一种适用于锚杆车的凿岩机械臂及其控制方法与流程

本发明涉及隧道施工设备技术领域，具体涉及一种适用于锚杆车的凿岩机械臂及其控制方法。

背景技术：

目前我国铁路、公路隧道软岩隧道施工的快速修建设备配套技术水平、施工装备及国产化仍处于隧道施工机械化初期，整体技术仍落后于发达国家。以钻爆法为基础的机械化快速施工技术体系尚未完成，设备配套关键技术难题尚未取得突破，施工进度差别很大，施工过程中事故隐患较多。其作业线上的主要施工设备多从国外引进，自主开发的品种比较少、质量较差、故障率较高，主要技术性能参数与隧道现有施工条件不匹配等。国产化设备多数采用挖掘机等改造，从而专业程度低，影响作业效率，不容易形成全面的机械化施工作业线。特别在开挖、出作、喷锚、支护、二次混凝土衬砌等工序上。对于软围岩和土质隧道，大多数仍采用人工作业，工序循环时间长，围岩扰动大，安全风险高，支护困难，造成软岩隧道不能快速施工，也不能形成机械化作业。

其中安装锚杆支护需要使用凿岩机械臂，现有的凿岩机械臂结构复杂，功能单一，不能完成锚杆支护的完整工作流程。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种适用于锚杆车的凿岩机械臂及其控制方法，解决现有凿岩机械臂功能单一的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种适用于锚杆车的凿岩机械臂，包括翻转梁机构和设置于翻转梁机构一侧的凿岩机进给机构，所述翻转机构包括设置在翻转机构与凿岩机进给机构之间的送杆机和设置于送杆机下侧的送杆机补偿梁，所述送杆机包括注浆管、设置于送杆机远离钻孔一端附近的送杆机扭紧机构和设置于送杆机靠近钻孔一端附近的锚杆夹紧机构，所述凿岩机进给机构的一侧设置有凿岩机补偿梁，所述凿岩机补偿梁、送杆机和送杆机补偿梁上均设置有拉线位移传感器，所述翻转梁机构上设置有两个用于限定其旋转角度的接近开关，所述送杆机的两端分别设置有接近开关，所述凿岩机进给机构上设置有用于测量打孔深度的编码器，所述送杆机扭紧机构、送杆机和注浆管上均设置有压力传感器。

本发明所述凿岩机补偿梁上的拉线位移传感器用于测量凿岩机补偿梁的位置。

本发明所述送杆机上的拉线位移传感器用于测量送杆机的位置。

本发明所述送杆机补偿梁上的拉线位移传感器用于测量送杆机补偿梁的位置。

本发明所述翻转梁机构上设置有两个用于限定其旋转角度的接近开关用于实现翻转梁机构旋转到施工位，以及翻转梁机构旋转到初始位。

本发明所述送杆机的两端分别设置有接近开关，其中靠近注浆管一端的接近开关用于实现注浆管的复位，靠近锚杆夹紧机构的一端的接近开关用于当送杆机补偿梁移至预设位置即接近开关位置时，锚杆夹紧机构松开锚杆。

本发明所述送杆机扭紧机构上设置的压力传感器用于测量锚杆锁紧螺母的锁紧压力。

本发明所述送杆机上设置的压力传感器测量注浆管沿钻孔前进时的前进压力。

本发明所述注浆管上设置的压力传感器设置于注浆管的前进端，用于测量注浆压力。

进一步地，所述凿岩机补偿梁用于调整凿岩机进给机构的位置。

进一步地，所述送杆机补偿梁用于调整送杆机的位置。

进一步地，一种适用于锚杆车的凿岩机械臂的控制方法，包括以下步骤：

s1:凿岩机进给机构在凿岩机补偿梁的辅助下移至待钻孔位置；

s2:凿岩机进给机构打孔，同时送杆机移至翻转梁机构的锚杆存放位，锚杆夹紧机构夹紧锚杆；

s3:当打孔到设定深度时，凿岩机进给机构在凿岩机补偿梁的辅助下移至初始位；

s4:翻转梁机构开始旋转到施工位，送杆机补偿梁移至预设位置，锚杆夹紧机构松开，送杆机推动锚杆进入钻孔；

s5:当送杆机把锚杆推至预设位置后，送杆机上的送杆机扭紧机构扭紧锚杆锁紧螺母；

s6:注浆管沿钻孔前进，当前进压力达到设定压力时，开始注浆，当注浆压力达到设定压力后，注浆管退至初始位，同时送杆机和送杆机补偿梁均推至初始位，翻转梁机构旋转回原位。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种适用于锚杆车的凿岩机械臂及其控制方法，通过将钻孔、夹取锚杆、推送锚杆、注浆、扭紧一系列动作自动化完成，降低了操作难度，提高了安装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构立体图。

图2为本发明结构俯视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-翻转梁机构，2-凿岩机进给机构，11-送杆机，12-送杆机补偿梁，21-凿岩机补偿梁，111-送杆机扭紧机构，112-锚杆夹紧机构，113-注浆管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1

如图1-2所示，本发明一种适用于锚杆车的凿岩机械臂，包括翻转梁机构1和设置于翻转梁机构1一侧的凿岩机进给机构2，所述翻转机构1包括设置在翻转机构1与凿岩机进给机构2之间的送杆机11和设置于送杆机2下侧的送杆机补偿梁12，所述送杆机2包括注浆管113、设置于送杆机11远离钻孔一端附近的送杆机扭紧机构111和设置于送杆机11靠近钻孔一端附近的锚杆夹紧机构112，所述凿岩机进给机构2的一侧设置有凿岩机补偿梁21，所述凿岩机补偿梁12、送杆机11和送杆机补偿梁12上均设置有拉线位移传感器，所述翻转梁机构1上设置有两个用于限定其旋转角度的接近开关，所述送杆机11的两端分别设置有接近开关，所述凿岩机进给机构2上设置有用于测量打孔深度的编码器，所述送杆机扭紧机构111、送杆机11和注浆管113上均设置有压力传感器。

本发明所述凿岩机补偿梁21上的拉线位移传感器用于测量凿岩机补偿梁21的位置。

本发明所述送杆机11上的拉线位移传感器用于测量送杆机11的位置。

本发明所述送杆机补偿梁12上的拉线位移传感器用于测量送杆机补偿梁21的位置。

本发明所述翻转梁机构1上设置有两个用于限定其旋转角度的接近开关用于实现翻转梁机构1旋转到施工位，以及翻转梁机构1旋转到初始位。

本发明所述送杆机11的两端分别设置有接近开关，其中靠近注浆管113一端的接近开关用于实现注浆管113的复位，靠近锚杆夹紧机构112的一端的接近开关用于当送杆机补偿梁12移至预设位置即接近开关位置时，锚杆夹紧机构112松开锚杆。

本发明所述送杆机扭紧机构111上设置的压力传感器用于测量锚杆锁紧螺母的锁紧压力。

本发明所述送杆机11上设置的压力传感器测量注浆管113沿钻孔前进时的前进压力。

本发明所述注浆管113上设置的压力传感器设置于注浆管113的前进端，用于测量注浆压力。

所述凿岩机补偿梁21用于调整凿岩机进给机构2的位置。

所述送杆机补偿梁12用于调整送杆机11的位置。

实施例2

基于实施例1，一种适用于锚杆车的凿岩机械臂的控制方法，包括以下步骤：

s1:凿岩机进给机构2在凿岩机补偿梁21的辅助下移至待钻孔位置；

s2:凿岩机进给机构2打孔，同时送杆机11移至翻转梁机构1的锚杆存放位，锚杆夹紧机构112夹紧锚杆；

s3:当打孔到设定深度时，凿岩机进给机构2在凿岩机补偿梁21的辅助下移至初始位；

s4:翻转梁机构1开始旋转到施工位，送杆机补偿梁12移至预设位置，锚杆夹紧机构112松开，送杆机11推动锚杆进入钻孔；

s5:当送杆机11把锚杆推至预设位置后，送杆机11上的送杆机扭紧机构111扭紧锚杆锁紧螺母；

s6:注浆管113沿钻孔前进，当前进压力达到设定压力时，开始注浆，当注浆压力达到设定压力后，注浆管113退至初始位，同时送杆机11和送杆机补偿梁12均推至初始位，翻转梁机构1旋转回原位。

本发明一种适用于锚杆车的凿岩机械臂及其控制方法，通过将钻孔、夹取锚杆、推送锚杆、注浆、扭紧一系列动作自动化完成，降低了操作难度，提高了安装效率。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。