锚杆库及具有该锚杆库的锚杆台车的操作臂的制作方法

1.本技术涉及隧道施工技术领域，具体是一种锚杆库及具有该锚杆库的锚杆台车的操作臂。


背景技术：

2.锚杆台车是用于钻孔、锚杆注浆支护的一体化可移动载具设备，现有的锚杆台车大多配置有储存和转运钻杆或锚杆的锚杆库，用于向钻孔组件或注浆组件输送钻杆或锚杆，替代了传统的人工更换杆件操作，提高了在隧道作业时的安全性，以及作业效率。大多锚杆台车所配置的锚杆库多为旋转盘的形式，环绕固定有多根杆件，并通过旋转的方式来将对应的杆件转至工作位，但是现有的旋转盘式的锚杆库的转动角度不够准确或与之对应的送杆组件无联动，一旦误操作，容易损坏设备或元件，影响作业效率。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种锚杆库，解决了锚杆库转动角度不够准确的问题。
4.一种锚杆库，包括：
5.支撑杆，其沿着第一方向延伸；
6.若干环形的转盘，其间隔地穿套在所述支撑杆上，可绕一平行所述第一方向的轴线转动，使用时所述锚杆卡在转盘的外周侧；
7.驱动装置，其用于驱使所述转盘绕所述轴线转动；
8.送杆组件，其设置于所述支撑杆上，包括位于锚杆内侧用于推动其脱离转盘并将其送至设定位置的推块，所述推块复位时，所述驱动装置驱使所述转盘转动，使得下一锚杆就位。
9.以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
10.可选的，所述驱动装置包括日内瓦传动组件，所述日内瓦传动组件包括日内瓦公轮和日内瓦母轮，所述转盘的内周侧设置有与日内瓦母轮啮合的内齿圈。
11.可选的，所述支撑杆上间隔设置有若干个与转盘转动配合的定位座，所述日内瓦传动组件设置在所述定位座上。
12.可选的，所述定位座上安装有与日内瓦公轮同步转动的棘轮，所述棘轮具有与定位座转动配合的转轴，所述转轴上穿套有一驱动轮，驱动轮和转轴之间设置有复位件，并通过一拉线与送杆组件连动；所述驱动轮上设置有与所述棘轮啮合的棘爪，以驱动棘轮仅能够单向转动。
13.可选的，所述棘轮和日内瓦公轮同轴设置，并且设置于定位座的两侧。
14.可选的，所述转盘的外周侧设置有若干容纳锚杆的槽口以及阻止锚杆脱离槽口的锁止机构，所述锁止机构包括转动安装在所述支撑杆锁止件以及作用于所述锁止件的弹性
件，所述锁止件具有与槽口的一侧配合用于夹紧锚杆的夹臂以及抵靠定位座阻止锁止件转动的制动臂。
15.可选的，所述定位座具有与转盘配合的圆周面，所述圆周面对应其中一个槽口的位置设有避让所述制动臂的避让槽。
16.可选的，所述送杆组件驱动所述推块的举升架，
17.所述举升架包括一端与支撑杆铰接、另一端与推块铰接的第一摆杆和第二摆杆，以及一端与第一摆杆铰接、另一端与支撑杆滑动配合的驱动杆；
18.所述推块具有磁性，在锚杆脱离转盘后通过磁吸的方式限制所述锚杆。
19.可选的，所述支撑杆上设置有由油缸驱动的沿第一方向移动的滑块，所述滑块与驱动杆铰接；
20.所述驱动装置通过拉线与滑块连动。
21.本技术的锚杆库设置有日内瓦传动组件来实现转盘旋转角度的一致性和准确性，并且与送杆组件联动，提高了自动化程度。
22.本技术还提供了一种具有上述任一锚杆库的锚杆台车的操作臂，包括：
23.推进梁，其同样沿着第一方向延伸；
24.注浆组件，其滑动安装在所述推进梁上，可沿第一方向往复滑移，包括对接锚杆将其送入锚杆安装孔的注浆管；
25.锚杆库，其固定于所述推进梁的一侧，用于存储锚杆并将锚杆输送至注浆管的前方。
26.本技术的具有该锚杆库的锚杆台车的操作臂，其能够自动装填锚杆。
附图说明
27.图1为本技术一实施例的具有锚杆库的锚杆台车的操作臂的立体视图；
28.图2为本技术一实施例的锚杆库的立体视图；
29.图3为图2的变化状态视图；
30.图4为本技术一实施例的锚杆库中送杆组件处的结构视图；
31.图5为图4状态下的锚杆库中送杆组件处的剖面视图；
32.图6为图4的变化状态图；
33.图7为图6状态下的锚杆库中送杆组件处的剖面视图；
34.图8为本技术一实施例的锚杆处于安装位的示意图；
35.图9为本技术一实施例的锚杆库中送杆组件处于等待态的示意图；
36.图10为图9的变化状态视图；
37.图11为本技术一实施例的锚杆库中送杆组件处于工作态的示意图；
38.图12为本技术一实施例的锚杆库中推块处的剖面视图；
39.图13为图12中a部放大图；
40.图14为图13的变化状态视图；
41.图15为本技术实施例二的推块的结构视图；
42.图16为图15的爆炸视图；
43.图17为本技术实施例一的推块的结构视图；
44.图18为本技术一实施例的锚杆库中转盘处的结构视图；
45.图19为图18的正视图；
46.图20为图19中b部放大视图；
47.图21为图20的变化状态视图；
48.图22为本技术一实施例的锚杆库中日内瓦传动组件安装视图；
49.图23为图22对向一侧的结构视图；
50.图24为本技术一实施例的锚杆库中日内瓦传动组件的结构视图；
51.图25为本技术一实施例的锚杆库中日内瓦传动组件的爆炸图；
52.图26为本技术一实施例的锚杆库中传动杆的安装视图。
53.图中附图标记说明如下：
54.1、锚杆库；2、推进梁；3、注浆组件；4、锚杆；
55.11、支撑杆；12、转盘；13、送杆组件；14、日内瓦传动组件；
56.111、滑块；112、定位座；1121、避让槽；113、油缸；114、连杆；
57.121、槽口；122、锁止件；1221、夹臂；1222、制动臂；123、弹性件；
58.131、第一摆杆；132、第二摆杆；133、驱动杆；
59.134、推块；1342、夹板；1343、芯块；1344、拨杆；1345、缺口；1346、螺母；
60.1347、牵引线；1348、凹槽；1349、磁钢；
61.141、日内瓦公轮；142、日内瓦母轮；143、棘轮；144、棘爪；145、转轴；146、驱动轮；147、复位件；148、拉线；149、环槽；
62.150、销轴；151、双勾弹簧；152、传动杆。
具体实施方式
63.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
64.需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
65.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
66.本技术中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、次序。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
67.如图1所示，本技术提供一种用于存储和转运锚杆的锚杆库1，锚杆库1配套安装在锚杆台车的操作臂上，该操作臂至少还包括有注浆组件3和推进梁2。其中，推进梁2沿第一
方向延伸，其前端用于抵靠岩壁并相对固定；注浆组件3滑动安装在推进梁2上，并可沿第一方向滑动；锚杆库1固定安装在推进梁2的一侧，并能够将锚杆4输送至注浆组件3的前方，注浆组件3随即与该锚杆4对接安装，并向岩壁的孔洞送入锚杆4，再进行注浆作业，省去人工更换锚杆4的操作，提高作业效率。
68.请参阅图1～图3、图22～图25，锚杆库1包括支撑杆11、转盘12、驱动转盘12转动的驱动装置及送杆组件13。其中，支撑杆11为直杆件，沿第一方向延伸，且固定安装在推进梁2的一侧。
69.转盘12为环形并能够绕一平行于第一方向的轴线转动，正常工作时，用于存储各种杆件，例如钻杆等，在本实施例中杆件为锚杆4，详细的存储结构为多根锚杆4卡嵌在转盘12的外周侧上，转盘12为若干个且间隔地穿套在支撑杆11上，给予较长的锚杆4良好的支撑固定，避免锚杆4受重力而弯曲变形。
70.送杆组件13设置在支撑杆11上，包括位于锚杆内侧用于推动其脱离转盘12并将其送至设定位置的推块134，推块134复位时，驱动装置驱使转盘12转动，使得下一锚杆4就位。
71.驱动装置用于驱使转盘12转动，将锚杆4旋转至送杆组件13对应所需的位置处，详细的驱动装置可以是步进电机配合涡轮、蜗杆结构驱动转盘12转动一定角度，且与送杆组件13的回位控制可通过一些电气元件联锁控制。提高了转盘12转动角度的精确度，以及实现了转盘12与送杆组件13的联动，提高了自动化水平，避免送杆组件13未夹取到锚杆4或撞击到锚杆4使其脱落等意外事故。
72.在其中一实施例中，驱动装置还可以是包括日内瓦传动组件14，而该组件包括日内瓦公轮141和日内瓦母轮142，转盘12的内侧周设置有与日内瓦母轮142啮合的内齿圈，具体的传动过程为：日内瓦公轮141旋转一周，日内瓦母轮142旋转一定角度，例如90
°
，再根据日内瓦母轮142与转盘12的齿数比来控制转盘12的旋转角度。优选的实施例中，如图26所示，多个日内瓦母轮142之间通过传动杆152固定连接，实现若干个转盘12之间的同步转动。日内瓦公轮141地转动可依靠电机驱动或其他机械机构连动。
73.本技术的锚杆库1设置有日内瓦传动组件14来对转盘12的旋转角度进行精确分度，较传统的电机控制转盘旋转结构，齿轮啮合配合上日内瓦传动结构，使得单次旋转角度精度更高。且相应的角度控制可以通过改变日内瓦母轮142的开槽数量来实现，方便可靠。依靠日内瓦传动组件14的精确分度的特性，保证了转盘12每次旋转角度的一致性，同样使得锚杆4能够旋转就位至送杆组件13所需位置，不易发生锚杆4被顶脱或送杆组件13未拾取锚杆4的意外事故，整体运行更稳定。
74.在其中一实施例中，支撑杆11上间隔地设置有若干个与转盘12转动配合的定位座112，详细的为转盘12套设在定位座112的外周上，日内瓦传动组件14固定安装在定位座112上。定位座112能够与支撑杆11偏心或同心设置，优选的实施例为偏心设置，该结构可留置出在支撑杆11和锚杆4之间的空间，供送杆组件13和日内瓦传动组件14或者其他驱动装置安装，节省空间。
75.请再次参阅图22～图25，在其中一实施例中，定位座112上安装有与日内瓦公轮141同步转动的棘轮143，棘轮143具有与定位座112转动配合的转轴145，转轴145与日内瓦公轮141相对固定，且转轴145上穿套有一驱动轮146，驱动轮146和转轴145之间设置有复位件147(例如扭簧)，并通过一拉线148与送杆组件13连动；驱动轮146上设置有与棘轮143啮
合的棘爪144，以驱动棘轮143仅能够单向转动。
76.驱动轮146与送杆组件的联动方式为：驱动轮146的外周开设有供拉线148环绕穿设并固定的环槽149，拉线148能够牵拉带动驱动轮146旋转，或驱动轮146依靠复位件147旋转复位来促使拉线148复位。具体的工作过程为：
77.送杆组件13即将回位完成时，促使拉线148沿一方向运动，带动驱动轮146沿一方向旋转，驱动轮146上的棘爪144抵靠棘轮143同向旋转，则通过转轴145带动日内瓦公轮141旋转并最终驱动转盘12旋转；完成上述操作后，依靠复位件147促使驱动轮146相对转轴145反向旋转复位并牵动拉线148复位，在此期间，棘轮143与转轴145均固定不动，棘爪144于棘轮145的配合能够限制日内瓦公轮141反向旋转，避免转盘12发生反向旋转而引发意外事故。
78.在其中一实施例中，定位座112靠日内瓦传动组件14一侧穿设固定一销轴150，销轴150与日内瓦公轮141两者之间固定安装有用于驱动日内瓦公轮141复位的双勾弹簧151，协助日内瓦传动组件14快速复位。
79.在其中一实施例中，棘轮143和日内瓦公轮141同轴设置，并且设置于定位座112的两侧，最大程度利用定位座112的安装空间，减小定位座112在径向方向的尺寸，最终缩小锚杆库1的径向尺寸，结构紧凑。
80.如图18～图21所示，在其中一实施例中，转盘12的外周侧设置有若干容纳锚杆4的槽口121以及阻止锚杆4脱离槽口121的锁止机构，锁止机构包括转动安装在支撑杆11的锁止件122以及作用于锁止件122的弹性件123，锁止件122具有与槽口121的一侧配合用于夹紧锚杆4的夹臂1221以及抵靠支撑杆11阻止锁止件122转动的制动臂1222。其中，请特别参阅图19，夹臂1221依靠弹性件123伸入槽口121而具有限制锚杆4脱出的锁止态，以及推块134顶推锚杆4后驱使锁止件122退出槽口121的释锁态，同时压缩弹性件123。该锁止装置有效限制除在推块134运动轨迹上以外的锚杆4脱离，避免操作臂作业时锚杆4脱落。
81.请再次参阅图19～图21，在其中一实施例中，定位座112具有与转盘12配合的圆周面，圆周面对应其中一个槽口121的位置设有避让制动臂1222的避让槽1121。避让槽1121用于留置出制动臂1222的活动间隙，便于锁止件122与推块134配合完成释锁操作；而制动臂1222与定位座112除在避让槽1121处的外周面始终相抵，促使锁止件122始终处于锁定态，避免因作业振动或重力作用而脱落，进一步提高装置工作稳定性。
82.在其中一实施例中，送杆组件13包括位于锚杆内侧用于推动其脱离转盘12的推块134以及驱动推块134的举升架，推块134具有磁性，在锚杆4脱离转盘12后通过磁吸的方式限制锚杆4；举升架包括一端与支撑杆11铰接、另一端与推块134铰接的第一摆杆131和第二摆杆132，以及一端与第一摆杆131铰接、另一端与支撑杆11滑动配合的驱动杆133。推块134能够相对支撑杆11的径向远离或靠近并具有工作态和等待态，具体的为：
83.请重点参阅图7、图9～图11，工作态，推块134远离支撑杆11的方向运动并形成一运动轨迹，该运动轨迹所扫略形成一平面，该平面与锚杆4、及锚杆4的最终安装位重合，运动过程中，拾取并固定转盘12上的一锚杆4，继续运动，取下锚杆4并转盘12直至到达送杆组件13的极限位置，该极限位置为最终安装位，方便后续对接安装。
84.等待态，推块134贴近支撑杆11且处于锚杆4和支撑杆11之间。推块134在工作态和等待态之间切换，其中，对接安装锚杆4后，推块134从工作态向等待态运动变化并处于锚杆
4和支撑杆11之间时，转盘12旋转，将新的锚杆4旋转至工作态对应的所在平面处，便于推块134拾取固定锚杆4。
85.第一摆杆131、第二摆杆132、推块134和支撑杆11构成了四连杆机构，推块134从等待态向工作态运动变化时，驱动杆133藉由设置在锚杆库1上的驱动设备促使驱动杆133沿支撑杆11滑动，使得第一摆杆131旋转运动，通过四连杆机构驱使推块134远离支撑杆11，整个运动过程中，推块134始终与锚杆4保持平行。锚杆4对接安装后，驱动杆133反向滑动，促使送杆组件13从工作态向等待态变化。由于第一摆杆131和第二摆杆132均有一端固定，使得锚杆4的运动过程为斜向前端推送，使得锚杆库1能够相对推进梁2尽量靠后端设置，较现有的锚杆库，前端留置出更多的空间，避免作业时与岩壁碰撞。
86.磁性吸合的方式，使得在拾取锚杆4时，允许存在一定间隙误差，便于生产制造及装配。且省去了传统卡爪结构的开闭合动作，结构简单。其具体的结构如下：
87.请参阅图17，实施例一：推块134包括两块与第一摆杆131和第二摆杆132铰接的夹板1342以及位于两夹板1342之间具有磁性的芯块1343，芯块1343的上表面始终与锚杆4的轴向方向平行，由于锚杆4为圆柱状，此时接触时为线接触，无论固定拾取或是脱离锚杆4，较传统的夹取结构，无任何其他动作，结构简单，稳定性高。
88.请参阅图12～图16，实施例二：推块134包括两块与第一摆杆131和第二摆杆132铰接的夹板1342以及位于两夹板1342之间具有磁性的芯块1343，芯块1343一端与第二摆杆132铰接，另一端与第一摆杆131脱离，两夹板与第一摆杆131的铰接处设置有拨动芯块1343使其脱离锚杆4的拨杆1344。芯块1343具有：
89.吸合态，芯块1343与锚杆4轴线方向保持平行，由于锚杆4为圆柱状，此时为线接触；
90.分离态，芯块1343经由拨杆1344拨动旋转，与锚杆4的轴向方向成一定夹角，接触时为点接触。
91.芯块1343只有在锚杆4被推送并对接安装后，依靠拨杆1344旋转部分脱离锚杆4并处于分离态，减弱于锚杆4的磁性吸合力，更方便脱离，不会在推块134脱离瞬间对锚杆4产生较强的作用力而使其弯曲。在其余状态下，芯块1343复位并处于吸合态，随时吸合固定锚杆4。在本实施例中，详细的结构为：芯块1343在第二摆杆132处开设有一缺口1345，拨杆1344上螺纹连接有始终伸入缺口1345的螺母1346，拨杆1344上还固定连接有牵引线1347，牵引线1347绕过拨杆1344上方并穿设布置在第二摆杆132内，并依靠设置在锚杆库1上的驱动元件(例如气缸或油缸)拉拽旋转拨杆1344；芯块1343在第一摆杆131处设置有用于回位至吸合态的扭簧(图未示)。
92.具体的工作原理为：芯块1343依靠扭簧始终处于吸合态，当锚杆4对接安装到位后，牵引线1347在驱动元件的驱动下促使拨杆1344旋转，螺母1346抵靠缺口1345的内壁，牵动其旋转并处于分离态。
93.请特别参考图15和图17，在实施例一和实施例二的基础上，两块夹板1342形成容纳锚杆4的凹槽1348，芯块1343的表面固定安装有具有磁性吸力的磁钢1349，凹槽1348包覆锚杆4的部分外周，使得锚杆4与推块134固定更加紧固，优选的方案中，靠下方的夹板1342垂直芯块1343延伸，促使凹槽1348呈“l”型，便于与锚杆4接近时，依靠磁性吸合固定，且提供一部分抵消重力的支持力。夹板1342的延伸部分固定安装有磁钢1349，使得锚杆4一处的
1/4外圆面受到较大的磁性吸力，进一步提高连接稳定性。其中，磁钢1349通过紧固件固定在夹板1342和芯块1343上，方便更换维护。
94.在其中一实施例中，支撑杆11上设置有由油缸113驱动的沿第一方向移动的滑块111，滑块111与驱动杆133铰接；拉线148的一端与滑块111连接。其中，滑块111沿第一方向滑动于支撑杆11上，使得驱动杆133运动变化。优选的实施例中，支撑杆11为空心杆件，滑块111滑动安装在支撑杆11内部，相应的油缸113也可安装在支撑杆11内部，缩小锚杆库1的体积，且支撑杆11可作为滑块111的滑动导向件。拉线148可以绕过设置在支撑杆11上固定销(图未示)与滑块111连接，送杆组件13回位时，滑块111移动并牵动拉线148最终驱动转盘12旋转，使下一锚杆4就位。
95.请再次参阅图2和图5，在其中一实施例中，送杆组件13为至少两套，相邻滑块111之间通过连杆114连接，使得多套送杆组件13能够同步运动；两套送杆组件13提供锚杆4较好的支撑固定，避免锚杆4在转运过程中滑脱或受重力发生弯曲后无法准确对接安装。
96.本技术的锚杆库将送杆组件设置在存储架与支撑杆之间，较传统设置在锚杆库外的抓杆装置，缩短了与推进梁的安装距离，减小了振动带来的影响，提高了操作臂的工作稳定性。且送杆组件的运动轨迹为一平面，该平面与锚杆，及锚杆的最终安装位重合，使得送杆更加精准，且送杆组件为多连杆机构，杆件之间相互关联，只需一个驱动设备即可实现送杆作业，相较于传统的多维度抓手机构，结构更加简单，稳定性更高。并且设置带有磁力的固定座来吸合拾取锚杆，代替现有的抓手结构，省去了开闭合动作，连接固定方式简单可靠，提高作业稳定性。
97.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。
98.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。