CN111852525B - 一种多臂钻锚一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多臂钻锚一体机，包括机体，机体的前端安装有钻锚机构，机体的后端安装有锚杆机构；钻锚机构包括凿岩臂、第一钻臂，凿岩臂位于机体的前端侧边处，且凿岩臂的一端安装有凿岩推进器，另一端安装在机体的前端处；第一钻臂位于机体的前端中心处，且第一钻臂的一端安装有第一锚杆机，另一端安装在机体的前端处；锚杆机构包括第二钻臂、第二锚杆机，第二锚杆机安装在第二钻臂的一端，第二钻臂的另一端与第二支撑座铰接，第二支撑座通过驱动机构安装在机体的后端处；本发明具有结构简单易维修、尺寸小移动灵活、并能同时实现对巷道的掘进施工及顶部和帮部锚杆锚索支护作业的优点。

Description

一种多臂钻锚一体机

技术领域

本发明属于钻锚设备技术领域，尤其涉及一种多臂钻锚一体机。

背景技术

近年来随着公路、铁路的扩建，巷道的施工建设也越来越多，一般都是采用凿岩台车和锚杆台车分步进行施工，即：凿岩台车只能对硬岩巷道进行钻炮眼施工，而不能进行锚杆锚索支护作业的施工，其缺陷在于：在局限的空间内，同时存在两台机器，施工较为困难，而且效率也不高；因此需研发一种为硬岩巷道钻爆法施工而设计的专用设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构简单易维修、尺寸小移动灵活的多臂钻锚一体机，并能同时实现对巷道的掘进施工及顶部和帮部锚杆锚索支护作业。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，这种多臂钻锚一体机包括机体，所述机体的前端安装有钻锚机构，机体的后端安装有锚杆机构；所述钻锚机构包括凿岩臂、第一钻臂，所述凿岩臂位于机体的前端侧边处，且所述凿岩臂的一端安装有凿岩推进器，另一端安装在机体的前端处；所述第一钻臂位于机体的前端中心处，且所述第一钻臂的一端安装有第一锚杆机，另一端安装在机体的前端处；所述锚杆机构包括第二钻臂、第二锚杆机，所述第二锚杆机安装在所述第二钻臂的一端，所述第二钻臂的另一端与第二支撑座铰接，所述第二支撑座通过驱动机构安装在机体的后端处。

作为优选，所述第一钻臂包括第一臂体、油缸，所述第一臂体包括若干节可伸缩的臂段，位于末节的臂段一端与支撑座装置铰接，所述支撑座装置安装在机体的前端处，位于末节的臂段另一端与所述支撑座装置间安装有能使钻臂左右、上下摆动的第一驱动装置；位于首节的臂段端部处通过第二驱动装置安装有第一锚杆机，并通过第二驱动装置能使第一锚杆机全方位回转。

作为优选，所述支撑座装置包括第一支撑座、转轴，所述第一支撑座设有上座、下座，所述上座内连接有第一转轴，所述第一转轴上设有第一连接座；所述下座的两侧分别连接有第二转轴，所述第二转轴上设有第二连接座。

作为优选，所述第一驱动装置包括平动油缸、支臂油缸、第一铰接座、第二铰接座，所述第一铰接座固定在第一臂体的下方，所述平动油缸一端与所述第一铰接座铰接，另一端与第一连接座铰接，位于末节的臂段一端与所述第一连接座铰接；所述第二铰接座设置有两个，并分别呈对称固定在第一臂体的下方，所述支臂油缸一端与所述第二铰接座铰接，另一端与第二连接座铰接，且所述支臂油缸设置有两个，并与第二铰接座、第二连接座一一对应分布。

作为优选，所述第二驱动装置包括第一旋转支架、第二旋转支架、摆臂油缸、第一俯仰油缸、回转减速器，所述第一旋转支架的一端与位于首节的臂段端部处铰接，所述第一旋转支架的上端与位于首节的臂段上所设有的第一固定架之间安装有第一俯仰油缸；所述第一旋转支架的另一端与所述第二旋转支架的一端铰接，所述第二旋转支架的另一端与安装在第一旋转支架上的第二固定架之间安装有摆臂油缸；所述第二旋转支架上安装有安装架，通过所述安装架安装有工作台，所述工作台的一端上通过回转减速器安装有第一锚杆机，且所述第一锚杆机位于所述第一臂体的前端处。

作为优选，所述第二钻臂包括第二臂体、油缸，所述第二臂体包括若干节可伸缩的臂段；位于末节的臂段一端与第二支撑座铰接，位于末节的臂段另一端与所述第二支撑座间安装有能使第二钻臂上下摆动的第三驱动装置；位于首节的臂段端部处通过第四驱动装置安装有第二锚杆机，并通过第四驱动装置能使第二锚杆机全方位回转。

作为优选，所述第三驱动装置包括第二俯仰油缸、第三铰接座，所述第三铰接座固定在第二臂体的下方，所述第二俯仰油缸一端与所述第三铰接座铰接，另一端与第二支撑座铰接。

作为优选，所述第四驱动装置包括第一旋转油缸、第二旋转油缸，所述第一旋转油缸与第二臂体间呈竖向分布，所述第二旋转油缸与第二臂体间呈横向分布，且所述第一旋转油缸与所述第二旋转油缸之间呈垂直分布；所述第一旋转油缸通过第一安装座安装在第二臂体的端部处，所述第二旋转油缸安装在第二安装座上，所述第二安装座安装在所述第一旋转油缸的旋转端处，且第二锚杆机安装在所述第二旋转油缸的旋转端处。

作为优选，所述凿岩臂设置有两个，并分别安装在机体上所设有的支架上，且呈对称布置在所述支架前端的两侧上；所述锚杆机构设置有两个，并分别分布在所述机体后端的两侧，且呈对称布置。

作为优选，所述驱动机构为回转驱动减速器，通过所述驱动机构能使支撑座沿机体作向内或向外运动。

本发明的有益效果为：本多臂钻锚一体机适用于矿山硬岩巷道工作面钻爆法施工及锚杆锚索支护机械化作业，可以实现凿岩机钻掘进炮眼和锚杆锚索支护同时进行，提高施工效率；本设备主要用于硬岩巷道工作面的掘进及支护作业，能够同时实现巷道的掘进施工及顶部和帮部锚杆锚索支护作业等功能，解决了现有掘进凿岩台车只能进行钻炮眼施工，不能进行锚杆锚索支护作业的不足；具有结构简单易维修、尺寸小移动灵活、能同时实现巷道的掘进施工及顶部和帮部锚杆锚索支护作业的优点。

附图说明

图1是本发明的钻锚一体机工作状态结构示意图。

图2是本发明的钻锚一体机非工作状态结构示意图。

图3是本发明的钻锚机构在机体上的结构示意图。

图4是本发明的钻锚机构主视结构示意图。

图5是本发明的钻锚机构仰视结构示意图。

图6是本发明的锚杆机构在机体上的结构示意图。

图7是本发明的锚杆机构主视结构示意图。

图8是本发明的锚杆机构俯视结构示意图。

附图中的标号分别为：1、机体；2、钻锚机构；3、锚杆机构；4、凿岩推进器；5、第一锚杆机；6、第二支撑座；7、驱动机构；8、支撑座装置；9、第一驱动装置；10、第二驱动装置；11、工作台；12、第三驱动装置；13、第四驱动装置；14、支架；21、凿岩臂；22、第一钻臂；31、第二钻臂；32、第二锚杆机；91、平动油缸；92、支臂油缸；93、第一铰接座；94、第二铰接座；101、第一旋转支架；102、第二旋转支架；103、摆臂油缸；104、第一俯仰油缸；105、回转减速器；106、第一固定架；107、第二固定架；108、安装架；121、第二俯仰油缸；122、第三铰接座；131、第一旋转油缸；132、第二旋转油缸；133、第一安装座；134、第二安装座；8-1、第一支撑座；8-2、上座；8-3、下座；8-4、第一转轴；8-5、第一连接座；8-6、第二转轴；8-7、第二连接座；22-1、第一臂体；22-2、第一臂段；22-3、第二臂段；31-1、第二臂体；31-2、第三臂段；31-3、第四臂段。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：如附图1、2所示，本发明包括机体1，该机体1为钻锚机本体，机体1的前端安装有钻锚机构2，通过钻锚机构2实现对巷道的顶部锚杆施工及整个巷道的掘进作用；机体1的后端安装有锚杆机构3，通过锚杆机构3实现对巷道侧壁的锚杆及顶部的锚索施工；钻锚机构2包括凿岩臂21、第一钻臂22，凿岩臂21位于机体1的前端侧边处，且凿岩臂21的一端安装有凿岩推进器4，另一端安装在机体1的前端处；第一钻臂22位于机体1的前端中心处，且第一钻臂22的一端安装有第一锚杆机5，另一端安装在机体1的前端处；锚杆机构3包括第二钻臂31、第二锚杆机32，第二锚杆机32安装在第二钻臂31的一端，第二钻臂31的另一端与第二支撑座6铰接，第二支撑座6通过驱动机构7安装在机体1的后端处；驱动机构7为回转驱动减速器，通过驱动机构7能使第二支撑座6沿机体1作向内或向外运动；因凿岩臂21、第一钻臂22都位于机体1的前端处，通过凿岩臂21上的凿岩推进器4的钻炮眼施工，同时第一钻臂22上的第一锚杆机5也进行巷道顶部的锚杆支护施工，在机体1前端设有钻锚机构2的基础上，在机体1后端设有可全方位旋转的第二锚杆机32，通过后端设有的第二锚杆机32，能使巷道的侧壁得到锚杆的施工、及顶部得到锚索的施工，与前端设有的钻锚机构2在施工过程中，实现钻锚一体化施工，大大的提高工作效率及降低施工成本。

如钻锚一体机非工作状态，即整台行走状态时，如附图2所示，此时锚杆机构3通过驱动机构7向机体1内侧旋转运动，即锚杆机构3呈向机体内侧靠拢收缩状态，如钻锚一体机工作状态，即整台需对巷道掘进及锚杆、锚索施工时，如附图1所示，此时锚杆机构3通过驱动机构7向机体1外侧旋转运动，即锚杆机构3呈向机体外侧伸展状态；如附图1所示，此时，钻锚一体机的钻锚机构2为工作状态，如附图2所示，此时，钻锚一体机的钻锚机构2为非工作状态。

为了提升巷道的掘进速度，且巷道掘进过程中的稳定性，凿岩臂21设置有两个，并分别安装在机体1上所设有的支架14上，且呈对称布置在支架14前端的两侧上，因凿岩臂21安装在支架14上，使得钻锚机构体积更为紧凑。

为了便于巷道侧壁的锚杆及顶部的锚索施工，锚杆机构3设置有两个，并分别分布在机体1后端的两侧，即分布在机体1上方的两侧处，且呈对称布置；使得钻锚一体机整体的体积更为紧凑。

如附图3至5所示，钻锚机构2内的第一钻臂22包括第一臂体22-1、油缸，第一臂体22-1包括若干节可伸缩的臂段；一般臂段选取为两段，且两臂段之间通过伸缩油缸来驱动臂段之间的伸长或缩短。

位于末节的臂段(第一臂段22-2)一端与支撑座装置8铰接，支撑座装置8安装在机体1的前端处，位于末节的臂段另一端与支撑座装置8间安装有能使钻臂左右、上下摆动的第一驱动装置9。

支撑座装置8包括第一支撑座8-1、转轴，第一支撑座8-1设有上座8-2、下座8-3，上座8-2内连接有第一转轴8-4，第一转轴8-4上设有第一连接座8-5；下座8-3的两侧分别连接有第二转轴8-6，第二转轴8-6上设有第二连接座8-7；该第一转轴8-4、第二转轴8-6沿第一臂体22-1竖向布置，即通过第一驱动装置9能使第一钻臂22左右摆动。

第一驱动装置9包括平动油缸91、支臂油缸92、第一铰接座93、第二铰接座94，第一铰接座93固定在第一臂体22-1的下方，平动油缸91一端与第一铰接座93铰接，另一端与第一连接座8-5铰接，位于末节的臂段一端与第一连接座8-5铰接；其上述的各铰接点沿第一臂体22-1横向布置，通过平动油缸91的驱动，使得第一钻臂22上下摆动。第二铰接座94设置有两个，并分别呈对称固定在第一臂体22-1的下方，支臂油缸92一端与第二铰接座94铰接，另一端与第二连接座8-7铰接，且支臂油缸92设置有两个，并与第二铰接座94、第二连接座8-7一一对应分布，其上述的各铰接点沿第一臂体22-1横向布置，通过两个支臂油缸92的驱动使得第一钻臂22左右摆动，即位于左侧的支臂油缸92收缩，右侧的支臂油缸92伸展，使得第一钻臂22向左摆动，反之，向右摆动。

位于首节的臂段(第二臂段22-3)端部处通过第二驱动装置10安装有第一锚杆机5，并通过第二驱动装置10能使第一锚杆机5全方位回转。

第二驱动装置10包括第一旋转支架101、第二旋转支架102、摆臂油缸103、第一俯仰油缸104、回转减速器105，第一旋转支架101的一端与位于首节的臂段端部处铰接，第一旋转支架101的上端与位于首节的臂段上所设有的第一固定架106之间安装有第一俯仰油缸104，通过第一俯仰油缸104的运动能使第一锚杆机5根据施工需要作上下摆动，即促使第一锚杆机5相对于第一钻臂22的调平运动；第一旋转支架101的另一端与第二旋转支架102的一端铰接，第二旋转支架102的另一端与安装在第一旋转支架101上的第二固定架107之间安装有摆臂油缸103，通过摆臂油缸103的运动能使第一锚杆机5根据施工需要作左右摆动。

第二旋转支架102上安装有安装架108，通过安装架108安装有工作台11，通过工作台11能更方便对第一锚杆机5的放锚杆操作，工作台11的一端上通过回转减速器105安装有第一锚杆机5，且第一锚杆机5位于第一臂体22-1的前端处；通过回转减速器105的运动，能使第一锚杆机5绕第一臂体22-1的轴向方向作回转运动。

如附图6至8所示，锚杆机构3内的第二钻臂31包括第二臂体31-1、油缸，第二臂体31-1包括若干节可伸缩的臂段；一般臂段选取为两段，且两臂段之间通过伸缩油缸来驱动臂段之间的伸长或缩短。

位于末节的臂段(第三臂段31-2)一端与第二支撑座6铰接，位于末节的臂段第三臂段31-2另一端与第二支撑座6间安装有能使第二钻臂31上下摆动的第三驱动装置12；第三驱动装置12包括第二俯仰油缸121、第三铰接座122，第三铰接座122固定在第二臂体31-1的下方，第二俯仰油缸121一端与第三铰接座122铰接，另一端与第二支撑座6铰接；通过第二俯仰油缸121的运动，能使第二臂体31-1向上或向下运作，从而来满足巷道内的锚杆及锚索的施工。

位于首节的臂段(第四臂段31-3)端部处通过第四驱动装置13安装有第二锚杆机32，并通过第四驱动装置13能使第二锚杆机32全方位回转；第四驱动装置13包括第一旋转油缸131、第二旋转油缸132，第一旋转油缸131与第二臂体31-1间呈竖向分布，使得第二锚杆机32能沿第二臂体31-1的横向方位来回摆动；第二旋转油缸132与第二臂体31-1间呈横向分布，使得第二锚杆机32能沿第二臂体31-1的竖向方位360°摆动；且第一旋转油缸131与第二旋转油缸132之间呈垂直分布；第一旋转油缸131通过第一安装座133安装在第二臂体31-1的端部处，具体为第一安装座133安装在第四臂段31-3的端部处，第二旋转油缸132安装在第二安装座134上，第二安装座134安装在第一旋转油缸131的旋转端处，且第二锚杆机32安装在第二旋转油缸132的旋转端处；使得第二锚杆机32能沿第二臂体31-1全方位回转，来满足巷道内的侧壁锚杆及顶部锚索的不同方位的施工。

本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或材料构成上作任何变化，凡是采用本发明所提供的结构设计，都是本发明的一种变形，均应认为在本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多臂钻锚一体机，包括机体，其特征在于：所述机体的前端安装有钻锚机构，机体的后端安装有锚杆机构；所述钻锚机构包括凿岩臂、第一钻臂，所述凿岩臂位于机体的前端侧边处，且所述凿岩臂的一端安装有凿岩推进器，另一端安装在机体的前端处；所述第一钻臂位于机体的前端中心处，且所述第一钻臂的一端安装有第一锚杆机，另一端安装在机体的前端处；所述锚杆机构包括第二钻臂、第二锚杆机，所述第二锚杆机安装在所述第二钻臂的一端，所述第二钻臂的另一端与第二支撑座铰接，所述第二支撑座通过驱动机构安装在机体的后端处；

所述第一钻臂包括第一臂体、油缸，所述第一臂体包括若干节可伸缩的臂段，位于末节的臂段一端与支撑座装置铰接，所述支撑座装置安装在机体的前端处，位于末节的臂段另一端与所述支撑座装置间安装有能使钻臂左右、上下摆动的第一驱动装置；位于首节的臂段端部处通过第二驱动装置安装有第一锚杆机，并通过第二驱动装置能使第一锚杆机全方位回转；

所述支撑座装置包括第一支撑座、转轴，所述第一支撑座设有上座、下座，所述上座内连接有第一转轴，所述第一转轴上设有第一连接座；所述下座的两侧分别连接有第二转轴，所述第二转轴上设有第二连接座；

所述第二驱动装置包括第一旋转支架、第二旋转支架、摆臂油缸、第一俯仰油缸、回转减速器，所述第一旋转支架的一端与位于首节的臂段端部处铰接，所述第一旋转支架的上端与位于首节的臂段上所设有的第一固定架之间安装有第一俯仰油缸；所述第一旋转支架的另一端与所述第二旋转支架的一端铰接，所述第二旋转支架的另一端与安装在第一旋转支架上的第二固定架之间安装有摆臂油缸；所述第二旋转支架上安装有安装架，通过所述安装架安装有工作台，所述工作台的一端上通过回转减速器安装有第一锚杆机，且所述第一锚杆机位于所述第一臂体的前端处；

所述第二钻臂包括第二臂体、油缸，所述第二臂体包括若干节可伸缩的臂段；位于末节的臂段一端与第二支撑座铰接，位于末节的臂段另一端与所述第二支撑座间安装有能使第二钻臂上下摆动的第三驱动装置；位于首节的臂段端部处通过第四驱动装置安装有第二锚杆机，并通过第四驱动装置能使第二锚杆机全方位回转；

所述凿岩臂设置有两个，并分别安装在机体上所设有的支架上，且呈对称布置在所述支架前端的两侧上；所述锚杆机构设置有两个，并分别分布在所述机体后端的两侧，且呈对称布置。

2.根据权利要求1所述的多臂钻锚一体机，其特征在于：所述第一驱动装置包括平动油缸、支臂油缸、第一铰接座、第二铰接座，所述第一铰接座固定在第一臂体的下方，所述平动油缸一端与所述第一铰接座铰接，另一端与第一连接座铰接，位于末节的臂段一端与所述第一连接座铰接；所述第二铰接座设置有两个，并分别呈对称固定在第一臂体的下方，所述支臂油缸一端与所述第二铰接座铰接，另一端与第二连接座铰接，且所述支臂油缸设置有两个，并与第二铰接座、第二连接座一一对应分布。

3.根据权利要求1所述的多臂钻锚一体机，其特征在于：所述第三驱动装置包括第二俯仰油缸、第三铰接座，所述第三铰接座固定在第二臂体的下方，所述第二俯仰油缸一端与所述第三铰接座铰接，另一端与第二支撑座铰接。

4.根据权利要求1所述的多臂钻锚一体机，其特征在于：所述第四驱动装置包括第一旋转油缸、第二旋转油缸，所述第一旋转油缸与第二臂体间呈竖向分布，所述第二旋转油缸与第二臂体间呈横向分布，且所述第一旋转油缸与所述第二旋转油缸之间呈垂直分布；所述第一旋转油缸通过第一安装座安装在第二臂体的端部处，所述第二旋转油缸安装在第二安装座上，所述第二安装座安装在所述第一旋转油缸的旋转端处，且第二锚杆机安装在所述第二旋转油缸的旋转端处。

5.根据权利要求1所述的多臂钻锚一体机，其特征在于：所述驱动机构为回转驱动减速器，通过所述驱动机构能使第二支撑座沿机体作向内或向外运动。