一种自动锚固装置

技术领域

本发明涉及安装锚固装置，具体地说是一种自动锚固装置。

背景技术

目前，矿井巷道锚固作业大多采用的作业方式是，先由人工操作钻机打锚杆孔，然后人工向锚杆孔中填装锚固剂，再用钻机将锚杆送入锚杆孔内，由锚杆充分搅拌锚固剂，之后等待其凝固。上述的作业方式存在的不足是，作业效率低，作业人员劳动强度大，作业质量难以保证。

为提高锚杆支护作业的效率、减轻作业人员的劳动强度，目前已有一些可一次完成钻孔、打锚固剂和打锚杆装置出现。中国专利(专利号:201921944882.1)公开的一种自动锚杆钻机机构，包括固定座、与固定座铰接并且安装钻锚套件的旋转架以及用于驱动钻锚套件前后移动的推进部件，旋转架由驱动部件驱动转动；旋转架上的钻锚套件包括钻杆、锚固剂和锚杆。该锚杆钻机机构设置了旋转架，钻杆、锚固剂和锚杆设置在旋转架的不同位置，通过旋转架的转动实现三者施工前的定位，将钻杆钻孔、打锚固剂和打锚杆在一次作业中完成。它在一定程度上提高了打锚杆的效率，且减轻了作业人员的劳动强度。上述的锚杆钻机机构存在的不足是：1、它只有一套钻锚套件，在一次完成一个点位的锚固后，需要停机添加锚固剂和锚杆，因此，它在作业面上连续作业的能力不强；2、在遇到所要打的锚杆孔的深度大于一根钻杆的长度时，使用一根钻杆无法一次完成打孔，需要停机加接钻杆，加接钻杆时，要求已进入锚杆孔内的钻杆的仍保持在其内，上述的锚杆钻机机构没有设置钻杆位置保持机构，对于巷道内竖直方向的锚杆孔，停机加接钻杆的操作较麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动锚固装置，该锚固装置储备有多个锚固剂和锚杆，可在作业中及时补充锚固剂和锚杆，实现多点连续作业，且它还设置有钻杆位置保持机构，为加接钻杆提供方便。

为实现上述目的，本发明采用以下方案：一种自动锚固装置，一承载体上固定有支架，支架上装有支承轴，支承轴上装有与其滑动配合的滑枕，滑枕上装有轮轴，轮轴的上端连接有一轮盘，轮盘的边沿上开有一组沿其周向均布的缺口，按间隔布置的规律，每两个相邻的缺口的上端分别设有锚固剂持有机构和锚杆持有机构，轮轴的下端通过单向轴承联接有一齿轮，支架上固定有与齿轮配合的不完全齿条，在滑枕的侧下方设有一钻机，钻机与支承轴固定，钻机的钻杆接头上装有钻杆，钻杆的前端装有钻头，在钻机的上方设有钻杆夹持机构，钻杆夹持机构由一底座支承，底座与滑枕固定，钻杆由钻杆夹持机构具有的夹持组件中穿过，在钻机的壳体与滑枕间连接有沿支承轴的轴线方向伸缩的驱动装置。

由上述方案可见，启动钻机，可由钻机对矿井巷道顶部进行打锚杆孔，打孔完成后，在钻杆处在锚杆孔内的状态下，由钻杆夹持机构将钻杆夹持，使钻机的钻杆接头后退与钻杆分离，再由钻杆夹持机构可将钻杆从锚杆孔中退出后，启动驱动装置，可使滑枕沿支承轴往复移动，在滑枕往复移动的过程中，通过齿轮与不完全齿条的配合及单向轴承的作用，轮盘间歇转动，使轮盘上的锚固剂持有机构和锚杆持有机构依次处在钻机的正上方，进而通过钻机的钻杆接头，即可依次将锚固剂及锚杆推送到锚杆孔中。需要加接钻杆时，由钻杆夹持机构将已进入锚杆孔内的钻杆夹持，使该钻杆保持在锚杆孔内，再使钻机的钻杆接头后退与钻杆分离，即可在钻杆接头与锚杆孔内的钻杆之间再加接另一只钻杆。

本发明结构合理、性能可靠，它连续作业的能力强、作业效率高，且可方便、可靠的加接钻杆。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意图；

图2是图1撤去承载体后的俯视图；

图3是图1撤去承载体后的仰视图；

图4是图1的A－A剖视图；

图5是图2的B－B剖视图；

图6是图1的C向视图；

图7是图6的D－D剖视图；

图8是图6的E－E剖视图；

图9是图1的F部放大图；

图10是图1所示实施例中支承轴、滑枕、底座、钻机及支承座间的组合结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及附图进一步说明本发明。

参见图1、图2、图3、图4

本发明提供的自动锚固装置具有的承载体1上固定有支架4，支架4上装有支承轴6，支承轴6上装有与其滑动配合的滑枕7，滑枕7上装有轮轴2，轮轴2的上端连接有一轮盘15，轮盘15的边沿上开有一组沿其周向均布的缺口15a，按间隔布置的规律，每两个相邻的缺口15a的上端分别设有锚固剂持有机构和锚杆持有机构，轮轴2的下端通过单向轴承19联接有一齿轮3，支架4上固定有与齿轮3配合的不完全齿条5。在滑枕7的侧下方设有一钻机18，钻机18与支承轴6固定，钻机18的钻杆接头18a上装有钻杆11，钻杆11的前端装有钻头10。在钻机18的上方设有钻杆夹持机构，钻杆夹持机构由一底座16支承，底座16与滑枕7固定，钻杆11由钻杆夹持机构具有的夹持组件中穿过。在钻机18的壳体与滑枕7间连接有沿支承轴的轴线直线方向伸缩的驱动装置17。图1所示的钻杆11与钻杆接头18a处于分离状态，钻杆11由钻杆夹持机构夹持。另外，为便于本锚固装置在矿井巷道中移动，本实施例中，承载体1采用履带车。

参见图1、图2、图3、图5

本实施例中，锚固剂持有机构具有一对横截面呈半圆环状的壳体14、导管8及基座22，两壳体14相对布置在轮盘15的缺口15a上端的边沿上，导管8与基座22相连，导管8上开有两条呈相对布置的缝隙8a，缝隙8a贯通导管8的上端，缝隙8a的下端止于导管8的下部，两条相对布置的缝隙8a中穿过有档杆21，档杆21由两缝隙8a的下端支承，导管8内装有锚固剂胶囊20，锚固剂胶囊20由档杆21支承，基座22由两壳体14的上端支承。

本实施例中，锚杆持有机构具有锚杆9及一对横截面呈半圆环状的壳体14，两壳体14相对布置在轮盘15的缺口15a上端的边沿上，在两壳体14的下端及上端分别固定有下支承板25、上支承板23，下支承板25、上支承板23上均开有通孔，上支承板23上镶嵌有两只以上的磁铁24，锚杆9由上支承板23支承。锚杆9为市售产品，它具有锚杆体9a、垫板9b，垫板9b由上支承板23支承，锚杆体9a后端连接的螺母9c落入下支承板25上的通孔中。磁铁24能可靠的吸住垫板9b，确保锚杆9的设置稳定、可靠。

另外，轮盘15的每一缺口15a的上端或设有锚固剂持有机构、或设有锚杆持有机构，图1、图2、图3、图5中只给出了一套完整锚固剂持有机构和锚杆持有机构，其他的省略。

结合图1、图3、图4可见，受驱动装置17驱动，滑枕7向左或向右移动的过程中，齿轮3通过与不完全齿条5的配合，齿轮3会转动一个角度，单向轴承19设置的作用是，当滑枕7向左移动时，齿轮3及单向轴承19转动，并通过单向轴承19带动轮轴3及轮盘15转动，当滑枕7向右移动时，齿轮3及单向轴承19转动，轮轴2不转动，进而实现了轮轴2及轮盘15间歇转动。另外，齿轮2与不完全齿条5的配合要求是，轮轴2及轮盘15每向左移动并转动一次后，使得轮盘15边沿上的一个缺口15a与钻机18的钻杆接头18a对准。例如，本实施例中，轮盘15边沿上缺口15a为12个，轮轴2及轮盘15每转动一次，转动的角度为30°，确保一个缺口15a与钻机18的钻杆接头18a对准，进而由钻机18的钻杆接头18a将缺口上方的锚固剂持有机构或锚杆持有机构中的锚固剂或锚杆推送到锚杆孔中。

参见图1、图6、图7、图8

本实施例中，钻杆夹持机构具有的夹持组件包括有套筒12、第一油缸30，套筒12内装有衬套28，第一油缸30与套筒12相连，第一油缸30的活塞杆30a的前端部伸入至套筒12内，第一油缸30的活塞杆30a的前端连接有一卡爪30b，钻杆11穿过套筒12及衬套28，卡爪30b具有的卡口与钻杆11对准，在套筒12及衬套28上穿装有注水管29，注水管29的一端伸入衬套28内、另一端位于套筒12外侧，钻杆夹持机构还包括有一对呈竖直状的第二油缸13，两第二油缸13的缸体与底座固定16，两第二油缸的活塞杆前端与套筒12相连。在钻杆11钻孔作业时，由注水管29加入冷却液，可起到冷却、润滑、冲洗的作用。另外，图1所示的本锚固装置所处的状态是，钻杆11与钻机18的钻杆接头18a分离，钻杆11由钻杆夹持机构夹持，且钻杆11从钻杆接头18a的上方移开。

参见图1、图3

本实施例中，所述的驱动装置17为一只驱动油缸，该驱动油缸的缸体与钻机18的外壳铰接，该驱动油缸的活塞杆与滑枕铰接。

参见图1、图6、图9

本实施例中，钻机18的钻杆接头18a前端面的中部开有六棱柱形的盲孔18b，在该钻杆接头18a的前端面上镶嵌有一组沿盲孔周围均布的磁铁18c，钻杆11后端具有六棱柱形的接头11a，接头11a与盲孔18b配合。采用上述结构，便于接头11a与钻杆接头18a联接，且联接稳固。

参见图1、图6、图10

本实施例中，在钻机18的壳体的上端固定有一支承座27，支承座27的上端面上设有一对滑槽27a，底座16的底部具有两条突出的滑轨16a，两滑轨16a分别与两滑槽27a滑动配合，每一滑轨16a的一侧上开有凹槽16b，每一滑轨27a的旁侧设有一只与支承座27固定的挡板26，每一挡板26与所相邻的滑轨16a上的凹槽16b配合。采用上述结构，可保证底座16移动平稳。

结合图1、图2、图3、图6、图7、图8、图9可见，使钻机18对准矿井巷道顶部的一个锚固点，由安装有钻杆11的钻机即可打锚杆孔。锚杆孔完成后，启动第一油缸30，由其活塞杆30a前端卡爪30b将钻杆11夹持住，使钻机18的钻杆接头18a后退，钻杆接头18a与钻杆11分离，再由第二油缸13带动套筒12及钻杆11下降，即可使钻杆11从锚杆孔中退出。

参见图1、图2、图3、图4、图5可见，锚杆孔完成、钻杆11退出后，启动驱动装置17，使滑枕7及15轮盘沿支承轴6向左移动，通过齿轮3与不完全齿条5的配合及单向轴承19的传动作用，轮轴2带动轮盘15转动一个角度，轮盘15上的基座22处在钻杆接头18a的正上方，启动钻机18，由钻杆接头18a推送基座22，使导管8以及档杆21进入锚杆孔内，档杆21的两端与锚杆孔的内壁卡紧后，使钻杆接头18a带着基座22及导管8退回，导管8内的锚固剂胶囊20及档杆21则留在锚杆孔中。锚固剂胶囊填装完成后，将基座22与钻杆接头18a分离，由驱动装置17使滑枕7及轮盘15沿支承轴6向右移动，在向右移动的过程中，齿轮3与不完全齿条5再次发生配合，但由于单向轴承19的存在，齿轮3及单向轴承19转动，轮轴2及轮盘15不转动，向右移动完成后，再由驱动装置17使滑枕7及轮盘15沿支承轴6向左移动，轮轴2带动轮盘15再转动一个角度，轮盘15上的锚杆持有机构处在钻杆接头的正上方，使钻杆接头18a与锚杆后端的螺母9c配合，即可由钻杆接头18a将锚杆持有机构上的锚杆体9a送入到锚杆孔中，在锚杆体9a旋转进入锚杆孔的过程中，将锚杆孔中的档杆21粉碎并将锚固剂搅拌均匀，锚固作业完成。

另外，由图1、图5、图7、图8可见，当所打的锚杆孔的深度大于一根钻杆的长度，需要加接钻杆时，启动第一油缸30，由其活塞杆30a前端卡爪30b将已进入锚杆孔内的钻杆11夹持住，使钻杆11保持在钻杆锚杆孔内，使钻机18的钻杆接头18a后退与钻杆11分离，即可在钻杆18a接头与锚杆孔内的钻杆11之间再加接另一钻杆。