顶板锚杆钻机的制作方法

本实用新型涉及矿业开采和巷道支护技术领域，尤其涉及一种顶板锚杆钻机。

背景技术：

在矿业开采中，存在着一种上山巷道的施工，即巷道为上行，其与水平面夹角通常在0°-30°之间。为保证上山巷道的稳定性，需要对其进行支护，实践中以锚杆支护为主。

在现有技术中，具体施工过程中，受现场条件的制约、施工的方便及安全因素的影响，用于上山巷道的顶板锚杆钻机一般为竖直放置锚杆连接，在巷道顶板处进行施工钻孔。

然而，由于上山巷道顶部与水平面存在0°-30°的夹角，导致现有的锚杆无法垂直顶板，锚固深度不满足预设要求，造成“穿皮锚杆”的现象，支护质量严重下降；或是在锚杆支护施工过程中，造成空顶距过大，增加上山巷道施工的安全质量管理难度，带来严重的安全隐患。

技术实现要素：

基于上述技术问题，本实用新型提供一种顶板锚杆钻机可以垂直巷道顶板施工，减小空顶距，增加了顶板支护的可靠性和安全性，使得该顶板锚杆钻机能应用于不同角度巷道的钻孔任务，使被支设在孔道中的锚杆充分发挥其支护性能，提高其适用性。

本实用新型提供一种顶板锚杆钻机，包括支腿和调角装置。

调角装置包括第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件通过水平转轴铰接，且第一连接件和第二连接件之间具有可变化的张角。

第一连接件具有用于设置钻机动力部件的承载面，第二连接件与支腿的顶端连接，支腿沿竖直方向设置，支腿的底端支撑在巷道的底部，承载面和支腿的延伸方向之间的夹角随第一连接件和第二连接件之间的相对转动而改变。

在上述的顶板锚杆钻机中，优选的是，调角装置还包括至少一个调角组件，调角组件包括第一调角螺杆、第二调角螺杆和调角螺母。

第一连接件的边缘和第二连接件的边缘通过水平转轴铰接。

第一调角螺杆的第一端和第一连接件的远离水平转轴的一侧连接，第二调角螺杆的第一端和第二连接件的远离水平转轴的一侧连接，且第一调角螺杆的第二端和第二调角螺杆的第二端分别与调角螺母的上下两端旋合，第一调角螺杆的螺纹旋向与第二调角螺杆的螺纹旋向相反，调角螺母上下两端的螺纹旋向相反。

在上述的顶板锚杆钻机中，优选的是，第一连接件的远离水平转轴的一侧开设有至少一个球形卡槽，第一调角螺杆的第一端设有可卡入球形卡槽的球形卡头，以使第一调角螺杆通过球形卡槽与球形卡头之间的铰接连接而转动。

在上述的顶板锚杆钻机中，优选的是，第二连接件的远离水平转轴的一侧开设有至少一个球形卡槽，第二调角螺杆的第一端设有可卡入球形卡槽的球形卡头，以使第二调角螺杆通过球形卡槽与球形卡头之间的铰接连接而转动。

在上述的顶板锚杆钻机中，优选的是，调角装置包括两个调角组件，两个调角组件间隔设置在第一连接件的远离水平转轴的一侧。

在上述的顶板锚杆钻机中，优选的是，还包括动力装置，动力装置，动力装置固定在第一连接件的顶部，用于为钻机提供动力。

在上述的顶板锚杆钻机中，优选的是，动力装置包括电动机，电动机的输出轴与钻机连接。

在上述的顶板锚杆钻机中，优选的是，还包括控制装置，控制装置与电动机电连接，用于控制电动机的开关与输出转速。

在上述的顶板锚杆钻机中，优选的是，电动机为风动电动机或液压电动机。

在上述的顶板锚杆钻机中，优选的是，第一连接件通过至少一个紧固件与动力装置连接，第二连接件通过至少一个紧固件与支腿的顶端连接。

本实用新型提供的顶板锚杆钻机通过在支腿和承载面上的钻机之间设置调角装置，使得钻机能够垂直巷道顶板施工，减小空顶距，增加了顶板支护的可靠性和安全性；根据预先测试的巷道夹角从而调节调角装置的张角，使得该顶板锚杆钻机能应用于不同角度巷道的钻孔任务，使被安装在钻孔中的锚杆充分发挥其支护性能，提高其的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的顶板锚杆钻机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的顶板锚杆钻机的调角装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的图2的俯视图。

附图标记说明：

10-支腿； 20-调角装置； 30-动力装置；

40-控制装置； 21-第一连接件； 22-第二连接件；

23-水平转轴； 24-承载面； 25-调角组件；

26-球形卡槽； 27-球形卡头； 28-紧固件；

251-第一调角螺杆； 252-第二调角螺杆； 253-调角螺母。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的顶板锚杆钻机的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的顶板锚杆钻机的调角装置的结构示意图，图3为本实用新型实施例提供的图2的俯视图。

如图1-图3所示，本实用新型提供的顶板锚杆钻机，包括支腿10和调角装置20。

调角装置20包括第一连接件21和第二连接件22，第一连接件21和第二连接件22通过水平转轴23铰接，且第一连接件21和第二连接件22之间具有可变化的张角。

第一连接件21具有用于设置钻机的承载面24，第二连接件22与支腿10 的顶端连接，支腿10沿竖直方向设置，支腿10的底端支撑在巷道的底部，承载面24和支腿10的延伸方向之间的夹角随第一连接件21和第二连接件 22之间的相对转动而改变。

需要说明的是，本实用新型提供的顶板锚杆钻机，在施工巷道使用锚杆支护作业时，施工钻孔以固定锚杆时使用，上述的巷道可为一般的水平方向的巷道，也可为“上山巷道”，即巷道与水平面存在夹角，该夹角一般在0°至30°之间。

在水平巷道中钻孔作业时，顶板锚杆钻机通过将调角装置20的第一连接件21和第二连接件22之间的张角设置为0°，即可使得该竖直方向设置的锚杆垂直于巷道顶端。而在“上山巷道”中钻孔作业时，根据预先测量的巷道与水平面夹角，将顶板锚杆钻机调角装置20的第一连接件21和第二连接件22的张角设置为相应角度，即可使得该竖直方向设置的锚杆垂直于巷道顶端，使得钻机同样垂直于巷道顶部进行钻孔作业。例如，巷道与水平面的夹角为20°，将调角装置20的第一连接件21与第二连接件22的张角同样设置为20°，其中第一连接件21具有用于设置钻机的承载面24，而第二连接件22与锚杆支腿10的顶端连接，由于支腿10是沿竖直方向设置，因此第一连接件21和第二连接件22之间的张角即可使得第一连接件21上或连接与第一连接件21顶部的钻机垂直于巷道顶端完成钻孔作业，避免由于夹角产生的锚固深度不足所造成的“穿皮锚杆”现象，整体提高了锚杆钻机的钻孔作业质量。

特别的，上述以一般存在0°至30°夹角巷道为例，而在实际使用过程中，并不局限于上述角度范围，只要是可以通过调节第一连接件21和第二连接件22夹角从而适应实际巷道夹角，完成钻孔作业的技术方案即包含本实施例的技术范围内，本实施例对巷道的夹角并不加以限定。

具体的，如图2所示，调角装置20还包括至少一个调角组件25，调角组件25包括第一调角螺杆251、第二调角螺杆252和调角螺母253。

第一连接件21的边缘和第二连接件22的边缘通过水平转轴23铰接。

第一调角螺杆251的第一端和第一连接件21的远离水平转轴23的一侧连接，第二调角螺杆252的第一端和第二连接件22的远离水平转轴23的一侧连接，且第一调角螺杆251的第二端和第二调角螺杆252的第二端分别与调角螺母253的上下两端旋合，第一调角螺杆251的螺纹旋向与第二调角螺杆252的螺纹旋向相反，调角螺母253上下两端的螺纹旋向相反。

需要说明的是，在调角装置20中，第一连接件21和第二连接件22之间的张角调节通过设置在第一连接件21边缘和第二连接件22边缘的水平转轴 23铰接转动实现。

调角装置20具体的角度调节是通过调角组件25实现，调角组件25包括第一调角螺杆251、第二调角螺杆252和调角螺母253，其中，第一调角螺杆 251的第一端和第一连接件21的远离水平转轴23的一侧连接，第二调角螺杆252的第一端和第二连接件22的远离水平转轴23的一侧连接。此处需要说明的是，由于第一连接件21和第二连接件22可以实现转动的动作，因此为满足其转动过程，第一调角螺杆251的第一端和第一连接件21的远离水平转轴23的一侧的连接，以及第二调角螺杆252的第一端和第二连接件22的远离水平转轴23的一侧的连接中至少有一个为可转动的连接。此处可转动连接可选用铰链连接或球铰连接等。此外，第一调角螺杆251的第一端和第一连接件21的远离水平转轴23的一侧也可直接抵接，满足第一连接件21和第二连接件22的转过过程，因此在本实施例中，第一调角螺杆251的第一端和第一连接件21的远离水平转轴23的一侧的连接，以及第二调角螺杆252的第一端和第二连接件22的远离水平转轴23的一侧的连接并不局限于上述示例，只要可满足第一连接件21和第二连接件22的转过过程即可。

第一调角螺杆251的第二端和第二调角螺杆252的第二端分别与调角螺母253的上下两端旋合，第一调角螺杆251的螺纹旋向与第二调角螺杆252 的螺纹旋向相反，调角螺母253上下两端的螺纹旋向相反。通过旋转调角螺母253即可实现第一调角螺杆251和第二调角螺杆252相对于调角螺母253 朝向相同或相反方向转动，第一调角螺杆251和第二调角螺杆252能够同时向靠近或远离调角螺母253的方向移动，因此间接调节第一连接件21和第二连接件22之间的张角。

具体的，第一连接件21的远离水平转轴23的一侧开设有至少一个球形卡槽26，第一调角螺杆251的第一端设有可卡入球形卡槽26的球形卡头27，以使第一调角螺杆251通过球形卡槽26与球形卡头27之间的铰接连接而转动。

需要说明的是，第一调角螺杆251与第一连接件21远离水平转轴23的一侧可通过球铰连接，具体结构为：第一连接件21的远离水平转轴23的一侧开设有至少一个球形卡槽26，第一调角螺杆251的第一端设有可卡入球形卡槽26的球形卡头27，通过球形卡头27在球形卡槽26中铰接连接转动，实现第一调角螺杆251的第一端相对于第一连接件21转动，满足第一连接件 21和第二连接件22的转动过程。

具体的，第二连接件22的远离水平转轴23的一侧开设有至少一个球形卡槽26，第二调角螺杆252的第一端设有可卡入球形卡槽26的球形卡头27，以使第二调角螺杆252通过球形卡槽26与球形卡头27之间的铰接连接而转动。

需要说明的是，第一调角螺杆251与第一连接件21远离水平转轴23的一侧可通过球铰连接，从而达到满足第一连接件21和第二连接件22的转动过程的技术目的，具体结构即运动过程与第一连接件21和第一调角螺杆251 的第一端类似，此处不再赘述。

具体的，调角装置20包括两个调角组件25，两个调角组件25间隔设置在第一连接件21的远离水平转轴23的一侧。

需要说明的是，为满足钻机钻孔时的支撑强度和调角装置20的调节精度，可在第一连接件21和第二连接件22之间设置两个调角组件25，两个调角组件25均设置在第一连接件21和第二连接件22的远离水平转轴23的一侧，两者间隔一定距离设置。具体的设置方式如图3所示。在第一连接件21 相对于第二连接件22转动时，两个调角组件25中的第一调角螺杆251与第二调角螺杆252相互靠近或远离的距离均相同。在本实施例中，调角组件25 的数量为两个，而在实际使用中，可根据需要适当增减调角组件25的数量。本实用新型实施例对于调角组件25的数量并不加以限定。

具体的，还包括动力装置30，动力装置30，动力装置30固定在第一连接件21的顶部，用于为钻机提供动力。

本实施例可在顶板锚杆钻机的第一连接件21顶部设置动力装置30，该动力装置30为钻机提供作业动力。动力装置30可根据实际作业环境选用水力动力装置、离子动力装置或电力动力装置等。

具体的，动力装置30包括电动机，电动机的输出轴与钻机连接。

需要说明的是，基于目前巷道的作业环境，水力和离子能等能量来源较少，本实施例选用电动机，以常用的电能作为能量来源。通过将电动机的输出轴与钻机连接，为钻机工作提供动力，提高钻孔效率。

具体的，还包括控制装置40，控制装置40与电动机电连接，用于控制电动机的开关与输出转速。

需要说明的是，本实施例提供的顶板锚杆钻机还包括控制装置40，该控制装置40与电动机电连接，可通过控制装置40控制电动机的开关以及输出转速，从而间接的调节钻机的作业过程。

具体的，电动机为风动电动机或液压电动机。

需要说明的是，电动机可选用风动电动机或液压电动机。风动电动机是将压缩空气的压力能转换为旋转的机械能，可适用于急启动、急停机的工作过程，具有体积小、易操作的优点。液压电动机是件液压泵提供的液体压力能转换为转动的机械能，具有耐冲击性高，惯性小的优点。

具体的，第一连接件21通过至少一个紧固件28与动力装置30连接，第二连接件22通过至少一个紧固件28与支腿10的顶端连接。

需要说明的是，调角装置20的第一连接件21与动力装置30、第二连接件22与支腿10的顶端均通过至少一个紧固件28连接。该紧固件28可选用不可拆卸式连接，如铆钉连接，不可拆卸式的连接可增加连接的强度。该紧固件28也可钻用可拆卸式连接，如螺钉连接，可拆卸式的连接使得锚杆可根据实际需要选择性的使用不同种类的钻机，以高效的完成钻孔任务，增加了该锚杆的使用灵活度。也可便于钻机后期的更换和维修。进一步地，该紧固件28可设置为多个，具体的设置方式如图3所示。

本实用新型提供的顶板锚杆钻机通过在支腿10和承载面24或者钻机之间设置调角装置20，使得承载面24或者钻机能够垂直巷道顶板施工，充分发挥锚杆支护性能的同时，减小空顶距，增加了顶板支护的可靠性和安全性；根据预先测试的巷道夹角从而调节调角装置20的张角，使得该顶板锚杆钻机能应用于不同角度巷道的钻孔任务，使安装的锚杆充分发挥其支护性能，提高其锚杆支护的质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。