专利名称：缆索球节形成设备和在缆索螺杆中形成球节的方法
技术领域：
本发明涉及缆索球节形成设备以及在一缆索螺杆(cable bolt)中形成球节的方法。开发本发明主要是用来在岩石锚固缆索螺杆中形成球节，并且此处将结合这一应用来进行描述。然而，应该理解的是本发明并不限于该特定的应用领域并适用于其它应用。
背景技术：
在本说明书中任何对已有技术的论述不应被认为承认这样的已有技术是被广为了解的或形成该领域的一般公知的普通知识的一部分。
已知的在缆索螺杆中形成球节的设备包括在澳大利亚专利723113(‘113)、640906(‘906)和770594(‘594)中描述的那些内容。
‘113描述了一种设备，该设备包括两个夹钳装置，夹钳装置之一包括一单向夹钳和使该夹钳装置向另一个移位以形成球节的一移位装置。
作为比较，‘906描述了一种设备，该设备包括一对夹钳装置，每个夹钳包括一对将缆索夹住的板。该设备还包括一夹钳移位装置，该装置被安排用来使夹钳装置向另一个移位以在一缆索中形成一球节；以及，一缆索移位装置，该装置用于在形成一球节后使缆索纵向移位。
或者，‘594描述了一种用于制造多股的岩石锚固缆索螺杆的设备和方法，其中包括供应来自一可旋转的缆索供应卷的一多股缆索的送料装置；在诸间隔距离处在该缆索上形成诸球节的装置；以及，确定缆索的位置以停止送料装置的工作从而使再一个球节得以形成的装置。
所有以上三个在说明书中描述的发明包括保持在一固定位置的某种形式的缆索球节形成部件。如果需要多个球节，那么就通过移位装置将缆索移动到一个新的位置，以重复球节形成过程。
本发明的一个目的是克服或改进已有技术的至少一个缺点，或提供一种有用的替代方案。
本发明的一个目的是至少在一个优选的形式中为沿一缆索螺杆的长度形成多个球节而提供一种缆索球节形成机器，该机器不需要使用缆索移位装置。
发明内容
根据本发明的第一个方面，提供了一种缆索球节形成设备，该设备包括一机架；固定装置，该固定装置用于将一缆索螺杆的至少一部分相对于所述机架固定；以及一球节形成部件，该球节形成部件可以与所述缆索螺杆可松开地接合，所述部件可相对于所述机架运动，从而可沿所述缆索的长度形成一个或多个球节。
在一形式中，该球节形成部件可滑动地安装于该机架上。
较佳地，球节形成部件包括一基座；一第一夹钳装置和一第二夹钳装置，它们安装于该基座上，以用于可松开地与缆索螺杆夹紧接合，其中诸夹钳装置的相对运动在缆索螺杆中形成一球节。
在一形式中，第一和第二夹钳装置各包括一对液压操作、互相相对的钳夹，该钳夹用于夹紧缆索螺杆。
在一形式中，第一夹钳装置固定安装于基座上，而第二夹钳装置可移动地安装于基座上。
球节形成部件可包括用于提供第一和第二夹钳装置之间的相对运动的一致动器，该致动器固定安装在基座上并与第二夹钳装置可移动地接合。
在几个具体的实施例中，致动器较佳地为液压或电力驱动的。
在一形式中，固定装置为一缆索螺杆锁定夹。
在一形式中，机架包括一对平行支架。
球节形成部件可包括一组齿轮，该组齿轮与平行支架齿啮合，使球节形成部件沿缆索螺杆运动并形成多个球节。
在一具体的实施例中，该组齿轮包括一对从动的前齿轮和一对互补的后部惰齿轮。
在一形式中，该设备包括一或多个用于测量形成于缆索螺杆中的球节的径向位移的近端的传感器。通过控制施加在致动器上的最大油压或控制在致动器上施加油压的时间长度的计时器也可设定这个径向位移。
在一形式中，该设备包括一编码器，该编码器用于控制球节形成部件沿缆索的运动。
根据本发明的第二个方面，提供了一种在一缆索螺杆中形成诸球节的方法，该方法包括以下步骤将一缆索螺杆相对于一机架固定；将一球节形成部件在所述缆索螺杆上接合于一第一位置；在所述缆索螺杆中的所述第一位置处形成一球节；将所述球节形成部件从所述第一位置上松开，并沿所述缆索螺杆重新放置所述球节形成部件以接合于一第二位置；以及在所述缆索螺杆中的所述第二位置处形成一第二球节。
在一形式中，球节形成部件可滑动地安装于机架上，以使该部件在缆索螺杆上可从第一位置移动到第二位置。
球节形成部件包括一基座；以及一第一夹钳装置和一第二夹钳装置，它们安装于基座上，其中，缆索螺杆被夹在第一和第二夹钳装置之间，且两个夹钳装置彼此的相对运动使缆索螺杆中的诸股线移位以形成一球节。
在一形式中，该方法还包括以下步骤将缆索螺杆从第一和第二夹钳中松开；
第一和第二夹钳在缆索螺杆上毗邻于第二位置之处接合；以及，第一和第二夹钳向着另一个移动，以在缆索的第二位置处形成一第二球节。
在一形式中，在缆索螺杆的诸股线达到所需的径向位移时，一个或多个近端的传感器传送一信号以停止球节形成过程。
在一具体的方案中，球节形成部件在第一球节形成后脱离与缆索螺杆的接合并沿缆索移动，直到一编码器传送一信号以停在第二球节形成位置上并重复球节形成过程。
可由一缆索卷或一采集和放置型系统(pick and place style system)来向球节形成部件供应缆索螺杆。
在一形式中，由采集和放置型系统将缆索从球节形成部件上取下。
现在将仅仅以举例的形式结合附图来描述本发明的一个优选实施例，在这些附图中图1是根据本发明的缆索球节形成机器的平面图，它示出了在形成球节之前的一缆索螺杆；以及图2是缆索球节形成机器的平面图，它示出了在形成球节之后的一缆索螺杆。
具体实施例方式
参见附图，该缆索球节形成设备包括具有一对平行支架2的机架1。形式为缆索螺杆锁定夹3的固定装置安装在机架的一端，用于在形成球节的过程中将缆索螺杆4的至少一部分固定在位。缆索螺杆锁定夹还可用于将诸如“收锚钩”或钢套管之类的装置压扁连接到缆索螺杆的一端上。
该设备还包括一球节形成部件5，该部件包括固定安装在一基座7上的一第一夹钳装置6以及可移动地安装在该基座上的一第二夹钳装置8。该第二夹钳装置8由一滑套以及轴装置9、10和11支承。
每个夹钳装置包括一对液压操作的互相相对的钳夹12和13，该对钳夹可以可松开地与缆索螺杆4接合。然而，本发明并不限于这种类型的的夹钳装置。那些熟悉暴本领域技术的人员会知道可以用其它的夹钳系统来夹紧缆索。
在优选实施例中，使用双向作用液压缸14和15来启动第一和第二夹钳装置6和8以将缆索螺杆4夹在其中。然而，双向作用液压缸14和15可由一个双向作用缸替代，该液压缸启动第一和第二夹钳装置6和8来将缆索螺杆4夹在其中。
球节形成部件5包括形式为一液压活塞16的一致动器，其一端固定安装于基座7，另一端可移动地安装于第二夹钳装置8上。在球节形成过程中，活塞16提供第二夹钳装置8向第一夹钳装置6的移动。在一个替代实施例中，单个致动器由位于缆索螺杆两侧的两个致动器取代，每个致动器一端固定安装于基座7，而另一端可移动地安装于第二夹钳装置8。
那些熟悉本领域技术的人员会知道诸如电之类的其它动力源也可用于启动致动器。
球节形成部件5包括一组从动前齿轮17和一对互补的后部惰齿轮18，它们与平行支架2啮合，以使球节形成部件5相对于缆索螺杆4移动。前齿轮17较佳地由一带有一内置刹车19的可逆、可变速的液压马达驱动。带有刹车的可逆、可变速的电动马达也可用于此。
那些熟悉本领域技术的人员会知道球节形成部件5并不限于可滑动地安装于机架1上。或者，球节形成部件可以可滑动地安装于平行于缆索螺杆运行的顶部轨道(ceiling rail)等之上。
缆索球节形成设备包括用于测量形成在缆索螺杆4上的球节的径向移位的一或多个近端的传感器(未示出)。该设备还包括用于控制齿轮17沿支架2移动的一编码器20。
在使用中，将缆索螺杆4沿机架1的长度放置，其一端固定在缆索螺杆锁定夹3中，其余部分在第一和第二夹钳装置6和8的钳夹12和13之间运行。在优选实施例中，缆索螺杆锁定夹由单个双向作用液压缸21启动。
然后，在双向作用液压缸14和15上施加油压，从而将缆索螺杆4分别夹在第一和第二夹钳装置的两钳夹之间，如图1所示。
然后启动液压活塞16以使第二夹钳装置8向第一夹钳装置6移动，使在缆索螺杆4中形成一球节，如图2所示。缆索螺杆4的径向位移较佳地由PLC控制系统控制，该系统使用一或多个近端的传感器来限制球节22的径向位移。这通过在达到所需的位移时控制液压活塞16下侧的油压来停止第二夹钳装置8向第一夹钳装置6的移动而达到。
一旦形成第一球节22之后，对液压缸14和15施加油压以将缆索螺杆4从第一和第二夹钳装置6和8的钳夹上松开。然后对液压活塞16的顶侧施加油压，液压活塞16顺次将第二夹钳装置8移回其起始位置，如图1所示。
如果需要多个球节，启动带有内置刹车19的可逆、可变速的液压马达，将齿轮17沿支架2驱动。这使球节形成部件可沿机架1移动，从而将第一和第二夹钳装置6和8对准缆索螺杆4上的、要形成下一个球节的位置。编码器20感应球节形成部件5何时从最近形成的球节22达到所需的位移，并通过PLC控制单元将一信号传送给带有内置刹车19的可逆、可变速的液压马达，以停止齿轮17的旋转。然后可重复球节形成的过程。继续进行该过程直到在缆索螺杆上形成所需数量的球节。
那些熟悉本领域技术的人员会知道可以使用不同的方法来向设备提供缆索。这些包括将缆索从缆索卷连续进给或供应截下的缆索。可通过料斗、或通过采集和放置型系统由人工向设备进给截下的缆索。
当在截下的缆索螺杆上形成多个球节、球节形成过程结束的时候，由带有内置刹车19的可逆、可变速的液压马达将球节形成部件5驱动到机架1的远端23。随后用人工或通过诸如采集和放置型系统之类的自动装置将形成球节的缆索螺杆4从缆索球节形成设备上取下。
然后可向缆索球节形成设备供应下一根截下的缆索螺杆，重复以上过程。可以用人工或由PLC控制系统控制的某种形式的自动装置来供应缆索螺杆。
已经通过举例的形式对本发明进行了描述。本领域中的普通工人会知道有许多并不背离广义的发明概念的精神实质和范围的变型和修改。
权利要求
1.一种缆索球节形成设备包括一机架；固定装置，该固定装置用于将一缆索螺杆的至少一部分相对于所述机架固定；以及一球节形成部件，该球节形成部件可以与所述缆索螺杆可松开地接合，所述部件可相对于所述机架运动而沿所述缆索的长度形成一或多个球节。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述球节形成部件可滑动地安装于所述机架上。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述球节形成部件包括一基座；一第一夹钳装置和一第二夹钳装置，它们安装于所述基座上以可松开地与所述缆索螺杆夹紧接合，其中所述两夹钳装置的相对运动在所述缆索螺杆上形成一球节。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一和第二夹钳装置各包括一对用于夹紧所述缆索螺杆的、液压操作、互相相对的钳夹。
5.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一夹钳装置固定安装于所述基座上，而所述第二夹钳装置可移动地安装于所述基座上。
6.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述球节形成部件包括用于提供所述第一和第二夹钳装置之间的所述相对运动的一致动器，所述致动器固定安装在所述基座上并与所述第二夹钳装置可移动地接合。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述致动器被液压驱动。
8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述致动器被电力驱动。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述固定装置为一缆索螺杆锁定夹。
10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述机架包括一对平行支架。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述球节形成部件包括一组齿轮，该组齿轮与所述平行支架齿啮合，使所述球节形成部件沿所述缆索螺杆运动并形成多个球节。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述齿轮组包括一对从动的前齿轮和一对互补的后部惰齿轮。
13.如以上任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，还包括一或多个近端的传感器，这些传感器用于测量形成于缆索螺杆中的球节的径向位移。
14.如权利要求1到12中的任意一项所述的设备，其特征在于，还包括一编码器，该编码器用于控制所述球节形成部件沿缆索的运动。
15.一种在一缆索螺杆中形成诸球节的方法，所述方法包括以下步骤将一缆索螺杆相对于一机架固定；将一球节形成部件在所述缆索螺杆上接合于一第一位置；在所述缆索螺杆中的所述第一位置处形成一球节；将所述球节形成部件从所述第一位置上松开，并沿所述缆索螺杆重新放置所述球节形成部件以与一第二位置接合；以及在所述缆索螺杆中的所述第二位置处形成一第二球节。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述球节形成部件可滑动地安装于所述机架上，以使所述部件在所述缆索螺杆上可从所述第一位置移动到所述第二位置。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述球节形成部件包括一基座；以及一第一夹钳装置和一第二夹钳装置，它们安装于所述基座上，其中，所述缆索螺杆被夹在所述第一和第二夹钳装置之间，且两所述夹钳装置各向着另一个的相对运动使所述缆索螺杆中的诸股线移位，从而形成一球节。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，包括以下步骤将所述缆索螺杆从所述第一和第二夹钳中松开；所述第一和第二夹钳在所述缆索螺杆上的、毗邻于所述第二位置之处接合；以及所述第一和第二夹钳彼此相对移动，以在所述缆索的所述第二位置处形成一第二球节。
19.如权利要求15到18中的任意一项所述的方法，其特征在于，在缆索螺杆的诸股线达到所需的径向位移时，一或多个近端的传感器传送一信号以停止球节形成过程。
20.如权利要求15到18中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述球节形成部件在所述第一球节形成后脱离与所述缆索螺杆的接合并沿所述缆索移动，直到一编码器传送一信号以停在所述第二球节形成位置上，并重复球节形成过程。
21.如权利要求15到18中的任意一项所述的方法，其特征在于，由一缆索卷向所述球节形成部件供应所述缆索螺杆。
22.如权利要求15到18中的任意一项所述的方法，其特征在于，由一采集和放置型系统向所述球节形成部件供应所述缆索螺杆。
23.如权利要求15到18中的任意一项所述的方法，其特征在于，由采集和放置型系统将所述缆索从所述球节形成部件上取下。
全文摘要
一种缆索球节形成设备具有一机架(1)和固定装置(3)，该固定装置用于将一缆索螺杆(4)的至少一部分相对于机架(1)固定。该设备还包括一球节形成部件(5)，该球节形成部件可以与缆索螺杆(4)可松开地接合。该部件(5)可相对于机架(1)运动，从而可沿缆索的长度形成一或多个球节。
文档编号D07B7/00GK1821484SQ20061000909
公开日2006年8月23日 申请日期2006年2月17日 优先权日2005年2月17日
发明者A·P·斯特恩斯 申请人:简恩马股份有限公司