CN116624193B - 连接机构和具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锚杆安装的技术领域，用于解决锚杆安装时无法检测锚杆预应力的问题。本发明包括连接机构和具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备。连接机构安装在锚杆安装设备上，包括，连接杆（32）、滑动套筒（33）、推进弹簧（34），连接杆前端的滑动内孔内安装有内嵌螺母（323）和缓冲弹簧（324），内嵌螺母可与锚杆杆体螺纹连接；滑动套筒前端的螺母座能够与锚杆螺母嵌合；滑动套筒套设于连接杆外侧，在轴线方向可相对于连接杆滑动，压缩后侧的推进弹簧。因此，可以将内嵌螺母旋合在锚杆杆体上，拉拔锚杆杆体检测预应力，之后使内嵌螺母脱离锚杆杆体，由螺母座拧紧锚杆螺母将挡板紧压在岩壁上。

Description

连接机构和具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备

技术领域

本发明涉及连接机构和具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备。

背景技术

隧道工程是交通建设的重要部分，在隧道施工过程中，需要进行地质预报、管棚支护、打锚杆孔、注浆加固等多种施工工序，锚杆台车主要用于隧道开挖初期的支护工序，可实现锚杆的钻、装、锚、注一体化施工，而锚杆的安装是支护工序的一个重要环节。

现有的锚杆安装方法是压紧式安装，即，锚杆插入锚孔后，由树脂锚固剂或涨壳将锚杆端部锚固在锚孔底部，拧紧锚杆上的螺母，利用锚杆内部的预应力将挡板紧压在岩壁上，对岩壁的内部结构等进行加固。由于压紧式锚杆压紧岩壁后，为检测锚杆杆体内部的预应力需要对预紧后的锚杆杆体进行拉拔，即，在锚杆露出在外的露出端上安装拉力机，以设计要求的预应力拉拔锚杆杆体，根据锚杆杆体位移计算锚杆杆体内部的预应力，由于拉力机直接抵靠在锚孔周围的岩壁上，受岩壁预紧力变动的影响，无法正确地检测到锚杆杆体内部的预应力；若检测到锚杆杆体的预应力不足，由于锚杆安装已经完成，无法修复，造成锚杆安装失败。

由于加固时使用的锚杆安装数量众多，若对所有锚杆一一安装拉力机进行检测，需要反复装拆拉力机浪费大量的时间和人力，严重影响工程进度。现有方法通常只是对部分锚杆进行抽查检测，例如按3%的比例进行抽查，若大量未被抽测到的锚杆存在预应力达不到设计要求的情况存在，则会导致隧道存在安全隐患。

在锚杆安装时，作为连接锚杆与锚杆安装设备的连接机构，例如公开号CN109882224 A公开了用于锚杆安装的高压旋转接头以及公开号CN 208203319 U公开了一种多功能锚杆安装器，但两种连接机构均无法同时进行锚杆杆体的安装和紧固作业，需要一根锚杆需要多次装拆才能完成整个锚杆的安装作业，整个安装作业无法自动化。

本发明的第一目的在于解决现有技术在检测锚杆预应力时，需要另外在锚杆上安装拉力机，无法在安装锚杆的同时，一次性完成预应力施加和检测的问题。

第二目的在于提供一种用于锚杆安装设备的连接机构，只需要安装锚杆一次，锚杆安装设备即可完成整个锚杆的安装作业和对锚杆预应力的施加及检测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了连接机构，安装在锚杆安装设备的驱动轴上，用于连接锚杆和驱动轴，包括，连接杆32、滑动套筒33、推进弹簧34、缓冲弹簧324、螺母座35以及内嵌螺母323，连接杆32的后端与锚杆安装设备的驱动轴242连接，随驱动轴242同轴转动，连接杆32的前端形成有沿轴线向后延伸的滑动内孔322。

滑动内孔322内安装有内嵌螺母323和缓冲弹簧324，内嵌螺母323位于前侧，可在滑动内孔322内沿轴线方向滑动，转动方向与连接杆32保持固定，滑动内孔322的前端面安装有与内嵌螺母323接触的环状端板326，环状端板326中心形成有供锚杆杆体81通过的通孔，内嵌螺母323可与锚杆杆体81螺纹连接。

缓冲弹簧324位于内嵌螺母323的后侧，后端抵靠在滑动内孔322的后端，对内嵌螺母323产生向前的作用力，在滑动内孔322的后端面中心形成有锁紧杆325，滑动套筒33的前端安装有螺母座35，位于螺母座35中心的螺母槽351开口向前，具有与锚杆螺母82匹配的形状，在转动方向上能与锚杆螺母82保持固定，螺母槽351的后端面中心形成有供锚杆杆体81通过的螺母孔352。

滑动套筒33和推进弹簧34套设于连接杆32外侧，滑动套筒33位于前侧，在轴线方向可相对于连接杆32滑动，在转动方向与连接杆32保持固定，推进弹簧34位于滑动套筒33的后侧，滑动套筒33向后移动时，压缩推进弹簧34使其产生弹性变形，连接杆32、滑动套筒33、螺母座35以及内嵌螺母323的轴线位于同一直线上。

因此，只要将前端的螺母座35对着锚杆杆体81的后端，向前推进连接杆32，锚杆杆体81穿过螺母座35进入到滑动套筒33内，锚杆螺母82嵌合到螺母槽351内，受到锚杆螺母82的阻挡，滑动套筒33停止向前移动，连接杆32相对于滑动套筒33滑动，推进弹簧34被压缩。

随着连接杆32深入滑动套筒33内部，安装在滑动内孔322内的内嵌螺母323与锚杆杆体81的后端接触，此时正向转动连接杆32，在缓冲弹簧324的力作用下，内嵌螺母323被旋合到锚杆杆体81上，在锚杆杆体81上向前移动。锚杆杆体81上的锚杆螺母82也同时由螺母座35转动在锚杆杆体81上向前移动。

随着锚杆杆体81进入到滑动内孔322内部，后端接触到锁紧杆325前端时，连接杆32与锚杆杆体81锁紧在一起，连接杆32带动锚杆杆体81正向转动。

在锁紧状态下，反向转动连接杆32，内嵌螺母323和锚杆杆体81上的锚杆螺母82在锚杆杆体81上向后移动，锚杆杆体81与锁紧杆325之间的锁紧被解除，连接杆32可相对于锚杆杆体81反向转动。

在内嵌螺母323脱离锚杆杆体81后，向后拉动连接杆32，环状端板326向后推动内嵌螺母323离开锚杆杆体81，给锚杆杆体81的进入留出空间。滑动套筒33由于受推进弹簧34的力作用，螺母座35的底面与锚杆8上的锁紧螺母81始终保持接触状态。

因此，只要将本发明的连接机构安装在锚杆安装设备的驱动轴242上，将连接杆32与驱动轴242同轴连接，锚杆安装设备就可以将锚杆杆体81插入锚孔中，转动锚杆杆体81进行锚固作业以及转动锚杆螺母82进行挡板的紧固锚杆作业，整个作业过程中，不需要多次拆装锚杆。能够实现锚杆安装作业的自动化，提高了安装效率。

优选地，连接杆32为截面呈圆形的杆状部件，后端形成有连接法兰327，用于与锚杆安装设备的驱动轴连接，连接法兰327同时作为推进弹簧34的安装座，抵靠在推进弹簧34的后端。滑动套筒33为圆筒形部件，两端分别形成有法兰，后端法兰332作为推进弹簧34的止挡件，承受推进弹簧34的作用力，前端法兰333用于固定螺母座35，滑动套筒33的内侧壁上设置有沿轴向延伸的限位槽331，连接杆32的外侧壁上设置有与限位槽331匹配的限位条321，限位条321位于限位槽331内，滑动套筒33和连接杆32之间只能在轴向上滑动。

由于连接法兰327同时起到与驱动轴固定和作为推进弹簧34的安装座的作用，能够简化连接杆32的结构，提高连接机构的可靠性。

由于连接杆32可以带动滑动套筒33沿轴转动，从而使设置于滑动套筒33前端的螺母座将锚杆上的锚杆螺母与挡板锁紧。可以通过简单的加工制作滑动套筒33和连接杆32。

优选地，推进弹簧34的前端固定在滑动套筒33的后端法兰332上，推进弹簧34的后端固定在连接法兰327上，推进弹簧34处于初始位置时，内嵌螺母323的前端面与螺母座35的前端面之间的距离T大于锚杆螺母82锁紧挡板83时，锚杆螺母82前端与锚杆杆体81后端的距离t。

因此，不用另外设置其他结构，滑动套筒33以及推进弹簧34也不会从连接杆32的前端脱出。安装时，只要将滑动套筒33以及推进弹簧34从连接杆32的前端插入固定即可，结构简单。

并且内嵌螺母323的前端面与螺母座35的前端面之间的距离T大于锚杆螺母82锁紧挡板83时，锚杆螺母82前端与锚杆杆体81后端的距离t，能够确保锚杆螺母82锁紧挡板83时，防止锚杆杆体81后端抵接到内嵌螺母323上，导致锚杆杆体81后端与内嵌螺母323连接。

优选地，内嵌螺母323与连接杆32的滑动内孔322采用花键连接，锁紧杆325由滑动内孔322的后端面中心向前延伸形成，可进入内嵌螺母323的螺孔内，缓冲弹簧324安装在锁紧杆325的周围，抵靠在滑动内孔322的后端。

因此，可以通过调整锁紧杆325的长度调节锚杆杆体81在滑动内孔322中的锁紧位置。

具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备，包括，底座1、驱动机构2、连接机构3、控制装置100，驱动机构2包括滑动座板21、推进动力机构23、转动动力机构24，滑动座板21通过滑轨安装在底座1上，可沿滑轨在前后方向上滑动，滑动座板21上安装有连接架22，推进动力机构23安装在连接架22的后端，推动滑动座板21以及安装在滑动座板21上的部件在底座1上前后移动，转动动力机构24固定在连接架22的前端，包括沿滑动座板21的滑动方向向前延伸的驱动轴242。

连接机构3安装在驱动轴242的前端，用于连接锚杆杆体81和驱动轴242，连接机构3采用上述中任一项所述的连接机构，包括连接杆32、滑动套筒33、推进弹簧34、缓冲弹簧324和螺母座35以及内嵌螺母323，连接杆32的后端与驱动轴242连接，随驱动轴242同轴转动，控制装置100控制推进动力机构23和转动动力机构24，推动滑动座板21以及安装在滑动座板21上的部件在底座1上前后移动以及驱动轴242的正向转动和反向转动。

控制装置100包括预应力施加控制模块103、预应力检测模块104，预应力施加控制模块103用于在内嵌螺母323旋合在锚杆杆体81上时，控制推进动力机构23向后移动滑动座板21，在拧紧锚杆螺母前，使连接杆32拉拔锚杆杆体81，预应力检测模块104用于检测推进动力机构23产生的拉拔力，检测锚杆杆体81内部的锚杆预应力。

优选地，控制装置100包括锁紧控制模块101、锚杆螺母紧固控制模块102，锁紧控制模块101用于控制推进动力机构23向前推动滑动座板21以及连接杆32移动，直至内嵌螺母323接触到锚杆杆体81端部，之后控制转动动力机构24正向转动，将连接杆32内的内嵌螺母323旋合到锚杆杆体81上，直至锚杆杆体81的端面接触锁紧杆325产生锁紧，

锚杆螺母紧固控制模块102用于控制转动动力机构24反向转动，直至锚杆杆体81脱离内嵌螺母323，之后控制推进动力机构23向后推动滑动座板21以及连接杆32，使锚杆杆体81的后端与内嵌螺母323之间具有紧固锚杆螺母82时供锚杆杆体81和内嵌螺母之间相对移动的空间，之后，控制转动动力机构24正向转动，由安装在滑动套筒33上的螺母座35转动锚杆螺母82进行紧固，直至锚杆杆体81内产生设计要求的锚杆预应力。

因此，可以在锚杆螺母82紧固前，即，锚杆杆体81对被加固对象产生预紧力之前，检测锚固在锚孔中的锚杆杆体81是否能承受设计要求的锚杆预应力。

优选地，连接架22上形成有向前延伸的支架4，前侧位置检测传感器51和后侧位置检测传感器52沿连接机构3的轴线在前后方向设置在支架4上，随连接杆32一起移动，连接机构3的滑动套筒33具有后端法兰332，前侧位置检测传感器51和后侧位置检测传感器52以后端法兰332作为检测对象，前侧位置检测传感器51位于后端法兰332的后侧，后侧位置检测传感器52与前侧位置检测传感器51之间的间隔M大于或等于螺母座35与锚杆螺母82对接时，锚杆杆体81后端与内嵌螺母前端的距离m，锚杆杆体81后端与内嵌螺母前端的距离m大于锚杆螺母82锁紧挡板时83所移动的距离c；锁紧控制模块101、锚杆螺母紧固控制模块102分别根据前侧位置检测传感器51、后侧位置检测传感器52的检测结果，控制推进动力机构23和转动动力机构24。

因此，通过简单的设置，就能正确检测连接杆32向后移动的距离，以及锚杆与连接机构上的螺母座和内嵌螺母的连接情况。

优选地，推进动力机构23为油缸，缸体固定在连接架22上，向后伸出的活塞杆与底座1固定。

预应力检测方法，用于检测锚杆杆体锚固在锚孔中，锚杆杆体被外侧的锚杆螺母拧紧，对被加固物进行压紧后，锚杆杆体的预应力是否符合设计要求，在锚杆螺母被拧紧之前，以与设计要求的预应力大小相同的拉力拉拔所述锚杆杆体，根据拉拔的结果，如果所述锚杆杆体没有被拉动，判断按设计要求的预应力拧紧锚杆螺母后，所述锚杆杆体的预应力符合设计要求。

因此，与锚杆杆体被外侧的锚杆螺母拧紧，对被加固物进行压紧后检测锚杆杆体的预应力相比，例如可以及时加固锚杆杆体在锚孔内的锚固力避免锚杆安装失败。并且检测过程中也不会受到预紧力变化的影响，提高了检测精度。

锚杆台车，包括锚杆台车主体6和锚杆安装设备7，锚杆台车主体6包括车体61、摆动臂62、辅助臂63和锚杆机构64，摆动臂62通过铰接机构安装在车体61的前端，可相对于车体61摆动，辅助臂63通过铰接机构安装在摆动臂62的端部，可相对于摆动臂62摆动，锚杆机构64安装在辅助臂63的另一端，包括推进梁65和锚杆库机构67。

锚杆库机构67安装于推进梁65上，锚杆安装设备7采用上述中任一项所述的具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备，推进梁65中安装有推进装置，具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备7的底座1安装在推进梁65上，驱动轴242的轴线平行于推进梁65，由推进装置推动锚杆安装设备沿推进梁65前后移动。

因此，只需要在本锚杆台车上安装一次锚杆，锚杆台车就可以完成锚杆杆体的锚固和锚杆螺母的紧固等整个锚杆的安装作业，同时在需要时可以在锚杆螺母紧固前对锚杆进行施加预应力并进行检测，例如对预应力达不到设计要求的锚杆采取加固锚固力等弥补措施，解决了现有锚杆台车在安装锚杆时需要多次装拆锚杆，以及无法进行预应力施加和检测的问题。

附图说明

图1.锚杆台车的整体外观示意图；

图2.锚杆机构示意图；

图3.实施方式的锚杆安装设备整体结构示意图；

图4.连接架结构示意图；

图5.驱动机构和连接机构安装示意图；

图6.图5中推进动力机构的活塞杆伸长状态，将锚杆杆体推入锚孔时的示意图；

图7.连接机构和转动动力机构连接示意图；

图8.连接机构整体结构示意图；

图9.图8中B-B剖面示意图；

图10.图9中推进弹簧处于初始位置(自然伸长状态)示意图；

图11.滑动套筒整体结构示意图；

图12.组合式锚杆整体结构示意图；

图13.涨壳式锚杆整体结构示意图；

图14.锚杆库机构整体结构示意图；

图15. 锚杆安装设备的控制装置示意图；

图16.锚杆螺母与螺母座抵接前连接机构状态示意图；

图17.锚杆螺母与螺母座抵接时连接机构状态示意图；

图18锚杆杆体与内嵌螺母抵接时连接机构状态示意图；

图19.锚杆杆体与内嵌螺母处于锁紧状态时连接机构状态示意图；

图20.锚杆杆体和内嵌螺母脱离时连接机构状态示意图；

图21.对锚杆螺母进行锁紧前连接机构状态示意图；

图22.锚杆螺母拧紧将挡板紧压在岩壁上时连接机构状态示意图；

图23.锚杆安装设备工作流程图。

图中，1.底座、2.驱动机构、21.滑动座板、22.连接架、221.油缸安装板、222.第一动力头安装板、223.连接筋、224.第二动力头安装板、23.推进动力机构、231.固定板、232.推进压力传感器、24.转动动力机构、241.转动油缸、242.驱动轴、243.第一轴承座、244.第二轴承座、245.转动压力传感器、3.连接机构、31.连接筒、32.连接杆、321.限位条、322.滑动内孔、323.内嵌螺母、324.缓冲弹簧、325.锁紧杆、326.环状端板、327.连接法兰、33.滑动套筒、331.限位槽、332.后端法兰、333.前端法兰、34.推进弹簧、35.螺母座、351.螺母槽、352.螺母孔、4.支架、41.注浆装置、5.检测装置、51.前侧位置检测传感器、52.后侧位置检测传感器、6.锚杆台车主体、61.车体、62.摆动臂、63.辅助臂、64.锚杆机构、65.推进梁、66.钻孔设备、67.锚杆库机构、671.卡具、672.驱动装置、673.锚杆安装盘、674.锚杆夹持位、675.锚杆安装轴、68.滑板、7.锚杆安装设备、8.锚杆、81.锚杆杆体、82.锚杆螺母、83.挡板、84b.涨壳、100.控制装置、101.锁紧控制模块、102.锚杆螺母紧固控制模块、103.预应力施加控制模块、104.预应力检测模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述。

以下以锚杆台车为例对本发明的连接机构、具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备（以下简称锚杆安装设备）进行说明。

锚杆台车由进行钻孔和注浆作业的锚杆台车主体和锚杆安装设备构成。

首先对锚杆台车主体进行说明。

如图1所示，锚杆台车主体6包括车体61、摆动臂62、辅助臂63和锚杆机构64。摆动臂62通过铰接机构安装在车体61的前端，在液压油缸的驱动下可上下和左右摆动。辅助臂63通过铰接机构安装在摆动臂62的端部，在液压缸的驱动下可上下摆动，锚杆机构64安装在辅助臂63的端部，可随辅助臂63移动，以及相对于辅助臂63转动。

车体61上设置有存储压缩空气的气罐和存储液压油的油罐，以及提供动力的液压泵，车体内设置有对锚杆台车进行控制的车载控制器。

如图2所示，锚杆机构64包括安装在辅助臂63端部的推进梁65，钻孔设备66。钻孔设备66通过滑板68安装在推进梁65上，可在与推进梁65垂直的左右方向滑动，钻孔设备66移动到推进梁65的位置，与安装在推进梁65下方的推进装置（未图示）连接，由推进装置推动，在推进梁65上前后移动。推进梁621的侧方可分别安装如图14所示的锚杆库机构67以及机械手。

如图14所示，锚杆库机构67固定设置于推进梁65一侧，包括卡具671、锚杆安装轴675、锚杆安装盘673和驱动装置672，卡具671可拆卸地固定设置于推进梁65上，锚杆安装轴675架设于卡具671上，可沿轴线转动，锚杆安装轴675与推进梁65平行。锚杆安装轴675用于传递旋转动力，使安装在锚杆安装轴675上的锚杆安装盘673旋转，同时为锚杆安装盘673提供支撑。

驱动装置672固定设置于卡具671上，驱动装置672的转轴与锚杆安装轴675一端固定连接，用于驱动锚杆安装轴675转动。

锚杆安装盘673的圆周面上等间距地形成有多个底部为弧形的锚杆夹持位674，两个锚杆安装盘673上的锚杆夹持位674两两相对，可以装载多个锚杆。

锚杆夹持位674的侧边安装有进入锚杆夹持位674内且可向外弹性移动的挡块，锚杆夹持位674和挡块构成夹持固定锚杆671的机构。

锚杆安装盘673由驱动装置672驱动转动，安装在锚杆安装盘673上的锚杆671逐个转动至工作工位，由未图示的机械手将锚杆671从锚杆夹持位674内取出，锚杆671安装于推进梁上，通过锚杆安装设备将锚杆打入钻好的锚孔中。

锚杆台车以及锚杆库机构均为现有技术，具体结构可参考例如申请号202221848858.X等文献，在此不再赘述。

以下主要对安装于锚杆台车上的锚杆安装设备进行说明。

在对锚杆安装设备进行说明前，先对使用的锚杆进行简单介绍。

使用的锚杆类型主要为组合式锚杆和涨壳式锚，如图12所示，组合式锚杆8a由锚杆杆体81a、锚杆螺母82a以及挡板83a构成。锚杆杆体81a为细长的直杆，在端部形成有螺纹。使用时，锚杆杆体81a插入锚孔中，其端部通过树脂锚固剂与锚孔内壁固定，从而锚固在岩层上。紧固时拧紧锚杆螺母82a，在锚杆杆体81a内部产生预应力将挡板83a紧压在岩壁上对岩壁的内部结构进行加固。锚孔内可以注浆以堵住锚孔。

如图13所示，涨壳式锚杆8b与组合式锚杆8a的区别在于前端设置有可张开的涨壳84b，转动锚杆杆体81b可使涨壳84b张开卡在锚孔的内壁上，从而锚固在岩层上，树脂锚固剂需要高速转动锚杆杆体81a将其搅拌后才能固化，而涨壳式锚杆8b不需要使用树脂锚固剂，只要转动锚杆杆体81b即可完成固定。锚杆杆体81b、挡板83b、锚杆螺母82b均与组合式锚杆8a相同。

涨壳式锚杆中涨壳的张开和卡接等固定原理例如可以参考现有专利CN200310108547.5、CN200320107953.5等，在此不再赘述。

以下除特别需要说明外，组合式锚杆8a和涨壳式锚杆8b统称为锚杆8，锚杆的结构统称为锚杆杆体81、锚杆螺母82、挡板83。

以下对本实施方式的锚杆安装设备进行说明。

如图3所示，锚杆安装设备7，包括底座1、驱动机构2、连接机构3、支架4和检测装置5。

底座1安装在滑板68上（参见图2），底座1上设置有滑块，底座1通过滑板68移动到推进梁65位置上时，滑块可沿锚杆台车的推进梁滑动，通过设置于推进梁上的推进装置可以控制底座1以及安装在底座1上的部件沿推进梁65在前后方向滑动。

底座1的顶面上设置有沿前后方向延伸的滑槽。驱动机构2设置于底座1上，包括滑动座板21、连接架22、推进动力机构23和转动动力机构24，滑动座板21底部设置有与底座1上滑槽匹配的滑轨，滑轨滑动设置于滑槽内，滑动座板21设置于底座1上，通过滑轨与滑槽的配合，可沿滑轨在底座1的前后方向滑动。连接架22固定设置于滑动座板21上。

推进动力机构23为伸缩油缸23，伸缩油缸23的活塞杆233通过固定板231与底座1后端固定连接，伸缩油缸23的缸体和连接架22固定连接。参照图5，伸缩油缸23的活塞杆233缩短时，如箭头所示滑动座板21在底座1上向后滑动，反之参照图6，伸缩油缸23的活塞杆伸长时，如箭头所示滑动座板21在底座1上向前滑动，通过伸缩油缸23可以控制滑动座板21在底座1上前后滑动，从而可以控制设置于滑动座板21上的各部件前后移动，完成对锚杆预应力的施加和检测（将锚杆插入锚孔的作业由钻孔设备66驱动）。

转动动力机构24设置于连接架22前端，用于驱动锚杆杆体81转动和拧紧锚杆螺母82。

连接机构3安装在转动动力机构24的驱动轴上，用于连接锚杆和驱动轴。

支架4固定设置于连接架22前侧，位于连接机构3上方。支架4上设置有注浆装置41，注浆装置41可以在锚杆插入锚孔内以后向锚孔内注入水泥浆。

在对连接机构3进行说明前，先对安装在支架4上的检测装置5进行说明。以下与连接机构3相关的部件参见之后的说明。

检测装置5包括前侧位置检测传感器51和后侧位置检测传感器52，前侧位置检测传感器51和后侧位置检测传感器52，沿连接机构3的轴线在前后方向设置在支架4底部，随连接杆32一起移动，前侧位置检测传感器51和后侧位置检测传感器52以后端法兰332作为检测对象，推进弹簧34处于初始状态时（本实施方式中为自然伸长状态），前侧位置检测传感器51位于后端法兰332后侧。

后侧位置检测传感器52与前侧位置检测传感器51之间的间隔M大于或等于螺母座35与锚杆螺母82对接时，锚杆杆体81后端与内嵌螺母323前端的距离m。锚杆杆体81后端与内嵌螺母前端的距离m大于锚杆螺母82锁紧挡板时83，锚杆螺母82移动的距离c，参照图17。从而，可以在拧紧锚杆螺母时，使锚杆杆体与内嵌螺母之间留有足够的供锚杆杆体和内嵌螺母之间相对移动的空间，防止锚杆杆体后端与内嵌螺母抵接。

前侧位置检测传感器51的位置根据锚杆螺母81在锚杆杆体81上的位置，滑动套筒33的长度，以及滑动套筒33在连接杆32上套接的位置确定，前侧位置检测传感器51用于检测螺母座35与锚杆螺母82对接时后端法兰332的位置，前侧位置检测传感器51检测到后端法兰332的位置时，说明螺母座35与锚杆螺母82已对接，即，锚杆螺母82已经对螺母座35产生作用力使滑动套筒相对于连接杆向后移动一定距离，使前侧位置检测传感器51检测到后端法兰332。

后侧位置检测传感器52的位置根据内嵌螺母323在锚杆杆体81上的位置，螺母座35和滑动套筒33的长度，以及滑动套筒33在连接杆32上套接的位置确定，后侧位置检测传感器52用于检测内嵌螺母323与锚杆杆体81后端对接时后端法兰332的位置，后侧位置检测传感器52检测到后端法兰332的位置时，说明内嵌螺母323与锚杆杆体81后端已接触。

如图4所示，连接架22包括油缸安装板221、第一动力头安装板222、连接筋223和第二动力头安装板224，油缸安装板221固定设置于滑动座板21中部，用于和伸缩油缸23的缸体固定连接。

第一动力头安装板222固定设置滑动座板21前端，连接筋223沿前后方向延伸，分别与油缸安装板221、第一动力头安装板222固定连接，前端延伸至第一动力头安装板222前方。第二动力头安装板224固定设置于连接筋223前端。通过设置连接筋223分别与油缸安装板221、第一动力头安装板222和第二动力头安装板224固定连接，可以增加连接架的牢固性，而且结构简单。

如图5所示，参照图7，转动动力机构24固定设置于连接架22前端，转动动力机构24包括转动油缸241和驱动轴242，转动油缸241固定设置于第一动力头安装板222上。驱动轴242沿前后方向延伸，分别通过第一轴承座243和第二轴承座244架设于第一动力头安装板222和第二动力头安装板224上，驱动轴242的后端与转动油缸241固定连接，前端延伸至第二动力头安装板224前方，与连接筒31固定连接，用于将转动力传输给连接机构3。

转动油缸241固定设置于连接架22的第一动力头安装板222上，可以提供转动力，驱动轴242分别通过第一轴承座243和第二轴承座244架设于第一动力头安装板222和第二动力头安装板224上，可以保持稳定。

如图7所示，参照图8和图9，连接机构3固定设置于转动动力机构24的驱动轴241的前端，包括连接杆32、滑动套筒33、推进弹簧34和螺母座35。

连接杆32为圆柱形，沿前后方向延伸，后端通过连接筒31与驱动轴242连接，连接杆32通过连接法兰327与连接筒31固定连接，连接法兰327同时作为推进弹簧34的安装座，与推进弹簧34的后端固定连接。

连接杆32前端面上设置有滑动内孔322，外侧壁上设置有轴向延伸的限位条321。连接杆32的前端面安装有对内嵌螺母323进行限位的环状端板326，环状端板326中心形成有供锚杆杆体81通过的通孔，环状端板326阻挡内嵌螺母323滑出滑动内孔322。

滑动内孔322内设置有与锚杆杆体81匹配的内嵌螺母323，以及缓冲弹簧324和锁紧杆325。

滑动内孔322内设置有与锚杆杆体81匹配的内嵌螺母323，匹配是指内嵌螺母323上的内螺纹和锚杆杆体81上的外螺纹的螺距、牙型角和中径等相同，使锚杆杆体81可以和内嵌螺母323通过螺纹连接。

内嵌螺母323可滑动设置于滑动内孔322内，采用花键连接，位于滑动内孔322的前端开口处，可以在滑动内孔322内前后滑动，不能相对于连接杆32转动，内嵌螺母323用于和锚杆杆体连接。

锁紧杆325设置于滑动内孔322内，后端与滑动内孔322的后侧壁固定连接，前端延伸至靠近内嵌螺母323，锁紧杆325的直径小于内嵌螺母的内径。

锁紧杆325可以在内嵌螺母323与锚杆杆体81锁紧时，通过锁紧杆325前端抵住锚杆杆体81后端，使内嵌螺母323与锚杆杆体81锁紧，防止锚杆杆体81穿过内嵌螺母323持续向滑动内孔后端延伸。

缓冲弹簧324套设于锁紧杆325上，后端与滑动内孔322的后侧壁固定连接，前端与内嵌螺母323固定连接，在内嵌螺母323与锚杆杆体81接触时，缓冲弹簧324可以对内嵌螺母323进行缓冲，当内嵌螺母323与锚杆杆体81接触时，可以防止内嵌螺母323被锚杆杆体碰撞损坏。

通过在连接杆32前端面上设置滑动内孔322，将内嵌螺母323设置于滑动内孔322内，可以对内嵌螺母323进行防护，通过内嵌螺母323可以与锚杆杆体81后端通过螺纹连接，从而对锚杆杆体81施加预应力。

连接筒31套设于驱动轴242前端，通过螺钉与驱动轴242固定连接，连接筒31前端与连接杆32后端通过法兰连接。

如图9所示，参照图11，滑动套筒33为圆筒形，套设于连接杆32前端，可沿连接杆32前后移动，滑动套筒33的前端设置有前端法兰333，前端法兰333用于固定螺母座35。

滑动套筒33的后端设置有后端法兰332，后端法兰332与推进弹簧34的前端固定连接，作为推进弹簧34的止挡件，承受推进弹簧34的作用力。

滑动套筒33的内侧壁上设置有与限位条321匹配的轴向延伸的限位槽331，限位槽331滑动套设于限位条321上。

滑动套筒33的内侧壁上设置有与限位条321匹配的轴向延伸的限位槽331，匹配是指限位条321的横截面与限位槽331的横截面的大小和形状相同，使限位条321能够插入限位槽331上，沿限位槽331在前后方向滑动。

在连接杆32的侧壁上设置限位条321，在滑动套筒33内壁上设置限位槽331，通过限位槽331和限位条321的配合可以对滑动套筒33进行限位，使滑动套筒33只能沿连接杆32在轴向上前后滑动，使连接杆32可以带动滑动套筒33沿轴转动，从而使设置于滑动套筒33前端的螺母座将锚杆上的锚杆螺母82与挡板83锁紧。

推进弹簧34套设于连接杆32上，位于滑动套筒33的后侧，两端分别与后端法兰332和连接法兰327固定连接，推进弹簧34的长度小于连接杆32的长度，防止滑动套筒33从连接杆前端滑落，也可以在连接杆上设置防止滑动套筒33脱离连接杆的限位机构。滑动套筒33向后移动时，压缩推进弹簧34使其产生弹性变形，给滑动套筒33向前的推力。

如图8所示，参照图9，螺母座35固定设置于滑动套筒33前端，通过法兰与滑动套筒33前端连接，螺母座35前端面上向内凹陷形成有螺母槽351，螺母槽351与锚杆螺母82匹配，用于套设于锚杆螺母82上，与锚杆螺母82卡接。

螺母槽351在转动方向上能与锚杆螺母82保持固定，螺母槽351的后端面中心形成有供锚杆杆体81通过的螺母孔352。

螺母槽351与锚杆螺母82匹配是指，螺母槽351的横截面的形状和大小与锚杆螺母82的形状和大小相同，使锚杆螺母82可以插入螺母槽351内，通过螺母槽351的内六方和锚杆螺母82的外六方的配合，可以插接，带动锚杆螺母82转动锁紧挡板83。

连接杆32、滑动套筒33、螺母座35、内嵌螺母323和驱动轴242的轴线位于同一直线上。

在推进弹簧34处于自然伸展状态下时，内嵌螺母323的前端面与螺母座35的前端面之间的距离T大于锚杆螺母82锁紧挡板83时，锚杆螺母82前端与锚杆杆体81后端的距离t，参照图17和图22。防止将锚杆螺母和挡板锁紧时，锚杆杆体后端与内嵌螺母连接。

推进动力机构23上设置有推进压力传感器232，转动油缸241上设置有转动压力传感器245。通过在推进动力机构23上设置推进压力传感器232，可以获取推进动力机构23施加的推力值或拉力值，通过推力值可以得知锚杆安装时对锚杆杆体81施加的推力大小，通过拉力值可以得知锚杆安装时对锚杆杆体81施加的拉力大小，通过推进动力机构23施加的拉力可以检测锚杆的预应力。在转动油缸241上设置转动压力传感器245，可以获取推转动油缸241施加的转动力，当锚杆杆体81与锁紧杆抵接时，锚杆杆体81无法向后移动，此时转动油缸241施加的转动力会增加，从而得知内嵌螺母323是否与锚杆杆体81锁紧，当锚杆螺母将挡板锁紧在岩壁上时，转动油缸241施加的转动力同样会增加，从而得知锚杆螺母82是否锁紧锚杆8上的挡板83。

预应力检测方法，用于检测锚杆杆体锚固在锚孔中，锚杆杆体被外侧的锚杆螺母拧紧，对被加固物进行压紧后，锚杆杆体的预应力是否符合设计要求，在锚杆螺母被拧紧之前，以与设计要求的预应力大小相同的拉力拉拔所述锚杆杆体，根据拉拔的结果，如果所述锚杆杆体没有被拉动，判断按设计要求的预应力拧紧锚杆螺母后，所述锚杆杆体的预应力符合设计要求。

因此，与锚杆杆体被外侧的锚杆螺母拧紧，对被加固物进行压紧后检测锚杆杆体的预应力相比，例如可以及时加固锚杆杆体在锚孔内的锚固力避免锚杆安装失败。并且检测过程中也不会受到预紧力变化的影响，提高了检测精度。

如图15所示，锚杆安装设备7还包括控制装置100，控制装置100用于通过控制推进动力机构23和转动动力机构24，推动滑动座板21以及安装在滑动座板21上的部件在底座1上前后移动以及驱动轴242的正向转动和反向转动。

控制装置100包括锁紧控制模块101、锚杆螺母紧固控制模块102、预应力施加控制模块103和预应力检测模块104。控制装置100分别与推进压力传感器232、转动压力传感器245、前侧位置检测传感器51和后侧位置检测传感器52、伸缩油缸23和转动油缸241电连接，接收各传感器的检测信息，控制各油缸运行。

锁紧控制模块101用于控制推进动力机构23向前推动滑动座板21以及连接杆32移动，直至内嵌螺母323接触到锚杆杆体81后端，之后控制转动动力机构24正向转动，将连接杆32内的内嵌螺母323旋合到锚杆杆体81上，直至锚杆杆体81的端面接触锁紧杆325后端，使锚杆杆体81与内嵌螺母323锁紧。

锚杆螺母紧固控制模块102用于在检测完锚杆预应力后，控制转动动力机构24反向转动，直至锚杆杆体81脱离内嵌螺母323，控制推进动力机构23向后推动滑动座板21以及连接杆32，使锚杆杆体81的端部与内嵌螺母323之间具有紧固锚杆螺母82时供锚杆杆体81和内嵌螺母之间相对移动的空间，然后，转动动力机构24正向转动，由安装在滑动套筒33上的螺母座35转动锚杆螺母82进行紧固，直至锚杆杆体81内产生设计要求的锚杆预应力。

锁紧控制模块101、锚杆螺母紧固控制模块102分别根据前侧位置检测传感器51、后侧位置检测传感器52、推进压力传感器232和转动压力传感器245的检测结果，控制推进动力机构23伸缩和转动动力机构24转动。

预应力施加控制模块103用于在内嵌螺母323旋合在锚杆杆体81上时，控制推进动力机构23向后移动滑动座板21，使连接杆32拉拔锚杆杆体81。

预应力检测模块104用于检测推进动力机构23对锚杆杆体81产生的拉拔力，检测锚杆杆体81内部的锚杆预应力。

工作流程如流程图23所示，开始时，机械手将锚杆库机构内的锚杆置于推进梁的安装工位上，并夹紧锚杆，使锚杆杆体不能转动。

第一步骤S1，锁紧控制模块101控制推进动力机构23推动连接机构3向前移动，使锚杆杆体后端穿过螺母座进入滑动套筒内，参照图16。

第二步骤S2，锁紧控制模块101判断前侧位置传感器51是否检测后端法兰332，当前侧位置传感器51检测到后端法兰332，说明锚杆螺母81与螺母座35连接（抵接），锁紧控制模块101控制推进动力机构23推动连接杆32继续向前移动，参照图17。若前侧位置传感器51未检测到后端法兰332，返回第一步骤S1。

作为变形例，判定锚杆螺母81与螺母座35连接时，也可以通过推进动力机构23上的推进压力传感器232的压力值进行判断，由于锚杆螺母81与螺母座35连接，锚杆螺母81阻挡螺母座35前进，若推进动力机构推动连接机构前进时，需要更大的推力，此时推进压力传感器上的压力值会上升，因此，若推进压力传感器上的压力值超过设定的值，可以判定锚杆螺母81与螺母座35已连接。

第三步骤S3，锁紧控制模块101判断后侧位置检测传感器52是否检测后端法兰332，当后侧位置检测传感器52检测到后端法兰332时，说明锚杆杆体81后端与内嵌螺母323接触，关闭推进动力机构23，参照图18。反之，返回第一步骤S1。

第四步骤S4，锁紧控制模块101通过转动油缸241控制连接杆正向转动，使内嵌螺母323与锚杆杆体通过螺纹连接。

第五步骤S5，锁紧控制模块101判断转动压力传感器245上的压力值是否达到连接阈值，转动压力传感器245上的压力值达到连接阈值时，说明锚杆杆体81后端与锁紧杆前端抵接，内嵌螺母323与锚杆杆体81锁紧，关闭转动油缸241，参照图19。反之，返回第四步骤S4。

作为变形例，连接阈值为内嵌螺母323与锚杆杆体81锁紧时，转动压力传感器245检测到的压力值，当锚杆杆体81与锁紧杆抵接时，锚杆杆体81无法向后移动，转动油缸控制内嵌螺母转动时，转动力会增加，压力值也会增加，若转动压力传感器245的压力值达到连接阈值时，代表内嵌螺母323与锚杆杆体81锁紧。

第六步骤S6，机械手松开锚杆，通过推进梁65上的推进机构推动底座1沿推进梁65向前移动，将锚杆杆体81插入锚孔中。并将锚杆杆体81锚固在锚孔内。

锚杆杆体固定在锚孔内时，如图12所示，对于组合式锚杆8a，通过转动油缸241控制锚杆转动将树脂锚固剂卷破碎，过一定时间后，树脂锚固剂凝固后将锚杆杆体81a固定在锚孔内。如图13所示，对于涨壳式锚杆8b，向前推动锚杆杆体81，涨壳84b张开与锚孔内壁固定。

第七步骤S7，预应力施加控制模块103控制推进动力机构23向后拉拔连接杆32，以设计要求的预应力对锚杆杆体81进行拉拔，以对预应力进行检测。

第八步骤S8，预应力检测控制模块104检测推进压力传感器232上的拉力值，当推进动力机构23上的推进压力传感器232上的拉力值达到预应力阈值（设计要求的预应力）时，连接杆32的移动量未超过阈值，说明锚杆安装后的预应力符合要求。反之，说明安装后锚杆的预应力不符合要求，需要实施弥补措施，进行锚杆加固或者重新打孔安装锚杆。

本实施方式中，预应力阈值为锚杆安装标准要求的60kN进行设定，如有特殊要求，预应力阈值也可以设置其他数值。当推进动力机构23对锚杆进行拉拔时，若推进压力传感器232上的拉力值小于预应力阈值时锚杆被拉动，说明说明锚杆的预应力不符合要求，若推进压力传感器上的拉力值为60kN时未拉动锚杆，说明说明锚杆的预应力符合要求。

若锚杆8承受的拉力小于预应力阈值，说明锚杆8的预应力不符合要求，需要实施弥补措施，对于组合式锚杆8a，需要重新钻孔安装锚杆；对于涨壳式锚杆8b，继续对涨壳式锚杆8b的锚杆杆体81b施加推力，推动锚杆杆体81b向锚孔内移动，使涨壳84b与锚孔内壁连接更牢固，然后继续检测涨壳式锚杆8b的预应力，直至涨壳式锚杆的预应力符合要求。并进行注浆和锁紧锚杆的操作。

第九步骤S9，锚杆螺母紧固控制模块12控制转动油缸241反向转动，使内嵌螺母323与锚杆杆体断开连接，推进动力机构23向后拉拔连接杆，使内嵌螺母323与锚杆后端远离，参照图20。

第十步骤S10，锚杆螺母紧固控制模块12判断前侧位置检测传感器51检测到后端法兰332，前侧位置检测传感器51检测到后端法兰332，说明内嵌螺母323与锚杆后端保持的距离已经足够，关闭推进动力机构23。通过推进弹簧34对滑动套筒33向前的推动，使位于滑动套筒33前端的螺母座35与锚杆螺母82始终保持连接，参照图21。反之，返回第九步骤S9。

作为变形例，判定锚杆螺母81与螺母座35连接状态时，还可以通过推进动力机构23上的推进压力传感器232的压力值进行判断，由于锚杆螺母81与螺母座35连接，推进弹簧受到连接法兰和后端法兰的挤压，会给连接杆向后的推力，当推进动力机构23持续向后拉动连接杆，推进弹簧逐渐伸长，受压缩力减小，给连接杆向后的推力减小，推进压力传感器上的压力值也会随之变化，当推进压力传感器上的压力值达到设定值时，可以判定内嵌螺母323与锚杆后端保持的距离已经足够，锚杆螺母81与螺母座35处于连接将要分离的状态。

第十一步骤S11，锚杆螺母紧固控制模块12控制转动油缸241正向转动，通过螺母座拧紧锚杆螺母82。

第十二步骤S12，预应力检测控制模块104检测转动压力传感器245的压力值，当转动压力传感器245的压力值达到锁紧阈值时，说明锚杆螺母82已经将锚杆上的挡板83锁紧在岩壁上，参照图22。反之，返回第十一步骤S11，直至锚杆杆体的预应力达到设计要求后，结束。

锁紧阈值为锚杆螺母82将挡板83锁紧在岩壁上时，转动压力传感器245的压力值，当转动压力传感器245的压力值达到锁紧阈值时，代表锚杆螺母82已将挡板83锁紧在岩壁上。

最后通过注浆装置41向锚孔内进行注浆。

本锚杆安装设备在锚杆安装过程中连接机构状态变化过程如下：

如图16所示，初始时，机械手将锚杆库机构内的锚杆8置于推进梁的安装工位上，夹紧并固定锚杆8。

如图17所示，锁紧控制模块101控制推进动力机构23推动连接杆32继续向前移动，使锚杆杆体后端穿过螺母座进入滑动套筒内，锚杆螺母82与螺母座35连接。

如图18所示，锁紧控制模块101控制推进动力机构23推动连接杆32继续向前移动，直至锚杆杆体81后端与内嵌螺母323接触。当后侧位置检测传感器52检测到后端法兰332位置，转动油缸241正向转动，使内嵌螺母323与锚杆杆体81螺纹连接。

如图19所示，当转动油缸241上的转动压力传感器245的压力值达到连接阈值时，锚杆杆体81与锁紧杆325抵接，说明锚杆杆体81与内嵌螺母锁紧。

然后，推进梁上的推进装置推动底座1沿推进梁向前移动，将锚杆杆体81插入锚孔中。推进动力机构23推动连接机构3向前移动，对锚杆杆体81施加推力，直至推进动力机构23上的推进压力传感器232上的压力值达到要求。

待锚杆杆体81固定后，通过推进动力机构23向后拉拔连接机构3，对锚杆的预应力进行检测，若推进动力机构23上的推进压力传感器232上的拉力值能够达到预应力阈值，说明锚杆的预应力符合要求，反之，说明说明锚杆的预应力不符合要求，实施弥补措施。

如图20所示，转动油缸241反向转动，推进动力机构23控制连接机构3向后滑动，使内嵌螺母323与锚杆杆体81断开连接。

如图21所示，推进动力机构23控制连接机构3继续向后滑动，直至前侧位置检测传感器51检测到后端法兰332位置停止，推进弹簧34向前推动滑动套筒33始终与螺母座连接。

如图22所示，转动油缸241正向转动，带动锚杆螺母82转动，直至转动油缸241上的转动压力传感器245的压力值达到锁紧阈值，将套接在锚杆上的挡板83锁紧在岩壁上。

本发明可以在安装锚杆时安装时对锚杆的预应力进行检测，能够及时发现不符合预应力要求的锚杆，对达不到预应力要求的锚杆及时实施弥补措施，防止发生安全隐患，可以解决现有技术安装锚杆时不能一次完成锚杆预应力检测检测，安装完成再进行检测浪费时间和人力，影响工程进度，而且无法及时发现不符合预应力要求的锚杆，导致隧道存在安全隐患的问题。

通过设置连接机构包括在连接杆32和套设于连接杆32上的滑动套筒33，在滑动套筒前端设置螺母座可以与锚杆螺母连接，在连接杆前端设置内嵌螺母可以与锚杆杆体连接，从而将锚杆杆体插入锚孔中，并对锚杆进行拉拔检测锚杆的预应力。锚杆的预应力检测合格后，转动动力机构24反向转动，使内嵌螺母323与锚杆断开连接，推进动力机构23控制连接机构3向后滑动，使内嵌螺母323与锚杆保持一定距离，推进弹簧34推动滑动套筒33向前滑动，使螺母座35始终与锚杆螺母连接，然后转动动力机构24正向转动，通过螺母座带动锚杆螺母转动，从而将套接在锚杆上的挡板83锁紧在岩壁上。

在检测装置5上设置前侧位置检测传感器51和后侧位置检测传感器52，当前侧位置检测传感器51检测到后端法兰332的位置时，可以确定螺母座35与锚杆螺母对接，当后侧位置检测传感器52检测到后端法兰332的位置时，可以确定内嵌螺母323与锚杆后端接触。

通过在滑动内孔322内设置缓冲弹簧324和锁紧杆325，通过缓冲弹簧324可以对内嵌螺母323进行缓冲，当内嵌螺母323与锚杆接触时，可以防止内嵌螺母323与锚杆碰撞损坏。锁紧杆325可以在内嵌螺母323与锚杆锁紧时，通过锁紧杆325前端抵住锚杆后端，使内嵌螺母323与锚杆锁紧，防止锚杆穿过内嵌螺母323持续向滑动内孔后端延伸。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。

Claims (8)

1.连接机构，安装在锚杆安装设备的驱动轴上，用于连接锚杆和驱动轴，其特征在于：包括，连接杆（32）、滑动套筒（33）、推进弹簧（34）、缓冲弹簧（324）、螺母座（35）以及内嵌螺母（323），

所述连接杆（32）的后端与所述锚杆安装设备的驱动轴（242）连接，随所述驱动轴（242）同轴转动，所述连接杆（32）的前端形成有沿轴线向后延伸的滑动内孔（322）；

所述滑动内孔（322）内安装有内嵌螺母（323）和缓冲弹簧（324），所述内嵌螺母（323）位于前侧，可在所述滑动内孔（322）内沿轴线方向滑动，转动方向与所述连接杆（32）保持固定，所述滑动内孔（322）的前端面安装有与所述内嵌螺母（323）接触的环状端板（326），环状端板（326）中心形成有供锚杆杆体（81）通过的通孔，所述内嵌螺母（323）可与锚杆杆体（81）螺纹连接；

所述缓冲弹簧（324）位于所述内嵌螺母（323）的后侧，后端抵靠在所述滑动内孔（322）的后端，对所述内嵌螺母（323）产生向前的作用力，在所述滑动内孔（322）的后端面中心形成有锁紧杆（325）；

所述滑动套筒（33）的前端安装有螺母座（35），位于所述螺母座（35）中心的螺母槽（351）开口向前，具有与锚杆螺母（82）匹配的形状，在转动方向上能与锚杆螺母（82）保持固定，螺母槽（351）的后端面中心形成有供锚杆杆体（81）通过的螺母孔（352）；

所述滑动套筒（33）和推进弹簧（34）套设于连接杆（32）外侧，所述滑动套筒（33）位于前侧，在轴线方向可相对于所述连接杆（32）滑动，在转动方向与所述连接杆（32）保持固定，所述推进弹簧（34）位于所述滑动套筒（33）的后侧，所述滑动套筒（33）向后移动时，压缩所述推进弹簧（34）使其产生弹性变形，

所述连接杆（32）、所述滑动套筒（33）、所述螺母座（35）以及所述内嵌螺母（323）的轴线位于同一直线上。

2.根据权利要求1中所述的连接机构，其特征在于：所述连接杆（32）为截面呈圆形的杆状部件，后端形成有连接法兰（327），用于与锚杆安装设备的驱动轴连接，所述连接法兰（327）同时作为推进弹簧（34）的安装座，抵靠在推进弹簧（34）的后端，

所述滑动套筒（33）为圆筒形部件，两端分别形成有法兰，后端法兰（332）作为推进弹簧（34）的止挡件，承受所述推进弹簧（34）的作用力，前端法兰（333）用于固定所述螺母座（35），

所述滑动套筒（33）的内侧壁上设置有沿轴向延伸的限位槽（331），所述连接杆（32）的外侧壁上设置有与所述限位槽（331）匹配的限位条（321），所述限位条（321）位于限位槽（331）内，所述滑动套筒（33）和所述连接杆（32）之间只能在轴向上滑动。

3.根据权利要求2中所述的连接机构，其特征在于：所述推进弹簧（34）的前端固定在所述滑动套筒（33）的后端法兰（332）上，所述推进弹簧（34）的后端固定在所述连接法兰（327）上；

所述推进弹簧（34）处于初始位置时，所述内嵌螺母（323）的前端面与所述螺母座（35）的前端面之间的距离（T）大于锚杆螺母（82）锁紧挡板（83）时，锚杆螺母（82）前端与锚杆杆体（81）后端的距离（t）。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的连接机构，其特征在于：所述内嵌螺母（323）与所述连接杆（32）的滑动内孔（322）采用花键连接，所述锁紧杆（325）由滑动内孔（322）的后端面中心向前延伸形成，可进入所述内嵌螺母（323）的螺孔内，所述缓冲弹簧（324）安装在所述锁紧杆（325）的周围，抵靠在所述滑动内孔（322）的后端。

5.具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备，其特征在于：包括，底座（1）、驱动机构（2）、连接机构（3）、控制装置（100），所述连接机构（3）采用权利要求1中所述的连接机构，包括连接杆（32）、滑动套筒（33）、推进弹簧（34）、缓冲弹簧（324）和螺母座（35）以及内嵌螺母（323），

所述驱动机构（2）包括滑动座板（21）、推进动力机构（23）、转动动力机构（24）；

所述滑动座板（21）通过滑轨安装在所述底座（1）上，可沿滑轨在前后方向上滑动，

所述滑动座板（21）上安装有连接架（22），所述推进动力机构（23）安装在所述连接架（22）的后端，推动所述滑动座板（21）以及安装在所述滑动座板（21）上的部件在所述底座（1）上前后移动，

所述转动动力机构（24）固定在所述连接架（22）的前端，包括沿所述滑动座板（21）的滑动方向向前延伸的驱动轴（242），

所述连接机构（3）安装在所述驱动轴（242）的前端，用于连接锚杆（8）和所述驱动轴（242），

所述连接机构（3）中的所述连接杆（32）的后端与所述驱动轴（242）连接，随所述驱动轴（242）同轴转动，

所述控制装置（100）控制推进动力机构（23）和所述转动动力机构（24），推动所述滑动座板（21）以及安装在所述滑动座板（21）上的部件在所述底座（1）上前后移动以及所述驱动轴（242）的正向转动和反向转动，

所述控制装置（100）包括预应力施加控制模块（103）、预应力检测模块（104），

所述预应力施加控制模块（103）用于在所述内嵌螺母（323）旋合在所述锚杆杆体（81）上时，控制所述推进动力机构（23）向后移动所述滑动座板（21），在拧紧锚杆螺母前，使所述连接杆（32）拉拔锚杆杆体（81），

所述预应力检测模块（104）用于检测所述推进动力机构（23）产生的拉拔力，检测锚杆杆体（81）内部的锚杆预应力。

6.根据权利要求5所述的具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备，其特征在于：所述控制装置（100）包括锁紧控制模块（101）、锚杆螺母紧固控制模块（102），

所述锁紧控制模块（101）用于控制所述推进动力机构（23）向前推动所述滑动座板（21）以及所述连接杆（32）移动，直至所述内嵌螺母（323）接触到锚杆杆体（81）端部，之后控制所述转动动力机构（24）正向转动，将所述连接杆（32）内的所述内嵌螺母（323）旋合到锚杆杆体（81）上，直至锚杆杆体（81）的端面接触锁紧杆（325）产生锁紧，

所述锚杆螺母紧固控制模块（102）用于控制所述转动动力机构（24）反向转动，直至锚杆杆体（81）脱离所述内嵌螺母（323），之后控制所述推进动力机构（23）向后推动所述滑动座板（21）以及所述连接杆（32），使锚杆杆体（81）的端部与所述内嵌螺母（323）之间产生紧固锚杆螺母（82）时供锚杆杆体（81）进入的空间，之后，控制所述转动动力机构（24）正向转动，由安装在滑动套筒（33）上的所述螺母座（35）转动所述锚杆螺母（82）进行紧固，直至锚杆杆体（81）内产生设计要求的锚杆预应力。

7.根据权利要求6所述的具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备，其特征在于：所述连接架（22）上形成有向前延伸的支架（4），前侧位置检测传感器（51）和后侧位置检测传感器（52）沿所述连接机构（3）的轴线在前后方向设置在所述支架（4）上，随所述连接杆（32）一起移动，

所述连接机构（3）的滑动套筒（33）具有后端法兰（332），所述前侧位置检测传感器（51）和后侧位置检测传感器（52）以所述后端法兰（332）作为检测对象，所述前侧位置检测传感器（51）位于所述后端法兰（332）的后侧；

所述后侧位置检测传感器（52）与前侧位置检测传感器（51）之间的间隔（M）大于或等于螺母座（35）与锚杆螺母（82）对接时，锚杆杆体（81）后端与内嵌螺母前端的距离（m），锚杆杆体（81）后端与内嵌螺母前端的距离（m）大于锚杆螺母（82）锁紧挡板时（83）所移动的距离（c）；

所述锁紧控制模块（101）、所述锚杆螺母紧固控制模块（102）分别根据所述前侧位置检测传感器（51）、后侧位置检测传感器（52）的检测结果，控制所述推进动力机构（23）和所述转动动力机构（24）。

8.根据权利要求7中所述的具有预应力施加及检测功能的锚杆安装设备，其特征在于：所述推进动力机构（23）为伸缩油缸，缸体固定在所述连接架（22）上，向后伸出的活塞杆与所述底座（1）固定。