CN113137256B - 一种全自动锚杆库及换杆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动锚杆库及换杆装置，属于机械设备领域，用于解决钎杆和锚杆切换安装不到位，造成钻孔破坏的问题，包括主凿岩机、副凿岩机、锚杆库、锚杆、钎杆、钎杆摆移机构、锚杆抓取机械手、凿岩机切换机构和换杆架，所述主凿岩机下侧设置有凿岩机切换机构，所述主凿岩机一侧设置有副凿岩机，所述副凿岩机的一侧设置有锚杆库，所述锚杆库内部放置有若干根锚杆，所述锚杆库远离副凿岩机的一侧安装有锚杆抓取机械手，所述锚杆抓取机械手的一侧安装有钎杆，所述钎杆一侧设置有钎杆摆移机构，本发明钎杆和锚杆进行切换安装时，使锚杆移动到原钎杆位置，并确保与施工的钻孔同心，有效避免钻孔破坏和支护失效，实现全自动切换。

Description

一种全自动锚杆库及换杆装置

技术领域

本发明属于机械设备领域，涉及换杆技术，具体是一种全自动锚杆库及换杆装置。

背景技术

在采用机械自动化施工支护锚杆过程中，钻孔结束后，退钎杆、切换锚杆、安装锚杆，这个步骤存在一定的技术难度，在退钎杆，移走钎杆后，锚杆需要移动到原钎杆位置，并确保与施工的钻孔同心，否则锚杆安装不到位，造成钻孔破坏，支护失效，要实现这个全自动的切换过程，并要求准确，为此，我们提出一种全自动锚杆库及换杆装置。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种全自动锚杆库及换杆装置。

本发明所要解决的技术问题为：

如何在退钎杆、锚杆安装在原钎杆位置，且与施工的钻孔同心的前提下，实现钎杆与锚杆切换之间的全自动切换的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种全自动换杆装置，包括主凿岩机、副凿岩机、锚杆库、锚杆、钎杆、钎杆摆移机构、锚杆抓取机械手、凿岩机切换机构和换杆架；

所述主凿岩机下侧设置有凿岩机切换机构，所述主凿岩机一侧设置有副凿岩机，所述副凿岩机的一侧设置有锚杆库，所述锚杆库内部放置有若干根锚杆，所述锚杆库远离副凿岩机的一侧安装有锚杆抓取机械手，所述锚杆抓取机械手的一侧安装有钎杆，所述钎杆一侧设置有钎杆摆移机构。

进一步地，所述钎杆摆移机构包括钎杆抓扣、油缸C和旋转组件，所述钎杆上设置有钎杆抓扣，所述钎杆抓扣上装配有油缸C，所述钎杆抓扣上且远离油缸C活塞端的一端安装有连杆，所述连杆的另一端设置有旋转组件。

进一步地，所述旋转组件包括转动把手、连接盘和连接头，所述连接头安装在连杆的另一端，所述连接头远离连杆的一侧面安装有连接盘，所述连接盘上焊接有转动把手。

进一步地，所述连接头远离连杆的一侧面开设有若干个第一连接孔，所述连接盘上开设有若干个第二连接孔，且第二连接孔的孔径与第一连接孔的孔径相同。

进一步地，所述钎杆抓扣上开设有弧形凹槽，且弧形凹槽与钎杆相匹配。

进一步地，所述油缸C上安装有两组规格相同的安装块，且安装块内部开设有第二安装孔，所述钎杆抓扣上开设有两组第一安装孔，且第一安装孔与第二安装孔规格相同。

进一步地，所述锚杆抓取机械手包括油缸A、油缸B、旋转架、抓手、安装板和固定架，所述安装板固定在换杆架上，所述安装板远离换杆架的一侧面对称安装有两组固定架，所述固定架的中间位置安装有旋转架，所述旋转架上装配有油缸A，所述旋转架上且位于油缸A的一侧装配有油缸B，所述旋转架上安装有抓手。

进一步地，所述凿岩机切换机构包括托架、固定梁、移动推移组件、副放置架、主放置架、导杆和双向横移油缸，所述主凿岩机下侧安装有固定梁，所述主凿岩机下侧安装有主放置架，所述副凿岩机下侧安装有副凿岩机安装架，所述主放置架和副凿岩机安装架均安装在固定梁，所述副凿岩机上侧且位于副凿岩机的一侧设置有移动推移组件，所述移动推移组件远离副凿岩机的一侧面安装有托架，所述托架上侧装配有双向横移油缸，所述双向横移油缸上安装有一组主导杆和一组副导杆，两组所述导杆向副凿岩机方向延伸。

进一步地，所述移动推移组件包括托板、限位块、前固定块、后固定块、升降板和链条，所述托板安装在固定梁上，所述托板内部安装有限位块，所述托板上端面一侧安装有前固定块，所述托板上端面另一侧安装有后固定块，所述托板下端面安装有链条，所述链条的下侧设置有升降板。

进一步地，所述主凿岩机下端面安装有主支撑架，所述主凿岩机通过主支撑架与主放置架相固定，所述主支撑架上安装有三组规格相同第一导向套，所述主导杆与三组第一导向套匹配。

进一步地，所述副凿岩机下端面安装有副支撑架，所述副凿岩机通过副支撑架与副放置架相固定，所述副支撑架上安装有多组规格相同第二导向套，所述副导杆与第二导向套相匹配。

进一步地，主副放置架和副放置架的上表面与移动推移组件的上表面处于同一水平面。

进一步地，全自动换杆装置的工作步骤具体如下：

步骤一，首先将钎杆安装在副凿岩机上，钻孔结束后副凿岩机带钎杆退回原位，转动把手逆时针旋转90度，即可通过连杆带动钎杆抓扣和油缸C逆时针旋转90度，钎杆抓扣将钎杆扣住，而后油缸C伸出将钎杆锁住；

步骤二，主凿岩机向前伸出，主凿岩机与锚杆库中的锚杆相互配合，锚杆抓取机械手中的油缸B运作，油缸B抓住锚杆库中锚杆的另一端，此时钎杆摆移机构的旋转组件顺时针旋转，带动钎杆向右摆移，锚杆抓取机械手中的油缸A运作，带动锚杆向右摆动；

步骤三，同时使主放置架和副放置架的上表面与移动推移组件的上表面处于同一水平面，由于主凿岩机通过第一导向套与主导杆相配合，副凿岩机通过第二导向套与副导杆相互配合，使得主放置架和副放置架沿着固定梁进行滑移，当主凿岩机需要工作时，双向横移油缸向左移动，副凿岩机放置至副放置架位置，主凿岩机放置至移动推移组件，主凿岩机移动至指定位置后，限位块通过升降板弹起与主凿岩机支撑架配合，移动推移组件通过链条传输向前移动，主凿岩机随移动推移组件向前移动进行工作；当副凿岩机需要工作时，双向横移油缸向左移动向右移动，将主凿岩机放置至主放置架位置，副凿岩机放置至移动推移组件位置，副凿岩机移动至指定位置后，限位块通过升降板弹起与副凿岩机支撑架配合，移动推移组件通过链条传输向前移动，副凿岩机随移动推移组件向前移动进行工作；

步骤四，凿岩机切换机构移动，进而带动主凿岩机、副凿岩机同时向右移动，在三个机构的共同协作下，钎杆摆移至右侧、锚杆摆移至原钎杆的位置处，此时移动推移组件推进主凿岩机，进行锚杆安装工作，锚杆安装结束，钎杆摆移机构、凿岩机切换机构、锚杆抓取机械手共同协作，反向动作，将钎杆摆移至施工钻孔位置，锚杆抓取机械手复位，主凿岩机退回至推进前的位置，锚杆库自旋转一个锚杆安装位的角度，等待下一个循环的作业。

一种全自动锚杆库，应用于全自动换杆装置，包括锚杆库和锚杆，副凿岩机的一侧设置有锚杆库，所述锚杆库内部放置有若干根锚杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明首先将钎杆安装在副凿岩机上，钻孔结束后副凿岩机带钎杆退回原位，转动把手逆时针旋转90度，即可通过连杆带动钎杆抓扣和油缸C逆时针旋转90度，钎杆抓扣将钎杆扣住，而后油缸C伸出将钎杆锁住，通过油缸C、旋转组件、钎杆抓扣的配合使用，方便将钎杆进行抓取；

2、本发明通过主凿岩机向前伸出，主凿岩机与锚杆库中的锚杆相互配合，锚杆抓取机械手中的油缸B运作，油缸B抓住锚杆库中锚杆的另一端，此时钎杆摆移机构中的旋转组件顺时针旋转，带动钎杆向右摆移，锚杆抓取机械手中的油缸A运作，带动锚杆向右摆动；

3、本发明通过凿岩机切换机构移动，进而带动主凿岩机、副凿岩机同时向右移动，在三个机构的共同协作下，钎杆摆移至右侧、锚杆摆移至原钎杆的位置处，此时移动推移组件推进主凿岩机，进行锚杆安装工作，锚杆安装结束，钎杆摆移机构、凿岩机切换机构、锚杆抓取机械手共同协作，反向动作，将钎杆摆移至施工钻孔位置，锚杆抓取机械手复位，主凿岩机退回至推进前的位置，锚杆库自旋转一个锚杆安装位的角度，等待下一个循环的作业，该设计在采用机械自动化施工支护锚杆过程中，方便将锚杆移动到原钎杆位置，确保与施工的钻孔同心，有效杜绝了锚杆安装不到位、造成钻孔破坏、支护失效等问题，实现了锚杆钎杆的全自动切换。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中钎杆摆移机构的结构示意图；

图3为本发明中锚杆抓取机械手的结构示意图；

图4为本发明中凿岩机切换机构的结构示意图；

图5为本发明中凿岩机切换机构的爆炸图；

图6为本发明中托架的结构示意图；

图7为本发明中移动推移组件的结构示意图；

图8为本发明中主凿岩机的结构示意图；

图9为本发明中副凿岩机的结构示意图。

图中：1、主凿岩机；101、主支撑架；102、第一导向套；2、副凿岩机；201、副支撑架；202、第二导向套；3、锚杆库；4、锚杆；5、钎杆；6、钎杆摆移机构；61、钎杆抓扣；62、油缸C；63、旋转组件；631、转动把手；632、连接盘；633、连接头；64、连杆；7、锚杆抓取机械手；71、油缸A；72、油缸B；73、旋转架；74、抓手；75、安装板；76、固定架；8、凿岩机切换机构；81、托架；82、固定梁；83、移动推移组件；831、托板；832、限位块；833、前固定块；834、后固定块；835、升降板；836、链条；84、副放置架；85、主放置架；86、主导杆；861、副导杆；87、双向横移油缸；9、换杆架。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9所示，一种全自动换杆装置，包括主凿岩机1、副凿岩机2、锚杆库3、锚杆4、钎杆5、钎杆摆移机构6、锚杆抓取机械手7、凿岩机切换机构8和换杆架9；

所述主凿岩机1下侧设置有凿岩机切换机构8，所述主凿岩机1一侧设置有副凿岩机2，所述副凿岩机2的一侧设置有锚杆库3，所述锚杆库3内部放置有若干根锚杆4，所述锚杆库3远离副凿岩机2的一侧安装有锚杆抓取机械手7，所述锚杆抓取机械手7的一侧安装有钎杆5，所述钎杆5一侧设置有钎杆摆移机构6；

所述钎杆摆移机构6包括钎杆抓扣61、油缸C62和旋转组件63，所述钎杆5上设置有钎杆抓扣61，所述钎杆抓扣61上装配有油缸C62，所述钎杆抓扣61上且远离油缸C62活塞端的一端安装有连杆64，所述连杆64的另一端设置有旋转组件63；

所述旋转组件63包括转动把手631、连接盘632和连接头633，所述连接头633安装在连杆64的另一端，所述连接头633远离连杆64的一侧面安装有连接盘632，所述连接盘632上焊接有转动把手631；

其中，所述连接头633远离连杆64的一侧面开设有若干个第一连接孔，所述连接盘632上开设有若干个第二连接孔，且第二连接孔的孔径与第一连接孔的孔径相同，第一连接孔和第二连接孔中嵌入固定件，固定件包括固定螺丝、固定螺丝等，即可实现连接盘632与连接头633的相连接，同时也方便了转动把手631的拆装；

其中，所述钎杆抓扣61上开设有弧形凹槽，且弧形凹槽与钎杆5相匹配，弧形凹槽方便钎杆抓扣61抓取钎杆5；

其中，所述油缸C62上安装有两组规格相同的安装块，且安装块内部开设有第二安装孔，所述钎杆抓扣61上开设有两组第一安装孔，且第一安装孔与第二安装孔规格相同，外界固定件嵌入至第一安装孔和第二安装孔，将安装块固定在上钎杆抓扣61；

所述锚杆抓取机械手7包括油缸A71、油缸B72、旋转架73、抓手74、安装板75和固定架76，所述安装板75固定在换杆架9上，所述安装板75远离换杆架9的一侧面对称安装有两组固定架76，所述固定架76的中间位置安装有旋转架73，所述旋转架73上装配有油缸A71，所述旋转架73上且位于油缸A71的一侧装配有油缸B72，所述旋转架73上安装有抓手74；

所述凿岩机切换机构8包括托架81、固定梁82、移动推移组件83、副放置架84、主放置架85、主导杆86、副导杆861和双向横移油缸87，所述主凿岩机1下侧安装有固定梁82，所述主凿岩机1下侧安装有主放置架85，所述副凿岩机2下侧安装有副放置架84，所述主放置架85和副放置架84均安装在固定梁82，所述副凿岩机2上侧且位于副凿岩机2的一侧设置有移动推移组件83，所述移动推移组件83远离副凿岩机2的一侧面安装有托架81，所述托架81上侧装配有双向横移油缸87，所述双向横移油缸87上安装有一组主导杆86和一组副导杆861，所述副导杆861向副凿岩机2方向延伸，所述主导杆86向主凿岩机1方向延伸；

所述移动推移组件83包括托板831、限位块832、前固定块833、后固定块834、升降板835和链条836，所述托板831安装在固定梁82上，所述托板831内部安装有限位块832，所述托板831上端面一侧安装有前固定块833，所述托板831上端面另一侧安装有后固定块834，所述托板831下端面安装有链条836，所述链条836的下侧设置有升降板835；

其中，所述主凿岩机1下端面安装有主支撑架101，所述主凿岩机1通过主支撑架101与主放置架85相固定，所述主支撑架101上安装有三组规格相同第一导向套102，所述主导杆86与三组第一导向套102匹配；

其中，所述副凿岩机2下端面安装有副支撑架201，所述副凿岩机2通过副支撑架201与副放置架84相固定，所述副支撑架201上安装有多组规格相同第二导向套202，所述副导杆861与第二导向套202相匹配；

其中，主放置架85和副放置架84的上表面与移动推移组件83的上表面处于同一水平面，方便主凿岩机1、副凿岩机2与移动推移组件83之间进行配合使用。

请参阅图1所示，一种全自动锚杆库，锚杆库3应用于全自动换杆装置，包括锚杆库3和锚杆4，所述副凿岩机2的一侧设置有锚杆库3，所述锚杆库3内部放置有若干根锚杆4。

工作原理：首先将钎杆5安装在副凿岩机2上，钻孔结束后副凿岩机2带钎杆5退回原位，转动把手631逆时针旋转90度，即可通过连杆64带动钎杆抓扣61和油缸C62逆时针旋转90度，钎杆抓扣61将钎杆5扣住，而后油缸C62伸出将钎杆5锁住；

主凿岩机1向前伸出，主凿岩机1与锚杆库3中的锚杆4相互配合，锚杆抓取机械手7中的油缸B72运作，油缸B72抓住锚杆库3中锚杆4的另一端，此时钎杆摆移机构6的旋转组件63顺时针旋转，带动钎杆5向右摆移，锚杆抓取机械手7中的油缸A71运作，带动锚杆4向右摆动；

同时使主放置架85和副放置架84的上表面与移动推移组件83的上表面处于同一水平面，由于主凿岩机1通过第一导向套102与主导杆86相配合，副凿岩机2通过第二导向套202与副导杆861相互配合，使得主放置架85和副放置架84沿着固定梁82进行滑移，当主凿岩机1需要工作时，双向横移油缸87向左移动，副凿岩机2放置至副放置架84位置，主凿岩机1放置至移动推移组件83，主凿岩机1移动至指定位置后，限位块832通过升降板835弹起与主支撑架101配合，移动推移组件83通过链条836传输向前移动，主凿岩机1随移动推移组件83向前移动进行工作；当副凿岩机2需要工作时，双向横移油缸87向左移动向右移动，将主凿岩机1放置至主放置架85位置，副凿岩机2放置至移动推移组件83位置，副凿岩机2移动至指定位置后，限位块832通过升降板835弹起与副支撑架201配合，移动推移组件83通过链条836传输向前移动，副凿岩机2随移动推移组件83向前移动进行工作；

凿岩机切换机构8移动，进而带动主凿岩机1、副凿岩机2同时向右移动，在三个机构的共同协作下，钎杆5摆移至右侧、锚杆4摆移至原钎杆5的位置处，此时移动推移组件83推进主凿岩机1，进行锚杆4安装工作，锚杆4安装结束，钎杆摆移机构6、凿岩机切换机构8、锚杆抓取机械手7共同协作，反向动作，将钎杆5摆移至施工钻孔位置，锚杆抓取机械手7复位，主凿岩机1退回至推进前的位置，锚杆库3自旋转一个锚杆4安装位的角度，等待下一个循环的作业。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种全自动换杆装置，其特征在于，包括主凿岩机（1）、副凿岩机（2）、锚杆库（3）、锚杆（4）、钎杆（5）、钎杆摆移机构（6）、锚杆抓取机械手（7）、凿岩机切换机构（8）和换杆架（9）；

主凿岩机（1）下侧设置有凿岩机切换机构（8），主凿岩机（1）一侧设置有副凿岩机（2），副凿岩机（2）的一侧设置有锚杆库（3），锚杆库（3）内部放置有若干根锚杆（4），锚杆库（3）远离副凿岩机（2）的一侧安装有锚杆抓取机械手（7），锚杆抓取机械手（7）的一侧安装有钎杆（5），钎杆（5）一侧设置有钎杆摆移机构（6）；

钎杆摆移机构（6）包括钎杆抓扣（61）、油缸C（62）和旋转组件（63），钎杆（5）上设置有钎杆抓扣（61），钎杆抓扣（61）上装配有油缸C（62），钎杆抓扣（61）上且远离油缸C（62）活塞端的一端安装有连杆（64），连杆（64）的另一端设置有旋转组件（63）；旋转组件（63）包括转动把手（631）、连接盘（632）和连接头（633），连接头（633）安装在连杆（64）的另一端，连接头（633）远离连杆（64）的一侧面安装有连接盘（632），连接盘（632）上焊接有转动把手（631）；

锚杆抓取机械手（7）包括油缸A（71）、油缸B（72）、旋转架（73）、抓手（74）、安装板（75）和固定架（76），安装板（75）固定在换杆架（9）上，安装板（75）远离换杆架（9）的一侧面对称安装有两组固定架（76），固定架（76）的中间位置安装有旋转架（73），旋转架（73）上装配有油缸A（71），旋转架（73）上且位于油缸A（71）的一侧装配有油缸B（72），旋转架（73）上安装有抓手（74）；

所述凿岩机切换机构（8）包括托架（81）、固定梁（82）、移动推移组件（83）、副放置架（84）、主放置架（85）、主导杆（86）、副导杆（861）和双向横移油缸（87），所述主凿岩机（1）下侧安装有固定梁（82），所述主凿岩机（1）下侧安装有主放置架（85），所述副凿岩机（2）下侧安装有副放置架（84），所述主放置架（85）和副放置架（84）均安装在固定梁（82），所述副凿岩机（2）上侧且位于副凿岩机（2）的一侧设置有移动推移组件（83），所述移动推移组件（83）远离副凿岩机（2）的一侧面安装有托架（81），所述托架（81）上侧装配有双向横移油缸（87），所述双向横移油缸（87）上安装有一组主导杆（86）和一组副导杆（861），所述副导杆（861）向副凿岩机（2）方向延伸，所述主导杆（86）向主凿岩机（1）方向延伸。

2.根据权利要求1所述的一种全自动换杆装置，其特征在于，所述移动推移组件（83）包括托板（831）、限位块（832）、前固定块（833）、后固定块（834）、升降板（835）和链条（836），所述托板（831）安装在固定梁（82）上，所述托板（831）内部安装有限位块（832），所述托板（831）上端面一侧安装有前固定块（833），所述托板（831）上端面另一侧安装有后固定块（834），所述托板（831）下端面安装有链条（836），所述链条（836）的下侧设置有升降板（835）。

3.根据权利要求2所述的一种全自动换杆装置，其特征在于，所述主凿岩机（1）下端面安装有主支撑架（101），所述主凿岩机（1）通过主支撑架（101）与主放置架（85）相固定，所述主支撑架（101）上安装有三组规格相同第一导向套（102），所述主导杆（86）与三组第一导向套（102）匹配。

4.根据权利要求3所述的一种全自动换杆装置，其特征在于，所述副凿岩机（2）下端面安装有副支撑架（201），所述副凿岩机（2）通过副支撑架（201）与副放置架（84）相固定，所述副支撑架（201）上安装有多组规格相同第二导向套（202），所述副导杆（861）与第二导向套（202）相匹配。

5.根据权利要求4所述的一种全自动换杆装置，其特征在于，主放置架（85）和副放置架（84）的上表面与移动推移组件（83）的上表面处于同一水平面。

6.根据权利要求1所述的一种全自动换杆装置，其特征在于，锚杆台车凿岩机切换装置的工作步骤具体如下：

步骤一，主放置架（85）和副放置架（84）的上表面与移动推移组件（83）的上表面处于同一水平面，由于主凿岩机（1）通过第一导向套（102）与主导杆（86）相配合，副凿岩机（2）通过第二导向套（202）与副导杆（861）相互配合，使得主放置架（85）和副放置架（84）沿着固定梁（82）进行滑移；

步骤二，当主凿岩机（1）需要工作时，双向横移油缸（87）向左移动，副凿岩机（2）放置至副放置架（84）位置，主凿岩机（1）放置至移动推移组件（83），主凿岩机（1）移动至指定位置后，限位块（832）通过升降板（835）弹起与主支撑架（101）配合，移动推移组件（83）通过链条（836）传输向前移动，主凿岩机（1）随移动推移组件（83）向前移动进行工作；

步骤三，当副凿岩机（2）需要工作时，双向横移油缸（87）向左移动向右移动，将主凿岩机（1）放置至主放置架（85）位置，副凿岩机（2）放置至移动推移组件（83）位置，副凿岩机（2）移动至指定位置后，限位块（832）通过升降板（835）弹起与副支撑架（201）配合，移动推移组件（83）通过链条（836）传输向前移动，副凿岩机（2）随移动推移组件（83）向前移动进行工作；

步骤四，凿岩机切换机构（8）移动，进而带动主凿岩机（1）、副凿岩机（2）同时向右移动，在三个机构的共同协作下，钎杆摆移至右侧、锚杆摆移至原钎杆的位置处，此时移动推移组件（83）推进主凿岩机（1），进行锚杆安装工作。

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