CN114059928B - 一种全方位多角度自动锚杆钻机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于煤矿井下巷道支护技术领域，具体涉及一种全方位多角度自动锚杆钻机。包括设置于底部的主机架，主机架上安装有钻机平台，钻机平台通过铰接的方式连接使钻机平台可相对于主机架进行小角度旋转，钻机平台两侧内部设置有平移机构，平移机构一端在钻机平台内，另一端设置于钻机平台外部并且安装有由旋转马达驱动的旋转支座，旋转支座底部安装有钻机安装架，钻机安装架底部设置钻架系统，钻架系统内部设置有抓取系统。本发明利用钻架系统、平移机构和抓取系统的相互配合，具有定位准确，支护迅速，全方位，大容量锚杆仓等特点，在减轻了工作人员劳动强度的同时，也提高了企业的生产周期，更提高了企业的生产成本。

Description

一种全方位多角度自动锚杆钻机
技术领域
本发明属于煤矿井下巷道支护技术领域，具体涉及一种全方位多角度自动锚杆钻机。
背景技术
锚杆支护是我国煤矿井下巷道支护的主要方式。目前在国内煤矿井下锚杆支护大部分采用人工支护的方式，先由人工钻孔，再由人工采用手工的方式将锚杆推入合适位置，最后进行紧固。人工支护的方式对长期一线工作人员有较大的身体伤害，此类型工作人员相比其他工作人员更容易患尘肺等疾病，并且由于人工精力有限，无法保证每一处支护质量都达到合格，从而无法保证整个巷道的安全程度是否合格。
目前国内煤矿井下巷道支护设备多数采用单工序支护方式，需要工作人员进行现场二次操作加固，提高了企业的生产成本，更降低了生产效率。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供一种全方位多角度自动锚杆钻机。
本发明采取以下技术方案：一种全方位多角度自动锚杆钻机，包括设置于底部的主机架，主机架上安装有钻机平台，钻机平台通过铰接的方式连接使钻机平台可相对于主机架进行小角度旋转，钻机平台两侧内部设置有平移机构，平移机构一端在钻机平台内，另一端设置于钻机平台外部并且安装有由旋转马达驱动的旋转支座，旋转支座底部安装有钻机安装架，钻机安装架底部设置钻架系统，钻架系统内部设置有抓取系统。
进一步的，钻架系统包括钻架侧板、钻架顶端板、导轨、丝杠、钻机、锚杆仓、钻机架和支撑柱，钻架顶端板设置于两侧，两侧的钻架顶端板之间通过钻架侧板以及支撑柱连接，钻架侧板和支撑柱分别设置在两侧，钻架顶端板和钻架侧板构成钻架系统的框架，钻架系统的框架内安装有钻机架，钻机架固定在其中一个钻架顶端板的内侧，钻机架上安装钻机，钻架侧板和支撑柱之间设置有导轨和丝杠，丝杠设置于导轨中间，并且相互平行，所述的抓取系统安装在导轨和丝杠上，钻架侧板内设置有滑轨，锚杆仓两端设置于钻架侧板的滑轨内，锚杆仓的设置方向沿钻架侧板方向设置。
进一步的，锚杆仓顶部两端处各设置有一个液压油缸，液压油缸伸长时，锚杆仓向外移动；液压油缸缩短时，锚杆仓向内收缩，所述的锚杆仓底部设置有卡扣，锚杆仓设置有上下两层，当下层锚杆仓移动到最外则时，此时上层的锚杆仓在最内侧；当下层锚杆仓在最内侧时，上层锚杆仓在最外侧，下层锚杆仓内侧卡扣为钻杆仓，可放置钻杆；其他卡扣处均为锚杆。
进一步的，抓取系统包括丝杠器、后置液压油缸、导柱、顶板、中置液压油缸、前抓板、后抓板和前置液压油缸，丝杠器安装在导轨和丝杠上，丝杠器上设置有导柱，导柱上安装有顶板，顶板与丝杠器之间设置有后置液压油缸，顶板内设置有套筒，套筒位置处设置有后抓板，顶板与后抓板之间设置有中置液压油缸并由其驱动后抓板顶升，后抓板前方设置有前抓板，后抓板底部为竖向的连接板，前置液压油缸一端与连接板连接，另一端与前抓板的中部铰接连接，前抓板的端部与连接板铰接连接，通过控制前置液压油缸来控制前抓板和后抓板的开合。
进一步的，平移机构包括前悬臂梁、后悬臂梁和液压油缸，液压油缸呈平行分布在前悬臂梁和后悬臂梁的内部，液压油缸一端与前悬臂梁连接，另一端与后悬臂梁连接；前悬臂梁与后悬臂梁通过铰接的方式连接，当前悬臂梁与后悬臂梁相互平行时，此时液压油缸与前悬臂梁、后悬臂梁相互平行，液压油缸收缩时，可使后悬臂梁向上翻折；当液压油缸伸长时，可使后悬臂梁向下翻折。
进一步的，平台前后布置的两条轨道，轨道四周均由钢板组成，轨道内部四壁设置有垫块；钻机平台的前端设置有连接架，连接架上端通过铰接的方式连接主机架，钻机平台下端通过液压油缸与主机架连接，用于固定和移动平移机构，钻机平台可以向上竖直翻转至与水平面垂直，使需要工作的部分达到需要工作面合适的位置。
与现有技术相比，本发明利用钻架系统、平移机构和抓取系统的相互配合，具有定位准确，支护迅速，全方位，大容量锚杆仓等特点，在减轻了工作人员劳动强度的同时，也提高了企业的生产周期，更提高了企业的生产成本。
附图说明
图1是本发明提供的一种全方位多角度自动锚杆钻机的结构示意图；
图2是本发明提供的平移机构打开的结构示意图；
图3是本发明提供的平移机构的局部结构示意图；
图4是本发明提供的钻架系统的结构示意图；
图5是本发明提供的抓取系统的结构示意图；
图6是本发明提供的抓取系统的局部结构示意图；
图7是钻机平台结构示意图；
图8是单层锚杆仓结构示意图；
图9是双层锚杆仓结构示意图；
图10是顶板结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供一种全方位多角度自动锚杆钻机，如图1所示，该一体机包括钻机平台1、旋转支座2、平移机构3、钻机安装架4、主机架5、钻架系统6、抓取系统7。
如图1所示，主机架5设置于底部，为整个设备起到支撑和稳定的作用；钻机平台1设置于主机架5上，通过铰接的方式连接使钻机平台1可相对于主机架5进行小角度旋转；平移机构3设置于钻机平台1内部，平移机构3一端在钻机平台1内，另一端设置于钻机平台1外部；旋转支座2设置于平移机构3在钻机平台1外侧的一端，旋转支座设置有旋转马达，可带动钻架系统6进行大角度旋转；钻机安装架4设置于旋转支座2底端；钻架系统6设置于钻机安装架4底端；抓取系统7设置于钻架系统6内部。
如图2所示，图示为本发明对矿井下巷道侧壁进行支护的情况，左端为钻架系统工作状态，右端为钻架系统未工作或者已工作完毕状态。钻机平台1支撑平移机构3向外延伸至合适距离后，由旋转支座2通过液压油缸的作用将钻架系统6进行大角度旋转至合适角度后，再由平移机构3内设的液压油缸作用将钻架系统6进行竖直方向的位移，达到在矿井下巷道不同高度的支护工作。
如图3所示，平移机构3由前悬臂梁3.1、后悬臂梁3.3和两根液压油缸3.2构成；液压油缸3.2呈平行分布在前悬臂梁3.1和后悬臂梁3.3的内部，液压油缸3.2一端与前悬臂梁3.1连接，另一端与后悬臂梁3.2连接；前悬臂梁3.1与后悬臂梁3.3通过铰接的方式连接，当前悬臂梁3.1与后悬臂梁3.3相互平行时，此时液压油缸3.2与前悬臂梁3.1、后悬臂梁3.3相互平行。液压油缸3.2收缩时，可使后悬臂梁3.3向上翻折；当液压油缸3.2伸长时，可使后悬臂梁3.3向下翻折。
如图4所示，钻架系统6由钻架侧板6.1、钻架顶端板6.2、导轨6.3、丝杠6.4、钻机6.5、锚杆仓6.6、卡扣6.7、钻机架6.8、支撑柱6.9和抓取部分7等构成。钻架顶端板6.2设置于钻架系统6两侧；钻架侧板6.1设置于钻架系统6内侧；导轨6.3设置于钻架系统6底端，一端与钻架侧板6.1，另一端与支撑柱6.9连接；丝杠6.4设置于导轨6.3中间，并且相互平行；钻机6.5设置于钻机架6.8下端；钻机架6.8设置于钻架系统6内；钻架侧板6.1内设置有滑轨，锚杆仓6.6两端设置于钻架侧板6.1的滑轨内。
如图4所示，抓取部分7设置于导轨6.3和丝杠6.4上，由导轨6.3和丝杠6.4相互配合，可使抓取部分7进行位移，从而更好的达到使用要求。
如图8、9所示，锚杆仓6.6顶部两端处各设置有一个液压油缸，液压油缸伸长时，锚杆仓向外移动；液压油缸缩短时，锚杆仓向内收缩，所述的锚杆仓6.6底部设置有卡扣6.7，锚杆仓6.6设置有上下两层，当下层锚杆仓移动到最外则时，此时上层的锚杆仓在最内侧；当下层锚杆仓在最内侧时，上层锚杆仓在最外侧，下层锚杆仓内侧卡扣为钻杆仓，可放置钻杆；其他卡扣处均为锚杆。
如图5所示，抓取系统7由丝杠器7.1、后置液压油缸7.2、导柱7.3、顶板7.4、中置液压油缸7.5、前抓板7.6、后抓板7.7、前置液压油缸7.8构成；丝杠器7.1设置于导轨6.3和丝杠6.4上；导柱7.3设置于丝杠器7.1上；顶板7.4设置于导柱7.3上；后抓板7.7设置于顶板7.4内设的套筒处；后抓板7.7前方设置有前抓板7.6，后抓板7.7底部为竖向的连接板，前置液压油缸7.8一端与连接板连接，另一端与前抓板7.6的中部铰接连接，前抓板7.6的端部与连接板铰接连接，通过控制前置液压油缸7.8来控制前抓板7.6和后抓板7.7的开合。中置液压油缸7.5一端连接后抓板7.7，另一端连接顶板7.4；后置液压油缸7.2一端连接丝杠器7.1，另一端连接顶板7.4。
如图6所示，工作时，由丝杠器7.1与导轨6.3和丝杠6.4的相互配合，可使丝杠器7.1在导轨上进行位移；由后置液压油缸7.2伸长时带动顶板7.4通过导柱7.3将前抓板7.6和后抓板7.7提升至一定高度；再由中置液压油缸7.5进行高度的微调，最后通过前置液压油缸7.8的伸缩可通过前抓板7.6和后抓板7.7的配合将钻杆取出，再由依次由油缸的配合将前抓板7.6、后抓板7.7下降至合适高度，由丝杠器7.1将其带至钻机处进行对施工面的打孔作业。打孔作业完成后，再由抓取系统7将钻杆放回钻杆仓，后对锚杆进行抓取放入之前打好的孔内进行支护作业。此时为完整的一个作业过程。
本发明中主机架，用于支撑钻机平台的稳定。如图7所示，钻机平台，由前后布置的两条轨道和连接架构成，轨道四周均有钢板组成，轨道内部四壁设置有垫块，可降低平移机构与钢板的摩擦力；所述连接架设置于钻机平台的前端，一端通过铰接的方式连接于主机架。另一端固定于钻机平台前端。所述钻机平台下端通过液压油缸与主机架连接，用于固定和移动平移机构，钻机平台可以向上竖直翻转至与水平面垂直，使需要工作的部分达到需要工作面合适的位置。平移机构，一端设置于钻机平台内，另一端延伸至钻机平台外侧。用于帮助钻机在水平方向和竖直方向进行位移，使钻机钻口可以达到需要施工面的任意位置。旋转支座，设置于平移机构端点处，可通过液压油缸将钻机翻转90°，使钻机与钻机平台形成夹角，可面对不同地形时，保证钻机钻口始终与施工面垂直。旋转马达，设置于旋转支座上，可使钻架水平旋转360°。钻机，设置于支座下端。锚杆仓，设置于钻机一侧，由上下两层构成，可容纳多根锚杆和钻杆。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所做的举例，而并非是对本发明实施方案的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同的变化或变动。这里无需也无法对所有实施方法予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种全方位多角度自动锚杆钻机，其特征在于：包括设置于底部的主机架（5），主机架（5）上安装有钻机平台（1），钻机平台（1）通过铰接的方式连接使钻机平台（1）可相对于主机架（5）进行小角度旋转，钻机平台（1）两侧内部设置有平移机构（3），平移机构（3）一端在钻机平台（1）内，另一端设置于钻机平台（1）外部并且安装有由旋转马达驱动的旋转支座（2），旋转支座（2）底部安装有钻机安装架（4），钻机安装架（4）底部设置钻架系统（6），钻架系统（6）内部设置有抓取系统（7）；
所述的钻架系统（6）包括钻架侧板（6.1）、钻架顶端板（6.2）、导轨（6.3）、丝杠（6.4）、钻机（6.5）、锚杆仓（6.6）、钻机架（6.8）和支撑柱（6.9），钻架顶端板（6.2）设置于两侧，两侧的钻架顶端板（6.2）之间通过钻架侧板（6.1）以及支撑柱（6.9）连接，钻架侧板（6.1）和支撑柱（6.9）分别设置在两侧，钻架顶端板（6.2）和钻架侧板（6.1）构成钻架系统的框架，钻架系统的框架内安装有钻机架（6.8），钻机架（6.8）固定在其中一个钻架顶端板（6.2）的内侧，钻机架（6.8）上安装钻机（6.5），钻架侧板（6.1）和支撑柱（6.9）之间设置有导轨（6.3）和丝杠（6.4），丝杠（6.4）设置于导轨（6.3）中间，并且相互平行，所述的抓取系统（7）安装在导轨（6.3）和丝杠（6.4）上，钻架侧板（6.1）内设置有滑轨，锚杆仓（6.6）两端设置于钻架侧板（6.1）的滑轨内，锚杆仓（6.6）的设置方向沿钻架侧板（6.1）方向设置；
所述的抓取系统（7）包括丝杠器（7.1）、后置液压油缸（7.2）、导柱（7.3）、顶板（7.4）、中置液压油缸（7.5）、前抓板（7.6）、后抓板（7.7）和前置液压油缸（7.8），丝杠器（7.1）安装在导轨（6.3）和丝杠（6.4）上，丝杠器（7.1）上设置有导柱（7.3），导柱（7.3）上安装有顶板（7.4），顶板（7.4）与丝杠器（7.1）之间设置有后置液压油缸（7.2），顶板（7.4）内设置有套筒，套筒位置处设置有后抓板（7.7），顶板（7.4）与后抓板（7.7）之间设置有中置液压油缸（7.5）并由其驱动后抓板（7.7）顶升，后抓板（7.7）前方设置有前抓板（7.6），后抓板（7.7）底部为竖向的连接板，前置液压油缸（7.8）一端与连接板连接，另一端与前抓板（7.6）的中部铰接连接，前抓板（7.6）的端部与连接板铰接连接，通过控制前置液压油缸（7.8）来控制前抓板（7.6）和后抓板（7.7）的开合。
2.根据权利要求1所述的全方位多角度自动锚杆钻机，其特征在于：所述的锚杆仓（6.6）顶部两端处各设置有一个液压油缸，液压油缸伸长时，锚杆仓向外移动；液压油缸缩短时，锚杆仓向内收缩，所述的锚杆仓（6.6）底部设置有卡扣（6.7），锚杆仓（6.6）设置有上下两层，当下层锚杆仓移动到最外则时，此时上层的锚杆仓在最内侧；当下层锚杆仓在最内侧时，上层锚杆仓在最外侧，下层锚杆仓内侧卡扣为钻杆仓，可放置钻杆；其他卡扣处均为锚杆。
3.根据权利要求2所述的全方位多角度自动锚杆钻机，其特征在于：所述的平移机构（3）包括前悬臂梁（3.1）、后悬臂梁（3.3）和液压油缸（3.2），液压油缸（3.2）呈平行分布在前悬臂梁（3.1）和后悬臂梁（3.3）的内部，液压油缸（3.2）一端与前悬臂梁（3.1）连接，另一端与后悬臂梁（3.3）连接；前悬臂梁（3.1）与后悬臂梁（3.3）通过铰接的方式连接，当前悬臂梁（3.1）与后悬臂梁（3.3）相互平行时，此时液压油缸（3.2）与前悬臂梁（3.1）、后悬臂梁（3.3）相互平行，液压油缸（3.2）收缩时，可使后悬臂梁（3.3）向上翻折；当液压油缸（3.2）伸长时，可使后悬臂梁（3.3）向下翻折。
4.根据权利要求3所述的全方位多角度自动锚杆钻机，其特征在于：所述的钻机平台（1）前后布置的两条轨道，轨道四周均由钢板组成，轨道内部四壁设置有垫块；钻机平台（1）的前端设置有连接架，连接架上端通过铰接的方式连接主机架（5），钻机平台（1）下端通过液压油缸与主机架（5）连接，用于固定和移动平移机构，钻机平台（1）可以向上竖直翻转至与水平面垂直，使需要工作的部分达到需要工作面合适的位置。
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