CN109026096B - 一种锚杆系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锚杆系统，包括主梁、用于钻锚杆孔的钻孔装置、用于向锚杆孔内注浆的注浆装置、用于将锚杆推进锚杆孔的锚杆推进装置，以及用于向锚杆推进装置提供锚杆的锚杆库，其中，所述钻孔装置及锚杆推进装置设于主梁沿轴向的一侧，并通过切换装置的切换交替沿主梁的轴向移动；所述注浆装置及锚杆库分设于所述主梁的左右两侧。本发明具有操作简便、施工效率及安全系数高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及一种锚杆系统。
背景技术
目前，锚杆支护以其成本低、支护效果好、操作简单等优点，在建筑施工领域中得到广泛应用。现有的锚杆支护作业通常采用人工配合机械的形式进行，具体讲：首先采用凿岩台车进行钻孔；钻孔结束后采用注浆机进行注浆；注浆后再采用吊篮臂或台架辅助进行人工打锚杆作业。其操作繁琐、效率较低，其无法保证打锚杆作业时人员的安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简便、施工效率及安全系数高的锚杆系统。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种锚杆系统，包括主梁、用于钻锚杆孔的钻孔装置、用于向锚杆孔内注浆的注浆装置、用于将锚杆推进锚杆孔的锚杆推进装置，以及用于向锚杆推进装置提供锚杆的锚杆库，其中，所述钻孔装置及锚杆推进装置设于主梁沿轴向的一侧，并通过切换装置的切换交替沿主梁的轴向移动；所述注浆装置及锚杆库分设于所述主梁的左右两侧。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述锚杆推进装置包括用于从锚杆库中夹取锚杆的锚杆夹持机构，以及将夹持的锚杆推入锚杆孔的锚杆推进器，所述锚杆夹持机构固定在所述主梁靠近锚杆库的一侧；所述锚杆推进器可轴向移动地设于所述主梁上。
所述锚杆夹持机构包括底座、旋转支座、夹紧支架、鄂板、夹板、摆动油缸及夹紧油缸，所述底座安装于所述主梁上，所述夹紧支架通过旋转支座铰接在所述底座上，所述夹板固定于所述夹紧支架上，所述鄂板铰接在所述夹紧支架上，所述夹紧油缸的两端分别铰接于所述夹紧支架及鄂板上，所述摆动油缸的两端分别铰接于所述夹紧支架及底座上。
所述锚杆夹持机构还包括限转板，所述限转板的一端与所述夹紧支架铰接，所述限转板的另一端设有条形孔；所述限转板与夹紧支架的铰接轴线和所述摆动油缸与所述夹紧支架的铰接轴线共线，所述摆动油缸与所述底座铰接的铰接轴伸入所述条形孔中。
所述主梁上设有左托盘、右托盘及设于左托盘与右托盘之间的导轨，所述导轨上滑设有移动托盘，所述左托盘、右托盘及移动托盘上设有滑槽，所述滑槽与导轨相互垂直；所述锚杆推进器滑设于左托盘的滑槽中，所述钻孔装置滑设于右托盘的滑槽中，所述锚杆推进器或钻孔装置通过切换装置移动至所述移动托盘中，并沿所述导轨移动。
所述移动托盘上设有保证钻孔装置及锚杆推进器在移动过程中的稳定性的稳定装置，所述稳定装置包括通孔、限位凸起及控制限位凸起从通孔伸出或缩回的触发部，所述钻孔装置和所述锚杆推进器底部设有与限位凸起限位配合的卡槽。
所述移动托盘包括设有滑槽的滑板、设于滑板下方的移动托盘滑块，以及设于滑槽与移动托盘滑块之间的通槽，所述通孔位于所述滑板上，所述滑板底部铰接有带限位凸起的限位板，所述限位板上设有限位槽及连杆，所述通槽内设有第一弹簧、第二弹簧和限位支板，所述第一弹簧的两端分别于所述连杆及通槽的底部连接；所述限位支板的一端铰接于所述通槽的侧壁上，另一端位于所述限位槽内；所述第二弹簧的两端分别连接于所述通槽内部及所述限位支板上。
所述主梁上还设有控制移动托盘沿导轨移动的驱动装置，所述驱动装置包括驱动油缸、钢丝绳固定座、伸出钢丝绳、缩回钢丝绳及后滑轮总成，所述主梁上设有用于给钻孔装置的钻杆提供导向的中间扶钎器；其中，所述后滑轮总成及中间扶钎器与所述导轨滑动连接，所述驱动油缸的缸杆端与所述主梁的后端连接，所述驱动油缸的缸筒端分别与所述后滑轮总成及中间扶钎器连接；所述钢丝绳固定座固定安装于所述主梁的中部；所述伸出钢丝绳的一端与所述主梁的后端连接，另一端穿过所述中间扶钎器上的滑轮与所述移动托盘连接；所述缩回钢丝绳的一端与所述钢丝绳固定座连接，另一端穿过所述后滑轮总成的滑轮与所述移动托盘连接。
所述后滑轮总成还包括后滑轮座、顶针、滑块及垫板，所述后滑轮座滑设于所述导轨上，所述顶针固定设于所述后滑轮座的上部前端，所述滚轮通过轴承可转动地设于所述后滑轮座的上部后端，所述滑块及垫板通过偏心螺母固定于所述后滑轮座的底部。
锚杆系统还包括用于在锚杆推进时进行导向的夹钳器，夹钳器安装设于所述主梁的前端。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的锚杆系统包括主梁、钻孔装置、注浆装置、锚杆推进装置及锚杆库，钻孔装置及锚杆推进装置设于主梁沿轴向的一侧，并通过切换装置的切换交替沿主梁的轴向移动；注浆装置及锚杆库分设于主梁的左右两侧，其布局结构凑、占用空间。同时，通过将锚杆库、锚杆推进装置和钻孔装置及注浆装置集成在主梁上，可使锚杆系统具备钻锚杆孔、向锚杆孔中插入锚杆和向锚杆孔内注浆的功能，相比于传统的锚杆支护方式，可有效避免人工打锚杆效率低的问题，其实现了锚杆作业中打孔、注浆、打锚杆的连续全自动施工，操作简便、施工效率及安全系数大大提高。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是本发明锚杆系统的主视图。
图2是本发明锚杆系统的俯视图。
图3是本发明主梁的主视图。
图4是本发明主梁的俯视图。
图5是本发明锚杆夹持机构的主视图。
图6是本发明锚杆夹持机构的侧视图。
图7是本发明移动托盘的主视图。
图8是本发明移动托盘的俯视图。
图9是本发明后滑轮总成的主视图。
图10是本发明后滑轮总成的俯视图。
图中各标号表示：
101、锚杆库；102、注浆装置；103、锚杆夹持机构；104、液压管路支架；201、主梁；202、锚杆推进器；203、移动托盘；204、左托盘；205、右托盘；206、中间扶钎器；207、夹钳器；208、钻孔装置；209、后滑轮总成；210、钢丝绳固定座；211、伸出钢丝绳；212、缩回钢丝绳；213、切换底座；301、底座；302、旋转支座；303、夹紧支架；304、鄂板；305、夹板；306、摆动油缸；307、夹紧油缸；401、滑板；402、移动托盘滑块；403、限位板；404、第一弹簧；405、限位支板；406、第二弹簧；407、压板；408、尼龙滑块；501、后滑轮座；502、顶针；503、滑轮；504、滑块；505、偏心螺母；506、垫板；507、端盖；508、轴承。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明；但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1至图10所示，本实施例的锚杆系统，包括主梁201、钻孔装置208、注浆装置102、锚杆推进装置及锚杆库101。其中，钻孔装置208用于钻锚杆孔，注浆装置102用于向锚杆孔内注浆，锚杆推进装置用于将锚杆推进锚杆孔，锚杆库101用于向锚杆推进装置提供锚杆，其锚杆系统的工作过程为：预先通过钻孔装置208钻锚杆孔，之后通过注浆装置102在锚杆孔内注浆，再通过锚杆推进装置将锚杆推入锚杆孔，或采用中空锚杆，先将中空锚杆插入锚杆孔中，然后通过中空锚杆的内腔将砂浆注入锚杆孔中。
本实施例中，钻孔装置208及锚杆推进装置设于主梁201沿轴向的一侧，且钻孔装置208及锚杆推进装置通过切换装置的切换交替沿主梁201的轴向移动；注浆装置102及锚杆库101分设于主梁201的左右两侧，其布局结构凑、占用空间。同时，通过将钻孔装置208、注浆装置102、锚杆推进装置及锚杆库101集成在主梁201上，可使锚杆系统具备钻锚杆孔、向锚杆孔中插入锚杆和向锚杆孔内注浆的功能，相比于传统的锚杆支护方式，可有效避免人工打锚杆效率低的问题，其实现了锚杆作业中打孔、注浆、打锚杆的连续全自动施工，操作简便、施工效率及安全系数大大提高。
如图2及图3所示，锚杆推进装置包括锚杆夹持机构103及锚杆推进器202。其中，锚杆夹持机构103固定在主梁201靠近锚杆库101的一侧，用于从锚杆库101中夹取锚杆；锚杆推进器202可轴向移动地设于主梁201上，用于将夹持的锚杆推入锚杆孔。
如图5及图6所示，本实施例的锚杆夹持机构103包括底座301、旋转支座302、夹紧支架303、鄂板304、夹板305、摆动油缸306和夹紧油缸307。其中，底座301固定在主梁201上；夹紧支架303通过旋转支座302铰接在底座301上；夹板305固定在夹紧支架303上；鄂板304铰接于夹紧支架303上；夹紧油缸307的两端分别铰接于夹紧支架303和鄂板304上，以控制鄂板304靠近或远离夹板305；摆动油缸306的两端分别铰接在夹紧支架303和底座301上。当需要从锚杆库101中夹取锚杆时，摆动油缸306伸缩推动夹紧支架303，并将鄂板304和夹板305摆动至靠近待夹取的锚杆，然后通过夹紧油缸307推动颚板304将锚杆夹紧，之后通过摆动油缸306回摆，使锚杆对准锚杆孔。其锚杆夹取可靠性高、且操作方便。
进一步的，锚杆夹持机构103还包括限转板。限转板的一端与夹紧支架303铰接，限转板的另一端设有条形孔，限转板与夹紧支架303的铰接轴线和摆动油缸306与夹紧支架303的铰接轴线共线，同时，摆动油缸306与底座301铰接的铰接轴伸入条形孔中。通过条形孔可限制摆动油缸306的摆动幅度，以防止锚杆摆动过多或少，进而便于将锚杆对准锚杆孔。
如图4所示，本实施例的主梁201上设有左托盘204、右托盘205和导轨。其中，左托盘204、右托盘205设于主梁201沿轴向的一侧；导轨设于左托盘204与右托盘205之间，导轨上滑动连接有移动托盘203。左托盘204、右托盘205和移动托盘203上设有共向的滑槽，滑槽和导轨相互垂直。锚杆推进器202滑设于左托盘204的滑槽中，钻孔装置208滑设于右托盘205的滑槽中，锚杆推进器202或钻孔装置208通过切换装置移动至移动托盘203中，并沿导轨移动。当需要钻锚杆孔时，切换装置可将钻孔装置208推至移动托盘203中；当需要推进锚杆时，切换装置可将钻孔装置208由移动托盘203推至右托盘205中，然后将锚杆推进器202推至移动托盘203中，即可实现钻孔装置208与锚杆推进器202的切换。其切换操作方便、效率高，且采用同一移动托盘203，可保证锚杆插入锚杆孔的精准度。本实施例中，切换装置为切换油缸，切换油缸设置在一切换底座213上。
进一步的，为了保证钻孔装置208及锚杆推进器202在移动过程中的稳定性，锚杆系统还包括稳定装置。稳定装置包括通孔、限位凸起及触发部，其中，通孔、限位凸起及触发部均设于移动托盘203上，钻孔装置208和锚杆推进器202底部设有卡槽，卡槽与限位凸起限位配合，触发部控制限位凸起从通孔伸出或缩回。当钻孔装置208或锚杆推进器202移动至移动托盘203上时，可将限位凸起突伸出通孔并插入卡槽中，以起到钻孔装置208及锚杆推进器202限位的作用，当需要切换时，将限位凸起缩回即可。其定位可靠性高、结构简单，且操作方便。
如图7及图8所示，本实施例的移动托盘203包括带有滑槽的滑板401、移动托盘滑块402及通槽。其中，移动托盘滑块402设于滑板401的下方；通槽设于滑板401与移动托盘滑块402之间，通槽的槽长方向沿移动托盘203的移动方向设置。本实施例中，通孔位于滑板401上；滑板401底部设有限位板403，限位板403通过水平铰接轴铰接在滑板401底部，限位板403上设有限位凸起、限位槽和连杆；通槽内还设有第一弹簧404、第二弹簧406和限位支板405。第一弹簧404的两端分别与连杆和通槽的底部连接；限位支板405的一端铰接在通槽的侧壁上，限位支板405另一端位于限位槽内，以使限位凸起从通孔内伸出，第二弹簧406的一端连接在通槽内，第二弹簧406的另一端连接在限位支板405的板体上。
当移动托盘203前进时，限位板403在第一弹簧404和限位支板405共同作用下弹起从而起到限位作用；移动托盘203回退接近零位时，后滑轮总成209上的顶针502顶开限位支板405，同时将限位板403下压，停止其限位功能从而实现与锚杆推进器202的切换。其进一步保证了限位凸起对钻孔装置208及锚杆推进器202的可靠限位，保证了钻孔装置208及锚杆推进器202在移动过程中的稳定性。
进一步的，触发部包括限位支板405和设置在后滑轮总成209上的顶针502。当移动托盘203向后移动至原位时，顶针502将限位支板405从限位槽中顶出，以解除限位支板405对限位板403的支撑。本实施例中，滑板401上设置有压板407，压板407和滑板401之间的间隙构成滑槽，滑槽的底部设有尼龙滑块408。
如图4所示，本实施例的主梁201上还设有控制移动托盘203沿导轨移动的驱动装置。驱动装置包括驱动油缸、钢丝绳固定座210、伸出钢丝绳211、缩回钢丝绳212和后滑轮总成209；主梁201上设有中间扶钎器206，中间扶钎器206用于给钻孔装置208的钻杆提供导向。其中，后滑轮总成209和中间扶钎器206与导轨滑动连接；驱动油缸的缸杆端与主梁201的后端连接，驱动油缸的缸筒端分别于后滑轮总成209和中间扶钎器206连接；钢丝绳固定座210位于主梁201的中部，且与主梁201固定连接；伸出钢丝绳211的一端与主梁201的后端连接，伸出钢丝绳211的另一端穿过中间扶钎器206上的滑轮与移动托盘203连接；缩回钢丝绳212的一端与钢丝绳固定座210连接，缩回钢丝绳212的另一端穿过滑轮总成209上的滑轮503与移动托盘203连接。
当钻孔装置208或锚杆推进器202需推进时，驱动油缸伸出带动中间扶钎器206与后滑轮总成209向前移动，穿过中间扶钎器206上滑轮的伸出钢丝绳211拉着移动托盘203前移。当钻孔装置208或锚杆推进器202需缩回时，驱动油缸缩回带动后滑轮总成209与中间扶钎器206向后移动，穿过后滑轮总成209上滑轮的缩回钢丝绳212拉着移动托盘203后移。其保证了钻孔装置208及锚杆推进器202的可靠推进及回程。
如图9及图10所示，本实施例中，后滑轮总成还包括后滑轮座501、顶针502、滑轮503、滑块504及垫板506。其中，后滑轮座501滑设于导轨上，用于驱动移动托盘203移动；顶针502通过螺栓固定设于后滑轮座501的上部前端，当移动托盘203向后移动至原位时，顶针502将限位支板405从限位槽中顶出，以解除限位支板405对限位板403的支撑；滑轮503通过轴承508及端盖507可转动地设于后滑轮座501的上部后端，以与缩回钢丝绳212配合；滑块504和垫板506通过偏心螺母505和螺钉固定在后滑轮座501底部。
本实施例中，锚杆系统还包括夹钳器207。夹钳器207安装设于主梁201的前端，用于在锚杆推进的过程中给锚杆提供导向。本实施例中，注浆装置102包括设置在主梁201上的注浆伸缩油缸，注浆伸缩油缸用于控制注浆管道的出口端伸入或移出锚杆孔。本实施例中，液压管路支架104都是通过螺栓螺母固定在主梁201上
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (4)
1.一种锚杆系统，其特征在于，包括主梁、用于钻锚杆孔的钻孔装置、用于向锚杆孔内注浆的注浆装置、用于将锚杆推进锚杆孔的锚杆推进装置，以及用于向锚杆推进装置提供锚杆的锚杆库，其中，所述钻孔装置及锚杆推进装置设于主梁沿轴向的一侧，并通过切换装置的切换交替沿主梁的轴向移动；所述注浆装置及锚杆库分设于所述主梁的左右两侧；
所述锚杆推进装置包括用于从锚杆库中夹取锚杆的锚杆夹持机构，以及将夹持的锚杆推入锚杆孔的锚杆推进器，所述锚杆夹持机构固定在所述主梁靠近锚杆库的一侧；所述锚杆推进器可轴向移动地设于所述主梁上；
所述锚杆夹持机构包括底座、旋转支座、夹紧支架、鄂板、夹板、摆动油缸及夹紧油缸，所述底座安装于所述主梁上，所述夹紧支架通过旋转支座铰接在所述底座上，所述夹板固定于所述夹紧支架上，所述鄂板铰接在所述夹紧支架上，所述夹紧油缸的两端分别铰接于所述夹紧支架及鄂板上，所述摆动油缸的两端分别铰接于所述夹紧支架及底座上；
所述锚杆夹持机构还包括限转板，所述限转板的一端与所述夹紧支架铰接，所述限转板的另一端设有条形孔；所述限转板与夹紧支架的铰接轴线和所述摆动油缸与所述夹紧支架的铰接轴线共线，所述摆动油缸与所述底座铰接的铰接轴伸入所述条形孔中；
所述主梁上设有左托盘、右托盘及设于左托盘与右托盘之间的导轨，所述导轨上滑设有移动托盘，所述左托盘、右托盘及移动托盘上设有滑槽，所述滑槽与导轨相互垂直；所述锚杆推进器滑设于左托盘的滑槽中，所述钻孔装置滑设于右托盘的滑槽中，所述锚杆推进器或钻孔装置通过切换装置移动至所述移动托盘中，并沿所述导轨移动；
所述移动托盘上设有保证钻孔装置及锚杆推进器在移动过程中的稳定性的稳定装置，所述稳定装置包括通孔、限位凸起及控制限位凸起从通孔伸出或缩回的触发部，所述钻孔装置和所述锚杆推进器底部设有与限位凸起限位配合的卡槽；
所述移动托盘包括设有滑槽的滑板、设于滑板下方的移动托盘滑块，以及设于滑槽与移动托盘滑块之间的通槽，所述通孔位于所述滑板上，所述滑板底部铰接有带限位凸起的限位板，所述限位板上设有限位槽及连杆，所述通槽内设有第一弹簧、第二弹簧和限位支板，所述第一弹簧的两端分别于所述连杆及通槽的底部连接；所述限位支板的一端铰接于所述通槽的侧壁上，另一端位于所述限位槽内；所述第二弹簧的两端分别连接于所述通槽内部及所述限位支板上。
2.根据权利要求1所述的锚杆系统，其特征在于，所述主梁上还设有控制移动托盘沿导轨移动的驱动装置，所述驱动装置包括驱动油缸、钢丝绳固定座、伸出钢丝绳、缩回钢丝绳及后滑轮总成，所述主梁上设有用于给钻孔装置的钻杆提供导向的中间扶钎器；其中，所述后滑轮总成及中间扶钎器与所述导轨滑动连接，所述驱动油缸的缸杆端与所述主梁的后端连接，所述驱动油缸的缸筒端分别与所述后滑轮总成及中间扶钎器连接；所述钢丝绳固定座固定安装于所述主梁的中部；所述伸出钢丝绳的一端与所述主梁的后端连接，另一端穿过所述中间扶钎器上的滑轮与所述移动托盘连接；所述缩回钢丝绳的一端与所述钢丝绳固定座连接，另一端穿过所述后滑轮总成的滑轮与所述移动托盘连接。
3.根据权利要求2所述的锚杆系统，其特征在于，所述后滑轮总成还包括后滑轮座、顶针、滑块及垫板，所述后滑轮座滑设于所述导轨上，所述顶针固定设于所述后滑轮座的上部前端，所述滑轮通过轴承可转动地设于所述后滑轮座的上部后端，所述滑块及垫板通过偏心螺母固定于所述后滑轮座的底部。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的锚杆系统，其特征在于，还包括用于在锚杆推进时进行导向的夹钳器，夹钳器安装设于所述主梁的前端。
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