锚固钻机及锚杆的制作方法

本发明涉及水利工程设备领域，尤其是涉及一种锚固钻机及锚杆。

背景技术：

锚固钻机是锚杆支护施工中的关键施工设备，锚杆支护的施工速度和支护质量的好坏很大程度上取决于锚杆钻机，锚杆钻机能改善支护效果、降低支护成本、减轻劳动强度、加快成巷速度、

锚固钻机主要应用于水电站、铁路、公路边坡各类地质灾害防治中的滑坡及危岩体锚固工程，特别适合高边坡岩体锚固工程，还适用于施工城市深基坑支护、抗浮锚杆及地基灌浆加固工程孔、爆破工程的爆破孔、高压旋喷桩、隧道管棚支护孔等。将锚固钻机的动力头略微变动，即可方便地全方位施工。锚固钻机的各种不同钻进方法可适用于各类复杂地层的造孔施工，具有优异的凿孔性能。

授权公告号为cn105350910b的中国发明专利公开了一种锚固钻机，可行走式的底盘，底盘上部装有上转台，上转台上装有支腿、支腿油缸、液压油箱总成、柴油机动力总成、柴油箱总成、工具箱、回油过滤总成、副操纵台、油冷却器总成、主操纵台、变幅支臂装置、托架和推进器总成，推进器总成包括有导轨、动力头总成、胶管托链和卸杆器总成；该方案结构紧凑新颖，操作灵活方便，能同时适应多种不同的工况。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：锚杆钻孔过程中需要抽出锚杆，以使锚杆上的部分物料带出锚杆孔，减小锚杆钻孔过程中的阻力，当锚杆从锚杆孔内抽出时，锚杆上仍有部分残土存留，需要多次抽出锚杆，以减小锚杆钻孔的阻力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种锚固钻机及锚杆，其具有锚杆抽出时清除锚杆上的残土，减少锚杆抽出次数的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种锚固钻机及锚杆，包括固定架，所述固定架上设置有推进架，所述推进架上设置有孔口导向装置，所述推进架上滑动连接有回转器，所述推进架上设置有带动回转器沿推进架移动的往复机构，所述固定架上设置有控制往复机构和回转器运行的控制机构，所述固定架上设置有拨泥机构，所述拨泥机构用于回转器上固设的锚杆背向孔口导向装置方向移动时对锚杆上的残土进行清除。

通过采用上述技术方案，将固定架固定于地面后，控制机构控制往复机构移动，往复机构带动回转器沿推进架长度方向移动，将锚杆一端穿过孔口导向装置伸向锚杆孔的位置，锚杆另一端与回转器上的输出端连接，控制机构控制回转器转动带动锚杆转动，往复机构推动回转器朝向锚杆孔方向移动，使锚杆转入锚杆孔内，锚杆转入锚杆孔的过程中，锚杆外侧的螺旋凸起能带出锚杆孔内的砂石物料，锚杆钻孔过程中需要抽出锚杆，以使锚杆上的部分物料带出锚杆孔，减小锚杆钻孔过程中的阻力，当锚杆从锚杆孔内抽出时，拨泥机构对锚杆上的残土进行去除，使锚杆上的残土尽可能多的掉落，减小锚杆钻孔时的阻力。

本发明进一步设置为：所述拨泥机构包括固设于固定架上的拨泥块，所述拨泥块上铰接有拨泥板，拨泥板上设置有带动拨泥板背向孔口导向装置中心线方向移动的扭簧，所述拨泥板上固定有传动板；

所述传动板上固定有钢丝绳，所述钢丝绳包括前绳和后绳，所述钢丝绳上设置有两端分别与前绳和后绳固定连接的拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的劲度系数为扭簧的劲度系数的4到8倍；

所述钢丝绳背向传动板的一端固定有发条弹簧机构，所述发条弹簧机构固定于回转器上，所述回转器上固定有位于钢丝绳一侧的支撑板，所述支撑板固定于回转器上，所述回转器上固定有恒压块，所述恒压块抵触于钢丝绳将钢丝绳与支撑板压紧连接，所述恒压块上设置有对恒压块施加恒定压力的变压驱动机构。

通过采用上述技术方案，当控制机构控制回转器背向钻孔方向移动时，变压驱动机构推动恒压块朝向支撑板方向移动，恒压块与钢丝绳压紧，此时钢丝绳与恒压块之间的摩擦阻力大于扭簧通过拨泥板对钢丝绳的阻力，钢丝绳克服扭簧对拨泥板的作用使拨泥板朝向孔口导向装置的中心线的一端与锚杆表面接触，回转器背向钻孔方向移动；当遇到锚杆表面的凸起时，锚杆对拨泥板施加作用力，拨泥板带动传动板转动，传动板转动时拉动钢丝绳，钢丝绳带动拉伸弹簧进一步拉伸，当拨泥板通过锚杆表面的凸起时，拉伸弹簧缩短，拉伸弹簧通过钢丝绳带动拨泥板朝向孔口导向装置的中心线方向移动；

当控制机构控制回转器朝向钻孔方向移动时，控制机构控制变压驱动机构启动，变压驱动机构的输出端背向支撑板方向移动，恒压块与钢丝绳相互接触，此时扭簧对拨泥板的作用使拨泥板背向孔口导向装置的中心线的一端与锚杆表面分离。

本发明进一步设置为：所述变压驱动机构包括固定于回转器上的驱动套筒，所述驱动套筒上固设有驱动板，所述驱动板上固设直线驱动电机，所述直线驱动电机的输出端与恒压块背向钢丝绳的端面抵压，所述直线驱动电机与控制机构电连接。

通过采用上述技术方案，当控制机构控制回转器背向钻孔方向移动时，控制机构控制直线驱动电机启动，直线驱动电机推动恒压块朝向支撑板方向移动，恒压块与钢丝绳压紧，此时钢丝绳与恒压块之间的摩擦阻力大于扭簧通过拨泥板对钢丝绳的阻力，钢丝绳克服扭簧对拨泥板的作用使拨泥板朝向孔口导向装置的中心线的一端与锚杆表面接触；当控制机构控制回转器朝向钻孔方向移动时，控制机构控制直线驱动电机启动，直线驱动电机的输出端背向支撑板方向移动，恒压块与钢丝绳相互接触，此时扭簧对拨泥板的作用使拨泥板背向孔口导向装置的中心线的一端与锚杆表面分离。

本发明进一步设置为：所述驱动套筒内设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧一端抵压于恒压块，所述压缩弹簧的另一端抵压有滑板，所述滑板沿驱动套筒内侧面滑动，所述直线驱动电机的输出端抵压于滑板背向压缩弹簧的端面。

通过采用上述技术方案，直线驱动电机的输出端带动滑板移动，滑板带动压缩弹簧压缩，通过控制压缩弹簧的实际长度，从而控制压缩弹簧对恒压块的压力，压缩弹簧对恒压块的作用力相对直线驱动电机的输出端直接对恒压块施加作用力而言，压缩弹簧对直线驱动电机的输出端的直线运动距离的运动范围大，直线驱动电机的输出端直接对恒压块施加作用力时，需要直线驱动电机的输出端移动准确的距离，以满足恒压块对钢丝绳的作用力，通过压缩弹簧对恒压块施加作用时，压缩弹簧较小的距离变化对恒压块的压力变化较小，延长对直线驱动电机行程的调整周期。

本发明进一步设置为：所述拨泥机构包括固定于孔口导向装置上的环形喷管，所述环形喷管上开设有朝向孔口导向装置中心线方向喷射流体的喷孔，所述环形喷管上连通有流体管，所述流体管上连通有流体泵。

通过采用上述技术方案，流体泵向流体管内压入空气或水，空气或水经过流体管流向环形喷管，环形喷管内的空气或水经过喷孔喷向孔口导向装置的中心线方向，高速的空气或水对锚杆表面的土石形成冲击，使锚杆表面的土石与锚杆分离。

本发明进一步设置为：所述往复机构包括固定于回转器上的链条，所述链条的两端分别固定于回转器沿推进架长度方向的两端，所述链条上啮合有驱动链轮和从动链轮，所述驱动链轮和从动链轮分别与推进架转动连接，所述推进架上固设有带动驱动链轮转动的往复电机。

通过采用上述技术方案，往复电机带动驱动链轮转动，驱动链轮转动时带动链条移动，链条带动回转器于推进架上沿推进架长度方向移动，通过往复电机的正转和反转带动回转器朝向或远离锚杆孔方向移动。

本发明进一步设置为：所述孔口导向装置包括固定于滑动架上的导向座，所述导向座上固设有导向环，所述导向环的中心线与回转器输出端的中心线重合。

通过采用上述技术方案，将锚杆一端穿过导向环，便于锚杆放置于推进架上，同时便于判断锚杆的推进方向是否准确。

本发明进一步设置为：所述固定架上设置有喷头，所述喷头上连通有进水管，所述进水管上连通有固定于固定架上的水泵。

通过采用上述技术方案，当使用锚固钻机钻孔，土质比较干燥疏松时，钻孔过程中会形成大量尘土，此时开启水泵，水泵向进水管内注入高压水，高压水从喷头喷出，从而减少施工过程中的尘土扩散。

本发明进一步设置为：所述锚杆包括锥形管，所述锥形管外侧面固定有钢筋，所述钢筋沿锥形管侧面螺旋设置，所述钢筋中心线沿锥形管轴线方向。

通过采用上述技术方案，螺旋成型的钢筋形成的圆滑螺纹，在锚杆钻入时，石块能顺利的流出，减少锚杆被卡住的情况发生。

综上所述，本发明的有益效果为：

1、将固定架固定于地面后，控制机构控制往复机构移动，往复机构带动回转器沿推进架长度方向移动，将锚杆一端穿过孔口导向装置伸向锚杆孔的位置，锚杆另一端与回转器上的输出端连接，控制机构控制回转器转动带动锚杆转动，往复机构推动回转器朝向锚杆孔方向移动，使锚杆转入锚杆孔内，锚杆转入锚杆孔的过程中，锚杆外侧的螺旋凸起能带出锚杆孔内的砂石物料，锚杆钻孔过程中需要抽出锚杆，以使锚杆上的部分物料带出锚杆孔，减小锚杆钻孔过程中的阻力，当锚杆从锚杆孔内抽出时，拨泥机构对锚杆上的残土进行去除，使锚杆上的残土尽可能多的掉落，减小锚杆钻孔时的阻力；

2、当使用锚固钻机钻孔，土质比较干燥疏松时，钻孔过程中会形成大量尘土，此时开启水泵，水泵向进水管内注入高压水，高压水从喷头喷出，从而减少施工过程中的尘土扩散；

3、螺旋成型的钢筋形成的圆滑螺纹，在锚杆钻入时，石块能顺利的流出，减少锚杆被卡住的情况发生。

附图说明

图1是实施例一的整体结构示意图；

图2是实施例二的整体结构示意图；

图3是图2中a处放大图；

图4是实施例二中显示变压驱动机构的剖面结构示意图。

图中，11、固定架；12、推进架；13、回转器；14、控制机构；2、孔口导向装置；21、导向座；22、导向环；3、往复机构；31、链条；4、拨泥机构；41、拨泥块；42、拨泥板；421、让位槽；43、扭簧；44、传动板；45、环形喷管；46、流体管；47、流体泵；5、钢丝绳；51、发条弹簧机构；52、支撑板；53、恒压块；54、拉伸弹簧；6、变压驱动机构；61、驱动套筒；62、驱动板；63、压缩弹簧；64、滑板；65、直线驱动电机；7、喷头；71、水泵；72、进水管；8、锚杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图1，为本发明公开了一种锚固钻机及锚杆，包括固定架11，固定架11用于锚固钻机稳定的固定于地面，固定架11上设置有推进架12，推进架12为长条状的方形壳体，推进架12背向地面的侧面上开设有导向滑槽，导向滑槽与推进架12内腔连通。

推进架12上滑动连接有回转器13，回转器13沿推进架12长度方向滑动，推进架12上设置有带动回转器13沿推进架12长度方向移动的往复机构3。

往复机构3包括固定于回转器13上的链条31，链条31的两端分别固定于回转器13沿推进架12长度方向的两端，链条31围成环形，链条31内侧啮合有转动连接于推进架12内腔的从动链轮和驱动链轮。推进架12上固设有带动驱动链轮转动的往复电机，往复电机的输出端与驱动链轮连接，往复电机带动驱动链轮绕其轴线转动。往复电机带动驱动链轮转动，驱动链轮转动时带动链条31移动，链条31带动回转器13于推进架12上沿推进架12长度方向移动，通过往复电机的正转和反转带动回转器13朝向或远离锚杆孔方向移动。

固定架11上设置有控制往复机构3和回转器13运行的控制机构14。

推进架12长度方向的一端固定设置有孔口导向装置2，孔口导向装置2包括使用螺钉压紧连接于滑动架上的导向座21，导向座21为长条形板，导向座21上焊接有导向环22，导向环22的中心线与回转器13输出端的中心线重合。

回转器13的输出端螺纹连接有锚杆8，锚杆8最大外径小于导向环22的内径。锚杆8包括锥形管，锥形管外侧面焊接有钢筋，钢筋沿锥形管侧面螺旋设置，钢筋中心线沿锥形管轴线方向。螺旋成型的钢筋形成的圆滑螺纹，在锚杆8钻入时，石块能顺利的流出，减少锚杆8被卡住的情况发生。

固定架11上设置有拨泥机构4，锚杆8背向孔口导向装置2方向移动时拨泥机构4对锚杆8上的残土进行清除。

拨泥机构4包括固定于孔口导向装置2上的环形喷管45，环形喷管45上开设有朝向孔口导向装置2中心线方向喷射流体的喷孔，环形喷管45上连通有流体管46，流体管46上连通有流体泵47，流体泵47的进料口在本实施例中连通有向流体泵47内送水的水管，流体泵47的进料口可以直接与大气连通。

固定架11上设置有喷头7，喷头7上连通有进水管72，进水管72上连通有固定于固定架11上的水泵71，水泵71上连通有与水箱连通的管道。

当使用锚固钻机钻孔，当土质比较干燥疏松时，钻孔过程中会形成大量尘土，此时开启水泵71，水泵71向进水管72内注入高压水，高压水从喷头7喷出，从而减少施工过程中的尘土扩散。

上述实施例的实施原理为：

将固定架11固定于地面后，控制机构14控制往复机构3移动，往复机构3带动回转器13沿推进架12长度方向移动，将锚杆8一端穿过孔口导向装置2伸向锚杆孔的位置，锚杆8另一端与回转器13上的输出端连接，控制机构14控制回转器13转动带动锚杆8转动，往复机构3推动回转器13朝向锚杆孔方向移动，使锚杆8转入锚杆孔内，锚杆8转入锚杆孔的过程中，锚杆8外侧的螺旋凸起能带出锚杆孔内的砂石物料；

锚杆8钻孔过程中需要抽出锚杆8，以使锚杆8上的部分物料带出锚杆孔，减小锚杆8钻孔过程中的阻力；当锚杆8从锚杆孔内抽出时，流体泵47向流体管46内压入水，水经过流体管46流向环形喷管45，环形喷管45内的水经过喷孔喷向孔口导向装置2的中心线方向，高速的空气或水对锚杆8表面的土石形成冲击，使锚杆8表面的土石与锚杆8分离。

实施例二

参照图2和图3，一种锚固钻机及锚杆，与实施例1不同之处在于，拨泥机构4包括固设于固定架11上的拨泥块41，拨泥块41于导向环22朝向回转器13的端面焊接有四个，拨泥块41以导向环22轴线两两对称设置，其中一侧的两个拨泥块41上穿设有一个铰接轴，铰接轴上均套设有绕铰接轴轴线转动的拨泥板42，拨泥板42为开口背向导向环22的v形板，拨泥板42的折弯处弧形过渡，拨泥板42的折弯处开设有贯穿拨泥板42厚度方向两端的让位槽421，铰接轴上套设有位于让位槽421内的扭簧43，扭簧43一端固定于导线环，扭簧43另一端抵压于拨泥板42，扭簧43带动拨泥板42背向孔口导向装置2中心线方向绕铰接轴转动，拨泥板42远离孔口导向装置2中心线的一端固定有传动板44。

传动板44上固定有钢丝绳5，钢丝绳5包括前绳和后绳，钢丝绳5上设置有两端分别与前绳和后绳连接的拉伸弹簧54，拉伸弹簧54的外径小于钢丝绳5的直径，拉伸弹簧54的劲度系数为扭簧43的劲度系数的6倍。

参照图2和图4，钢丝绳5背向传动板44的一端固定有发条弹簧机构51，发条弹簧机构51固定于回转器13上，发条弹簧机构51与盒尺结构相同，发条弹簧内侧设置有发条弹簧，发条弹簧一端固定，另一端与钢丝绳5固定连接，发条弹簧机构51能将钢丝绳缠绕收起。

回转器13上固定有位于钢丝绳5长度方向一侧的支撑板52，支撑板52使用螺钉固定于回转器13上。支撑板52上焊接有连接板，连接板上连接有变压驱动机构6。

变压驱动机构6包括焊接于连接板上的驱动套筒61，驱动套筒61为中心线沿支撑板52厚度方向设置的方形管，驱动套筒61背向支撑板52的一端固设有驱动板62，驱动板62上固设直线驱动电机65，直线驱动电机65的输出端位于驱动套筒61内，直线驱动电机65与控制机构14电连接。

驱动套筒61内滑动连接有滑板64，滑板64侧面与驱动套筒61内侧面接触，滑板64沿驱动套筒61中心线方向滑动，驱动套筒61内设置有压缩弹簧63，压缩弹簧63一端抵压有滑板64，压缩弹簧63的另一端抵压有恒压块53，恒压块53外侧面与驱动套筒61内侧面接触并沿驱动套筒61中心线方向滑动，恒压块53背向压缩弹簧63的端面和支撑板52朝向驱动套筒61的端面分别与钢丝绳5接触抵压。

上述实施例的实施原理为：

当控制机构14控制回转器13背向钻孔方向移动时，控制机构14控制直线驱动电机65启动，直线驱动电机65推动恒压块53朝向支撑板52方向移动，恒压块53与钢丝绳5压紧，此时钢丝绳5与恒压块53之间的摩擦阻力大于扭簧43通过拨泥板42对钢丝绳5的阻力，钢丝绳5克服扭簧43对拨泥板42的作用使拨泥板42朝向孔口导向装置2的中心线的一端与锚杆8表面接触；

回转器13背向钻孔方向移动，当遇到锚杆8表面的凸起时，锚杆8对拨泥板42施加作用力，拨泥板42带动传动板44转动，传动板44转动时拉动钢丝绳5，钢丝绳5带动拉伸弹簧54进一步拉伸，当拨泥板42通过锚杆8表面的凸起时，拉伸弹簧54缩短，拉伸弹簧54通过钢丝绳5带动拨泥板42朝向孔口导向装置2的中心线方向移动；

当控制机构14控制回转器13朝向钻孔方向移动时，控制机构14控制直线驱动电机65启动，直线驱动电机65的输出端背向支撑板52方向移动，直线驱动电机65的输出端背向支撑板52方向移动，恒压块53与钢丝绳5相互接触，此时扭簧43对拨泥板42的作用使拨泥板42背向孔口导向装置2的中心线的一端与锚杆8表面分离；

直线驱动电机65的输出端带动滑板64移动，滑板64带动压缩弹簧63压缩，通过控制压缩弹簧63的实际长度，从而控制压缩弹簧63对恒压块53的压力，压缩弹簧63对直线驱动电机65的输出端的直线运动距离的运动范围大，通过压缩弹簧63对恒压块53施加作用时，压缩弹簧63较小的距离变化对恒压块53的压力变化较小，延长对直线驱动电机65行程的调整周期。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。