CN112392521A - 一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于隧道锚杆台车自动换钎杆技术领域，主要涉及一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置。涉及的一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置，隧道锚杆台车自动换钎杆装置包括推进梁托架、推进钻孔机构、钎杆仓、钎杆仓举升机构；所述推进梁托架安装在锚杆台车钻臂前端，主要用来安装所述推进钻孔机构和所述钎杆仓举升机构；所述推进钻孔机构安装在所述推进梁托架上，主要有推进、钻孔、卡钎功能，所述推进钻孔机构包括有凿岩机、推进油缸、中部托盘、抓钎机械手、前端顶盘、推进梁；本发明具有在钻深孔过程中自动加装钎杆和卸钎的功能，极大的提高了钻深孔的效率和减少施工人员，具有安全性高、劳动强度低以及施工成本低等优点，实现了一机多用的效果。

Description

一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置

技术领域

本发明属于隧道锚杆台车自动换钎杆技术领域，主要涉及一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置。

背景技术

近年来，随着隧道施工机械自动化程度不断提高，多功能的隧道锚杆台车成为一种发展趋势，也能极大的提高隧道建设的经济型。此前，在隧道中钻深孔的方法主要有采用专用钻深孔的设备或者人工对锚杆台车进行不断的加装钎杆来完成深孔开挖，这种方法的经济型差、效率低、人员劳动强度大，增加了隧道建设成本。

发明内容

为解决这种存在的弊端，本发明提出一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置，此种装置是在原有锚杆台车上进行改进，实现一机多用的效果，此装置具有在钻深孔过程中自动加装钎杆和卸钎的功能，极大的提高了钻深孔的效率和减少施工人员，具有安全性高、劳动强度低以及施工成本低等优点。

本发明为完成上述发明任务采用如下的技术方案：

一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置，隧道锚杆台车自动换钎杆装置包括推进梁托架、推进钻孔机构、钎杆仓、钎杆仓举升机构；所述推进梁托架安装在锚杆台车钻臂前端，主要用来安装所述推进钻孔机构和所述钎杆仓举升机构；所述推进钻孔机构安装在所述推进梁托架上，主要有推进、钻孔、卡钎功能，所述推进钻孔机构包括有凿岩机、推进油缸、中部托盘、抓钎机械手、前端顶盘、推进梁；所述推进梁安装在所述推进梁托架上，所述推进梁主要用来安装所述凿岩机、所述推进油缸、所述中部托盘、所述抓钎机械手以及所述前端顶盘，并作为所述凿岩机和所述中部托盘的移动导轨，对所述凿岩机和所述中部托盘具有约束作用，使得所述凿岩机和所述中部托盘只有在所述推进梁长度方向上的一个前后移动的自由度；所述凿岩机和所述中部托盘在所述推进梁上的移动是通过所述推进油缸的伸缩来完成的；所述推进油缸安装在所述推进梁的凹槽内；所述凿岩机安装在所述推进梁的后端，主要用来驱动所述钎杆的旋转和前进后退，从而在隧道围岩上进行钻孔作业；所述中部托盘主要用来安装所述抓钎机械手，使得所述抓钎机械手可以在所述推进梁长度方向移动；所述抓钎机械手主要用来抓取所述钎杆，所述抓钎机械手安装在所述中部托盘上，可随着所述中部托盘同步移动；所述钎杆仓举升机构主要用于举升所述钎杆仓，所述钎杆仓举升机构底部与所述推进梁托架连接，顶部与所述钎杆仓主轴铰接；所述钎杆仓主要用来存放待安装的钎杆，具有自旋转功能，所述钎杆仓安装在所述钎杆仓举升机构上；当进行钻取深孔作业时，所述的抓钎机械手夹紧所述钎杆，然后又推进油缸动作带动所述凿岩机、所述中部托盘、所述抓钎机械手以及所述钎杆运动；当所述钎杆的前端与隧道围岩接触时，所述凿岩机继续向前运动的同时正转，使得所述凿岩机与所述钎杆尾部连接，之后所述抓钎机械手放开所述钎杆，此时所述凿岩机继续前进钻孔，当所述钎杆尾部到达前端顶盘时，所述凿岩机停止运动；前端顶盘卡住所述钎杆的尾部，此时所述凿岩机反转，所述推进油缸收缩，当所述凿岩机回到初始位置时，所述抓钎机械手抓取待安装的所述钎杆，此时所述凿岩机正转，所述推进油缸伸出，使得待安装的所述钎杆的前端与尾部分别与已安装的所述钎杆的尾部与所述凿岩机的前部连接，连接完毕后前端顶盘松开已安装的所述钎杆，之后所述推进油缸继续动作，对未安装所述钎杆进行安装，至此完成一个工作循坏。

所述抓钎机械手包括有下颚板、销轴Ⅰ、销轴Ⅱ、抓钎机械手油缸、上颚板；所述上颚板安装在所述中部托盘，所述上颚板上部有一个通孔，下部有一个90°缺口；所述下颚板底部前端有一个通孔，底部后端有一个贯通槽口；通过所述销轴Ⅱ将所述上颚板上部通孔与所述下颚板底部前端通孔铰接，使得所述下颚板能够绕所述销轴Ⅱ旋转；通过所述销轴Ⅰ将述下颚板底部后端的贯通槽口与所述抓钎机械手油缸的活塞缸前端配合；所述抓钎机械手油缸的油缸筒底部固定在所述上颚板下部90°缺口上；当所述抓钎机械手油缸动作时可以带动所述下颚板绕所述销轴Ⅱ有一定角度的旋转，从而将所述钎杆进行夹紧或者放松。

所述前端顶盘安装在所述推进梁的前端，主要用来承受隧道围岩的反作用力以及增大所述推进钻孔机构与隧道围岩之间的摩擦力，防止所述推进钻孔机构作业时发生移动；所述前端顶盘包括有导向套基体、导向套、卡钎机构、连接板、橡胶顶盘；所述导向套基体以及所述橡胶顶盘焊接在所述连接板的前端，所述导向套安装在所述导向套基体中，主要用于在推进钻孔过程中给所述钎杆导向；所述橡胶顶盘用来直接承受隧道围岩的反作用力以及增大摩擦力，防止推进钻孔机构作业时发生移动；所述卡钎机构主要用来接换所述钎杆时对所述钎杆进行夹紧，所述钎杆包括有卡钎机构开合油缸、油缸安装板、U型拉杆、卡爪Ⅰ、卡爪Ⅱ、卡钎机构销轴、基板；所述基板一侧与所述连接板后端焊接，另一侧与所述推进梁的前端连接，所述卡钎机构销轴固定在所述基板的上端；所述卡爪Ⅰ与所述卡爪Ⅱ底部各有一个通孔和通槽，通过所述卡钎机构销轴将所述卡爪Ⅰ下部通孔与所述卡爪Ⅱ的下部通孔铰接；所述U型拉杆两个长边上部与所述卡爪Ⅰ与所述卡爪Ⅱ的通槽配合，所述U型拉杆的底部与所述卡钎机构开合油缸的活塞杆顶部连接；所述卡钎机构开合油缸的缸筒顶部与所述油缸安装板连接，所述油缸安装板的一侧长边与两侧短边分别与所述基板以及所述连接板焊接；当需要对所述钎杆接换时，所述卡钎机构开合油缸动作，带动所述卡爪Ⅰ与所述卡爪Ⅱ开合。

所述钎杆仓举升机构包括有举升机构小臂、齿条导向套、齿条卡条、举升机构大臂Ⅰ、举升机构销轴Ⅰ、举升机构销轴Ⅱ、举升机构基座、举升机构销轴Ⅲ、举升机构销轴Ⅳ、举升机构油缸、举升机构大臂Ⅱ、举升机构销轴Ⅴ、举升机构销轴Ⅵ；所述举升机构基座安装在所述推进梁托架上，主要用来安装所述举升机构大臂Ⅰ与所述举升机构油缸以及所述举升机构大臂Ⅱ，所述举升机构基座上部左右侧各有一个通孔、下部有一个通孔；所述举升机构大臂Ⅰ上、中、下端各有一个通孔，中上部装有所述齿条卡条；所述举升机构大臂Ⅱ上下端各有一个通孔；所述举升机构小臂前、中、后两端各有一个通孔，前端下部装有所述齿条导向套；通过所述举升机构销轴Ⅱ将所述举升机构大臂Ⅰ下端通孔与所述举升机构基座右侧通孔铰接；通过所述举升机构销轴Ⅳ将所述举升机构大臂Ⅱ下端通孔与所述举升机构基座左侧通孔铰接；通过所述举升机构销轴Ⅴ将所述举升机构小臂后部通孔与所述举升机构大臂Ⅱ下端通孔铰接；通过所述举升机构销轴Ⅵ将所述举升机构小臂中部通孔与所述举升机构大臂Ⅰ中部通孔铰接；至此，所述举升机构小臂、所述举升机构大臂Ⅰ、所述举升机构基座以及所述举升机构大臂Ⅱ构成一个四杆机构。通过所述举升机构销轴Ⅰ将所述举升机构大臂Ⅰ中部通孔与所述升机构油缸的活塞杆顶部铰接，通过所述举升机构销轴Ⅲ将所述升机构油缸的缸筒底部与所述举升机构基座下部通孔铰接；当所述升机构油缸动作时，所述举升机构大臂Ⅰ绕所述举升机构销轴Ⅱ旋转，所述举升机构大臂Ⅱ绕所述举升机构销轴Ⅳ旋转，所述举升机构小臂将平行于所述举升机构基座上下运动。

所述钎杆仓包括有钎杆挡盘、齿轮齿条机构、防逆转机构、钎杆、钎杆仓主轴、钎杆卡盘；所述齿轮齿条机构包括有齿轮、超越离合器、齿条；所述钎杆挡盘焊接在所述钎杆仓主轴的两端，所述钎杆挡盘的一侧圆周方向均布有凹槽；所述齿轮安装在所述超越离合器外圈上，所述超越离合器安装在所述钎杆仓主轴的前端；所述齿条通过所述齿条导向套将无齿端卡在所述齿条卡条上，可在所述齿条卡条内上下滑动，所述齿条有齿端与所述齿轮配合；所述防逆转机构安装所述举升机构小臂的上部；当所述举升机构油缸伸出时，所述钎杆仓随着所述举升机构小臂上升，此时所述齿条通过所述齿条卡条在所述齿条导向套内滑动，所述齿条有齿端驱动所述齿轮逆时针旋转，所述齿轮带动所述超越离合器逆时针旋转，所述超越离合器旋转带动所述钎杆仓主轴逆时针旋转，从而带动所述钎杆仓逆时针自旋一定的角度；当所述举升机构油缸收缩时，所述钎杆仓随着所述举升机构小臂下降，此时所述齿条通过所述齿条卡条在所述齿条导向套内滑动，所述齿条有齿端驱动所述齿轮顺时针旋转，此时所述超越离合器外圈随着所述齿轮旋转，所述超越离合器内圈不动，此时所述钎杆仓主轴不旋转；此时所述防逆转机构卡在所述钎杆挡盘的一侧圆周方向上的凹槽内，防止所述钎杆仓在下降过程中发生顺时针自转；至此，所述钎杆仓完成一次上升和下降的动作。

所述钎杆卡盘安装在所述钎杆仓主轴的两端，主要用来存储待安装的所述钎杆；所述钎杆卡盘包括有钎杆卡盘小卡抓、钎杆卡盘弹簧、钎杆卡盘大卡抓；所述钎杆卡盘大卡抓直接与所述钎杆仓主轴焊接，所述钎杆卡盘小卡抓安装在所述钎杆卡盘大卡抓周向的孔内，所述钎杆卡盘小卡抓可在所述钎杆卡盘大卡抓周向的孔内上下滑动；所述钎杆卡盘弹簧安装在所述钎杆卡盘大卡抓与所述钎杆卡盘小卡抓之间，利用所述钎杆卡盘弹簧的弹力提供夹紧力，使得所述钎杆被夹紧在所述钎杆卡盘大卡抓与所述钎杆卡盘小卡抓之间。

本发明提出一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置，该装置安装在锚杆台车钻臂前端，主要的机构有钻孔系统、钎杆仓、抓钎机械手以及卡钎机构，钎杆仓可存储多根钎杆，具有升降和逆时针旋转的功能，该机构可进行深孔作业，根据孔深要求来决定需要钎杆数量；当需要钻深孔时，钎杆仓摆动至凿岩机附近，待抓钎机械手抓取钎杆后钎杆仓摆回初始位置，待下次接钎时继续摆动到凿岩机附件，如此往复循环工作，钎杆仓的自旋功能可以不断更换钎杆仓中钎杆的仓位，以便钎杆仓摆动到固定位置时保证抓钎机械手每次都可以抓取钎杆。此装置具有在钻深孔过程中自动加装钎杆和卸钎的功能，极大的提高了钻深孔的效率和减少施工人员，具有安全性高、劳动强度低以及施工成本低等优点，实现了一机多用的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中推进钻孔机构示意图。

图3为本发明中抓钎机械手示意图。

图4为本发明中前端顶盘示意图。

图5为本发明中卡钎机构示意图。

图6为本发明中钎杆仓举升机构示意图。

图7为本发明中钎杆仓示意图。

图8为本发明中齿轮齿条示意图。

图9为本发明中钎杆卡盘示意图

图中：1、推进梁托架，2、推进钻孔机构，3、钎杆仓，4、钎杆仓举升机构，5、凿岩机，6、推进油缸，7、中部托盘，8、抓钎机械手，9、前端顶盘，10、推进梁，11、下颚板，12、销轴Ⅰ，13、销轴Ⅱ，14、抓钎机械手油缸，15、上颚板，16、导向套基体，17、导向套，18、卡钎机构，19、连接板，20、橡胶顶盘，21、卡钎机构开合油缸，22、油缸安装板，23、U型拉杆，24、卡爪Ⅰ，25、卡爪Ⅱ，26、卡钎机构销轴，27、基板，28、举升机构小臂，29、齿条导向套，30、齿条卡条，31、举升机构大臂Ⅰ，32、举升机构销轴Ⅰ，33、举升机构销轴Ⅱ，34、举升机构基座，35、举升机构销轴Ⅲ，36、举升机构销轴Ⅳ，37、举升机构油缸，38、举升机构大臂Ⅱ，39、举升机构销轴Ⅴ，40、举升机构销轴Ⅵ， 41、钎杆挡盘，42、齿轮齿条机构，43、防逆转机构，44、钎杆，45、钎杆仓主轴，46、钎杆卡盘，47、齿轮，48、超越离合器，49、齿条， 50、钎杆卡盘小卡抓，51、钎杆卡盘弹簧，52、钎杆卡盘大卡抓。

具体实施方式

结合附图与具体实施例对本发明进行进一步说明：

如图1～9所示，一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置，所述隧道锚杆台车自动换钎杆装置包括推进梁托架1、推进钻孔机构2、钎杆仓3、钎杆仓举升机构4。

所述推进梁托架1安装在锚杆台车钻臂前端，主要用来安装所述推进钻孔机构2和所述钎杆仓举升机构4；所述推进钻孔机构2安装在所述推进梁托架1上，主要有推进、钻孔、卡钎等功能，所述推进钻孔机构2包括有凿岩机5、推进油缸6、中部托盘7、抓钎机械手8、前端顶盘9、推进梁10；所述推进梁10安装在所述推进梁托架1上，所述推进梁10主要用来安装所述凿岩机5、所述推进油缸6、所述中部托盘7、所述抓钎机械手8以及所述前端顶盘9，并作为所述凿岩机5和所述中部托盘7的移动导轨，对所述凿岩机5和所述中部托盘7具有约束作用，使得所述凿岩机5和所述中部托盘7只有在所述推进梁10长度方向上的一个前后移动的自由度；所述凿岩机5和所述中部托盘7在所述推进梁10上的移动是通过所述推进油缸6的伸缩来完成的；所述推进油缸6安装在所述推进梁10的凹槽内。所述凿岩机5安装在所述推进梁10的后端，主要用来驱动所述钎杆44的旋转和前进后退，从而在隧道围岩上进行钻孔作业；所述中部托盘7主要用来安装所述抓钎机械手8，使得所述抓钎机械手可以在所述推进梁10长度方向移动。所述抓钎机械手8主要用来抓取所述钎杆44，所述抓钎机械手8安装在所述中部托盘7上，可随着所述中部托盘7同步移动，所述抓钎机械手8包括有下颚板11、销轴Ⅰ12、销轴Ⅱ13、抓钎机械手油缸14、上颚板15；所述上颚板15安装在所述中部托盘7，所述上颚板15上部有一个通孔，下部有一个90°缺口；所述下颚板11底部前端有一个通孔，底部后端有一个贯通槽口；通过所述销轴Ⅱ13将所述上颚板15上部通孔与所述下颚板11底部前端通孔铰接，使得所述下颚板11能够绕所述销轴Ⅱ13旋转；通过所述销轴Ⅰ12将述下颚板11底部后端的贯通槽口与所述抓钎机械手油缸14的活塞缸前端配合；所述抓钎机械手油缸14的油缸筒底部固定在所述上颚板15下部90°缺口上；当所述抓钎机械手油缸14动作时可以带动所述下颚板11绕所述销轴Ⅱ13有一定角度的旋转，从而将所述钎杆44进行夹紧或者放松。所述前端顶盘9安装在所述推进梁10的前端，主要用来承受隧道围岩的反作用力以及增大所述推进钻孔机构2与隧道围岩之间的摩擦力，防止所述推进钻孔机构2作业时发生移动；所述前端顶盘9包括有导向套基体16、导向套17、卡钎机构18、连接板19、橡胶顶盘20；所述导向套基体16以及所述橡胶顶盘20焊接在所述连接板19的前端，所述导向套17安装在所述导向套基体16中，主要用于在推进钻孔过程中给所述钎杆44导向；所述橡胶顶盘20用来直接承受隧道围岩的反作用力以及增大摩擦力，防止推进钻孔机构2作业时发生移动；所述卡钎机构18主要用来接换所述钎杆44时对所述钎杆44进行夹紧，所述钎杆44包括有卡钎机构开合油缸21、油缸安装板22、U型拉杆23、卡爪Ⅰ24、卡爪Ⅱ25、卡钎机构销轴26、基板27；所述基板27一侧与所述连接板19后端焊接，另一侧与所述推进梁10的前端连接，所述卡钎机构销轴26固定在所述基板27的上端；所述卡爪Ⅰ24与所述卡爪Ⅱ25底部各有一个通孔和通槽，通过所述卡钎机构销轴26将所述卡爪Ⅰ24下部通孔与所述卡爪Ⅱ25的下部通孔铰接；所述U型拉杆23两个长边上部与所述卡爪Ⅰ24与所述卡爪Ⅱ25的通槽配合，所述U型拉杆23的底部与所述卡钎机构开合油缸21的活塞杆顶部连接；所述卡钎机构开合油缸21的缸筒顶部与所述油缸安装板22连接，所述油缸安装板22的一侧长边与两侧短边分别与所述基板27以及所述连接板19焊接；当需要对所述钎杆44接换时，所述卡钎机构开合油缸21动作，带动所述卡爪Ⅰ24与所述卡爪Ⅱ25开合。当进行钻取深孔作业时，所述抓钎机械手油缸1伸出使得所述抓钎机械手8夹紧所述钎杆44，所述卡钎机构开合油缸21伸出，打开所述卡爪Ⅰ24与所述卡爪Ⅱ25，此时所述推进油缸6动作，带动所述凿岩机5、所述中部托盘7、所述抓钎机械手8以及所述钎杆44运动；当所述钎杆44的前端与隧道围岩接触时，所述凿岩机5继续向前运动的同时正转，使得所述凿岩机5与所述钎杆44尾部连接，之后所述抓钎机械手油缸1收缩使得所述抓钎机械手8放开所述钎杆44，此时所述凿岩机5继续前进钻孔，当所述钎杆44尾部到达所述卡钎机构18里边时，所述凿岩机5停止运动；所述卡钎机构开合油缸21动作收回使得所述卡钎机构18卡住所述钎杆44的尾部，此时所述凿岩机5反转，所述推进油缸6收缩，当所述凿岩机5回到初始位置时，所述抓钎机械手8抓取待安装的所述钎杆44，此时所述凿岩机5正转，所述推进油缸6伸出，使得待安装的所述钎杆44的前端与尾部分别与已安装的所述钎杆44的尾部与所述凿岩机5的前部连接，连接完毕后所述卡钎机构开合油缸21伸出，打开所述卡爪Ⅰ24与所述卡爪Ⅱ25，松开已安装的所述钎杆44，之后所述推进油缸6继续动作，对未安装所述钎杆44进行安装，至此完成一个工作循坏。

所述钎杆仓举升机构4主要用于举升所述钎杆仓3，所述钎杆仓举升机构4底部与所述推进梁托架1连接，顶部与所述钎杆仓主轴45铰接；所述钎杆仓举升机构4包括有举升机构小臂28、齿条导向套29、齿条卡条30、举升机构大臂Ⅰ31、举升机构销轴Ⅰ32、举升机构销轴Ⅱ33、举升机构基座34、举升机构销轴Ⅲ35、举升机构销轴Ⅳ36、举升机构油缸37、举升机构大臂Ⅱ38、举升机构销轴Ⅴ39、举升机构销轴Ⅵ40；所述举升机构基座34安装在所述推进梁托架1上，主要用来安装所述举升机构大臂Ⅰ31与所述举升机构油缸37以及所述举升机构大臂Ⅱ38，所述举升机构基座34上部左右侧各有一个通孔、下部有一个通孔；所述举升机构大臂Ⅰ31上、中、下端各有一个通孔，中上部装有所述齿条卡条30；所述举升机构大臂Ⅱ38上下端各有一个通孔；所述举升机构小臂28前、中、后两端各有一个通孔，前端下部装有所述齿条导向套29；通过所述举升机构销轴Ⅱ33将所述举升机构大臂Ⅰ31下端通孔与所述举升机构基座34右侧通孔铰接；通过所述举升机构销轴Ⅳ36将所述举升机构大臂Ⅱ38下端通孔与所述举升机构基座34左侧通孔铰接；通过所述举升机构销轴Ⅴ39将所述举升机构小臂28后部通孔与所述举升机构大臂Ⅱ38下端通孔铰接；通过所述举升机构销轴Ⅵ40将所述举升机构小臂28中部通孔与所述举升机构大臂Ⅰ31中部通孔铰接；至此，所述举升机构小臂28、所述举升机构大臂Ⅰ31、所述举升机构基座34以及所述举升机构大臂Ⅱ38构成一个四杆机构。通过所述举升机构销轴Ⅰ32将所述举升机构大臂Ⅰ31中部通孔与所述升机构油缸37的活塞杆顶部铰接，通过所述举升机构销轴Ⅲ35将所述升机构油缸37的缸筒底部与所述举升机构基座34下部通孔铰接；当所述升机构油缸37动作时，所述举升机构大臂Ⅰ31绕所述举升机构销轴Ⅱ33旋转，所述举升机构大臂Ⅱ38绕所述举升机构销轴Ⅳ36旋转，所述举升机构小臂28将平行于所述举升机构基座34上下运动；

所述钎杆仓3主要用来存放待安装的钎杆，具有自旋转功能，所述钎杆仓3安装在所述钎杆仓举升机构4上；所述钎杆仓3包括有钎杆挡盘41、齿轮齿条机构42、防逆转机构43、钎杆44、钎杆仓主轴45、钎杆卡盘46；所述齿轮齿条机构42包括有齿轮47、超越离合器48、齿条49；所述钎杆挡盘41焊接在所述钎杆仓主轴45的两端，所述钎杆挡盘41的一侧圆周方向均布有凹槽；所述齿轮47安装在所述超越离合器48外圈上，所述超越离合器48安装在所述钎杆仓主轴45的前端；所述齿条49通过所述齿条导向套29将无齿端卡在所述齿条卡条30上，可在所述齿条卡条30内上下滑动，所述齿条49有齿端与所述齿轮47配合；所述防逆转机构43安装所述举升机构小臂28的上部；当所述举升机构油缸37伸出时，所述钎杆仓3随着所述举升机构小臂28上升，此时所述齿条49通过所述齿条卡条30在所述齿条导向套29内滑动，所述齿条49有齿端驱动所述齿轮47逆时针旋转，所述齿轮47带动所述超越离合器48逆时针旋转，所述超越离合器48旋转带动所述钎杆仓主轴45逆时针旋转，从而带动所述钎杆仓3逆时针自旋一定的角度；当所述举升机构油缸37收缩时，所述钎杆仓3随着所述举升机构小臂28下降，此时所述齿条49通过所述齿条卡条30在所述齿条导向套29内滑动，所述齿条49有齿端驱动所述齿轮47顺时针旋转，此时所述超越离合器48外圈随着所述齿轮47旋转，所述超越离合器48内圈不动，此时所述钎杆仓主轴45不旋转；此时所述防逆转机构43卡在所述钎杆挡盘41的一侧圆周方向上的凹槽内，防止所述钎杆仓3在下降过程中发生顺时针自转；至此，所述钎杆仓3完成一次上升和下降的动作。所述钎杆卡盘46安装在所述钎杆仓主轴45的两端，主要用来存储待安装的所述钎杆44；所述钎杆卡盘46包括有钎杆卡盘小卡抓50、钎杆卡盘弹簧51、钎杆卡盘大卡抓52；所述钎杆卡盘大卡抓52直接与所述钎杆仓主轴45焊接，所述钎杆卡盘小卡抓50安装在所述钎杆卡盘大卡抓52周向的孔内，所述钎杆卡盘小卡抓50可在所述钎杆卡盘大卡抓52周向的孔内上下滑动；所述钎杆卡盘弹簧51安装在所述钎杆卡盘大卡抓52与所述钎杆卡盘小卡抓50之间，利用所述钎杆卡盘弹簧51的弹力提供夹紧力，使得所述钎杆44被夹紧在所述钎杆卡盘大卡抓52与所述钎杆卡盘小卡抓50之间。

Claims (6)

1.一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置，其特征在于：隧道锚杆台车自动换钎杆装置包括推进梁托架、推进钻孔机构、钎杆仓、钎杆仓举升机构；所述推进梁托架安装在锚杆台车钻臂前端，主要用来安装所述推进钻孔机构和所述钎杆仓举升机构；所述推进钻孔机构安装在所述推进梁托架上，主要有推进、钻孔、卡钎功能，所述推进钻孔机构包括有凿岩机、推进油缸、中部托盘、抓钎机械手、前端顶盘、推进梁；所述推进梁安装在所述推进梁托架上，所述推进梁主要用来安装所述凿岩机、所述推进油缸、所述中部托盘、所述抓钎机械手以及所述前端顶盘，并作为所述凿岩机和所述中部托盘的移动导轨，对所述凿岩机和所述中部托盘具有约束作用，使得所述凿岩机和所述中部托盘只有在所述推进梁长度方向上的一个前后移动的自由度；所述凿岩机和所述中部托盘在所述推进梁上的移动是通过所述推进油缸的伸缩来完成的；所述推进油缸安装在所述推进梁的凹槽内；所述凿岩机安装在所述推进梁的后端，主要用来驱动所述钎杆的旋转和前进后退，从而在隧道围岩上进行钻孔作业；所述中部托盘主要用来安装所述抓钎机械手，使得所述抓钎机械手可以在所述推进梁长度方向移动；所述抓钎机械手主要用来抓取所述钎杆，所述抓钎机械手安装在所述中部托盘上，可随着所述中部托盘同步移动；所述钎杆仓举升机构主要用于举升所述钎杆仓，所述钎杆仓举升机构底部与所述推进梁托架连接，顶部与所述钎杆仓主轴铰接；所述钎杆仓主要用来存放待安装的钎杆，具有自旋转功能，所述钎杆仓安装在所述钎杆仓举升机构上；当进行钻取深孔作业时，所述的抓钎机械手夹紧所述钎杆，然后又推进油缸动作带动所述凿岩机、所述中部托盘、所述抓钎机械手以及所述钎杆运动；当所述钎杆的前端与隧道围岩接触时，所述凿岩机继续向前运动的同时正转，使得所述凿岩机与所述钎杆尾部连接，之后所述抓钎机械手放开所述钎杆，此时所述凿岩机继续前进钻孔，当所述钎杆尾部到达前端顶盘时，所述凿岩机停止运动；前端顶盘卡住所述钎杆的尾部，此时所述凿岩机反转，所述推进油缸收缩，当所述凿岩机回到初始位置时，所述抓钎机械手抓取待安装的所述钎杆，此时所述凿岩机正转，所述推进油缸伸出，使得待安装的所述钎杆的前端与尾部分别与已安装的所述钎杆的尾部与所述凿岩机的前部连接，连接完毕后前端顶盘松开已安装的所述钎杆，之后所述推进油缸继续动作，对未安装所述钎杆进行安装，至此完成一个工作循坏。

2.如权利要求1所述的一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置，其特征在于：所述抓钎机械手包括有下颚板、销轴Ⅰ、销轴Ⅱ、抓钎机械手油缸、上颚板；所述上颚板安装在所述中部托盘，所述上颚板上部有一个通孔，下部有一个90°缺口；所述下颚板底部前端有一个通孔，底部后端有一个贯通槽口；通过所述销轴Ⅱ将所述上颚板上部通孔与所述下颚板底部前端通孔铰接，使得所述下颚板能够绕所述销轴Ⅱ旋转；通过所述销轴Ⅰ将述下颚板底部后端的贯通槽口与所述抓钎机械手油缸的活塞缸前端配合；所述抓钎机械手油缸的油缸筒底部固定在所述上颚板下部90°缺口上；当所述抓钎机械手油缸动作时可以带动所述下颚板绕所述销轴Ⅱ有一定角度的旋转，从而将所述钎杆进行夹紧或者放松。

3.如权利要求1所述的一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置，其特征在于：所述前端顶盘安装在所述推进梁的前端，主要用来承受隧道围岩的反作用力以及增大所述推进钻孔机构与隧道围岩之间的摩擦力，防止所述推进钻孔机构作业时发生移动；所述前端顶盘包括有导向套基体、导向套、卡钎机构、连接板、橡胶顶盘；所述导向套基体以及所述橡胶顶盘焊接在所述连接板的前端，所述导向套安装在所述导向套基体中，主要用于在推进钻孔过程中给所述钎杆导向；所述橡胶顶盘用来直接承受隧道围岩的反作用力以及增大摩擦力，防止推进钻孔机构作业时发生移动；所述卡钎机构主要用来接换所述钎杆时对所述钎杆进行夹紧，所述钎杆包括有卡钎机构开合油缸、油缸安装板、U型拉杆、卡爪Ⅰ、卡爪Ⅱ、卡钎机构销轴、基板；所述基板一侧与所述连接板后端焊接，另一侧与所述推进梁的前端连接，所述卡钎机构销轴固定在所述基板的上端；所述卡爪Ⅰ与所述卡爪Ⅱ底部各有一个通孔和通槽，通过所述卡钎机构销轴将所述卡爪Ⅰ下部通孔与所述卡爪Ⅱ的下部通孔铰接；所述U型拉杆两个长边上部与所述卡爪Ⅰ与所述卡爪Ⅱ的通槽配合，所述U型拉杆的底部与所述卡钎机构开合油缸的活塞杆顶部连接；所述卡钎机构开合油缸的缸筒顶部与所述油缸安装板连接，所述油缸安装板的一侧长边与两侧短边分别与所述基板以及所述连接板焊接；当需要对所述钎杆接换时，所述卡钎机构开合油缸动作，带动所述卡爪Ⅰ与所述卡爪Ⅱ开合。

4.如权利要求1所述的一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置，其特征在于：所述钎杆仓举升机构包括有举升机构小臂、齿条导向套、齿条卡条、举升机构大臂Ⅰ、举升机构销轴Ⅰ、举升机构销轴Ⅱ、举升机构基座、举升机构销轴Ⅲ、举升机构销轴Ⅳ、举升机构油缸、举升机构大臂Ⅱ、举升机构销轴Ⅴ、举升机构销轴Ⅵ；所述举升机构基座安装在所述推进梁托架上，主要用来安装所述举升机构大臂Ⅰ与所述举升机构油缸以及所述举升机构大臂Ⅱ，所述举升机构基座上部左右侧各有一个通孔、下部有一个通孔；所述举升机构大臂Ⅰ上、中、下端各有一个通孔，中上部装有所述齿条卡条；所述举升机构大臂Ⅱ上下端各有一个通孔；所述举升机构小臂前、中、后两端各有一个通孔，前端下部装有所述齿条导向套；通过所述举升机构销轴Ⅱ将所述举升机构大臂Ⅰ下端通孔与所述举升机构基座右侧通孔铰接；通过所述举升机构销轴Ⅳ将所述举升机构大臂Ⅱ下端通孔与所述举升机构基座左侧通孔铰接；通过所述举升机构销轴Ⅴ将所述举升机构小臂后部通孔与所述举升机构大臂Ⅱ下端通孔铰接；通过所述举升机构销轴Ⅵ将所述举升机构小臂中部通孔与所述举升机构大臂Ⅰ中部通孔铰接；至此，所述举升机构小臂、所述举升机构大臂Ⅰ、所述举升机构基座以及所述举升机构大臂Ⅱ构成一个四杆机构。通过所述举升机构销轴Ⅰ将所述举升机构大臂Ⅰ中部通孔与所述升机构油缸的活塞杆顶部铰接，通过所述举升机构销轴Ⅲ将所述升机构油缸的缸筒底部与所述举升机构基座下部通孔铰接；当所述升机构油缸动作时，所述举升机构大臂Ⅰ绕所述举升机构销轴Ⅱ旋转，所述举升机构大臂Ⅱ绕所述举升机构销轴Ⅳ旋转，所述举升机构小臂将平行于所述举升机构基座上下运动。

5.如权利要求1所述的一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置，其特征在于：所述钎杆仓包括有钎杆挡盘、齿轮齿条机构、防逆转机构、钎杆、钎杆仓主轴、钎杆卡盘；所述齿轮齿条机构包括有齿轮、超越离合器、齿条；所述钎杆挡盘焊接在所述钎杆仓主轴的两端，所述钎杆挡盘的一侧圆周方向均布有凹槽；所述齿轮安装在所述超越离合器外圈上，所述超越离合器安装在所述钎杆仓主轴的前端；所述齿条通过所述齿条导向套将无齿端卡在所述齿条卡条上，可在所述齿条卡条内上下滑动，所述齿条有齿端与所述齿轮配合；所述防逆转机构安装所述举升机构小臂的上部；当所述举升机构油缸伸出时，所述钎杆仓随着所述举升机构小臂上升，此时所述齿条通过所述齿条卡条在所述齿条导向套内滑动，所述齿条有齿端驱动所述齿轮逆时针旋转，所述齿轮带动所述超越离合器逆时针旋转，所述超越离合器旋转带动所述钎杆仓主轴逆时针旋转，从而带动所述钎杆仓逆时针自旋一定的角度；当所述举升机构油缸收缩时，所述钎杆仓随着所述举升机构小臂下降，此时所述齿条通过所述齿条卡条在所述齿条导向套内滑动，所述齿条有齿端驱动所述齿轮顺时针旋转，此时所述超越离合器外圈随着所述齿轮旋转，所述超越离合器内圈不动，此时所述钎杆仓主轴不旋转；此时所述防逆转机构卡在所述钎杆挡盘的一侧圆周方向上的凹槽内，防止所述钎杆仓在下降过程中发生顺时针自转；至此，所述钎杆仓完成一次上升和下降的动作。

6.如权利要求5所述的一种隧道锚杆台车自动换钎杆装置，其特征在于：所述钎杆卡盘安装在所述钎杆仓主轴的两端，主要用来存储待安装的所述钎杆；所述钎杆卡盘包括有钎杆卡盘小卡抓、钎杆卡盘弹簧、钎杆卡盘大卡抓；所述钎杆卡盘大卡抓直接与所述钎杆仓主轴焊接，所述钎杆卡盘小卡抓安装在所述钎杆卡盘大卡抓周向的孔内，所述钎杆卡盘小卡抓可在所述钎杆卡盘大卡抓周向的孔内上下滑动；所述钎杆卡盘弹簧安装在所述钎杆卡盘大卡抓与所述钎杆卡盘小卡抓之间，利用所述钎杆卡盘弹簧的弹力提供夹紧力，使得所述钎杆被夹紧在所述钎杆卡盘大卡抓与所述钎杆卡盘小卡抓之间。

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