CN115075852A - 转运支护装置、支护设备和支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转运支护装置、支护设备和支护方法，转运支护装置包括主臂总成，锚杆钻机，锚仓和机械臂，主臂总成包括第一臂、第二臂、第三臂和第四臂，第二臂与第一臂相连且相对于第一臂可轴向移动以使主臂总成可伸缩，第三臂与第一臂相连并适于顶推第一臂以使主臂总成可俯仰，第四臂与第一臂相连并适于侧推第一臂以使主臂总成可摆动；锚杆钻机可转动地与第二臂相连，且锚杆钻机可通过主臂总成的伸缩和摆动实现方位调整；锚仓设于第二臂，锚仓适于存储锚杆；机械臂设于第二臂，机械臂可在主臂总成动作时随着锚仓同步移动，机械臂适于将锚仓内的锚杆抓取至锚杆钻机处。本发明的转运支护装置对巷道的条件要求低，能够适应小型巷道的支护要求，且避免了人工需要在迎头处作业的情况，提升了锚杆支护的安全性。

Description

转运支护装置、支护设备和支护方法

技术领域

本发明涉及巷道支护技术领域，具体地，涉及一种转运支护装置、一种应用该转运支护装置的支护设备和一种该支护设备的锚杆支护方法。

背景技术

随着综采工作面自动化、智能化技术的发展，综采效率不断提高。但巷道掘进仍然存在成巷速度慢、自动化水平低的问题。工作面综采与巷道成巷速度的矛盾导致了采掘接续紧张，阻碍了煤矿科学产能的进一步提升。巷道掘进主要包括掘进与支护两个工序，其中支护占70％以上的时间，制约成巷速度的主要因素是锚杆支护的自动化程度低、支护效率低、安全性差。

随着技术进步，近几年已经有自动锚杆钻机问世，自动锚杆钻机通常安装在锚杆钻车等设备上，在掘进机完成巷道掘进后，由锚杆钻车进行自动化锚杆支护作业。但是实际工况下，锚杆钻车对于巷道的条件要求较高，不能适应小型巷道的使用要求，另外，一些锚杆钻车在使用时需要人工将锚杆放置到自动锚杆钻机处，使得工人身处险境，存在安全隐患。

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转运支护装置，该转运支护装置对巷道的条件要求低，能够适应小型巷道的支护要求，且避免了人工需要在迎头处作业的情况，提升了锚杆支护的安全性。

本发明实施例还提出一种应用上述转运支护装置的支护设备。

本发明实施例还提出一种基于上述支护设备的支护方法。

本发明实施例的转运支护装置包括：

主臂总成，所述主臂总成包括第一臂、第二臂、第三臂和第四臂，所述第二臂与所述第一臂相连且相对于所述第一臂可轴向移动以使所述主臂总成可伸缩，所述第三臂与所述第一臂相连并适于顶推所述第一臂以使所述主臂总成可俯仰，所述第四臂与所述第一臂相连并适于侧推所述第一臂以使所述主臂总成可摆动；

锚杆钻机，所述锚杆钻机可转动地与所述第二臂相连，且所述锚杆钻机可通过所述主臂总成的伸缩和摆动实现方位调整；

锚仓，所述锚仓设于所述第二臂，所述锚仓适于存储锚杆；

机械臂，所述机械臂设于所述第二臂，所述机械臂可在所述主臂总成动作时随着所述锚仓同步移动，所述机械臂适于将所述锚仓内的所述锚杆抓取至所述锚杆钻机处。

本发明实施例的转运支护装置对巷道的条件要求低，能够适应小型巷道的支护要求，且避免了人工需要在迎头处作业的情况，提升了锚杆支护的安全性。

在一些实施例中，所述第二臂上设有安装平台，所述锚仓和所述机械臂设于所述安装平台，且所述锚仓设于所述安装平台的侧面，所述机械臂设于所述安装平台的顶面。

在一些实施例中，所述机械臂包括基座、腰部、第一摆臂、第二摆臂、腕部、手部和夹持机构，所述基座与所述第二臂固定相连并沿着上下方向延伸，所述腰部设于所述基座的顶部并相对于所述基座可水平摆动，所述第一摆臂与所述腰部相连并相对于所述腰部可摆动，所述第二摆臂与所述第一摆臂相连并相对于所述第二摆臂可摆动，所述腕部可转动地与所述第二摆臂相连，所述手部可转动地与所述腕部相连，所述夹持机构与所述手部相连，所述夹持机构适于抓取所述锚杆。

在一些实施例中，所述腰部和所述基座的连接处具有第一轴线，所述腰部可绕所述第一轴线转动，所述第一摆臂和所述腰部的连接处具有第二轴线，所述第一摆臂可绕所述第二轴线摆动，所述第二摆臂和和所述第一摆臂的连接处具有第三轴线，所述第二摆臂可绕所述第三轴线摆动，所述腕部和所述第二摆臂的连接处具有第四轴线，所述腕部可绕所述第四轴线摆动，所述手部和所述腕部的连接处具有第五轴线，所述手部可绕所述第五轴线摆动；

所述机械臂具有X轴方向、Y轴方向和Z轴方向，所述第一轴线和所述第四轴线沿着所述Z轴方向延伸，所述第二轴线和所述第三轴线沿着X轴方向延伸，所述第五轴线沿着所述Y轴方向延伸。

在一些实施例中，所述第一摆臂的一端与所述腰部相连，所述第一摆臂的另一端与所述第二摆臂转动相连，所述第二摆臂的另一端与所述腕部相连，所述第一摆臂的宽度尺寸沿着从所述腰部至所述第二摆臂的方向逐渐变小，所述第二摆臂的宽度尺寸沿着从所述第一摆臂至所述腕部的方向逐渐变小，且所述第一摆臂的宽度尺寸的下限值不小于所述第二摆臂的宽度尺寸的上限值。

在一些实施例中，所述锚仓包括框架和多个挂钩部，多个所述挂钩部设于所述框架，多个所述挂钩部分为多个钩排，多个所述钩排沿着上下方向间隔排布，每个所述钩排均包括多个沿着所述主臂总成的轴向间隔排布的挂钩部，每个所述钩排适于托举同一锚杆，且所述锚杆可从所述挂钩部的上侧脱出。

本发明实施例的支护设备包括转运支护装置和机架，所述转运支护装置设于所述机架，所述转运支护装置为上述任一实施例中所述的转运支护装置。

在一些实施例中，包括轨道和安装座，所述轨道设于所述机架并沿着所述机架的前后方向延伸，所述安装座可滑移地装配于所述轨道，所述转运支护装置设于所述安装座的前侧，且所述第一臂、所述第三臂和所述第四臂与所述安装座转动相连。

本发明实施例的支护方法包括以下步骤：

本发明实施例的支护方法包括以下步骤：

A1：将所述机械臂调整为初始位置，然后利用所述安装座的移动和所述主臂总成的动作将所述锚杆钻机移动至顶板的支护孔位的下方；

A2：操控至少部分所述机械臂动作并抓取所述锚仓内的锚杆；

A3：操控至少部分所述机械臂动作以所述机械臂抓取的所述锚杆移动至所述主臂总成背离所述锚仓的一侧；

A4：操控至少部分所述机械臂动作以将抓取的所述锚杆校正至与锚杆钻机的锚箱轴线平行的位置；

A5：操控至少部分所述机械臂动作以将所述锚杆送入所述锚杆钻机处；

A6：利用所述锚杆钻机将所述锚杆固定至所述支护孔位。

本发明另一实施例的支护方法包括以下步骤：

B1：将所述机械臂调整为初始位置，然后利用所述安装座的移动和所述主臂总成的动作将所述锚杆钻机移动至与侧帮的支护孔位正对的位置；

B2：操控至少部分所述机械臂动作并抓取所述锚仓内的锚杆；

B3：操控至少部分所述机械臂动作以使得抓取的所述锚杆移动至高于所述锚杆钻机的位置处；

B4：操控至少部分所述机械臂动作以使抓取的所述锚杆的延伸方向和所述锚杆钻机内锚箱的轴线平行；

B5：操控至少部分所述机械臂动作以将所述锚杆送入所述锚杆钻机处；

B6：利用所述锚杆钻机将所述锚杆固定至所述支护孔位。

附图说明

图1是本发明实施例的支护设备的整体结构示意图。

图2是图1中支护设备的机械臂的示意图。

图3是图1中转运支护装置在进行顶板支护的示意图一。

图4是图1中转运支护装置在进行顶板支护的示意图二。

图5是图1中转运支护装置在进行顶板支护的示意图三。

图6是图1中转运支护装置在进行顶板支护的示意图四。

图7是图1中转运支护装置进行顶板支护的流程图。

图8是图1中转运支护装置在进行侧帮支护的示意图一。

图9是图1中转运支护装置在进行侧帮支护的示意图二。

图10是图1中转运支护装置在进行侧帮支护的示意图三。

图11是图1中转运支护装置在进行侧帮支护的示意图四。

图12是图1中转运支护装置在进行侧帮支护的流程图。

附图标记：

主臂总成1；第一臂11；第二臂12；第三臂13；第四臂14；安装平台15；

锚杆钻机2；

锚仓3；框架31；挂钩部32；

机械臂4；基座41；腰部42；第一摆臂43；第二摆臂44；腕部45；手部46；夹持机构47；第一轴线401；第二轴线402；第三轴线403；第四轴线404；第五轴线405；

机架5；

轨道6；

安装座7；

运输部8；

锚杆9。

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12所示，本发明实施例的转运支护装置包括主臂总成1，锚杆钻机2，锚仓3和机械臂4。

主臂总成1包括第一臂11、第二臂12、第三臂13和第四臂14，第二臂12与第一臂11相连且相对于第一臂11可轴向移动以使主臂总成1可伸缩，第三臂13与第一臂11相连并适于顶推第一臂11以使主臂总成1可俯仰，第四臂14与第一臂11相连并适于侧推第一臂11以使主臂总成1可摆动。

如图1所示，主臂总成1可以包括伸缩缸，伸缩缸可以包括缸体和活塞部，其中缸体可以形成第一臂11，活塞部可以形成第二臂12。使用时通过第一臂11相对于第二臂12的移动可以实现对主臂总成1的伸缩调整。

第三臂13和第四臂14也可以为伸缩缸，第三臂13和第四臂14的一端可以与第一臂11铰接，通过第三臂13和第四臂14的伸缩可以实现第一臂11和第二臂12的俯仰和摆动驱动，从而可以实现对主臂总成1的位姿调整。

锚杆钻机2可转动地与第二臂12相连，且锚杆钻机2可通过主臂总成1的伸缩和摆动实现方位调整。如图1所示，锚杆钻机2可以为自动锚杆钻机，锚杆钻机2可以自行完成打设锚杆9的作业要求，锚杆钻机2可以转动装配在第二臂12的自由端。使用时，可以利用主臂总成1的伸缩和摆动将锚杆钻机2移动至与支护孔位对齐的位置，也可以通过对锚杆钻机2的转动驱动实现锚杆钻机2自身方位的调整，从而可以分别满足对巷道顶板和巷道侧帮的锚杆9支护要求。

锚仓3设于第二臂12，锚仓3适于存储锚杆9。如图1所示，锚仓3可以固定在第二臂12的左侧，锚仓3可以存放多个锚杆9。主臂总成1在进行方位调整时，锚仓3可以随着第二臂12同步移动，从而使得锚仓3和锚杆钻机2在前后方向的相对位置可以不变，方便了锚仓3内的锚杆9向锚杆钻机2的输送。

机械臂4设于第二臂12，机械臂4可在主臂总成1动作时随着锚仓3同步移动，机械臂4适于将锚仓3内的锚杆9抓取至锚杆钻机2处。如图1所示，机械臂4可以与第二臂12固定相连，机械臂4可以为三轴机械臂，待锚杆钻机2与支护孔位对齐后，机械臂4可以将锚仓3内的锚杆9抓取至锚杆钻机2处，然后可以借助锚杆钻机2可以完成锚杆9支护。

本发明实施例的转运支护装置，使用时，可以利用主臂总成1将锚杆钻机2移动至巷道迎头的位置，而安装转运支护装置的掘进机或锚杆9钻车不需要移动至靠近巷道迎头的位置，由于锚杆钻机2的整体尺寸较小，从而使得转运支护装置能够适应空间局促的巷道迎头的支护要求，增强了适应性。

另外，设置有机械臂4和锚仓3，在支护过程中，锚仓3内的锚杆9可以通过机械臂4供给至锚杆钻机2处，避免了相关技术中需要人工将锚杆9搬运至锚杆钻机2处的情况，进而避免了工人需要在巷道迎头处作业的情况，消除了安全隐患，提升了锚杆9支护的安全性。

在一些实施例中，第二臂12上设有安装平台15，锚仓3和机械臂4设于安装平台15，且锚仓3设于安装平台15的侧面，机械臂4设于安装平台15的顶面。如图4所示，安装平台15可以L型，安装平台15可以固定在第二臂12的前端位置，且在前后方向上，第二臂12可以分为第一段和第二段，其中第二段可以配合在第一臂11内，第一段则为第二臂12回缩至第一臂11后的外露部分，安装平台15固定在第一段处。从而避免了安装平台15的设置容易对第一臂11和第二臂12造成伸缩干涉的情况。

安装平台15可以包括两部分，两部分分别为第一部分和第二部分，第一部分和第二部分均可以为平板状并可以垂直布置。其中第一部分可以固定在第二臂12的上表面，第二部分可以固定在第二臂12的左侧面。机械臂4可以固定在第一部分的上表面，锚仓3可以固定在第二部分处。为了避免锚仓3与第一臂11碰触干涉的情况，当第一臂11为伸缩缸的缸体时，锚仓3和第一臂11的间距应大于第一臂11的缸壁壁厚。

安装平台15在第二臂12回缩时可以与第一臂11挡止配合，从而可以起到限制第一臂11和第二臂12的相对位移量的作用，另外，也方便了机械臂4和锚仓3的安装固定，保证了固定的结构强度。

在一些实施例中，机械臂4包括基座41、腰部42、第一摆臂43、第二摆臂44、腕部45、手部46和夹持机构47，基座41与第二臂12固定相连并沿着上下方向延伸，腰部42设于基座41的顶部并相对于基座41可水平摆动，第一摆臂43与腰部42相连并相对于腰部42可摆动，第二摆臂44与第一摆臂43相连并相对于第一摆臂43可摆动，腕部45可转动地与第二摆臂44相连，手部46可转动地与腕部45相连，夹持机构47与手部46相连，夹持机构47适于抓取锚杆9。

如图2所示，基座41可以为圆柱型，基座41可以焊接、通过紧固件等方式固定在安装平台15上。腰部42可以为L型，例如，腰部42包括第一圆柱部和第二圆柱部，第一圆柱部和第二圆柱部垂直布置。其中第一圆柱部可以与基座41转动装配。第一摆臂43的一端可以与第二圆柱部转动装配，第一摆臂43的另一端可以与第二摆臂44转动装配。腕部45可以为U型，腕部45可以通过枢轴与第二摆臂44的另一端转动装配。手部46可以转动装配在腕部45的腹板处。

使用时，可以借助腰部42的转动，第一摆臂43和第二摆臂44的摆动，腕部45的转动，手部46的转动等实现机械臂4的驱动，夹持机构47可以为夹爪等，夹持机构47可以夹紧固定锚杆9，从而可以实现锚杆9的抓取。本实施例中，机械臂4为五自由度的关节式机械臂4，操作方式灵活，充分满足了输送锚杆9的使用要求。

在一些实施例中，腰部42和基座41的连接处具有第一轴线401，腰部42可绕第一轴线401转动，第一摆臂43和腰部42的连接处具有第二轴线402，第一摆臂43可绕第二轴线402摆动，第二摆臂44和和第一摆臂43的连接处具有第三轴线403，第二摆臂44可绕第三轴线403摆动，腕部45和第二摆臂44的连接处具有第四轴线404，腕部45可绕第四轴线404摆动，手部46和腕部45的连接处具有第五轴线405，手部46可绕第五轴线405摆动；

机械臂4具有X轴方向、Y轴方向和Z轴方向，如图2所示，X轴方向可以为左右方向，Y轴方向可以为前后方向，Z轴方向可以为上下方向。第一轴线401和第四轴线404沿着Z轴方向延伸，第二轴线402和第三轴线403沿着X轴方向延伸，第五轴线405沿着Y轴方向延伸。从而方便了将夹持机构47调整至各个位置，提升了操作的灵活性。

在一些实施例中，腰部42和基座41之间、腰部42和第一摆臂43之间、第一摆臂43和第二摆臂44之间、第二摆臂44和腕部45之间、腕部45和手部46之间均可以设有驱动装置，驱动装置可以包括防爆伺服电机和谐波减速器，从而保证了驱动精度，保证了施工作业质量。

在一些实施例中，腰部42和基座41之间、腰部42和第一摆臂43之间、第一摆臂43和第二摆臂44之间、第二摆臂44和腕部45之间、腕部45和手部46之间还均可以设置有编码器等传感器，编码器可以监测相邻两个部件之间的相对转动角度，从而方便了操作人员直观的了解机械臂4是否调整到位。当调整不到位时，可以利用机械臂4的控制装置(PLC控制系统等)实现对转动角度的修正，从而保证了机械臂4操控的精度。

在一些实施例中，第一摆臂43的一端与腰部42相连，第一摆臂43的另一端与第二摆臂44转动相连，第二摆臂44的另一端与腕部45相连，第一摆臂43的宽度尺寸沿着从腰部42至第二摆臂44的方向逐渐变小，例如，在图2中第一摆臂43的宽度尺寸沿着从前至后的方向逐渐变小。第二摆臂44的宽度尺寸沿着从第一摆臂43至腕部45的方向逐渐变小，例如，在图2中第二摆臂44的宽度尺寸沿着从前至后的方向逐渐变小。第一摆臂43的宽度尺寸的下限值不小于第二摆臂44的宽度尺寸的上限值。例如，第一摆臂43的最小宽度尺寸(图2中第一摆臂43的后端的宽度尺寸)可以与第二摆臂44的最大宽度尺寸(图2中第二摆臂44的前端的宽度尺寸)相同。由此，一方面可以降低重心，另一方面可以减少第一摆臂43和腰部42之间的驱动力矩，也可以减少第二摆臂44和第一摆臂43之间的驱动力矩，从而可以保证驱动的稳定性。

在一些实施例中，如图3所示，锚仓3包括框架31和多个挂钩部32，框架31可以为矩形框，多个挂钩部32可以焊接或一体成型于框架31，多个挂钩部32分为多个钩排，多个钩排沿着上下方向间隔排布，每个钩排均包括多个沿着主臂总成1的轴向(图3中前后方向)间隔排布的挂钩部32，每个钩排适于托举同一锚杆9，且锚杆9可从挂钩部32的上侧脱出，即使用时，可以利用机械臂4的夹持机构47抓取锚杆9，然后利用第一摆臂43和第二摆臂44的向上摆动可以将锚杆9从每个钩排处取出。

下面描述本发明实施例的支护设备。

本发明实施例的支护设备包括转运支护装置和机架5，转运支护装置设于机架5，转运支护装置可以为上述实施例中描述的转运支护装置。例如，转运支护装置可以固定在机架5上，即第一臂11可以与机架5转动相连，第三臂13和第四臂14可以与机架5转动相连，且第三臂13可以位于第一臂11的下方，第四臂14可以位于第一臂11的右侧。支护设备可以为掘锚机，锚杆9钻车等。

在一些实施例中，支护设备包括轨道6和安装座7，轨道6设于机架5并沿着机架5的前后方向延伸，安装座7可滑移地装配于轨道6，转运支护装置设于安装座7的前侧，且第一臂11、第三臂13和第四臂14与安装座7转动相连。

如图1所示，支护设备可以为掘锚机，机架5的底部设有行走部，行走部可以为行走履带，机架5的上方可以安装有临时支护、运输部8。机架5的前侧可以安装有截割部、装载部等。截割部可以为截割滚筒，装载部可以为装载铲板。

轨道6可以安装在行走部的上方，且轨道6可以沿着前后方向延伸。安装座7可以装配在轨道6上，且安装座7可以沿着轨道6前后移动。例如，轨道6可以包括齿条，安装座7上可以设有驱动电机，驱动电机的驱动轴上可以设有驱动齿，驱动齿可以与齿条啮合，通过驱动电机的转动可以实现安装座7沿着导轨的移动。如图1所示，第一臂11的后端、第三臂13的后端和第四臂14的后端均可以与安装座7铰接。

下面描述本发明实施例的支护方法。

如图7所示，本发明实施例的支护方法(顶板支护方法)包括以下步骤：

A1：将机械臂4调整为初始位置，然后利用安装座7的移动和主臂总成1的动作将锚杆钻机2移动至顶板的支护孔位的下方。

如图1和图2所示，在初始位置，机械臂4的第一摆臂43和第二摆臂44均可以沿着前后方向延伸，且第一摆臂43和第二摆臂44整体位于基座41的后侧。由此，一方面可以使得机械臂4在前后方向的投影最小，从而方便了支护设备和主臂总成1的前后移动，避免了机械臂4容易被碰触的情况，另一方面支护设备的前侧容易有异物，机械臂4调整至基座41的后侧，借由基座41可以起到一定的防护效果，有利于降低机械臂4的故障率。

例如，如图1所示，可以通过驱动安装座7沿着轨道6前后移动，从而实现对锚杆钻机2位置的初步调整，然后可通过主臂总成1的伸缩和摆动实现对锚杆钻机2位置的细化调整。调整的过程中，可以利用锚杆钻机2和主臂总成1之间的回转驱动实现锚杆钻机2的转动调整，从而方便了锚杆钻机2和支护孔位的对齐。

A2：操控至少部分机械臂4动作并抓取锚仓3内的锚杆9。例如，如图3所示，可以驱动腰部42摆动并使得腰部42的第二圆柱部调整至大体沿着前后方向延伸的方向，然后可以驱动第一摆臂43和第二摆臂44向下摆动，直至锚仓3内的锚杆9横向插入夹持机构47内，利用夹持机构47可以实现对锚杆9的抓取。

A3：操控至少部分机械臂4动作以机械臂4抓取的锚杆9移动至主臂总成1背离锚仓3的一侧。如图4所示，可以驱动第一摆臂43和第二摆臂44向右侧摆动，使得锚杆9可以摆动至机械臂4的右侧，由此，一方面可以将锚杆9从锚仓3内移出，另一方面可以将锚杆9移动至机械臂4的部件较少的一侧，从而有利于后续的锚杆9位置调整。

需要说明的是，在该步骤中，可以首先驱动第一摆臂43向右摆动，然后可以再驱动第二摆臂44向右摆动。由此，可以减少第一摆臂43和第二摆臂44的整体摆动面积较小，使得摆动过程尽量靠近第一圆柱部，从而避免了锚杆9、第一摆臂43、第二摆臂44在摆动过程中容易与外部器件发生碰撞的情况。

A4：操控至少部分机械臂4动作以将抓取的锚杆9校正至与锚杆钻机2的锚箱轴线平行的位置。如图5所示，可以驱动腕部45和/或手部46转动，由此，夹持机构47所抓取的锚杆9可以从水平方向调整至大体竖直方向，由于锚杆钻机2是对顶板进行支护，锚杆钻机2的锚箱轴线也大体处于竖直方向，从而实现了将锚杆9校正至与锚箱轴线平行。

A5：操控至少部分机械臂4动作以将锚杆9送入锚杆钻机2处。如图6所示，可以驱动腰部42转动，锚杆9可以随着腰部42同步转动并可以被插入锚箱的喇叭口内。从而实现了锚杆9至锚杆钻机2的移动。

A6：利用锚杆钻机2将锚杆9固定至支护孔位。可以驱动锚杆钻机2的锚箱上移，锚箱上方的锚杆9即可被推送并锚固至支护孔位内。

如图12所示，本发明另一实施例的支护方法(侧帮支护方法)包括以下步骤：

B1：如图8所示，将机械臂4调整为初始位置，然后利用安装座7的移动和主臂总成1的动作将锚杆钻机2移动至与侧帮的支护孔位正对的位置。该步骤可以与上述实施例中的A1步骤相同，此处不再赘述。需要说明的是，在该步骤中，需要利用锚杆钻机2和主臂总成1之间的回转驱动将锚杆钻机2调整至大体水平的位置，由此，可以使得锚杆钻机2能够与侧帮上的支护孔位对齐。

B2：如图9所示，操控至少部分机械臂4动作并抓取锚仓3内的锚杆9。该步骤可以与上述实施例中A2步骤相同，此处不再赘述。

B3：操控至少部分机械臂4动作以使得抓取的锚杆9移动至高于锚杆钻机2的位置处。如图10所示，可以驱动第一摆臂43和第二摆臂44向上摆动，直至夹持机构47所抓取的锚杆9移动至高于锚杆钻机2设定距离处，设定距离可以为具体地数值，例如，可以高于10厘米，15厘米等。

B4：操控至少部分机械臂4动作以使抓取的锚杆9的延伸方向和锚杆钻机2内锚箱的轴线平行。例如，可以操控腰部42、腕部45、手部46转动，从而可以使得锚杆9可以从前后方向调整至沿着左右方向延伸，如图11所示，由于是对侧帮支护，锚杆钻机2的锚箱轴线也大体沿着左右方向延伸，实现了将锚杆9校正至与锚箱轴线平行。

B5：操控至少部分机械臂4动作以将锚杆9送入锚杆钻机2处。例如，可以驱动第一摆臂43和第二摆臂44摆动，从而可以将锚杆9插入锚箱的喇叭口内。

B6：利用锚杆钻机2将锚杆9固定至支护孔位。例如，可以驱动锚杆钻机2的锚箱向左移动，锚箱左侧的锚杆9即可被推送并锚固至支护孔位内。

本发明实施例的转运支护装置、支护设备和支护方法，具有以下有益效果：

(1)转运支护装置体积较小、动作灵活、控制精度高，可集成于掘锚机需要的位置，将锚杆从后置锚仓精准搬运至自动锚杆钻机的锚箱孔内，实现了掘锚机与自动锚杆钻机的结合。

(2)掘锚机等集成了转运支护装置，以及目前已有的自动锚杆钻机，可实现巷道施工中的掘进支护的全流程自动化作业，提高掘锚机智能化程度，减少甚至杜绝工人在巷道未支护区域作业的时间，提高人员的安全性，减轻人员劳动强度。

(3)转运支护装置的驱动和控制采用防爆伺服电机和伺服控制技术，提高了设备的定位控制精度，提高了施工作业质量，促进了煤矿设备和技术的发展。

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，除非另有明确具体的限定。

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。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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。

尽管已经示出和描述了上述实施例，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，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转运支护装置，其特征在于，包括：

主臂总成，所述主臂总成包括第一臂、第二臂、第三臂和第四臂，所述第二臂与所述第一臂相连且相对于所述第一臂可轴向移动以使所述主臂总成可伸缩，所述第三臂与所述第一臂相连并适于顶推所述第一臂以使所述主臂总成可俯仰，所述第四臂与所述第一臂相连并适于侧推所述第一臂以使所述主臂总成可摆动；

锚杆钻机，所述锚杆钻机可转动地与所述第二臂相连，且所述锚杆钻机可通过所述主臂总成的伸缩和摆动实现方位调整；

锚仓，所述锚仓设于所述第二臂，所述锚仓适于存储锚杆；

机械臂，所述机械臂设于所述第二臂，所述机械臂可在所述主臂总成动作时随着所述锚仓同步移动，所述机械臂适于将所述锚仓内的所述锚杆抓取至所述锚杆钻机处。

2.根据权利要求1所述的转运支护装置，其特征在于，所述第二臂上设有安装平台，所述锚仓和所述机械臂设于所述安装平台，且所述锚仓设于所述安装平台的侧面，所述机械臂设于所述安装平台的顶面。

3.根据权利要求2所述的转运支护装置，其特征在于，所述机械臂包括基座、腰部、第一摆臂、第二摆臂、腕部、手部和夹持机构，所述基座与所述第二臂固定相连并沿着上下方向延伸，所述腰部设于所述基座的顶部并相对于所述基座可水平摆动，所述第一摆臂与所述腰部相连并相对于所述腰部可摆动，所述第二摆臂与所述第一摆臂相连并相对于所述第一摆臂可摆动，所述腕部可转动地与所述第二摆臂相连，所述手部可转动地与所述腕部相连，所述夹持机构与所述手部相连，所述夹持机构适于抓取所述锚杆。

4.根据权利要求3所述的转运支护装置，其特征在于，所述腰部和所述基座的连接处具有第一轴线，所述腰部可绕所述第一轴线转动，所述第一摆臂和所述腰部的连接处具有第二轴线，所述第一摆臂可绕所述第二轴线摆动，所述第二摆臂和和所述第一摆臂的连接处具有第三轴线，所述第二摆臂可绕所述第三轴线摆动，所述腕部和所述第二摆臂的连接处具有第四轴线，所述腕部可绕所述第四轴线摆动，所述手部和所述腕部的连接处具有第五轴线，所述手部可绕所述第五轴线摆动；

所述机械臂具有X轴方向、Y轴方向和Z轴方向，所述第一轴线和所述第四轴线沿着所述Z轴方向延伸，所述第二轴线和所述第三轴线沿着X轴方向延伸，所述第五轴线沿着所述Y轴方向延伸。

5.根据权利要求4所述的转运支护装置，其特征在于，所述第一摆臂的一端与所述腰部相连，所述第一摆臂的另一端与所述第二摆臂转动相连，所述第二摆臂的另一端与所述腕部相连，所述第一摆臂的宽度尺寸沿着从所述腰部至所述第二摆臂的方向逐渐变小，所述第二摆臂的宽度尺寸沿着从所述第一摆臂至所述腕部的方向逐渐变小，且所述第一摆臂的宽度尺寸的下限值不小于所述第二摆臂的宽度尺寸的上限值。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的转运支护装置，其特征在于，所述锚仓包括框架和多个挂钩部，多个所述挂钩部设于所述框架，多个所述挂钩部分为多个钩排，多个所述钩排沿着上下方向间隔排布，每个所述钩排均包括多个沿着所述主臂总成的轴向间隔排布的挂钩部，每个所述钩排适于托举同一锚杆，且所述锚杆可从所述挂钩部的上侧脱出。

7.一种支护设备，其特征在于，包括转运支护装置和机架，所述转运支护装置设于所述机架，所述转运支护装置为根据权利要求1-6中任一项所述的转运支护装置。

8.根据权利要求7所述的支护设备，其特征在于，包括轨道和安装座，所述轨道设于所述机架并沿着所述机架的前后方向延伸，所述安装座可滑移地装配于所述轨道，所述转运支护装置设于所述安装座的前侧，且所述第一臂、所述第三臂和所述第四臂与所述安装座转动相连。

9.一种基于权利要求8所述的支护设备的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1：将所述机械臂调整为初始位置，然后利用所述安装座的移动和所述主臂总成的动作将所述锚杆钻机移动至顶板的支护孔位的下方；

A2：操控至少部分所述机械臂动作并抓取所述锚仓内的锚杆；

A3：操控至少部分所述机械臂动作以所述机械臂抓取的所述锚杆移动至所述主臂总成背离所述锚仓的一侧；

A4：操控至少部分所述机械臂动作以将抓取的所述锚杆校正至与锚杆钻机的锚箱轴线平行的位置；

A5：操控至少部分所述机械臂动作以将所述锚杆送入所述锚杆钻机处；

A6：利用所述锚杆钻机将所述锚杆固定至所述支护孔位。

10.一种基于权利要求8所述的支护设备的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：

B1：将所述机械臂调整为初始位置，然后利用所述安装座的移动和所述主臂总成的动作将所述锚杆钻机移动至与侧帮的支护孔位正对的位置；

B2：操控至少部分所述机械臂动作并抓取所述锚仓内的锚杆；

B3：操控至少部分所述机械臂动作以使得抓取的所述锚杆移动至高于所述锚杆钻机的位置处；

B4：操控至少部分所述机械臂动作以使抓取的所述锚杆的延伸方向和所述锚杆钻机内锚箱的轴线平行；

B5：操控至少部分所述机械臂动作以将所述锚杆送入所述锚杆钻机处；

B6：利用所述锚杆钻机将所述锚杆固定至所述支护孔位。

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