CN113294184B - 一种锚杆自动钻孔与装锚机构及其使用方法 - Google Patents

一种锚杆自动钻孔与装锚机构及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锚杆自动钻孔与装锚机构及其使用方法，涉及巷道施工支护机械技术领域，解决了现有的锚杆支护采用三步较为繁琐，且支护效率低等问题，现只需要两步即可完成，为实现自动化打基础。一种锚杆自动钻孔与装锚机构及其使用方法，包括旋转底座，其特征在于：所述旋转底座上端的内侧安装有前后调整机构，所述前后调整机构的一端滑动连接有左右调整机构，所述左右调整机构的一侧固定安装有立柱，所述立柱中部的外侧滑动连接有钻锚互换机构。本发明解决了锚杆支护采用三步较为繁琐的问题，现只需要两步即可完成，通过对巷道内壁自动进行钻孔和装锚操作，能够有效提高锚杆支护的效率，降低人员的劳动量。

Description

一种锚杆自动钻孔与装锚机构及其使用方法
技术领域
本发明涉及巷道施工支护机械技术领域，具体为一种锚杆自动钻孔与装锚机构及其使用方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，煤矿的采集量越来越大，使得采集过程中形成的巷道数量也越来越多，通过锚杆能够对巷道内壁进行支护操作，锚杆支护是指在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中采用的一种加固支护方式；用金属件、木件、聚合物件或其他材料制成杆柱，打入地表岩体或硐室周围岩体预先钻好的孔中，传统工艺多采用三步法进行锚杆支护的施工。
但是，现有的锚杆支护采用三步较为繁琐，且支护效率低；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种锚杆自动钻孔与装锚机构及其使用方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锚杆自动钻孔与装锚机构及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的现有的锚杆支护采用三步较为繁琐，且支护效率低等问题，现只需要两步即可完成，为实现自动化打基础。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锚杆自动钻孔与装锚机构，包括旋转底座，其特征在于：所述旋转底座上端的内侧安装有前后调整机构，所述前后调整机构的一端滑动连接有左右调整机构，所述左右调整机构的一侧固定安装有立柱，所述立柱中部的外侧滑动连接有钻锚互换机构，所述立柱与钻锚互换机构通过钻锚上下调整油缸连接，所述钻锚互换机构的一侧滑动连接有装锚机构，所述装锚机构与钻锚互换机构通过装锚调整油缸连接，所述钻锚互换机构的另一侧滑动连接有钻孔机构，所述钻锚互换机构与钻孔机构通过钻孔调整油缸连接。
优选的，所述装锚机构的内侧设置有传递丝杆，所述传递丝杆的两端均与装锚机构固定连接，所述装锚机构的一侧安装有装锚驱动，所述装锚驱动与传递丝杆通过齿轮连接。
优选的，所述钻孔机构的内部设有传递丝杆B，所述传递丝杆B的两端均与钻孔机构固定连接，所述钻孔机构的一侧固定安装有钻孔驱动，所述钻孔机构与传递丝杆B通过齿轮B连接。
优选的，所述旋转底座的下端面固定安装有履带及底盘，所述履带及底盘的一端设置有控制台，所述控制台的一侧位于履带及底盘的上端面固定安装有泵站。
一种锚杆自动钻孔与装锚机构的使用方法，包括以下步骤：
步骤A：检查各零件的功能是否完好，接通电源，启动泵站，操作控制台，使得通过履带及底盘能够带动整体移动至巷道支护位置，旋转底座可相对于履带及底盘进行旋转，进而通过旋转底座能够带动自动钻锚机构进行微调，进而能够精确对点，便于提高钻孔和装锚的精度，通过启动前后调整机构，使得通过前后调整机构相对于旋转底座进行转动，进而调节钻锚机构的前后角度，使得立柱处于竖直状态，启动左右调整机构，使得通过左右调整机构相对于前后调整机构进行转动，进而左右调整机构能够通过立柱带动钻锚机构进行倾斜角度的调节，保证钻孔和装锚处于竖直状态；
步骤B：启动钻锚上下调整油缸，其中立柱与钻锚互换机构通过钻锚上下调整油缸连接，使得通过钻锚上下调整油缸能够在立柱的支撑作用下带动钻锚互换机构在立柱的外侧滑动进而进行高度的调节，进而可调整钻锚机构的高度，在立柱的内部设置有伸缩油缸，使得通过伸缩油缸能够带动立柱的上端与巷道顶部或侧帮进行顶紧，进而便于对整体进行固定和支撑，通过启动钻锚互换机构，使得钻锚互换机构带动装锚机构和钻孔机构在立柱的外侧进行转动，进而能够分别将钻杆和锚杆进行装夹；
步骤C：装锚机构与钻锚互换机构通过装锚调整油缸连接，启动装锚调整油缸，使得装锚调整油缸在钻锚互换机构的支撑作用下带动装锚机构进行高度调节，钻孔机构与钻锚互换机构通过钻孔调整油缸连接，启动钻孔调整油缸，使得钻孔调整油缸在钻锚互换机构的支撑作用下带动钻孔机构进行高度的调节；进而通过装锚机构和钻孔机构能够分别对钻孔和装锚操作时的高度进行调整，避免旋转互换时钻锚机构与洞壁发生干涉；
步骤D：在装锚机构的内侧设置有传递丝杆，且传递丝杆的两端与装锚机构固定连接，打开钻孔驱动，配合钻孔调整油缸，钻孔驱动带动链条和齿轮B转动从而带动钻孔机构内部的钻杆转动，钻杆在转动的同时沿着钻孔机构传递丝杆B做上下线性位移，从而使得钻杆进行钻孔操作。
步骤E：启动靠近装锚机构一侧的装锚驱动，使得装锚驱动带动锚杆进行转动的同时能够相对于装锚机构进行高度的调节，进而能够对锚杆进行安装，便于使用，待锚杆旋转到要求深度及扭矩后，装锚驱动反转，使装锚驱动与锚杆分离，完成一根锚杆的支护工作，此时对装锚调整油缸进行复位，便于后续操作；
步骤F：启动钻锚互换机构，使得钻锚互换机构带动装锚机构和钻孔机构相对于立柱旋转度，此时装锚机构和钻孔机构复位，便于对下一根锚杆进行装夹，且能够再次进行钻孔和装锚作业，在装锚完成后，分别通过启动钻锚上下调整油缸、左右调整机构、旋转底座和前后调整机构能够对整体结构进行复位至初始状态，便于使用。
优选的，所述立柱的内部设置有伸缩油缸，所述伸缩油缸与立柱通过螺钉连接固定，所述伸缩油缸的上端面设置有锥形定位头。
优选的，所述装锚机构与钻孔机构相对于钻锚互换机构呈对称布置，所述装锚机构与钻孔机构的一侧均设置有滑轨，所述钻锚互换机构的两侧的夹持滑块与滑轨配合，通过装锚调整油缸、钻孔调整油缸可使装锚机构、钻孔机构上下滑动。
优选的，所述立柱的底端与左右调整机构通过螺钉连接固定，所述钻锚互换机构中部的内侧设置有连接套筒，所述钻锚互换机构与立柱通过连接套筒连接。
与现有技术相比，本发明的使用方法有益效果是：
本发明通过在立柱上配置钻孔机构和装锚机构，对称布置，结构设计合理、结构紧凑、满足锚杆自动钻孔和装锚需求，且能够自动对钻孔和装锚工序进行切换，实现了全螺纹锚杆的自动支护难题，现有的锚杆支护采用三步较为繁琐，且支护效率低等问题，现只需要两步即可完成，为实现自动化打基础。
附图说明
图1为本发明整体的流程示意图；
图2为本发明复位工序的两种状态示意图；
图3为本发明钻锚互换机构的连接结构示意图；
图4为本发明整体的结构示意图；
图5为本发明整体的侧视图。
图中：1、旋转底座；2、前后调整机构；3、左右调整机构；4、钻锚上下调整油缸；5、钻锚互换机构；6、装锚机构；7、装锚调整油缸；8、立柱；9、钻孔调整油缸；10、钻孔机构；11、装锚驱动；12、履带及底盘；13、泵站； 14、控制台；15、钻孔驱动。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明所提到的钻锚上下调整油缸4(型号为SJYG70-1000)、装锚调整油缸7(型号为HOB80X250-1000)、钻孔调整油缸9(型号为HOB80X250-1000)和装锚驱动11(型号为YS7134)均可从市场采购或私人定制获得。
请参阅图1至图5，本发明提供的一种实施例：一种锚杆自动钻孔与装锚机构，包括旋转底座1，其特征在于：旋转底座1上端的内侧安装有前后调整机构 2，前后调整机构2的一端滑动连接有左右调整机构3，左右调整机构3的一侧固定安装有立柱8，立柱8中部的外侧滑动连接有钻锚互换机构5，立柱8与钻锚互换机构5通过钻锚上下调整油缸4连接，钻锚互换机构5的一侧滑动连接有装锚机构6，装锚机构6与钻锚互换机构5通过装锚调整油缸7连接，钻锚互换机构5的另一侧滑动连接有钻孔机构10，钻锚互换机构5与钻孔机构10通过钻孔调整油缸9连接，整体通过对巷道内壁自动进行钻孔和装锚操作，能够有效提高锚杆支护的效率，降低人员的劳动量。
进一步，装锚机构6的内侧设置有传递丝杆，传递丝杆的两端均与装锚机构6固定连接，装锚机构6的一侧安装有装锚驱动11，装锚驱动11与传递丝杆通过齿轮连接，使得装锚驱动11带动钻杆和锚杆进行转动的同时能够实现高度的调节，进而能够便于装锚操作。
进一步，钻孔机构10的内部设有传递丝杆B，传递丝杆B的两端均与钻孔机构10固定连接，钻孔机构10的一侧固定安装有钻孔驱动15，钻孔机构10与传递丝杆B通过齿轮B连接。
进一步，旋转底座1的下端面固定安装有履带及底盘12，履带及底盘12的一端设置有控制台14，控制台14的一侧位于履带及底盘12的上端面固定安装有泵站13，通过履带及底盘12能够带动整体进行移动，进而对钻孔和装锚的位置进行确定。
一种锚杆自动钻孔与装锚机构的使用方法，包括以下步骤：
步骤A：检查各零件的功能是否完好，接通电源，启动泵站13，操作控制台14，使得通过履带及底盘12能够带动整体移动至巷道支护位置，旋转底座1 可相对于履带及底盘12进行旋转，进而通过旋转底座1能够带动自动钻锚机构进行微调，进而能够精确对点，便于提高钻孔和装锚的精度，通过启动前后调整机构2，使得通过前后调整机构2相对于旋转底座1进行转动，进而调节钻锚机构的前后角度，使得立柱8处于竖直状态，启动左右调整机构3，使得通过左右调整机构3相对于前后调整机构2进行转动，进而左右调整机构3能够通过立柱8带动钻锚机构进行倾斜角度的调节，保证钻孔和装锚处于竖直状态；
步骤B：启动钻锚上下调整油缸4，其中立柱8与钻锚互换机构5通过钻锚上下调整油缸4连接，使得通过钻锚上下调整油缸4能够在立柱8的支撑作用下带动钻锚互换机构5在立柱8的外侧滑动进而进行高度的调节，进而可调整钻锚机构的高度，在立柱8的内部设置有伸缩油缸，使得通过伸缩油缸能够带动立柱8的上端与巷道顶部或侧帮进行顶紧，进而便于对整体进行固定和支撑，通过启动钻锚互换机构5，使得钻锚互换机构5带动装锚机构6和钻孔机构10 在立柱8的外侧进行转动，进而能够分别将钻杆和锚杆进行装夹；
步骤C：装锚机构6与钻锚互换机构5通过装锚调整油缸7连接，启动装锚调整油缸7，使得装锚调整油缸7在钻锚互换机构5的支撑作用下带动装锚机构 6进行高度调节，钻孔机构10与钻锚互换机构5通过钻孔调整油缸9连接，启动钻孔调整油缸9，使得钻孔调整油缸9在钻锚互换机构5的支撑作用下带动钻孔机构10进行高度的调节；进而通过装锚机构6和钻孔机构10能够分别对钻孔和装锚操作时的高度进行调整，避免旋转互换时钻锚机构与洞壁发生干涉；
步骤D：在装锚机构6的内侧设置有传递丝杆，且传递丝杆的两端与装锚机构6固定连接，打开钻孔驱动15，配合钻孔调整油缸9，钻孔驱动15带动链条和齿轮B转动从而带动钻孔机构10内部的钻杆转动，钻杆在转动的同时沿着钻孔机构10传递丝杆B做上下线性位移，从而使得钻杆进行钻孔操作。
步骤E：启动靠近装锚机构6一侧的装锚驱动11，使得装锚驱动11带动锚杆进行转动的同时能够相对于装锚机构6进行高度的调节，进而能够对锚杆进行安装，便于使用，待锚杆旋转到要求深度及扭矩后，装锚驱动11反转，使装锚驱动11与锚杆分离，完成一根锚杆的支护工作，此时对装锚调整油缸7进行复位，便于后续操作；
步骤F：启动钻锚互换机构5，使得钻锚互换机构5带动装锚机构6和钻孔机构10相对于立柱8旋转180度，此时装锚机构6和钻孔机构10复位，便于对下一根锚杆进行装夹，且能够再次进行钻孔和装锚作业，在装锚完成后，分别通过启动钻锚上下调整油缸4、左右调整机构3、旋转底座1和前后调整机构 2能够对整体结构进行复位至初始状态，便于使用。
进一步，立柱8的内部设置有伸缩油缸，伸缩油缸与立柱8通过螺钉连接固定，伸缩油缸的上端面设置有锥形定位头。
进一步，装锚机构6与钻孔机构10相对于钻锚互换机构5呈对称布置，装锚机构6与钻孔机构10的一侧均设置有滑轨，钻锚互换机构5的两侧的夹持滑块与滑轨配合，通过装锚调整油缸7、钻孔调整油缸9可使装锚机构6、钻孔机构10上下滑动，使得装锚机构6与钻孔机构10能够相对于钻锚互换机构5进行滑动调节，便于使用。
进一步，立柱8的底端与左右调整机构3通过螺钉连接固定，钻锚互换机构5中部的内侧设置有连接套筒，钻锚互换机构5与立柱8通过连接套筒连接，使得立柱8能够对钻锚互换机构5进行导向，保持钻锚互换机构5调节时的稳定。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种锚杆自动钻孔与装锚机构，其特征在于：包括旋转底座(1)，其特征在于：所述旋转底座(1)上端的内侧安装有前后调整机构(2)，所述前后调整机构(2)的一端滑动连接有左右调整机构(3)，所述左右调整机构(3)的一侧固定安装有立柱(8)，所述立柱(8)中部的外侧滑动连接有钻锚互换机构(5)，所述立柱(8)与钻锚互换机构(5)通过钻锚上下调整油缸(4)连接，所述钻锚互换机构(5)的一侧滑动连接有装锚机构(6)，所述装锚机构(6)与钻锚互换机构(5)通过装锚调整油缸(7)连接，所述钻锚互换机构(5)的另一侧滑动连接有钻孔机构(10)，所述钻锚互换机构(5)与钻孔机构(10)通过钻孔调整油缸(9)连接；所述装锚机构(6)的内侧设置有传递丝杆，所述传递丝杆的两端均与装锚机构(6)固定连接，所述装锚机构(6)的一侧安装有装锚驱动(11)，所述装锚驱动(11)与传递丝杆通过齿轮连接；
所述钻孔机构(10)的内部设有传递丝杆B，所述传递丝杆B的两端均与钻孔机构(10)固定连接，所述钻孔机构(10)的一侧固定安装有钻孔驱动(15)，所述钻孔机构(10)与传递丝杆B通过齿轮B连接；
所述旋转底座(1)的下端面固定安装有履带及底盘(12)，所述履带及底盘(12)的一端设置有控制台(14)，所述控制台(14)的一侧位于履带及底盘(12)的上端面固定安装有泵站(13)；
所述立柱(8)的内部设置有伸缩油缸，所述伸缩油缸与立柱(8)通过螺钉连接固定，所述伸缩油缸的上端面设置有锥形定位头；
所述装锚机构(6)与钻孔机构(10)相对于钻锚互换机构(5)呈对称布置，所述装锚机构(6)与钻孔机构(10)的一侧均设置有滑轨，所述钻锚互换机构(5)的两侧的夹持滑块与滑轨配合，通过装锚调整油缸(7)、钻孔调整油缸(9)可使装锚机构(6)、钻孔机构(10)上下滑动；
所述立柱(8)的底端与左右调整机构(3)通过螺钉连接固定，所述钻锚互换机构(5)中部的内侧设置有连接套筒，所述钻锚互换机构(5)与立柱(8)通过连接套筒连接。
2.一种锚杆自动钻孔与装锚机构的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A：检查各零件的功能是否完好，接通电源，启动泵站(13)，操作控制台(14)，使得通过履带及底盘(12)能够带动整体移动至巷道支护位置，旋转底座(1)可相对于履带及底盘(12)进行旋转，进而通过旋转底座(1)能够带动自动钻锚机构进行微调，进而能够精确对点，便于提高钻孔和装锚的精度，通过启动前后调整机构(2)，使得通过前后调整机构(2)相对于旋转底座(1)进行转动，进而调节钻锚机构的前后角度，使得立柱(8)处于竖直状态，启动左右调整机构(3)，使得通过左右调整机构(3)相对于前后调整机构(2)进行转动，进而左右调整机构(3)能够通过立柱(8)带动钻锚机构进行倾斜角度的调节，保证钻孔和装锚处于竖直状态；
步骤B：启动钻锚上下调整油缸(4)，其中立柱(8)与钻锚互换机构(5)通过钻锚上下调整油缸(4)连接，使得通过钻锚上下调整油缸(4)能够在立柱(8)的支撑作用下带动钻锚互换机构(5)在立柱(8)的外侧滑动进而进行高度的调节，进而可调整钻锚机构的高度，在立柱(8)的内部设置有伸缩油缸，使得通过伸缩油缸能够带动立柱(8)的上端与巷道顶部或侧帮进行顶紧，进而便于对整体进行固定和支撑，通过启动钻锚互换机构(5)，使得钻锚互换机构(5)带动装锚机构(6)和钻孔机构(10)在立柱(8)的外侧进行转动，进而能够分别将钻杆和锚杆进行装夹；
步骤C：装锚机构(6)与钻锚互换机构(5)通过装锚调整油缸(7)连接，启动装锚调整油缸(7)，使得装锚调整油缸(7)在钻锚互换机构(5)的支撑作用下带动装锚机构(6)进行高度调节，钻孔机构(10)与钻锚互换机构(5)通过钻孔调整油缸(9)连接，启动钻孔调整油缸(9)，使得钻孔调整油缸(9)在钻锚互换机构(5)的支撑作用下带动钻孔机构(10)进行高度的调节；进而通过装锚机构(6)和钻孔机构(10)能够分别对钻孔和装锚操作时的高度进行调整，避免旋转互换时钻锚机构与洞壁发生干涉；
步骤D：在装锚机构(6)的内侧设置有传递丝杆，且传递丝杆的两端与装锚机构(6)固定连接，打开钻孔驱动(15)，配合钻孔调整油缸(9)，钻孔驱动(15)带动链条和齿轮B转动从而带动钻孔机构(10)内部的钻杆转动，钻杆在转动的同时沿着钻孔机构(10)传递丝杆B做上下线性位移，从而使得钻杆进行钻孔操作；
步骤E：启动靠近装锚机构(6)一侧的装锚驱动(11)，使得装锚驱动(11)带动锚杆进行转动的同时能够相对于装锚机构(6)进行高度的调节，进而能够对锚杆进行安装，便于使用，待锚杆旋转到要求深度及扭矩后，装锚驱动(11)反转，使装锚驱动(11)与锚杆分离，完成一根锚杆的支护工作，此时对装锚调整油缸(7)进行复位，便于后续操作；
步骤F：启动钻锚互换机构(5)，使得钻锚互换机构(5)带动装锚机构(6)和钻孔机构(10)相对于立柱(8)旋转180度，此时装锚机构(6)和钻孔机构(10)复位，便于对下一根锚杆进行装夹，且能够再次进行钻孔和装锚作业，在装锚完成后，分别通过启动钻锚上下调整油缸(4)、左右调整机构(3)、旋转底座(1)和前后调整机构(2)能够对整体结构进行复位至初始状态，便于使用。
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宁夏煤炭系统巷道掘进工效现状分析及改进措施;吕兆海等;《能源科技》;20200226(第02期);全文 *
某高速公路隧道工程机械化施工关键技术;钟少杰;《广东土木与建筑》;20200515(第05期);全文 *

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