一种双钻箱切换式全自动锚杆钻机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于锚杆支护设备技术领域，具体涉及一种双钻箱切换式全自动锚杆钻机。
【背景技术】
[0002]目前井下锚杆支护使用的设备有单体锚杆钻机、机载锚杆钻机等。这些钻机普遍存在自动化水平低、锚护效率低、工人劳动强度大、工作环境恶劣、安全性差等问题，下面分别进行介绍。
[0003]单体锚杆钻机没有自动移动装置，一般靠工人搬运到欲锚护位置，工人扶着钻机钻孔，然后人工装入锚杆，并用钻机紧固锚杆。钻机的移动靠人工搬运，钻孔时始终需要工人辅助防止钻机倾斜，工人劳动强度大。钻机一般没有除尘装置，钻孔过程一直需要工人在钻机跟前操作，工作环境差。由于钻机笨重，且需要人工自行移动，一般需要两个工人合作才能操作，锚护效率低。人员需要处于还没有进行锚杆支护的区域进行施工，且没有临时支护和防护顶棚，存在安全隐患。
[0004]机载锚杆钻机是将若干台钻机装于一个可自行行走的设备上，典型的机型比如锚杆钻车、掘锚机等。这种钻机具有如下优点:多台钻机可同时工作，锚护效率较高，具有临时防护装置工人处于相对安全的区域，设备自行移动工人劳动强度降低，通常具有除尘系统工作环境较好，每台钻机本身自动化程度有所提高。机载锚杆钻机正逐渐代替落后的单体锚杆钻机，是先进锚护设备的代表，但在实际使用中，这种设备也存在一些问题，下面以目前最先进的机载锚杆钻机进行说明:
[0005]这些机载锚杆钻机本身具有一定自动化功能，人工操作钻箱自动旋转和进给油缸自动进给后钻机可自行钻孔，钻孔完成后钻箱能自动回落到起始位置并停止旋转和进给。通过人工将锚杆装入钻箱，操作进给将锚杆推入锚杆孔中，操作钻箱紧固锚杆。可见，该钻机只是实现了钻孔功能的自动化，钻杆装入钻孔、紧固锚杆等功能无法自动实现。
[0006]由于没有实现锚钻过程的全自动化，工人需要一直关注锚杆钻机的工作过程，并经常手动完成一些操作:钻孔以前需要手动取钻杆装入钻箱，钻孔完成需要手动将钻杆取出，装锚杆时需要手动取锚杆并装入钻箱，然后一手操作进给一手扶着锚杆进入钻孔，紧锚杆时需要一边操作进给一边操作旋转才能完成。可见，工人劳动强度较大，容易造成疲劳，难以长时间维持高效率工作。
[0007]机载锚杆钻机需要人工参与，故需要设置专门的防护装置，通常设置有临时支护和顶棚，临时支护用于支撑顶板防止顶板垮落，顶棚用于防止顶板凋落小碎石块砸伤工人。这些装置在行走时需要收回，频繁收回、伸出降，低了工作效率。
[0008]机载锚杆钻机钻孔和紧固锚杆用同一个钻箱，所以这一个钻箱既要与钻杆连接也要与锚杆连接，每次锚杆支护循环都要进行两次更换。钻孔时需要通过钻箱向钻杆中注入压力水，将钻孔产生的灰尘、煤粉等带出去才能继续钻孔，同时这些灰尘、煤粉混合到水中达到除尘的目的。由于需要同时适应钻杆和锚杆，加之需要频繁拆装锚杆、钻杆，只设置了一道比较松简单密封，使用中发现密封效果不好，且损坏频繁。密封不好会导致如下不良后果:I)密封不好导致钻孔底部水压不足，产生的粉尘无法及时排出，降低钻孔效率甚至堵转;2)水压不足还容易导致钻杆堵杆，处理故障费时费力，降低了工作效率;3)钻箱与钻杆连接处漏水，把操作工人淋湿，工作环境恶劣;4)水排到地上后会造成地面泥化，加之后续大型设备碾压容易破坏底板;5)造成水资源浪费。
[0009]机载锚杆机虽然具有临时支护和顶棚防护装置保护工人安全，但工人在没有可靠锚杆支护的区域工作，还是存在安全隐患。
[0010]工人在机载锚杆机上的工作环境很恶劣，如前所述，钻箱与钻杆连接处密封问题不好解决，工人常被淋湿。由于工人需要在钻机跟前操作，钻孔排出的水与粉尘的混合泥浆也会喷洒到工人身上。
【发明内容】
[0011]本实用新型为了解决现有锚杆支护方式存在的自动化程度低、锚护效率低、工人劳动强度大、工作环境恶劣、安全性差等问题，提供了一种一种双钻箱切换式全自动锚杆钻机。
[0012]本实用新型采用如下技术方案:
[0013]—种双钻箱切换式全自动锚杆钻机，包括机架、大容量锚杆仓和进给机构，大容量锚杆仓的底部设有锚杆仓驱动马达，所述的大容量锚杆仓包括与机架连接的仓体，仓体内设有传送链条，传送链条上安装有弹簧卡子，传送链条由锚杆仓驱动马达驱动，所述的进给机构包括进给油缸、导向轮、进给链条和导向连接板，进给油缸的两端活塞杆固定于机架上，进给油缸的缸筒驱动导向轮，进给链条跨过导向轮后驱动导向连接板；
[0014]所述大容量锚杆仓顶部设有夹钎机构，夹钎机构包括夹钎油缸和两个夹钎爪子，两个夹钎爪子之间的环形区域为定位孔，夹钎爪子由夹钎油缸驱动；
[0015]所述机架上安装有钻孔钻箱、锚杆钻箱以及两个钻箱的钻箱切换机构，钻孔钻箱和锚杆钻箱分别由钻孔钻箱马达、锚杆钻箱马达驱动，所述钻箱切换机构包括固定于机架上的钻箱切换油缸、两个等待位固定板以及对应设于钻孔钻箱和锚杆钻箱上的两个钻箱连接板，钻箱切换油缸通过两个定位卡与两个钻箱连接板对应连接，两个钻箱连接板顺序与进给机构上的导向连接板连接。
[0016]所述的箱切换机构上还设有钻箱精确定位机构，钻箱精确定位机构包括设于钻箱连接板上的四个钻箱定位油缸，四个钻箱定位油缸与导向连接板上的定位孔对应连接，定位孔设于导向连接板上下两端的矩形导向槽上。
[0017]所述钻箱定位油缸的活塞杆端头为锥形。
[0018]所述钻箱连接板的两端设有矩形导向块，两个矩形导向块之间的宽度小于两个矩形导向槽之间的宽度。
[0019]所述大容量锚杆仓顶部还设有钻杆定位机构，包括钻杆定位油缸和钻杆夹持机构，钻杆夹持机构包括弹簧片和两个辊子。
[0020]所述的大容量锚杆仓中段设有机械手，机械手包括伸出油缸、抓紧油缸和连杆机构，连杆机构安装于大容量锚杆仓的仓体内。
[0021 ]所示的钻孔钻箱为湿式除尘钻孔钻箱。
[0022]所述锚杆钻箱马达为大排量大扭矩马达，马达排量不小于140cm3/reV，紧固力矩不小于400Nm。
[0023]所述钻孔钻箱马达为小排量大转速马达，马达转速不低于600rpm，排量为100cm3/revo
[0024]本实用新型具有如下有益效果:
[0025]1、本实用新型提供了一种双钻箱切换式全自动锚杆钻机，能实现钻孔、安装锚杆、储存锚杆、紧固锚杆等锚杆支护过程的全自动化，提高了锚护设备的自动化程度。
[0026]2、与传统锚杆支护设备相比，本实用新型从以下方面提高了工作效率:不用人工参与，减小了人为因素造成的停产，提高了开机率;避免工人长期大强度工作造成的工作效率下降;解决了钻杆密封问题，提高了工作钻孔效率;密封解决后，减少了堵杆造成的故障。
[0027]3、发明所述的锚杆钻机通过钻箱精确定位机构实现两个钻箱的精确定位，且大容量锚杆仓顶部设有夹钎机构和钻杆定位机构，保证钻杆能准确定位钻孔位置，锚杆能在机械手的带动下精确定位到钻孔，自动化对孔精度高。
[0028]4、实现锚护过程的全自动化，工人不用再手动操作，而只需要在驾驶室里操作一些按钮就可以，劳动强度降低。
[0029]5、锚护过程不需要工人在钻机前操作，机器可在没有支护的区域进行作业且不用额外的防护设备，需要的空间小，对设备具有很强的适用性，可配备到任何需要锚杆支护的设备上。
[0030]6、实现锚护全过程自动化后，工人不需要再在噪声、水、呼吸性粉尘的危害下工作，改善了工人工作环境。
[0031]7、工人可在具有可靠防护的驾驶室内操作，工作环境好，安全性高。
[0032]8、本实用新型采用湿式除尘钻孔钻箱，钻孔钻箱始终与钻杆连接，不用考虑频繁拆装，可以采取用多道密封、采用其他更有效的密封形式等方法，实现湿式钻箱的可靠密封、防止渗漏，有效保证了钻箱的除尘效果。
[0033]9、本实用新型采用大排量大扭矩的锚杆钻箱马达，专门用于锚杆安装与紧固，可有效满足小转速大扭矩的紧固锚杆要求。
【附图说明】
[0034]图1、2为本实用新型的立体结构图；
[0035]图3为图1、图2的俯视图；
[0036]图4为钻箱切换装置的结构示意图；
[0037]图5为锚杆钻箱马达、钻孔钻箱马达与钻箱切换装置的连接示意图；
[0038]图6为钻箱精确定位机构的结构不意图；
[0039]图中:1-机架，2 -锚杆仓驱动马达，3-大容量锚杆仓，4-钻杆定位机构，5 -钻杆，6-夹钎机构，7-锚杆，8-机械手，9-进给机构，10-钻孔钻箱，11-锚杆钻箱，12-钻箱精确定位机构，13-钻箱切换机构，14-导向连接板，15 -进给链条，16-导向轮，17-进给油缸，18-夹钎油缸，19-夹钎爪子，20-锚杆传送链条，21-弹簧卡子，22-连杆机构，23-抓紧油缸，24-伸出油缸，25-钻杆定位油缸，26-钻杆夹持机构，27-弹簧片，28-辊子，29-钻箱切换油缸，30-等待位固定板，31-锚杆钻箱马达，32-钻孔钻箱马达，33-钻箱连接板，34-定位卡，35-矩形导向槽，36-定位孔，37-钻箱定位油缸，38-矩形导向块，①-钻孔钻箱等待位，②-工作位，③-锚杆钻箱等待位，L-钻杆最大变形量。
【具体实施方式】
[0040]结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0041 ]如图1、2所示的双钻箱切换式全自动锚杆钻机，包括机架1、大容量锚杆仓3和进给机构9，大容量锚杆仓3底部设有锚杆仓驱动马达2，所述的大容量锚杆仓3包括与机架I连接的仓体，仓体内设有传送链条20，传送链条20上安装有弹簧卡子21，传送链条20由锚杆仓驱动马达2驱动。
[0042]所述大容量锚杆仓3是全自动锚杆钻机的主要装置，实现了锚杆的储存和运送。人工将锚杆7固定在锚杆传送链条20上的弹簧卡子21中，大容量锚杆仓一次可携带一定数量的锚杆，能满足掘进设备一个班次掘进进尺的要求。
[0043]为了实现对锚杆的进给，在大容量锚杆仓3中段设有机械手8，机械手8包括伸出油缸24、抓紧油缸23和连杆机构22，连杆机构22安装于大容量锚杆仓3的仓体内。机械手通过内置抓紧油缸实现机械手的打开和抓紧，在不同阶段具有不同功能:钻孔时，机械手处于半打开状态限制钻杆，防止钻杆甩杆，而传统锚杆机在开始钻孔时，由于钻杆长、旋转速度快，钻杆中间会在离心力的作用下出现大范围摆动，容易伤人。安装锚杆时，机械手将锚杆夹紧从