚杆槽，所述钻孔机构包括安装在液压臂上的钻杆进给机构、安装在所述钻杆进给机构上的钻机与钻杆调节机构，以及安装在所述钻杆调节机构上的钻杆和安装在所述钻杆进给机构上的液压夹持机构，所述控制模块包括控制器以及与控制器相接的液晶触摸屏，所述控制器的输入端接有光电传感器、角度传感器组件和位移传感器组件，所述倾斜面推动机构、所述滑块驱动机构、所述链条传送机构、所述锚杆架驱动机构、所述上锚杆机构、所述液压臂驱动机构、所述钻杆调节机构、液压臂、所述液压夹持机构和钻机均由控制器进行控制。

上述的一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，其特征在于：所述锚杆库包括锚杆箱、设置锚杆箱底部的支撑腿和设置在锚杆箱顶部且能沿锚杆箱高度方向上下滑动的锚杆压盖，所述出料口位于锚杆箱的底面靠近所述定位滑块处，且所述出料口沿所述锚杆箱的底面长度方向布设，所述锚杆箱内设置有由出料口向远离出料口方向逐渐向上倾斜的倾斜面，所述倾斜面推动机构设置在倾斜面远离出料口的底部。

上述的一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，其特征在于：所述链条传送机构包括两个设置在底架内且呈水平平行布设的齿轮轴、多个沿齿轮轴长度方向均匀布设的链条齿轮机构和驱动所述齿轮轴转动的齿轮轴驱动机构，所述齿轮轴驱动机构由控制器进行控制，所述底架远离定位滑块的一端设置有凹陷部，所述锚杆槽由所述凹陷部与挡板构成；

所述底架的数量为两个，两个所述底架分别位于齿轮轴的两端，所述定位滑块的数量为两个，两个所述定位滑块分别位于两个底架上表面，所述定位滑块内设置有对从出料口滑落出的锚杆的端部进行收容的U形通槽，所述底架上表面设置有供定位滑块靠近所述链条齿轮机构滑移的滑轨，且所述滑轨的内侧面与定位滑块的外侧面相配合安装。

上述的一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，其特征在于：所述锚杆架包括中心轴和两个套设在中心轴上的锚杆夹盘，所述锚杆夹盘的圆周上均布有多个锚杆夹口，所述锚杆架驱动机构与中心轴传动连接；

所述上锚杆机构包括上锚杆转轴、两个分别设置在上锚杆转轴两端的上锚杆机械手和驱动上锚杆转轴转动的上锚杆驱动机构，所述上锚杆驱动机构由控制器进行控制。

上述的一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，其特征在于：所述钻杆调节机构包括钻杆调节轴、两个分别设置在钻杆调节轴两端且夹持钻杆的钻杆机械手和驱动钻杆调节轴转动的钻杆调节驱动机构；

所述钻杆进给机构包括安装在液压臂上的无盖钻杆箱、沿无盖钻杆箱长度方向布设的活塞杆和安装在活塞杆上的进给液压缸，所述无盖钻杆箱上滑动设置有钻机托盘，所述钻机托盘的底部与所述进给液压缸固定连接，所述钻机位于钻机托盘上，所述液压夹持机构位于无盖钻杆箱远离所述液压臂的一端，所述钻杆调节驱动机构和进给液压缸均由控制器进行控制。

上述的一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，其特征在于：所述装锚杆机构的数量为两个，两个所述装锚杆机构均安装在所述钻杆进给机构靠近所述上锚杆机构一侧，两个所述装锚杆机构的结构相同，且两个所述装锚杆机构包括装锚杆转轴、套装在装锚杆转轴上的装锚机械手和驱动装锚杆转轴转动的装锚杆驱动机构，所述装锚杆驱动机构由控制器进行控制；

所述底座上设置两个竖直板和安装在所述竖直板上且供液压臂套装的液压臂转轴，所述液压臂靠近钻孔机构的一端设置有连接件和设置在连接件上且驱动所述钻孔机构转动的钻杆转动驱动机构，所述钻杆转动驱动机构由控制器进行控制。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且操作方便、使用效果好的煤矿钻锚机器人自主钻锚方法，其特征在于，对煤矿多个待支护位置进行钻锚支护，多个所述待支护位置的钻锚方法均相同；对任一个待支护位置进行钻锚时，包括以下步骤：

步骤一、煤矿钻锚机器人自主钻锚装置的检查及初始化：通过控制器判断与光电传感器、角度传感器组件和位移传感器组件的通信信号是否正常，通过控制器判断与所述锚杆架驱动机构、所述上锚杆机构、所述钻杆调节机构、所述液压臂、所述滑块驱动机构和所述液压夹持机构的控制信号是否正常，各信号均正常时，煤矿钻锚机器人自主钻锚装置的检查及初始化完毕；

步骤二、上锚杆作业：

步骤201、控制器控制所述倾斜面推动机构伸长，所述倾斜面推动机构伸长推动所述锚杆库内的锚杆从出料口滑落至所述定位滑块内；同时，光电传感器对定位滑块内的锚杆进行检测，并将检测到有无锚杆信号发送至控制器；

步骤202、当光电传感器检测到有锚杆信号时，执行步骤203；当光电传感器检测到无锚杆信号时，重复步骤201，控制器控制所述倾斜面推动机构继续伸长；

步骤203、控制器控制所述滑块驱动机构伸长推动定位滑块带动定位滑块内的锚杆移动至所述链条传送机构上；

步骤204、控制器控制所述链条传送机构转动带动所述链条传送机构上的锚杆输送，直至落入锚杆槽；

步骤205、控制器控制所述上锚杆机构抓取锚杆槽中的锚杆，同时，控制器控制所述锚杆架驱动机构带动锚杆架旋转，以使所述上锚杆机构抓取的锚杆夹装在锚杆架上，完成锚杆的一次上料；

步骤206、多次重复步骤201至步骤205，直至锚杆架上装满锚杆，完成上锚杆作业；

步骤三、钻孔：

步骤301、控制器控制所述液压臂驱动机构转动带动液压臂转动，且控制器控制液压臂伸长，以使所述钻锚机构移动至待支护位置；

步骤302、控制器控制所述钻杆调节机构调节钻杆，直至钻杆的一端与钻机接触，钻杆与钻机的中心轴线位于同一直线上；之后，控制器控制所述钻杆调节机构松开远离钻杆，控制器控制所述液压夹持机构收缩对钻杆夹持；

步骤303、控制器控制所述钻杆进给机构带动钻机和钻杆在待支护位置进给钻孔，形成锚杆安装孔；

步骤304、控制器控制所述钻杆进给机构反向动作带动钻机和钻杆移动，同时，控制器控制所述液压夹持机构张开，使钻机至初始位置，且控制器控制所述钻杆调节机构调节钻杆至初始位置；

步骤四、安装锚杆

步骤401、控制器控制所述装锚杆机构转动对所述锚杆架上的锚杆进行夹取，并将所述装锚杆机构上夹取的锚杆安装在所述钻杆进给机构上，并将放置在所述钻杆进给机构上的锚杆称为待安装锚杆，使所述待安装锚杆与钻机的中心轴线位于同一直线上；之后，控制器控制所述装锚杆机构松开远离所述待安装锚杆，控制器控制所述液压夹持机构收缩对所述待安装锚杆夹持；

步骤402、控制器控制所述钻杆进给机构动作带动钻机和所述待安装锚杆进给，直至所述待安装锚杆安装在步骤302中所述锚杆安装孔中，完成锚杆的安装；

步骤403、判断锚杆架上的锚杆是否全部安装完毕，如果锚杆架上的锚杆未全部安装完毕，执行步骤404；否则，重复步骤二至步骤四；

步骤404、重复步骤三至步骤四，对下一个待支护位置进行锚杆安装。

上述的方法，其特征在于：所述角度传感器组件包括第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器和第四角度传感器，所述第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器和第四角度传感器的输出端均与控制器的输入端相接；

所述位移传感器组件包括第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器和第五位移传感器，所述第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器和第五位移传感器的输出端均与控制器的输入端相接。

上述的方法，其特征在于：步骤201中在所述倾斜面推动机构伸长的过程中，所述第一位移传感器对所述倾斜面推动机构的伸长位移进行检测，以使所述倾斜面推动机构的伸长位移满足预先设定的倾斜面推动机构伸长设定值；步骤202中在所述倾斜面推动机构继续伸长的过程中，第一位移传感器对所述倾斜面推动机构的伸长位移进行检测，以使所述倾斜面推动机构的伸长位移满足预先设定的下一个倾斜面推动机构伸长设定值，所述下一个倾斜面推动机构伸长设定值大于所述倾斜面推动机构伸长设定值；

步骤203中所述滑块驱动机构伸长的过程中，第二位移传感器对所述定位滑块的滑移位移进行检测，以使所述定位滑块的滑移位移满足预先设定的滑移位移设定值，完成定位滑块内的锚杆的输送；

步骤303中所述钻杆进给机构进给的过程中，第三位移传感器对所述钻杆进给机构的进给位移进行检测，以使所述钻杆进给机构的进给位移满足预先设定的进给位移设定值，则完成钻孔；

步骤302和步骤401中所述液压夹持机构收缩的过程中，第四位移传感器对所述液压夹持机构的收缩位移进行检测，以使所述液压夹持机构的收缩位移满足预先设定的收缩位移设定值，则所述液压夹持机构对钻杆和所述待安装锚杆夹持；

步骤301中所述液压臂伸长的过程中，第五位移传感器对所述液压臂的伸长位移进行检测，以使所述液压臂的伸长位移满足预先设定的液压臂伸长设定值，以使所述钻锚机构移动至待支护位置。

上述的方法，其特征在于：步骤205中第一角度传感器对所述上锚杆机构的转动角度进行检测，以使所述上锚杆机构的转动角度满足预先设定的上锚杆角度设定值，则所述上锚杆机构抓取锚杆槽中的锚杆；

步骤301中第二角度传感器对液压臂的转动角度进行检测，以使所述液压臂的转动角度满足预先设定的液压臂角度设定值，则完成液压臂的转动调节；

步骤302中第三角度传感器对所述钻杆调节机构的转动角度进行检测，以使所述钻杆调节机构的转动角度满足预先设定的钻杆角度设定值，则完成钻杆的调节，使钻杆与钻机的中心轴线位于同一直线上；

步骤401中第四角度传感器对所述装锚杆机构的转动角度进行检测，当所述装锚杆机构的转动角度满足预先设定的夹锚角度设定值，则所述装锚杆机构对所述锚杆架上的锚杆进行夹取，当所述装锚杆机构的转动角度满足预先设定的装锚角度设定值，则所述装锚杆机构将所述装锚杆机构上的锚杆安装在所述钻杆进给机构上。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的煤矿钻锚机器人自主钻锚装置结构简单、设计合理且安装布设简便，投入成本较低。

2、所采用的煤矿钻锚机器人自主钻锚装置中锚杆库中的锚杆通过出料口滑落出之后，并由锚杆输送机构输送至锚杆槽中，上锚杆机构对锚杆槽中的锚杆夹装在锚杆架上，完成上锚杆动作，操作简便，且不需要工作人员参与，劳动强度小。

3、所采用的煤矿钻锚机器人自主钻锚装置中通过钻孔机构中钻杆调节机构调节钻杆至钻孔要求位置后，钻杆进给机构带动钻机和钻杆进给，实现待支护位置的钻孔，操作简便。

4、所采用的煤矿钻锚机器人自主钻锚装置装锚杆将待安装锚杆安装在钻杆进给机构上，通过钻杆进给机构带动锚杆进给，完成锚杆的安装，节省人力，提高煤矿井下支护效率。

5、所采用的自主钻锚方法步骤简单、实现方便且操作简便，煤矿钻锚机器人自主钻锚装置的检查及初始化之后，控制器控制倾斜面推动机构、滑块驱动机构、链条传送机构和上锚杆机构动作，直至锚杆架上装满锚杆，完成上锚杆作业；然后，控制器控制钻孔机构进行钻孔，形成锚杆安装孔；最后，所述装锚杆机构转动对锚杆架上的锚杆进行夹取，并安装在钻杆进给机构上，钻杆进给机构带动锚杆进给，完成锚杆的安装，锚杆安装快捷，且不需要工作人员内参数，提高锚杆支护效率高。

综上所述，本发明设计合理且成本低，使用操作简便，实现机器人钻孔、上锚杆和安装锚杆，有效提高煤矿井下支护效率，降低井下工作人员劳动强度，最大限度的解放生产力，且实现煤矿综掘工作面支护的自动化，实用性强。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明煤矿钻锚机器人自主钻锚装置的结构示意图。

图2为图1除去锚杆箱左侧板后的左视图。

图3为本发明煤矿钻锚机器人自主钻锚装置锚杆库和锚杆输送机构的结构示意图。

图4为本发明煤矿钻锚机器人自主钻锚装置锚杆架的结构示意图。

图5为本发明煤矿钻锚机器人自主钻锚装置钻孔机构、上锚杆机构、装锚杆机构和液压夹持机构的结构示意图。

图6为本发明煤矿钻锚机器人自主钻锚装置定位滑块的结构示意图。

图7为本发明煤矿钻锚机器人自主钻锚装置液压夹持机构的结构示意图。

图8为本发明煤矿钻锚机器人自主钻锚装置的电路原理框图。

图9为本发明自主钻锚方法的流程框图。

附图标记说明:

1—锚杆压盖；         2—锚杆箱；           3—倾斜面；

4—倾斜面液压缸；     5—液压臂转轴；       6—定位滑块；

6-1—滑移凸部；       6-2—第二阻挡部；     6-3—第一阻挡部；

6-4—U形通槽；        6-5—滑块连接部；     7—底架；

9—输送链；           10—锚杆槽；          11—挡板；

12—轴承；            13—光电传感器；      14—出料口；

16—滑轨；            17—齿轮轴；          18—齿轮；

20—锚杆夹盘；        21—上锚杆转轴；      22—中心轴；

23—锚杆架；          25—钻机；            24—锚杆架驱动机构；

26—钻机托盘；        27—活塞杆；          29—钻杆机械手；

30—钻杆；            31—液压夹持机构；    31-1—第一夹持件；

31-2—第二夹持件；    31-3—夹持收容部；    32—夹持液压缸；

33—上锚杆机械手；    35—液压臂；          36—凹槽；

37—底座；            38—无盖钻杆箱；      40—支撑腿；

41—钻孔机构；        43—钻杆调节轴；      44—装锚机械手；

45—装锚杆转轴；      46—连接件；          47—支撑杆；

48—限位套；          50—控制器；          51—液晶触摸屏；

55—第一角度传感器；  56—第二角度传感器；  57—第三角度传感器；

58—第四角度传感器；  60—第一位移传感器；  61—第二位移传感器；

62—第三位移传感器；  63—第四位移传感器；  64—第五位移传感器；

68—第一变频器；      69—第一防爆电机；    70—第二变频器；

71—第二防爆电机；    72—第三变频器；      73—第三防爆电机；

74—第四变频器；      75—第四防爆电机；    76—第五变频器；

77—第五防爆电机；    78—第六变频器；      79—第六防爆电机；

80—第七变频器；      81—第七防爆电机；    82—倾斜面电磁阀；

84—滑块电磁阀；      85—滑块液压缸；      86—进给电磁阀；

87—进给液压缸；      88—夹持电磁阀；      90—伸缩电磁阀；

91—伸缩液压缸；      92—钻机电磁阀；      93—钻机液压缸。

具体实施方式

如图1、图3和图8所示的一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，包括控制模块、锚杆库、对所述锚杆库滑落出的锚杆进行输送的锚杆输送机构和对待支护位置进行钻孔并安装锚杆的钻锚机构，所述钻锚机构包括液压伸缩机构、安装在所述液压伸缩机构上的钻孔机构41和安装在所述钻孔机构41上的锚杆架23，以及将所述锚杆输送机构上的锚杆夹装在锚杆架23上的上锚杆机构和将所述锚杆架23上的锚杆进行钻装的装锚杆机构，所述液压伸缩机构包括底座37、安装在底座37上的液压臂35和驱动液压臂35转动的液压臂驱动机构，所述钻孔机构41转动安装在液压臂35上，所述锚杆架23上设置有驱动锚杆架23转动的锚杆架驱动机构24；

所述锚杆库内设置有推动锚杆滑落出的倾斜面推动机构，所述锚杆库的底面设置有出料口14，所述锚杆输送机构包括底架7以及设置在底架7上的滑块输送机构和链条传送机构，所述滑块输送机构包括对从出料口14滑落出的锚杆进行定位的定位滑块6和驱动定位滑块6靠近所述链条传送机构滑移的滑块驱动机构，所述底架7远离定位滑块6上的一端设置有锚杆槽10，所述钻孔机构41包括安装在液压臂35上的钻杆进给机构、安装在所述钻杆进给机构上的钻机25与钻杆调节机构，以及安装在所述钻杆调节机构上的钻杆30和安装在所述钻杆进给机构上的液压夹持机构31，所述控制模块包括控制器50以及与控制器50相接的液晶触摸屏51，所述控制器50的输入端接有光电传感器13、角度传感器组件和位移传感器组件，所述倾斜面推动机构、所述滑块驱动机构、所述链条传送机构、所述锚杆架驱动机构24、所述上锚杆机构、所述液压臂驱动机构、所述钻杆调节机构、液压臂35、所述液压夹持机构31和钻机25均由控制器50进行控制。

如图2所示，所述锚杆库包括锚杆箱2、设置锚杆箱2底部的支撑腿40和设置在锚杆箱2顶部且能沿锚杆箱2高度方向上下滑动的锚杆压盖1，所述出料口14位于锚杆箱2的底面靠近所述定位滑块6处，且所述出料口14沿所述锚杆箱2的底面长度方向布设，所述锚杆箱2内设置有由出料口14向远离出料口14方向逐渐向上倾斜的倾斜面3，所述倾斜面推动机构设置在倾斜面3远离出料口14的底部。

本实施例中，所述光电传感器13设置在定位滑块6内。

本实施例中，光电传感器13包括红外发射模块和红外接收模块，如果定位滑块6内有锚杆，则定位滑块6内的锚杆挡住红外发射模块发射的红外光，红外接收模块接收不到红外发射模块发射的红外光，则红外接收模块输出有锚杆信号至控制器50；红外接收模块接收到红外发射模块发射的红外光，则红外接收模块输出无锚杆信号至控制器50。

本实施例中，进一步地，所述红外发射模块为PS-56T红外发射模块，所述红外接收模块为PS-56R红外接收模块。

本实施例中，所述倾斜面推动机构为倾斜面液压缸4，所述控制器50的输出端接有控制所述倾斜面液压缸4进油的倾斜面电磁阀82。

本实施例中，设置倾斜面液压缸4，是为了对倾斜面3远离出料口14的一端进行升降，使得倾斜面3的倾角变大，便于倾斜面3上的锚杆因自重从出料口14滑落出锚杆箱2。

本实施例中，所述锚杆压盖1的宽边方向对称设置有凸块，所述锚杆箱2的内侧面沿高度方向设置有供所述凸块滑动安装的凹槽36。

本实施例中，设置凹槽36和所述凸块配合，是为了锚杆压盖1能沿锚杆箱2的高度方向上滑动，以补充锚杆的数量；且为了锚杆压盖1能沿锚杆箱2的高度方向下滑动，以使对盛装在锚杆箱2中的锚杆进行挤压，防止锚杆放置中错乱，不便于对锚杆进行自动上料。

如图2和图3所示，本实施例中，所述链条传送机构包括两个设置在底架7内且呈水平平行布设的齿轮轴17、多个沿齿轮轴17长度方向均匀布设的链条齿轮机构和驱动所述齿轮轴17转动的齿轮轴驱动机构，所述齿轮轴驱动机构由控制器50进行控制，所述底架7远离定位滑块6的一端设置有凹陷部，所述锚杆槽10由所述凹陷部与挡板11构成；

所述底架7的数量为两个，两个所述底架7分别位于齿轮轴17的两端，所述定位滑块6的数量为两个，两个所述定位滑块6分别位于两个底架7上表面，所述定位滑块6内设置有对从出料口14滑落出的锚杆的端部进行收容的U形通槽6-4，所述底架7上表面设置有供定位滑块6靠近所述链条齿轮机构滑移的滑轨16，且所述滑轨16的内侧面与定位滑块6的外侧面相配合安装。

本实施例中，所述滑块驱动机构为滑块液压缸85，所述控制器50的输出端接有控制滑块液压缸85进油的滑块电磁阀84。

本实施例中，所述齿轮轴驱动机构为与齿轮轴17传动连接的第一防爆电机69，所述控制器50的输出端接有对第一防爆电机69控制的第一变频器68。

本实施例中，所述底架7内设置有供齿轮轴17套装的轴承12。

本实施例中，所述链条齿轮机构的数量为三个，三个所述链条齿轮机构沿齿轮轴17的长度方向布设，所述链条齿轮机构包括两个固定安装在两个齿轮轴17上的齿轮18和传动连接于两个齿轮18之间的输送链9，所述输送链9中相邻两个链钩之间的间距等于锚杆的直径，所述链钩的高度大于锚杆的直径。

如图6所示，本实施例中，所述定位滑块6包括第一阻挡部6-3、第二阻挡部6-2和连接于第一阻挡部6-3与第二阻挡部6-2之间的滑块连接部6-5，所述第一阻挡部6-3、第二阻挡部6-2之间形成U形通槽6-4，所述第一阻挡部6-3、第二阻挡部6-2和滑块连接部6-5靠近滑轨16的一侧设置有配合安装滑轨16的滑移凸部6-1。

本实施例中，定位滑块6中第一阻挡部6-3和第二阻挡部6-2形成U形通槽6-4，是为了便于收容滑落出锚杆箱2的锚杆的端部，且便于对滑落出锚杆箱2的锚杆移动过程中进行定位，避免滑落出锚杆箱2的锚杆滚动；定位滑块6中设置滑移凸部6-1，是为了沿滑轨16移动，且便于带动U形通槽6-4中的锚杆进行移动，因为U形通槽6-4的底部具有开口部，所以当U形通槽6-4移动出底架7时，U形通槽6-4的锚杆掉落出U形通槽6-4而进入输送链9中进行进一步输送。

本实施例中，锚杆槽10的设置，是为了对输送链9上的锚杆进行收纳存放，使得锚杆的位置能固定，且便于所述装锚机械手44对输送链9输送的锚杆进行准确抓取。

如图4和图5所示，本实施例中，所述锚杆架23包括中心轴22和两个套设在中心轴22上的锚杆夹盘20，所述锚杆夹盘20的圆周上均布有多个锚杆夹口，所述锚杆架驱动机构24与中心轴22传动连接；

所述上锚杆机构包括上锚杆转轴21、两个分别设置在上锚杆转轴21两端的上锚杆机械手33和驱动上锚杆转轴21转动的上锚杆驱动机构，所述上锚杆驱动机构由控制器50进行控制。

本实施例中，所述锚杆架驱动机构24为与中心轴22传动连接的第二防爆电机71，所述控制器50的输出端接有对第二防爆电机71控制的第二变频器70。

本实施例中，所述上锚杆驱动机构为与上锚杆转轴21传动连接的第三防爆电机73，所述控制器50的输出端接有对第三防爆电机73控制的第三变频器72。

如图5所示，本实施例中，所述钻杆调节机构包括钻杆调节轴43、两个分别设置在钻杆调节轴43两端且夹持钻杆30的钻杆机械手29和驱动钻杆调节轴43转动的钻杆调节驱动机构；

所述钻杆进给机构包括安装在液压臂35上的无盖钻杆箱38、沿无盖钻杆箱38长度方向布设的活塞杆27和安装在活塞杆27上的进给液压缸87，所述无盖钻杆箱38上滑动设置有钻机托盘26，所述钻机托盘26的底部与所述进给液压缸87固定连接，所述钻机25位于钻机托盘26上，所述液压夹持机构31位于无盖钻杆箱38远离所述液压臂35的一端，所述钻杆调节驱动机构和进给液压缸87均由控制器50进行控制。

本实施例中，所述钻机25为液压钻机，所述钻机25内设置有钻机液压缸93，所述控制器50的输出端接有控制钻机液压缸93进油的钻机电磁阀92。

本实施例中，控制器50通过钻机电磁阀92控制钻机液压缸93进油，从而控制钻机液压缸93工作，则钻机25工作。

本实施例中，所述钻杆调节驱动机构为与钻杆调节轴43传动连接的第五防爆电机77，所述控制器50的输出端接有对第五防爆电机77控制的第五变频器76。

本实施例中，所述控制器50的输出端有控制进给液压缸87进油的进给电磁阀86。

如图7所示，本实施例中，所述液压夹持机构31包括第一夹持件31-1、第二夹持件31-2和连接于第一夹持件31-1、第二夹持件31-2之间的夹持液压缸32，所述控制器50的输出端接有控制夹持液压缸32进油的夹持电磁阀88。

本实施例中，所述第一夹持件31-1和第二夹持件31-2内设置有配合的弧形凹槽，从而使所述第一夹持件31-1上的弧形凹槽和所述第二夹持件31-2的弧形凹槽形成收容钻杆30或者锚杆的夹持收容部31-3，且设置为弧形凹槽，是为了配合钻杆30或者锚杆弧形的外表面，使得能夹持钻杆30或者锚杆，且能在钻机25的作用下推动钻杆30或者锚杆进给。

本实施例中，设置夹持液压缸32，是为了给第一夹持件31-1和第二夹持件31-2提供夹持力，使得第一夹持件31-1和第二夹持件31-2收缩对钻杆30或者锚杆夹持。

如图5所示，本实施例中，所述装锚杆机构的数量为两个，两个所述装锚杆机构均安装在所述钻杆进给机构靠近所述上锚杆机构一侧，两个所述装锚杆机构的结构相同，且两个所述装锚杆机构包括装锚杆转轴45、套装在装锚杆转轴45上的装锚机械手44和驱动装锚杆转轴45转动的装锚杆驱动机构，所述装锚杆驱动机构由控制器50进行控制；

所述底座37上设置两个竖直板和安装在所述竖直板上且供液压臂35套装的液压臂转轴5，所述液压臂35靠近钻孔机构41的一端设置有连接件46和设置在连接件46上且驱动所述钻孔机构41转动的钻杆转动驱动机构，所述钻杆转动驱动机构由控制器50进行控制。

本实施例中，所述液压臂35内设置有伸缩液压缸91，所述控制器50的输出端接有控制伸缩液压缸91进油的伸缩电磁阀90。

本实施例中，所述装锚杆驱动机构为与装锚杆转轴45传动连接的第四防爆电机75，所述控制器50的输出端接有对第四防爆电机75控制的第四变频器74。

本实施例中，所述液压臂驱动机构为与液压臂转轴5传动连接的第六防爆电机79，所述控制器50的输出端接有对第六防爆电机79控制的第六变频器78。

本实施例中，所述无盖钻杆箱38的底部设置有钻杆连接轴，所述钻杆连接轴伸入连接件46中。

本实施例中，所述无盖钻杆箱38上设置有两个支撑杆47，每个所述支撑杆47上设置有供中心轴22套装且伸出的限位套48，两个限位套48之间的间距小于锚杆的长度。

所述钻杆转动驱动机构为与所述钻杆连接轴传动连接的第七防爆电机81，所述控制器50的输出端接有对第七防爆电机81控制的第七变频器80。

如图9所示的一种煤矿钻锚机器人自主钻锚方法，对煤矿多个待支护位置进行钻锚支护，多个所述待支护位置的钻锚方法均相同，对任一个待支护位置进行钻锚时，包括以下步骤：

步骤一、煤矿钻锚机器人自主钻锚装置的检查及初始化：通过控制器50判断与光电传感器13、角度传感器组件和位移传感器组件的通信信号是否正常，通过控制器50判断与所述锚杆架驱动机构24、所述上锚杆机构、所述钻杆调节机构、所述液压臂、所述滑块驱动机构和所述液压夹持机构31的控制信号是否正常，各信号均正常时，煤矿钻锚机器人自主钻锚装置的检查及初始化完毕；

步骤二、上锚杆作业：

步骤201、控制器50通过倾斜面电磁阀82控制倾斜面液压缸4伸长，所述倾斜面液压缸4伸长推动所述锚杆库内的锚杆从出料口14滑落至所述定位滑块6内；同时，光电传感器13对定位滑块6内的锚杆进行检测，并将检测到有无锚杆信号发送至控制器50；

步骤202、当光电传感器13检测到有锚杆信号时，执行步骤203；当光电传感器13检测到无锚杆信号时，重复步骤201，控制器50控制所述倾斜面推动机构继续伸长；

步骤203、控制器50通过滑块电磁阀84控制滑块液压缸85伸长推动定位滑块6带动定位滑块6内的锚杆移动至输送链9上；

步骤204、控制器50通过第一变频器68控制第一防爆电机69转动，第一防爆电机69转动带动齿轮轴17转动，齿轮轴17转动带动输送链9转动，输送链9转动带动所述输送链9上的锚杆输送，直至落入锚杆槽10；

步骤205、控制器50控制所述上锚杆机构抓取锚杆槽10中的锚杆，同时，控制器50通过第二变频器70控制第二防爆电机71转动，第二防爆电机71转动带动中心轴22旋转，以使所述上锚杆机构抓取的锚杆夹装在锚杆架23上，完成锚杆的一次上料；

步骤206、多次重复步骤201至步骤205，直至锚杆架23上装满锚杆，完成上锚杆作业；

步骤三、钻孔：

步骤301、控制器50通过第六变频器78控制第六防爆电机79转动，第六防爆电机79转动液压臂35转动，且控制器50通过伸缩电磁阀90控制伸缩液压缸91伸长，伸缩液压缸91伸长带动液压臂35伸长，以使所述钻锚机构移动至待支护位置；

步骤302、控制器50通过第五变频器76控制第五防爆电机77转动，第五防爆电机77转动带动钻杆机械手29转动，钻杆机械手29转动而调节钻杆30，直至钻杆30的一端与钻机25接触，钻杆30与钻机25的中心轴线位于同一直线上；之后，控制器50控制所述钻杆机械手29松开远离钻杆30，控制器50通过夹持电磁阀88控制夹持液压缸32收缩对钻杆30夹持；

步骤303、控制器50通过进给电磁阀86控制进给液压缸87沿活塞杆27移动，从而带动钻机25和钻杆30在待支护位置进给钻孔，形成锚杆安装孔；

步骤304、控制器50控制所述钻杆进给机构反向动作带动钻机25和钻杆30移动，同时，控制器50控制所述液压夹持机构31张开，使钻机25至初始位置，且控制器50控制所述钻杆调节机构调节钻杆30至初始位置；

步骤四、安装锚杆

步骤401、控制器50通过第四变频器74控制第四防爆电机75转动，第四防爆电机75转动带动装锚机械手44转动对所述锚杆架23上的锚杆进行夹取，并将所述装锚机械手44上夹取的锚杆安装在所述钻杆进给机构上，并将放置在所述钻杆进给机构上的锚杆称为待安装锚杆，使所述待安装锚杆与钻机25的中心轴线位于同一直线上；之后，控制器50控制所述装锚杆机构松开远离所述待安装锚杆，控制器50通过夹持电磁阀88控制夹持液压缸32收缩对所述待安装锚杆夹持；

步骤402、控制器50通过进给电磁阀86控制进给液压缸87沿活塞杆27移动，从而带动钻机25和所述待安装锚杆进给，直至所述待安装锚杆安装在步骤302中所述锚杆安装孔中，完成锚杆的安装；

步骤403、判断锚杆架23上的锚杆是否全部安装完毕，如果锚杆架23上的锚杆未全部安装完毕，执行步骤404；否则，重复步骤二至步骤四；

步骤404、重复步骤三至步骤四，对下一个待支护位置进行锚杆安装。

本实施例中，所述角度传感器组件包括第一角度传感器55、第二角度传感器56、第三角度传感器57和第四角度传感器58，所述第一角度传感器55、第二角度传感器56、第三角度传感器57和第四角度传感器58的输出端均与控制器50的输入端相接；

所述位移传感器组件包括第一位移传感器60、第二位移传感器61、第三位移传感器62、第四位移传感器63和第五位移传感器64，所述第一位移传感器60、第二位移传感器61、第三位移传感器62、第四位移传感器63和第五位移传感器64的输出端均与控制器50的输入端相接。

本实施例中，步骤201中在所述倾斜面液压缸4伸长的过程中，所述第一位移传感器60对所述倾斜面液压缸4的伸长位移进行检测，以使所述倾斜面液压缸4的伸长位移满足预先设定的倾斜面推动机构伸长设定值；步骤202中在所述倾斜面液压缸4继续伸长的过程中，第一位移传感器60对所述倾斜面液压缸4的伸长位移进行检测，以使所述倾斜面液压缸4的伸长位移满足预先设定的下一个倾斜面推动机构伸长设定值，所述下一个倾斜面推动机构伸长设定值大于所述倾斜面推动机构伸长设定值；

步骤203中所述滑块驱动机构伸长的过程中，第二位移传感器61对所述定位滑块6的滑移位移进行检测，以使所述定位滑块6的滑移位移满足预先设定的滑移位移设定值，完成定位滑块6内的锚杆的输送；

步骤303中所述钻杆进给机构进给的过程中，第三位移传感器62对所述进给液压缸87的进给位移进行检测，以使所述进给液压缸87的进给位移满足预先设定的进给位移设定值，则完成钻孔；

步骤302和步骤401中所述液压夹持机构31收缩的过程中，第四位移传感器63对所述夹持液压缸32的收缩位移进行检测，以使所述夹持液压缸32的收缩位移满足预先设定的收缩位移设定值，则所述液压夹持机构31对钻杆30和所述待安装锚杆夹持；

步骤301中所述液压臂35伸长的过程中，第五位移传感器64对所述液压臂35的伸长位移进行检测，以使所述液压臂35的伸长位移满足预先设定的液压臂伸长设定值，以使所述钻锚机构移动至待支护位置。

本实施例中，步骤205中第一角度传感器55对所述上锚杆机械手33的转动角度进行检测，以使所述上锚杆机械手33的转动角度满足预先设定的上锚杆角度设定值，则所述上锚杆机构抓取锚杆槽10中的锚杆；

步骤301中第二角度传感器56对液压臂35的转动角度进行检测，以使所述液压臂35的转动角度满足预先设定的液压臂角度设定值，则完成液压臂35的转动调节；

步骤302中第三角度传感器57对所述钻杆机械手29的转动角度进行检测，以使所述钻杆机械手29的转动角度满足预先设定的钻杆角度设定值，则完成钻杆30的调节，使钻杆30与钻机25的中心轴线位于同一直线上；

步骤401中第四角度传感器58对所述装锚机械手44的转动角度进行检测，当所述装锚机械手44的转动角度满足预先设定的夹锚角度设定值，则所述装锚机械手44对所述锚杆架23上的锚杆进行夹取，当所述装锚机械手44的转动角度满足预先设定的装锚角度设定值，则所述装锚机械手44将所述装锚机械手44上的锚杆安装在所述钻杆进给机构上。

本实施例中，需要说明的是，钻杆30的初始位置即钻杆30位于无盖钻杆箱38远离上锚杆机械手33和装锚机械手44的一侧。

本实施例中，需要说明的是，钻机25的初始位置即钻机25位于无盖钻杆箱38靠近液压臂35的一端。

本实施例中，需要说明的是，所述倾斜面推动机构伸长设定值、所述下一个倾斜面推动机构伸长设定值、所述滑移位移设定值、所述进给位移设定值、所述上锚杆角度设定值、所述液压臂角度设定值、所述钻杆角度设定值和所述装锚角度设定值是预先通过液晶触摸屏51设置的，且可根据实际支护要求进行实时调节。

本实施例中，液晶触摸屏51能对倾斜面液压缸4的伸长位移、定位滑块6的滑移位移、进给液压缸87的进给位移、夹持液压缸32的收缩位移、液压臂35的伸长位移、上锚杆机械手33的转动角度、液压臂35的转动角度、钻杆机械手29的转动角度和装锚机械手44的转动角度进行显示，便于进行反馈调节。

本实施例中，所述控制器50为FX3GA-60MT-CM三菱PLC模块。

本实施例中，第一变频器68、第二变频器70、第三变频器72、第四变频器74、第五变频器76、第六变频器78和第七变频器80均为MicroMaster440西门子变频器。

本实施例中，第一防爆电机69、第二防爆电机71、第三防爆电机73、第四防爆电机75、第五防爆电机77、第六防爆电机79和第七防爆电机81均为DSB系列隔爆型三相异步电机。

本实施例中，第一角度传感器55、第二角度传感器56、第三角度传感器57和第四角度传感器58均为QKJ-A系列角度传感器，其使用霍尔敏感元件、非接触式测量转轴的角度位置传感器，满量程角度测量范围0～359.9°，具有非接触、长寿命、低温漂、高频响、抗干扰、振抗冲，适用水、油、气、振动、冲击等多种恶劣工业环境。

本实施例中，第一位移传感器60、第二位移传感器61、第三位移传感器62、第四位移传感器63和第五位移传感器64均为GB-S/GB-N位移传感器。

综上所述，本发明设计合理，实现机器人钻孔、上锚杆和安装锚杆，有效提高煤矿井下支护效率，降低井下工作人员劳动强度，最大限度的解放生产力，且实现煤矿综掘工作面支护的自动化，实用性强。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，其特征在于：包括控制模块、锚杆库、对所述锚杆库滑落出的锚杆进行输送的锚杆输送机构和对待支护位置进行钻孔并安装锚杆的钻锚机构，所述钻锚机构包括液压伸缩机构、安装在所述液压伸缩机构上的钻孔机构（41）和安装在所述钻孔机构（41）上的锚杆架（23），以及将所述锚杆输送机构上的锚杆夹装在锚杆架（23）上的上锚杆机构和将所述锚杆架（23）上的锚杆进行钻装的装锚杆机构，所述液压伸缩机构包括底座（37）、安装在底座（37）上的液压臂（35）和驱动液压臂（35）转动的液压臂驱动机构，所述钻孔机构（41）转动安装在液压臂（35）上，所述锚杆架（23）上设置有驱动锚杆架（23）转动的锚杆架驱动机构（24）；

所述锚杆库内设置有推动锚杆滑落出的倾斜面推动机构，所述锚杆库的底面设置有出料口（14），所述锚杆输送机构包括底架（7）以及设置在底架（7）上的滑块输送机构和链条传送机构，所述滑块输送机构包括对从出料口（14）滑落出的锚杆进行定位的定位滑块（6）和驱动定位滑块（6）靠近所述链条传送机构滑移的滑块驱动机构，所述底架（7）远离定位滑块（6）上的一端设置有锚杆槽（10），所述钻孔机构（41）包括安装在液压臂（35）上的钻杆进给机构、安装在所述钻杆进给机构上的钻机（25）与钻杆调节机构，以及安装在所述钻杆调节机构上的钻杆（30）和安装在所述钻杆进给机构上的液压夹持机构（31），所述控制模块包括控制器（50）以及与控制器（50）相接的液晶触摸屏（51），所述控制器（50）的输入端接有光电传感器（13）、角度传感器组件和位移传感器组件，所述倾斜面推动机构、所述滑块驱动机构、所述链条传送机构、所述锚杆架驱动机构（24）、所述上锚杆机构、所述液压臂驱动机构、所述钻杆调节机构、液压臂（35）、所述液压夹持机构（31）和钻机（25）均由控制器（50）进行控制；

所述锚杆库包括锚杆箱（2）、设置锚杆箱（2）底部的支撑腿（40）和设置在锚杆箱（2）顶部且能沿锚杆箱（2）高度方向上下滑动的锚杆压盖（1），所述出料口（14）位于锚杆箱（2）的底面靠近所述定位滑块（6）处，且所述出料口（14）沿所述锚杆箱（2）的底面长度方向布设，所述锚杆箱（2）内设置有由出料口（14）向远离出料口（14）方向逐渐向上倾斜的倾斜面（3），所述倾斜面推动机构设置在倾斜面（3）远离出料口（14）的底部；

所述钻杆调节机构包括钻杆调节轴（43）、两个分别设置在钻杆调节轴（43）两端且夹持钻杆（30）的钻杆机械手（29）和驱动钻杆调节轴（43）转动的钻杆调节驱动机构；

所述钻杆进给机构包括安装在液压臂（35）上的无盖钻杆箱（38）、沿无盖钻杆箱（38）长度方向布设的活塞杆（27）和安装在活塞杆（27）上的进给液压缸（87），所述无盖钻杆箱（38）上滑动设置有钻机托盘（26），所述钻机托盘（26）的底部与所述进给液压缸（87）固定连接，所述钻机（25）位于钻机托盘（26）上，所述液压夹持机构（31）位于无盖钻杆箱（38）远离所述液压臂（35）的一端，所述钻杆调节驱动机构和进给液压缸（87）均由控制器（50）进行控制。

2.按照权利要求1所述的一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，其特征在于：所述链条传送机构包括两个设置在底架（7）内且呈水平平行布设的齿轮轴（17）、多个沿齿轮轴（17）长度方向均匀布设的链条齿轮机构和驱动所述齿轮轴（17）转动的齿轮轴驱动机构，所述齿轮轴驱动机构由控制器（50）进行控制，所述底架（7）远离定位滑块（6）的一端设置有凹陷部，所述锚杆槽（10）由所述凹陷部与挡板（11）构成；

所述底架（7）的数量为两个，两个所述底架（7）分别位于齿轮轴（17）的两端，所述定位滑块（6）的数量为两个，两个所述定位滑块（6）分别位于两个底架（7）上表面，所述定位滑块（6）内设置有对从出料口（14）滑落出的锚杆的端部进行收容的U形通槽（6-4），所述底架（7）上表面设置有供定位滑块（6）靠近所述链条齿轮机构滑移的滑轨（16），且所述滑轨（16）的内侧面与定位滑块（6）的外侧面相配合安装。

3.按照权利要求1所述的一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，其特征在于：所述锚杆架（23）包括中心轴（22）和两个套设在中心轴（22）上的锚杆夹盘（20），所述锚杆夹盘（20）的圆周上均布有多个锚杆夹口，所述锚杆架驱动机构（24）与中心轴（22）传动连接；

所述上锚杆机构包括上锚杆转轴（21）、两个分别设置在上锚杆转轴（21）两端的上锚杆机械手（33）和驱动上锚杆转轴（21）转动的上锚杆驱动机构，所述上锚杆驱动机构由控制器（50）进行控制。

4.按照权利要求1所述的一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置，其特征在于：所述装锚杆机构的数量为两个，两个所述装锚杆机构均安装在所述钻杆进给机构靠近所述上锚杆机构一侧，两个所述装锚杆机构的结构相同，且两个所述装锚杆机构包括装锚杆转轴（45）、套装在装锚杆转轴（45）上的装锚机械手（44）和驱动装锚杆转轴（45）转动的装锚杆驱动机构，所述装锚杆驱动机构由控制器（50）进行控制；

所述底座（37）上设置两个竖直板和安装在所述竖直板上且供液压臂（35）套装的液压臂转轴（5），所述液压臂（35）靠近钻孔机构（41）的一端设置有连接件（46）和设置在连接件（46）上且驱动所述钻孔机构（41）转动的钻杆转动驱动机构，所述钻杆转动驱动机构由控制器（50）进行控制。

5.一种利用如权利要求1所述装置的煤矿钻锚机器人自主钻锚方法，其特征在于：对煤矿多个待支护位置进行钻锚支护，多个所述待支护位置的钻锚方法均相同，对任一个待支护位置进行钻锚时，包括以下步骤：

步骤一、煤矿钻锚机器人自主钻锚装置的检查及初始化：通过控制器（50）判断与光电传感器（13）、角度传感器组件和位移传感器组件的通信信号是否正常，通过控制器（50）判断与所述锚杆架驱动机构（24）、所述上锚杆机构、所述钻杆调节机构、所述液压臂、所述滑块驱动机构和所述液压夹持机构（31）的控制信号是否正常，各信号均正常时，煤矿钻锚机器人自主钻锚装置的检查及初始化完毕；

步骤二、上锚杆作业：

步骤201、控制器（50）控制所述倾斜面推动机构伸长，所述倾斜面推动机构伸长推动所述锚杆库内的锚杆从出料口（14）滑落至所述定位滑块（6）内；同时，光电传感器（13）对定位滑块（6）内的锚杆进行检测，并将检测到有无锚杆信号发送至控制器（50）；

步骤202、当光电传感器（13）检测到有锚杆信号时，执行步骤203；当光电传感器（13）检测到无锚杆信号时，重复步骤201，控制器（50）控制所述倾斜面推动机构继续伸长；

步骤203、控制器（50）控制所述滑块驱动机构伸长推动定位滑块（6）带动定位滑块（6）内的锚杆移动至所述链条传送机构上；

步骤204、控制器（50）控制所述链条传送机构转动带动所述链条传送机构上的锚杆输送，直至落入锚杆槽（10）；

步骤205、控制器（50）控制所述上锚杆机构抓取锚杆槽（10）中的锚杆，同时，控制器（50）控制所述锚杆架驱动机构（24）带动锚杆架（23）旋转，以使所述上锚杆机构抓取的锚杆夹装在锚杆架（23）上，完成锚杆的一次上料；

步骤206、多次重复步骤201至步骤205，直至锚杆架（23）上装满锚杆，完成上锚杆作业；

步骤三、钻孔：

步骤301、控制器（50）控制所述液压臂驱动机构转动带动液压臂（35）转动，且控制器（50）控制液压臂（35）伸长，以使所述钻锚机构移动至待支护位置；

步骤302、控制器（50）控制所述钻杆调节机构调节钻杆（30），直至钻杆（30）的一端与钻机（25）接触，钻杆（30）与钻机（25）的中心轴线位于同一直线上；之后，控制器（50）控制所述钻杆调节机构松开远离钻杆（30），控制器（50）控制所述液压夹持机构（31）收缩对钻杆（30）夹持；

步骤303、控制器（50）控制所述钻杆进给机构带动钻机（25）和钻杆（30）在待支护位置进给钻孔，形成锚杆安装孔；

步骤304、控制器（50）控制所述钻杆进给机构反向动作带动钻机（25）和钻杆（30）移动，同时，控制器（50）控制所述液压夹持机构（31）张开，使钻机（25）至初始位置，且控制器（50）控制所述钻杆调节机构调节钻杆（30）至初始位置；

步骤四、安装锚杆

步骤401、控制器（50）控制所述装锚杆机构转动对所述锚杆架（23）上的锚杆进行夹取，并将所述装锚杆机构上夹取的锚杆安装在所述钻杆进给机构上，并将放置在所述钻杆进给机构上的锚杆称为待安装锚杆，使所述待安装锚杆与钻机（25）的中心轴线位于同一直线上；之后，控制器（50）控制所述装锚杆机构松开远离所述待安装锚杆，控制器（50）控制所述液压夹持机构（31）收缩对所述待安装锚杆夹持；

步骤402、控制器（50）控制所述钻杆进给机构动作带动钻机（25）和所述待安装锚杆进给，直至所述待安装锚杆安装在步骤302中所述锚杆安装孔中，完成锚杆的安装；

步骤403、判断锚杆架（23）上的锚杆是否全部安装完毕，如果锚杆架（23）上的锚杆未全部安装完毕，执行步骤404；否则，重复步骤二至步骤四；

步骤404、重复步骤三至步骤四，对下一个待支护位置进行锚杆安装。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：所述角度传感器组件包括第一角度传感器（55）、第二角度传感器（56）、第三角度传感器（57）和第四角度传感器（58），所述第一角度传感器（55）、第二角度传感器（56）、第三角度传感器（57）和第四角度传感器（58）的输出端均与控制器（50）的输入端相接；

所述位移传感器组件包括第一位移传感器（60）、第二位移传感器（61）、第三位移传感器（62）、第四位移传感器（63）和第五位移传感器（64），所述第一位移传感器（60）、第二位移传感器（61）、第三位移传感器（62）、第四位移传感器（63）和第五位移传感器（64）的输出端均与控制器（50）的输入端相接。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤201中在所述倾斜面推动机构伸长的过程中，所述第一位移传感器（60）对所述倾斜面推动机构的伸长位移进行检测，以使所述倾斜面推动机构的伸长位移满足预先设定的倾斜面推动机构伸长设定值；步骤202中在所述倾斜面推动机构继续伸长的过程中，第一位移传感器（60）对所述倾斜面推动机构的伸长位移进行检测，以使所述倾斜面推动机构的伸长位移满足预先设定的下一个倾斜面推动机构伸长设定值，所述下一个倾斜面推动机构伸长设定值大于所述倾斜面推动机构伸长设定值；

步骤203中所述滑块驱动机构伸长的过程中，第二位移传感器（61）对所述定位滑块（6）的滑移位移进行检测，以使所述定位滑块（6）的滑移位移满足预先设定的滑移位移设定值，完成定位滑块（6）内的锚杆的输送；

步骤303中所述钻杆进给机构进给的过程中，第三位移传感器（62）对所述钻杆进给机构的进给位移进行检测，以使所述钻杆进给机构的进给位移满足预先设定的进给位移设定值，则完成钻孔；

步骤302和步骤401中所述液压夹持机构（31）收缩的过程中，第四位移传感器（63）对所述液压夹持机构（31）的收缩位移进行检测，以使所述液压夹持机构（31）的收缩位移满足预先设定的收缩位移设定值，则所述液压夹持机构（31）对钻杆（30）和所述待安装锚杆夹持；

步骤301中所述液压臂（35）伸长的过程中，第五位移传感器（64）对所述液压臂（35）的伸长位移进行检测，以使所述液压臂（35）的伸长位移满足预先设定的液压臂伸长设定值，以使所述钻锚机构移动至待支护位置。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤205中第一角度传感器（55）对所述上锚杆机构的转动角度进行检测，以使所述上锚杆机构的转动角度满足预先设定的上锚杆角度设定值，则所述上锚杆机构抓取锚杆槽（10）中的锚杆；

步骤301中第二角度传感器（56）对液压臂（35）的转动角度进行检测，以使所述液压臂（35）的转动角度满足预先设定的液压臂角度设定值，则完成液压臂（35）的转动调节；

步骤302中第三角度传感器（57）对所述钻杆调节机构的转动角度进行检测，以使所述钻杆调节机构的转动角度满足预先设定的钻杆角度设定值，则完成钻杆（30）的调节，使钻杆（30）与钻机（25）的中心轴线位于同一直线上；

步骤401中第四角度传感器（58）对所述装锚杆机构的转动角度进行检测，当所述装锚杆机构的转动角度满足预先设定的夹锚角度设定值，则所述装锚杆机构对所述锚杆架（23）上的锚杆进行夹取，当所述装锚杆机构的转动角度满足预先设定的装锚角度设定值，则所述装锚杆机构将所述装锚杆机构上的锚杆安装在所述钻杆进给机构上。

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