CN114320355B - 锚护喷浆机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锚护喷浆机器人，包括行走装置，锚钻装置和喷浆装置，行走装置可自行移动；锚钻装置和喷浆臂组设于行走装置，锚钻装置可打设锚杆或锚索；喷浆装置包括喷浆臂组和喷浆组件，喷浆组件设于喷浆臂组的自由端，喷浆组件包括第一传感器、喷浆基架、喷浆滑架、第二传感器、第一喷浆驱动、第二喷浆驱动和喷头，第一传感器设于喷浆臂组的自由端或喷浆基架，喷浆基架可转动地连接在喷浆臂组地自由端，喷浆滑架导向滑移装配在喷浆基架上，第一喷浆驱动连接在喷浆基架和喷浆滑架之间，喷头设在喷浆滑架上，第二喷浆驱动设在喷头和喷浆滑架之间。本发明的锚护喷浆机器人能够实现锚喷支护的机械化，降低了工人劳动强度，提高了支护效率。

Description

锚护喷浆机器人

技术领域

本发明涉及巷道锚护技术领域，具体地，涉及一种锚护喷浆机器人。

背景技术

井下巷道掘进过程中，为了保证掘进的安全性，需要及时的对已掘进的巷道进行锚护，相关技术中，掘进巷道的锚护多为锚喷支护，即通过锚杆和喷浆的方式实现对巷道围岩的支护，但是相关技术中锚喷支护多由井下工人操作完成，工作劳动强度大，支护效率低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明实施例提出一种锚护喷浆机器人，该锚护喷浆机器人能够实现锚喷支护的机械化，降低了工人劳动强度，提高了支护效率。

本发明实施例的锚护喷浆机器人包括：行走装置，所述行走装置可自行移动；锚钻装置，所述锚钻装置设于所述行走装置，所述锚钻装置可打设锚杆或锚索；喷浆装置，所述喷浆装置包括喷浆臂组和喷浆组件，所述喷浆臂组设于所述行走装置，所述喷浆组件设于所述喷浆臂组的自由端，所述喷浆臂组适于调整所述喷浆组件的空间方位，所述喷浆组件包括第一传感器、喷浆基架、喷浆滑架、第二传感器、第一喷浆驱动、第二喷浆驱动和喷头，所述第一传感器设于所述喷浆臂组的自由端或所述喷浆基架并适于监测是否接顶，所述喷浆基架可转动地连接在所述喷浆臂组地自由端，所述喷浆滑架导向滑移装配在所述喷浆基架上，所述第一喷浆驱动连接在所述喷浆基架和所述喷浆滑架之间并适于驱动所述喷浆滑架和所述喷浆基架的相对滑移，所述喷头设在所述喷浆滑架上，所述第二喷浆驱动设在所述喷头和所述喷浆滑架之间并适于驱动所述喷头移动，所述喷头适于喷射浆料。

本发明实施例的锚护喷浆机器人能够实现锚喷支护的机械化，降低了工人劳动强度，提高了支护效率。

在一些实施例中，所述喷浆臂组包括第一喷浆臂、第二喷浆臂、第三喷浆驱动、喷浆座、第四喷浆驱动和第五喷浆驱动，所述第一喷浆臂与所述行走装置相连，所述第二喷浆臂通过所述第三喷浆驱动可转动地与所述第一喷浆臂的自由端相连，所述喷浆座通过所述第四喷浆驱动可转动地连接在所述第二喷浆臂的自由端，所述第四喷浆驱动适于将所述喷浆组件调至水平，所述第五喷浆驱动连接在所述喷浆组件和所述喷浆座之间，所述第五喷浆驱动适于驱动所述喷浆组件水平摆动。

在一些实施例中，所述第一喷浆臂和所述第二喷浆臂可伸缩，所述第一喷浆臂适于通过伸缩调整所述喷浆组件的高度，所述第二喷浆臂适于通过伸缩和摆动调整所述喷浆组件的空间位置，所述第一喷浆臂和所述第二喷浆臂均包括喷浆外套筒、喷浆内套筒和喷浆驱动器，所述喷浆内套筒导向配合在喷浆外套筒内，所述喷浆驱动器设在所述喷浆外套筒内，所述喷浆驱动器的一端与所述喷浆内套筒相连，所述喷浆驱动器的另一端与所述喷浆外套筒相连，所述喷浆驱动器适于驱动所述喷浆外套筒和所述喷浆内套筒相对移动。

在一些实施例中，所述喷浆组件包括喷浆导向杆和喷浆导向座，所述喷浆导向杆和所述喷浆导向座的其中一者设在所述喷浆基架上、另一者设在所述喷浆滑架上，所述喷浆导向杆与所述喷浆导向座导向配合以使所述喷浆滑架和所述喷浆基架可相对滑移，所述第一喷浆驱动的伸缩方向和所述喷浆导向杆的延伸方向一致。

在一些实施例中，所述第二喷浆驱动包括喷浆链条和喷浆马达，所述喷浆马达的驱动端通过齿轮与所述喷浆链条啮合传动，所述喷头设在所述喷浆链条上，所述喷浆马达适于通过驱动所述喷浆链条转动以驱动所述喷头移动。

在一些实施例中，所述锚钻装置包括定位臂组和锚仓，所述定位臂组与所述行走装置相连，所述锚仓可转动地连接在所述定位臂组的自由端，所述定位臂组适于调整所述锚仓的空间方位，所述锚仓适于打设锚杆或锚索。

在一些实施例中，所述锚仓包括仓体、链条组件、推送组件、钻箱、锚箱、进给组件和切换组件，所述链条组件、所述推送组件、所述钻箱、所述锚箱、所述进给组件、所述切换组件均设在所述仓体上，所述链条组件设有多个固定锚杆的卡槽，所述链条组件可转动并可将锚杆输送至第一位置，所述推送组件适于将所述第一位置的锚杆推送至第二位置，所述钻箱和所述锚箱均导向滑移装配在所述仓体上，所述钻箱可与位于所述第二位置的锚杆正对并适于钻孔，所述锚箱可与位于所述第二位置的锚杆正对并适于锚固，所述进给组件适于沿着所述仓体的轴向动作以驱动所述钻箱和所述锚箱移动，所述切换组件适于切换所述锚箱和所述钻箱以使所述锚箱和所述钻箱分别与锚杆正对。

在一些实施例中，包括锚固剂输送装置，所述锚固剂输送装置包括推送组件、存储箱、输送管和对孔组件，所述输送管连接在所述存储箱和所述对孔组件之间，所述存储箱内设有多个储料管，所述储料管位置可调以使所述储料管可与所述输送管连通，所述对孔组件设在所述仓体上，所述对孔组件适于在所述锚仓钻孔后将所述输送管与所述钻孔对齐，所述对孔组件包括喷管和对孔驱动装置，所述喷管与所述输送管连通，所述喷管适于对准钻孔并喷出锚固剂，所述喷管设在所述对孔驱动装置上，所述对孔驱动装置适于驱动所述喷管移动以对准钻孔，所述推送组件适于将所述储料管内的锚固剂推送至所述钻孔内。

在一些实施例中，所述存储箱包括箱体、驱动链条、驱动轮、进气接口和出气接口，所述驱动链条转动装配在所述箱体内，多个所述储料管设在所述驱动链条的外周侧并间隔排布，所述进气接口和所述出气接口均设在所述箱体上，所述驱动轮适于驱动所述驱动链条转动以使每个所述储料管转动至进气接口和所述出气接口之间并与所述进气接口和所述出气接口连通，所述推送组件为气体推送组件，所述进气接口适于与推送组件连通，所述出气接口适于与所述输送管连通。

在一些实施例中，所述锚钻装置包括第一锚钻装置和第二锚钻装置，所述喷浆装置设在所述第一锚钻装置和所述第二锚钻装置之间，所述第一锚钻装置和所述第二锚钻装置均设有所述输送管和所述对孔组件，所述出气接口包括第一接口和第二接口，所述第一接口和所述第二接口分别与所述第一锚钻装置和所述第二锚钻装置的输送管连通，所述第一接口和所述第二接口导向滑移装配在所述箱体上，所述存储箱包括接口驱动器，所述接口驱动器适于驱动所述第一接口和所述第二接口移动以使所述第一接口和所述第二接口的任意一者可与对应地储料管连通。

附图说明

图1是本发明实施例的锚护喷浆机器人的整体结构立体示意图。

图2是图1中锚护喷浆机器人的左视示意图。

图3是图1中锚护喷浆机器人的俯视示意图。

图4是图1中喷浆装置的结构示意图。

图5是图1中锚钻装置的结构示意图。

图6是图5中锚钻装置的定位臂组的结构示意图。

图7是图5中锚仓的结构示意图一。

图8是图5中锚仓的结构示意图二。

图9是图1中锚固剂输送装置的推送组件的结构示意图。

图10是图1中锚固剂输送装置的对孔组件的结构示意图。

图11是图1中锚固剂输送装置的存储箱的结构示意图。

图12是图1中卷缆装置的结构示意图。

图13是图12中卷缆装置的俯视示意图。

附图标记：

行走装置1；

喷浆装置2；

喷浆臂组21；第一喷浆臂211；第二喷浆臂212；第三喷浆驱动213；第四喷浆驱动214；喷浆座215；第五喷浆驱动216；喷浆组件22；喷浆基架221；喷浆滑架222；第一喷浆驱动223；喷浆导向杆224；第二喷浆驱动225；喷头226；

锚钻装置3；第一锚钻装置301；第二锚钻装置302；

定位臂组31；第一定位座311；定位主臂312；第一定位臂313；第二定位座314；第二定位臂315；第三定位座316；定位升降机构317；锚仓32；仓体321；链条组件322；推出机构323；钻箱324；锚箱325；进给组件326；切换组件327；

锚固剂输送装置4；

推送组件41；对孔组件42；对孔驱动装置421；扶正件422；喷管423；封堵板4231；图像采集器424；存储箱43；箱体431；送料孔4311；储料管432；驱动链条433；驱动轮434；进气接口435；第一接口436；第二接口437；接口驱动器438；

卷缆装置5；

缆架51；卷缆滚筒52；排缆组件53；导向辊54；

视觉系统6。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图13所示，本发明实施例的锚护喷浆机器人包括行走装置1，锚钻装置3和喷浆装置2。

行走装置1可自行移动，如图1所示，行走装置1可以为履带式行走装置1，行走装置1包括底盘和行走履带，行走履带可以设有两个，两个行走履带均设在底盘的下方并沿着左右方向并行间隔排布。行走装置1的设置增强锚护喷浆机器人的机动性，方便了位置移动。

锚钻装置3设于行走装置1，锚钻装置3可打设锚杆或锚索。具体地，锚钻装置3可以设在行走装置1的上方，锚钻装置3可以为锚杆钻机或锚索钻机，从而可以完成锚杆支护作业或锚索支护作业。

喷浆装置2包括喷浆臂组21和喷浆组件22，喷浆臂组21设于行走装置1，喷浆组件22设于喷浆臂组21的自由端，喷浆臂组21适于调整喷浆组件22的空间方位，喷浆组件22包括第一传感器、喷浆基架221、喷浆滑架222、第二传感器、第一喷浆驱动223、第二喷浆驱动225和喷头226，第一传感器设于喷浆臂组21的自由端或喷浆基架221并适于监测是否接顶，喷浆基架221可转动地连接在喷浆臂组21地自由端，喷浆滑架222导向滑移装配在喷浆基架221上，第一喷浆驱动223连接在喷浆基架221和喷浆滑架222之间并适于驱动喷浆滑架222和喷浆基架221的相对滑移，喷头226设在喷浆滑架222上，第二喷浆驱动225设在喷头226和喷浆滑架222之间并适于驱动喷头226移动，喷头226适于喷射浆料。

具体地，如图4所示，喷浆臂组21即为机械臂，喷浆臂组21可以安装在行走装置1的上方，喷浆组件22则可以安装在喷浆臂组21的驱动端，通过喷浆臂组21可以实现对喷浆组件22空间方位的调整，从而方便了将喷浆组件22调整到位。

喷浆基座可以为平板状，喷浆基座的一端可以与喷浆臂组21的驱动端可转动地相连，喷浆基座和喷浆臂组21之间的转动轴可以沿着上下方向延伸，由此，喷浆组件22可以在水平面内摆动，从而使得喷浆组件22始终可以与巷道的顶板大体保持平行，方便了喷涂作业，也增强了作业方式的灵活性，使得喷涂的方式可以通过转动喷浆基座的方式进行调整。

喷浆滑架222可以通过导轨结构导向滑移装配在喷浆基座上，喷浆滑架222的滑移方向可以与喷浆基座的延伸方向一致，通过设置喷浆滑架222可以增加喷涂作业范围，从而增强喷涂作业的灵活性和对不同尺寸巷道的适应性。

第一喷浆驱动223可以为液压伸缩油缸，第一喷浆驱动223可以设在喷浆基架221和喷浆滑架222之间，第一喷浆驱动223的一端可以与喷浆基架221铰接，第一喷浆驱动223的另一端可以与喷浆滑架222铰接，通过第一喷浆驱动223的伸缩可以实现喷浆滑架222和喷浆基架221的相对位置调整。

可选地，喷浆滑架222的横截面可以为门字形，第一喷浆驱动223可以装配在喷浆滑架222所形成的凹槽内。

喷头226可以通过导轨结构导向滑移装配在喷浆滑架222上，第二喷浆驱动225也可以为液压伸缩油缸，第二喷浆驱动225的一端可以与喷浆滑架222铰接，第二喷浆驱动225的另一端可以与喷头226铰接，通过第二喷浆驱动225的伸缩可以实现喷头226的滑移驱动。由此，在喷涂作业过程中，喷头226可以向巷道的顶板或侧帮喷射浆料，第二喷浆驱动225则可以驱动喷头226缓慢移动，从而实现了喷头226的范围作业。

需要说明的是，喷头226可以通过软管与供浆装置连通，供浆装置可以向喷头226输送浆料。

需要说明的是，锚护喷浆机器人还可以设有控制装置，控制装置可以为PLC控制系统，当然也可以为其他处理器或控制器。喷浆装置2、锚钻装置3均可以与控制装置电性相连，通过控制装置可以实现对锚钻装置3和喷浆装置2的统筹控制，进而可以实现锚喷支护的自动化。

第一传感器和第二传感器均可以为压力传感器，第一传感器可以安装在喷浆基架221上，也可以安装在喷浆臂组21的自由端。当喷浆臂组21伸展后，第一传感器会首先与巷道的顶板接触，从而可以判断喷浆臂组21伸展到位，此时可以停止喷浆臂组21的伸展。第二传感器可以设在喷浆滑架222的端部，当需要对临近巷道侧帮的顶板进行喷涂时，第二传感器可以首先与巷道侧帮接触，从而可以判断喷浆滑架222移动到位。第一传感器和第二传感器的设置实现了对喷浆组件22状态调整的监测，有利于实现喷涂的自动化并起到了保护效果。

使用过程中，可以首先通过喷浆装置2实现对巷道围岩的喷涂，然后可以通过锚钻装置3实现对巷道的锚杆支护或锚索支护。

本发明实施例的锚护喷浆机器人，能够完成锚杆支护作业或锚索支护作业，也能够对巷道围岩进行喷涂，从而实现了锚喷支护的机械化的自动化，避免了相关技术中，需要人工打设锚杆和喷涂的情况，降低了工人劳动强度，提高了支护效率。

在一些实施例中，喷浆臂组21包括第一喷浆臂211、第二喷浆臂212、第三喷浆驱动213、喷浆座215、第四喷浆驱动214和第五喷浆驱动216，第一喷浆臂211与行走装置1相连，第二喷浆臂212通过第三喷浆驱动213可转动地与第一喷浆臂211的自由端相连，喷浆座215通过第四喷浆驱动214可转动地连接在第二喷浆臂212的自由端，第四喷浆驱动214适于将喷浆组件22调至水平，第五喷浆驱动216连接在喷浆组件22和喷浆座215之间，第五喷浆驱动216适于驱动喷浆组件22水平摆动。

具体地，如图4所示，第一喷浆臂211可以沿着上下方向布置，第一喷浆臂211的底端可以与行走装置1安装固定，第二喷浆臂212的一端可以与第一喷浆臂211的顶板可转动地相连，第三喷浆驱动213可以为回转驱动，第三喷浆驱动213可以设在第一喷浆臂211和第二喷浆臂212之间，通过第三喷浆驱动213可以实现第二喷浆臂212在前后方向的摆动驱动，喷浆组件22可以设在第二喷浆臂212的另一端。由此，可以实现喷浆组件22在行走装置1前后位置的调整，一方面增加了喷浆作业范围，另一方面可以调节锚护喷浆机器人的重心，从而有利于提升稳定性。

第四喷浆驱动214可以固定在第二喷浆臂212背离第一喷浆臂211的端部，第四喷浆驱动214可以为回转驱动，喷浆座215可以为L型，喷浆座215可以固定在第四喷浆驱动214的外周侧，第四喷浆驱动214的驱动轴可以沿着左右方向延伸，由此，可以实现喷浆座215的上下摆动驱动。

需要说明的是，当第二喷浆臂212摆动调整后，喷浆组件22的方位也会发生变化，此时，喷头226不能与巷道的顶板正对，第四喷浆驱动214的设置则可以实现对喷头226喷射方向的校正。

第五喷浆驱动216可以电机，第五喷浆驱动216的缸壁可以与喷浆座215连接固定，喷浆基架221则可以与第五喷浆驱动216的驱动轴连接固定，第五喷浆驱动216的驱动轴可以沿着上下方向延伸，由此，可以实现喷浆基架221在水平方向的位置调整。

优选地，如图4所示，第一传感器固定在喷浆座215上。

在一些实施例中，喷浆装置2具有作业形态和非作业形态，在作业形态，如图4所示，喷浆组件22可以通过喷浆臂组21转动至行走装置1的前侧，从而可以与锚钻装置3配合并完成锚喷支护，在非作业形态，如图1至图3所示，第二喷浆臂212可以摆动至第一喷浆臂211的后侧，喷浆基架221可以转动至大体沿着前后方向延伸的位置，由此，锚钻装置3位于行走装置1的前侧，喷浆组件22则位于行走装置1的后侧，从而避免了重心前移的情况，均衡了结构分布，有利于提升移动的稳定性。

在一些实施例中，第一喷浆臂211和第二喷浆臂212可伸缩，第一喷浆臂211适于通过伸缩调整喷浆组件22的高度，第二喷浆臂212适于通过伸缩和摆动调整喷浆组件22的空间位置，第一喷浆臂211和第二喷浆臂212均包括喷浆外套筒、喷浆内套筒和喷浆驱动器，喷浆内套筒导向配合在喷浆外套筒内，喷浆驱动器设在喷浆外套筒内，喷浆驱动器的一端与喷浆内套筒相连，喷浆驱动器的另一端与喷浆外套筒相连，喷浆驱动器适于驱动喷浆外套筒和喷浆内套筒相对移动。

具体地，如图4所示，第一喷浆臂211和第二喷浆臂212的长度均可以伸缩调整，例如，第一喷浆臂211和第二喷浆臂212均可以为液压伸缩油缸。使用过程中，通过第一喷浆臂211和第二喷浆臂212的伸缩调整可以满足不同尺寸巷道的使用。

第一喷浆臂211和第二喷浆臂212均可以包括喷浆外套筒、喷浆内套筒和喷浆驱动器，喷浆内套筒配合在喷浆外套筒内并相对喷浆外套筒可滑移，喷浆驱动器可以为液压伸缩油缸，喷浆驱动器设在喷浆外套筒内，喷浆驱动器的一端可以与喷浆外套筒铰接，喷浆驱动器的另一端可以与喷浆内套筒铰接，通过喷浆驱动器的伸缩实现喷浆内套筒和喷浆外套筒的相对移动，进而可以实现第一喷浆臂211和第二喷浆臂212的伸缩调整。

使用过程中，喷浆内套筒和喷浆外套筒主要用于承受挠曲和剪切作用力，喷浆驱动器则受到外力的影响较小，从而起到了保护喷浆驱动器的作用，保证了第一喷浆臂211和第二喷浆臂212使用的稳定性和结构强度。

可选地，第一喷浆臂211和第二喷浆臂212的横截面均为圆形。由此，在相同耗材的情况，第一喷浆臂211和第二喷浆臂212具有更好的结构强度。此时，为了避免喷浆内套筒和喷浆外套筒的相对转动，喷浆内套筒的外周侧可以设有导向槽，导向槽沿着喷浆内套筒的延伸方向延伸，喷浆外套筒上可以安装有键，键的一部分可以配合在导向槽内，通过键和导向槽的挡止可以实现喷浆内套筒和喷浆外套筒的止转配合。

在一些实施例中，喷浆组件22包括喷浆导向杆224和喷浆导向座，喷浆导向杆224和喷浆导向座的其中一者设在喷浆基架221上、另一者设在喷浆滑架222上，喷浆导向杆224与喷浆导向座导向配合以使喷浆滑架222和喷浆基架221可相对滑移，第一喷浆驱动223的伸缩方向和喷浆导向杆224的延伸方向一致。

具体地，如图4所示，喷浆导向杆224可以固定在喷浆滑架222上，喷浆导向座固定在喷浆基架221上，喷浆导向座上设有导向孔，喷浆导向杆224导向配合在喷浆导向座的导向孔内。喷浆导向杆224的延伸方向和第一喷浆驱动223的驱动方向一致，由此，当第一喷浆驱动223伸展时，喷浆导向杆224可以在喷浆导向座的导向孔内滑移，从而实现喷浆滑架222的定向驱动。喷浆导向杆224和喷浆导向座的设置增强喷浆滑架222移动的导向性。

可选地，喷浆导向杆224和喷浆导向座可以均设有两个以上，如图4所示，当均设有两个时，两个喷浆导向杆224均固定在喷浆滑架222上并沿着喷浆滑架222的宽度方向平行间隔布置，两个喷浆导向座均固定在喷浆基架221上并沿着喷浆基架221的宽度方向间隔布置，两个喷浆导向杆224均导向配合在对应喷浆导向座内，由此，可以增强喷浆滑架222移动的导向性。

在一些实施例中，第二喷浆驱动225包括喷浆链条和喷浆马达，喷浆马达的驱动端通过齿轮与喷浆链条啮合传动，喷头226设在喷浆链条上，喷浆马达适于通过驱动喷浆链条转动以驱动喷头226移动。

具体地，如图4所示，喷浆滑架222上可以设有从动齿轮，喷浆马达的驱动端则设有主动齿轮，喷浆马达设在喷浆滑架222的一端，从动齿轮设在喷浆滑架222的另一端，喷浆链条为环形并啮合环绕在主动齿轮和从动齿轮的外周侧，喷头226可以与喷浆链条固定相连，由此，当喷浆马达驱动链条433转动时即可带动喷头226移动，从而实现喷涂位置的调整。为了增强喷头226移动的导向性，喷头226可以通过导轨结构导向滑移装配在喷浆滑架222上。

在一些实施例中，锚钻装置3包括定位臂组31和锚仓32，定位臂组31与行走装置1相连，锚仓32可转动地连接在定位臂组31的自由端，定位臂组31适于调整锚仓32的空间方位，锚仓32适于打设锚杆或锚索。如图1所示，定位臂组31即为机械臂，定位臂组31可以固定在行走装置1的顶部，锚仓32则连接在定位臂组31的驱动端。通过定位臂组31的摆动和伸缩可以实现锚仓32位置的调整，锚仓32则可以进行锚杆支护作业或锚索支护作业。

在一些实施例中，锚仓32包括仓体321、链条组件322、推送组件41、钻箱324、锚箱325、进给组件326和切换组件327，链条组件322、推送组件41、钻箱324、锚箱325、进给组件326、切换组件327均设在仓体321上，链条组件322设有多个固定锚杆的卡槽，链条组件322可转动并可将锚杆输送至第一位置，推送组件41适于将第一位置的锚杆推送至第二位置，钻箱324和锚箱325均导向滑移装配在仓体321上，钻箱324可与位于第二位置的锚杆正对并适于钻孔，锚箱325可与位于第二位置的锚杆正对并适于锚固，进给组件326适于沿着仓体321的轴向动作以驱动钻箱324和锚箱325移动，切换组件327适于切换锚箱325和钻箱324以使锚箱325和钻箱324分别与锚杆正对。

如图7和图8所示，仓体321大体可以为长方体状，仓体321沿着上下方向延伸，链条组件322可以包括一圈环绕在仓体321上的环形链条，环形链条可以绕着仓体321的周向方向循环转动，环形链条的外周侧设有多个卡槽，卡槽可以将锚杆卡紧固定，当环形链条转动时，可以实现对锚杆的转动移动。需要说明的是，在环形链条转动的过程中，环形链条上的锚杆可以顺次被输送至第一位置处，第一位置即为与推出机构323相对应地位置处。

推出机构323可以包括四连杆机构、推送驱动油缸和机械手，机械手可以为夹爪式机械手，四连杆机构的一端与仓体321相连，四连杆机构的另一端与机械手相连，机械手可以抓取锚杆，推送驱动油缸可以驱动四连杆机构摆动，从而可以将锚杆由第一位置推送至第二位置处，第二位置即为锚杆与钻箱324或锚箱325正对的位置处。

如图8所示，钻箱324和锚箱325可以均导向滑移装配在仓体321的底部，钻箱324和锚箱325能够沿着锚仓32的宽度方向移动，在钻箱324移动的过程中，钻箱324具有第一工作位和第一等待位，其中在第一工作位，钻箱324移动至进给组件326上，然后在进给组件326的作用下可以实现锚杆的钻孔作业，在第一等待位，钻箱324从进给组件326上移出并暂时闲置在仓体321上。相似地，在锚箱325移动的过程中，锚箱325具有第二工作位和第二等待位，其中在第二工作位，锚箱325移动至进给组件326上，然后在进给组件326的作用下可以实现锚杆的锚固作业，在第二等待位，锚箱325从进给组件326上移出并暂时闲置在仓体321上。

进给组件326可以包括导向连接板和进给驱动装置，导向连接板导向滑移装配在仓体321上并能够沿着上下方向滑移，进给驱动装置则能够驱动导向连接板上下移动。在第一工作位，钻箱324能够从仓体321上移动至导向连接板上，在第一等待位，钻箱324能够从导向连接板上移动至仓体321上，在第二工作位，锚箱325能够从仓体321上移动至导向连接板上，在第二等待位，锚箱325从导向连接板上移动至仓体321上。

切换组件327可以包括切换驱动器和切换油缸，切换油缸设在切换驱动器的前端，切换油缸上设有活塞杆，活塞杆可以与钻箱324上通孔配合，然后借助切换驱动器可以驱动钻箱324移动，切换油缸上的活塞杆也可以与锚箱325上的通孔配合，然后借助切换驱动器可以驱动锚箱325移动。

可选地，钻箱324为湿式除尘钻孔钻箱324，锚箱325马达为大排量大扭矩马达，紧固力矩不小于400N·m，满足了大扭矩的紧固锚杆要求；钻箱324马达为小排量大转速马达，马达转速不低于600rpm，满足了高转速钻孔要求。

在一些实施例中，定位臂组31包括定位主臂312、第一定位座311、第一定位臂313、第二定位座314、第二定位臂315和第三定位座316，第一定位座311与行走装置1相连且沿着行走装置1的宽度方向可摆动，定位主臂312的一端与第一定位座311相连且在行走装置1的高度方向可摆动，第一定位臂313的一端与第一定位座311可转动地相连，第一定位臂313的另一端与定位主臂312可转动地相连，第一定位臂313适于驱动定位主臂312上下摆动，第二定位座314与定位主臂312的另一端相连，第二定位臂315的一端与定位主臂312可转动地相连，第二定位臂315的另一端与第二定位座314可转动地相连，第二定位臂315适于驱动第二定位座314上下摆动，第三定位座316与第二定位座314相连，且第三定位座316在行走装置1的宽度方向可摆动，第三定位座316适于与锚仓32相连。

具体地，如图5和图6所示，第一定位座311可以枢转装配在行走装置1上，第一定位座311可以在左右方向上摆动，定位主臂312可以与第一定位座311枢转装配，且定位主臂312相对与第一定位座311可以在上下方向上摆动，定位主臂312可以伸展，第二定位臂315的一端可以与第一定位座311枢转相连，第二定位臂315的另一端可以与定位主臂312枢转相连，第二定位臂315设在定位主臂312的下方，通过第二定位臂315的伸缩可以驱动定位主臂312的上下摆动。

第二定位座314可以枢转装配在定位主臂312的自由端，第二定位座314相对与定位主臂312可上下摆动，第二定位臂315的一端可以与定位主臂312枢转相连，第二定位臂315的另一端可以与第二定位座314枢转相连，第二定位臂315设在定位主臂312的下方，通过第二定位臂315的伸缩可以实现第二定位座314的上下摆动驱动。第三定位座316转动装配在第二定位座314上，第三定位座316相对于第二定位座314可以在左右方向上摆动，锚仓32可以与第三定位座316相连。

使用时，通过定位主臂312的伸缩和第一定位臂313的伸缩可以将锚仓32调整待锚护的位置处，然后通过第二定位臂315可以校正锚仓32的竖向方位，通过转动第三定位座316可以调整锚仓32的周向方位，由此，方便了将锚仓32调整到位。

可以理解的是，在其他一些实施例中，第三定位座316上还可以设有第一精调座和第二精调座，第一精调座可以上下摆动调整，第二精调座可以左右摆动调整，由此，可以实现锚仓32位置的精细化调整，从而方便了准确定位。

如图6所示，第三定位座316上还可以连接有定位升降机构317，定位升降机构317可以液压提升机构，锚仓32可以与定位升降机构317相连，由此，可以实现锚仓32上下位置的调整。当设置有第一精调座和第二精调座时，定位升降机构317可以通过第一精调座和第二精调座与第三定位座316相连。

可选地，第一精调座和第二精调座可以通过电液伺服阀控制元件动作，电液伺服阀可以由指令电传器、反馈电位器、电子放大器、电液伺服阀、液压缸和工作台组成。由此，可以克服电液比例控制阀的死区问题，且执行元件反应速度更快，调整角度不大于5度，进一步保证了调整的精度。

在一些实施例中，包括锚固剂输送装置4，锚固剂输送装置4包括推送组件41、存储箱43、输送管和对孔组件42，输送管连接在存储箱43和对孔组件42之间，存储箱43内设有多个储料管432，储料管432位置可调以使储料管432可与输送管连通，对孔组件42设在仓体321上，对孔组件42适于在锚仓32钻孔后将输送管与钻孔对齐，对孔组件42包括喷管423和对孔驱动装置421，喷管423与输送管连通，喷管423适于对准钻孔并喷出锚固剂，喷管423设在对孔驱动装置421上，对孔驱动装置421适于驱动喷管423移动以对准钻孔，推送组件41适于将储料管432内的锚固剂推送至钻孔内。

具体地，储料管432内用于存储锚固剂，储料管432可以导向滑移装配在存储箱43内，多个储料管432可以沿着设定方向移动，存储箱43上可以设有进口和出口，进口和出口正对，储料管432可以移动至进口和出口之间，且储料管432的一端与进口连通，储料管432的另一端与出口连通。

推送组件41可以与进口相连，输送管的一端可以与出口相连，推送组件41可以为机械式推送组件41，例如，推送组件41可以输送一个柔性顶杆，柔性顶杆可以穿入储料管432和输送管内，从而可以将储料管432内的锚固剂推送至钻孔内。

具体地，如图10所示，对孔驱动装置421可以包括对孔驱动器和对孔伸缩套筒，对孔伸缩套筒可以包括对孔内套筒和对孔外套筒，其中对孔内套筒导向滑移装配在对孔外套筒内。对孔驱动器可以为液压伸缩缸，对孔驱动器的一端与对孔内套筒铰接，对孔驱动器的另一端与对孔外套筒铰接，通过对孔驱动器的伸缩可以实现对孔伸缩套筒的伸缩。使用过程中对孔伸缩套筒主要承受作用力，从而避免了外力直接作用在对孔驱动器上容易造成对孔驱动器损坏的情况。

对孔驱动装置421的端部可以设有扶正件422，扶正件422可以包括两个胶轮，两个胶轮对称布置，两个胶轮的转轴均沿着上下方向延伸。扶正件422设在对孔内套筒的自由端，扶正件422可以与锚杆止抵，从而避免了锚杆歪斜的情况。

喷管423可以不锈钢喷管423，喷管423设在对孔内套筒的自由端，喷管423沿着上下方向延伸，且喷管423和扶正件422沿着对孔伸缩套筒的延伸方向间隔布置。通过对孔驱动装置421的伸缩可以实现喷管423和扶正件422位置的切换，从而可以实现打设锚杆和喷射锚固剂的切换。

可以理解的是，喷管423可以导向滑移装配在对孔内套筒上，喷管423可以在上下方向上移动。此时，对孔内套筒上还可以设有喷管423驱动器，喷管423驱动器的驱动端与喷管423相连，喷管423驱动器的缸壁与对孔内套筒相连，喷管423驱动器可以驱动喷管423上下移动，由此，在喷管423和钻孔对齐后，喷管423驱动器可以驱动喷管423靠近钻孔的孔口处，保证了锚固剂的稳定输送。

如图7所示，对孔组件42还可以设有图像采集器424，图像采集器424可以摄像头，图像采集器424安装在锚仓32的顶部，图像采集器424可以拍摄巷道顶板或侧壁的图像，然后可以将图像传输给对应的控制装置，控制装置在接收到采集的图像信息后，可以分析出钻孔的位置，从而可以指导锚钻装置3和对孔组件42的动作，方便了自动定位。

在一些实施例中，存储箱43包括箱体431、驱动链条433、驱动轮434、进气接口435和出气接口，驱动链条433转动装配在箱体431内，多个储料管432设在驱动链条433的外周侧并间隔排布，进气接口435和出气接口均设在箱体431上，驱动轮434适于驱动驱动链条433转动以使每个储料管432转动至进气接口435和出气接口之间并与进气接口435和出气接口连通，推送组件41为气体推送组件41，进气接口435适于与推送组件41连通，出气接口适于与输送管连通。

具体地，如图11所示，箱体431可以通过钢板拼焊成型，驱动链条433可以设在箱体431内并在竖直平面内可转动。驱动轮434设在箱体431的外侧，驱动轮434的驱动轴的端部设有齿轮，齿轮与驱动链条433啮合，通过转动驱动轮434可以实现驱动链条433的转动驱动。

储料管432可以为圆管，储料管432有多个并均设在驱动链条433的外周侧，且多个储料管432沿着驱动链条433的周向等间隔排布。储料管432内用于放置锚固剂。

进气接口435和出气接口均设在箱体431上，且进气接口435和出气接口正对，随着驱动链条433的转动，每个储料管432均可以转动至进气接口435和出气接口之间的位置处，由此，可以实现进气接口435、储料管432、出气接口的连通。

如图9所示，推送组件41可以包括两个储气包，当储料管432切换至进气接口435和出气接口之间后，推送组件41可以输出气压，从而可以将储料管432内的锚固剂依次经由出气接口、输送管、喷管423输送至钻孔内。

可选地，如图10所示，喷管423的出口端可以设有封堵板4231，封堵板4231可以设有两个，两个封堵板4231对称布置，封堵板4231可以枢转装配在喷管423上，封堵板4231和喷管423之间可以设有扭簧，扭簧可以实现封堵板4231的自行复位。常态下，封堵板4231在扭簧的作用下可以自行将喷管423的出口封堵，由此，一定程度上可以实现喷管423的气密性，保证了推送组件41输出气压的强度。使用时，锚固剂会推开封堵板4231，从而可以从喷管423内推出。

在一些实施例中，如图11所示，箱体431上可以设有多个送料孔4311，送料孔4311沿着上下方向等间隔排布，驱动链条433转动的过程中，多个送料孔4311会与多个储料管432一一对齐，从而使得锚固剂可以从对应的送料孔4311插入储料管432内，方便了锚固剂的填充。

在一些实施例中，锚钻装置3包括第一锚钻装置301和第二锚钻装置302，喷浆装置2设在第一锚钻装置301和第二锚钻装置302之间，第一锚钻装置301和第二锚钻装置302均设有输送管和对孔组件42，出气接口包括第一接口436和第二接口437，第一接口436和第二接口437分别与第一锚钻装置301和第二锚钻装置302的输送管连通，第一接口436和第二接口437导向滑移装配在箱体431上，存储箱43包括接口驱动器438，接口驱动器438适于驱动第一接口436和第二接口437移动以使第一接口436和第二接口437的任意一者可与对应地储料管432连通。

具体地，如图1所示，行走装置1上可以设有两个锚钻装置3，分别为第一锚钻装置301和第二锚钻装置302，第一锚钻装置301和第二锚钻装置302沿着左右方向并行间隔布置，挂网装置2则可以设在第一锚钻装置301和第二锚钻装置302之间，由此，一方面可以增强行走装置1结构的稳定性，另一方面可以提高锚护效率。可以理解的是，在其他一些实施例中，行走装置1上也可以仅设有一个锚钻装置3。

与两个锚钻装置3相对应地，出气接口可以设有两个，分别为第一接口436和第二接口437，第一接口436可以通过对应地输送管与第一锚钻装置301上的对孔组件42相连，第二接口437可以通过对应地输送管与第二锚钻装置302上的对孔组件42相连。

如图11所示，第一接口436和第二接口437可以导向滑移装配在箱体431上，例如，第一接口436和第二接口437可以一体设置并可以沿着箱体431的宽度导向滑移。接口驱动器438可以为驱动油缸，接口驱动器438的一端与第一接口436和第二接口437相连，接口驱动器438的另一端与箱体431相连，通过接口驱动器438可以驱动第一接口436和第二接口437移动，从而可以分别实现向第一锚钻装置301和第二锚钻装置302输送锚固剂，实现了“一对二”的输送作业形式，也实现大容量锚固剂储存、输送、对孔切换及锚固剂输送喷射等的自动化，节省了机身空间，适应性强。

在一些实施例中，还包括卷缆装置5，卷缆装置5包括缆架51、卷缆驱动器、卷缆滚筒52、排缆组件53和导向辊54，卷缆装置5设在行走装置1的后侧，卷缆滚筒52、排缆组件53、导向辊54均装配在缆架51上，且卷缆滚筒52、排缆组件53、导向辊54沿着行走装置1的前后方向依次布置，卷缆驱动器与卷缆滚筒52传动相连，卷缆驱动器适于驱动卷缆滚筒52转动以收卷电缆。

具体地，如图12和图13所示，缆架51可以为长方体盒状，卷缆滚筒52可以转动装配在缆架51内，卷缆驱动器可以为驱动电机，卷缆驱动器可以驱动卷缆滚筒52转动，从而可以实现实现电缆的收卷和释放。

排缆组件53可以设在导向辊54和卷缆滚筒52之间，排缆组件53可以实现电缆的规则收卷和释放。导向辊54则可以搭放电缆，从而避免了电缆划伤破损。

可选地，卷缆装置5还可以设有满缆保护系统，当卷缆滚筒52上的电缆收满后，满缆保护系统会输出信号，对应地控制装置可以及时刹停卷缆装置5并停止收缆。

在一些实施例中，定位臂组31的各个关节处、喷浆臂组21的各个关节处均可以设有编码器等数据采集器，由此，方便了定位臂组31和喷浆臂组的精确调控，有利于实现自动化。

在一些实施例中，如图1所示，行走装置1上还可以设有视觉系统6，视觉系统6可以包括摄像头，视觉系统6可识别巷道信息，然后将识别的信息传输给对应地控制装置，控制装置可以通过识别的图像信息指导行走装置1的移动和更加精准的控制喷浆装置2、锚钻装置3的动作。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种锚护喷浆机器人，其特征在于，包括：

行走装置，所述行走装置可自行移动；

锚钻装置，所述锚钻装置设于所述行走装置，所述锚钻装置可打设锚杆或锚索；

喷浆装置，所述喷浆装置包括喷浆臂组和喷浆组件，所述喷浆臂组设于所述行走装置，所述喷浆组件设于所述喷浆臂组的自由端，所述喷浆臂组适于调整所述喷浆组件的空间方位，所述喷浆组件包括第一传感器、喷浆基架、喷浆滑架、第二传感器、第一喷浆驱动、第二喷浆驱动和喷头，所述第一传感器设于所述喷浆臂组的自由端或所述喷浆基架并适于监测是否接顶，所述喷浆基架可转动地连接在所述喷浆臂组地自由端，所述喷浆滑架导向滑移装配在所述喷浆基架上，所述第一喷浆驱动连接在所述喷浆基架和所述喷浆滑架之间并适于驱动所述喷浆滑架和所述喷浆基架的相对滑移，所述喷头设在所述喷浆滑架上，所述第二喷浆驱动设在所述喷头和所述喷浆滑架之间并适于驱动所述喷头移动，所述喷头适于喷射浆料；

所述喷浆臂组包括第一喷浆臂、第二喷浆臂、第三喷浆驱动、喷浆座、第四喷浆驱动和第五喷浆驱动，所述第一喷浆臂与所述行走装置相连，所述第二喷浆臂通过所述第三喷浆驱动可转动地与所述第一喷浆臂的自由端相连，所述喷浆座通过所述第四喷浆驱动可转动地连接在所述第二喷浆臂的自由端，所述第四喷浆驱动适于将所述喷浆组件调至水平，所述第五喷浆驱动连接在所述喷浆组件和所述喷浆座之间，所述第五喷浆驱动适于驱动所述喷浆组件水平摆动；

所述喷浆组件包括喷浆导向杆和喷浆导向座，所述喷浆导向杆和所述喷浆导向座的其中一者设在所述喷浆基架上、另一者设在所述喷浆滑架上，所述喷浆导向杆与所述喷浆导向座导向配合以使所述喷浆滑架和所述喷浆基架可相对滑移，所述第一喷浆驱动的伸缩方向和所述喷浆导向杆的延伸方向一致。

2.根据权利要求1所述的锚护喷浆机器人，其特征在于，所述第一喷浆臂和所述第二喷浆臂可伸缩，所述第一喷浆臂适于通过伸缩调整所述喷浆组件的高度，所述第二喷浆臂适于通过伸缩和摆动调整所述喷浆组件的空间位置，所述第一喷浆臂和所述第二喷浆臂均包括喷浆外套筒、喷浆内套筒和喷浆驱动器，所述喷浆内套筒导向配合在喷浆外套筒内，所述喷浆驱动器设在所述喷浆外套筒内，所述喷浆驱动器的一端与所述喷浆内套筒相连，所述喷浆驱动器的另一端与所述喷浆外套筒相连，所述喷浆驱动器适于驱动所述喷浆外套筒和所述喷浆内套筒相对移动。

3.根据权利要求1所述的锚护喷浆机器人，其特征在于，所述第二喷浆驱动包括喷浆链条和喷浆马达，所述喷浆马达的驱动端通过齿轮与所述喷浆链条啮合传动，所述喷头设在所述喷浆链条上，所述喷浆马达适于通过驱动所述喷浆链条转动以驱动所述喷头移动。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的锚护喷浆机器人，其特征在于，所述锚钻装置包括定位臂组和锚仓，所述定位臂组与所述行走装置相连，所述锚仓可转动地连接在所述定位臂组的自由端，所述定位臂组适于调整所述锚仓的空间方位，所述锚仓适于打设锚杆或锚索。

5.根据权利要求4所述的锚护喷浆机器人，其特征在于，所述锚仓包括仓体、链条组件、推送组件、钻箱、锚箱、进给组件和切换组件，所述链条组件、所述推送组件、所述钻箱、所述锚箱、所述进给组件、所述切换组件均设在所述仓体上，所述链条组件设有多个固定锚杆的卡槽，所述链条组件可转动并可将锚杆输送至第一位置，所述推送组件适于将所述第一位置的锚杆推送至第二位置，所述钻箱和所述锚箱均导向滑移装配在所述仓体上，所述锚箱可与位于所述第二位置的锚杆正对并适于锚固，所述进给组件适于沿着所述仓体的轴向动作以驱动所述钻箱和所述锚箱移动，所述切换组件适于切换所述锚箱和所述钻箱以使所述锚箱和所述钻箱分别与锚杆正对。

6.根据权利要求5所述的锚护喷浆机器人，其特征在于，包括锚固剂输送装置，所述锚固剂输送装置包括推送组件、存储箱、输送管和对孔组件，所述输送管连接在所述存储箱和所述对孔组件之间，所述存储箱内设有多个储料管，所述储料管位置可调以使所述储料管可与所述输送管连通，所述对孔组件设在所述仓体上，所述对孔组件适于在所述锚仓钻孔后将所述输送管与所述钻孔对齐，所述对孔组件包括喷管和对孔驱动装置，所述喷管与所述输送管连通，所述喷管适于对准钻孔并喷出锚固剂，所述喷管设在所述对孔驱动装置上，所述对孔驱动装置适于驱动所述喷管移动以对准钻孔，所述推送组件适于将所述储料管内的锚固剂推送至所述钻孔内。

7.根据权利要求6所述的锚护喷浆机器人，其特征在于，所述存储箱包括箱体、驱动链条、驱动轮、进气接口和出气接口，所述驱动链条转动装配在所述箱体内，多个所述储料管设在所述驱动链条的外周侧并间隔排布，所述进气接口和所述出气接口均设在所述箱体上，所述驱动轮适于驱动所述驱动链条转动以使每个所述储料管转动至进气接口和所述出气接口之间并与所述进气接口和所述出气接口连通，所述推送组件为气体推送组件，所述进气接口适于与推送组件连通，所述出气接口适于与所述输送管连通。

8.根据权利要求7所述的锚护喷浆机器人，其特征在于，所述锚钻装置包括第一锚钻装置和第二锚钻装置，所述喷浆装置设在所述第一锚钻装置和所述第二锚钻装置之间，所述第一锚钻装置和所述第二锚钻装置均设有所述输送管和所述对孔组件，所述出气接口包括第一接口和第二接口，所述第一接口和所述第二接口分别与所述第一锚钻装置和所述第二锚钻装置的输送管连通，所述第一接口和所述第二接口导向滑移装配在所述箱体上，所述存储箱包括接口驱动器，所述接口驱动器适于驱动所述第一接口和所述第二接口移动以使所述第一接口和所述第二接口的任意一者可与对应地储料管连通。