自动送杆的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，具体是一种自动送杆的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。
3.例如公开号为cn 209308720 u的中国专利文献公开了一种锚杆机的换杆装置，包括推进梁、液压凿岩机，推进梁的一侧设有用于存放钻杆或锚杆的锚杆仓，在推进梁上沿前后方向设有滑动导轨；凿岩机与滑动导轨滑动连接；推进梁上设有装杆装置，锚杆仓上设有抓杆装置，装杆装置将锚杆仓中的钻杆或锚杆转移到凿岩机前端，抓杆装置通过抓手将卡钳装置上的钻杆抓起；锚杆仓包括防护罩、马达、前储杆盘和后储杆盘，前储杆盘和后储杆盘之间连接有中心轴，前储杆盘和后储杆盘周向上设有用于容纳钻杆或锚杆的凹槽，马达带动前储杆盘和后储杆盘进行摆动。该换杆装置使锚杆机实现锚杆和凿岩作业之间切换，实现锚杆台车的多功能化。其中，抓杆装置固定安装在推进梁的侧面，处于推进梁和锚杆仓之间，在输送杆件时，通过多轴运动变化以及抓手的开闭合实现杆件的输送，达到了自动输送杆件的目的，较传统人工提高了作业效率和生产安全性。但由于抓杆装置占据一定的体积，延长了锚杆仓离推进梁的安装距离，导致在作业时，振动被放大，影响锚杆仓的工作稳定性。
4.且抓杆装置至少存在两个维度以上的变化，例如抓手处的开闭合，以及摆臂相对基座的旋转，多个维度需要配置不同驱动机构(气缸或电机)，增加整机重量，且只要一个维度精度不够，将导致无法夹取杆件或杆件安装不到位，设备稳定性较差。
5.同样如公开号为cn 207863988 u的中国专利文献公开了一种锚杆钻机作业系统，其中的固定部同样为抓手结构，而抓手结构一般配置有相应的气缸或者电机来实现开闭合，若就近设置，体积过大，且抓手自身开闭合也占据了部分体积；若通过管路或线材(电线)远距离控制，但管路或线材需要留置出较大的空间用于布置。隧道施工时容易产生粉尘或其他颗粒，容易导致抓手出现卡死或其他故障，一旦抓手出现故障，在转运过程中，将导致杆件无法正确安装或将杆件从锚杆库中顶脱，严重影响作业效率。


技术实现要素：

6.本技术提供了一种高稳定性的自动送杆的锚杆库。
7.一种自动送杆的锚杆库，包括：
8.支撑杆，其沿着第一方向延伸；
9.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；
10.送杆组件，其安装在所述支撑杆上，包括设置于所述锚杆内侧并可沿转盘径向推动锚杆使其脱离转盘的推块，所述推块具有磁性，在锚杆脱离转盘后通过磁吸限制所述锚杆。
11.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。
12.可选的，所述送杆组件包括驱动所述推块的举升架，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。
13.可选的，所述支撑杆的内部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。
14.可选的，所述送杆组件为至少两套，相邻滑块之间通过连杆连接。
15.可选的，所述推块包括两块与所述第一摆杆和第二摆杆铰接的夹板以及位于两夹板之间具有磁性的芯块，所述芯块一端与第二摆杆铰接，另一端与第一摆杆脱离，两夹板与第一摆杆的铰接处设置有拨动芯块使其脱离锚杆的拨杆。
16.可选的，两块夹板形成容纳锚杆的凹槽，芯块的表面固定安装有磁钢。
17.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的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支撑杆阻止锁止件转动的制动臂。
18.可选的，所述支撑杆具有与所述转盘配合的圆周面，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。
19.可选的，所述支撑杆相对转盘为偏心设置，所述支撑杆上设置有与所述转盘转动配合的定位座。
20.本技术的锚杆库中的送杆组件处于环形转盘内，且送杆组件在一平面内顶推结构代替传统的多维度旋转抓取结构，精度和工作稳定更高。并且与杆件接触方式为磁吸式，省去了抓手处的开闭合动作，进一步提高了工作稳定性。
21.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：
22.推进梁，其沿第一方向延伸；
23.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；
24.锚杆库，其固定于所述推进梁的一侧，用于将锚杆输送至注浆管的前方。
25.本技术的具有该锚杆库的锚杆台车的操作臂，将送杆组件设置在转盘内，缩短了锚杆库与推进梁的安装距离，降低了振动影响，缩小了装置体积。
附图说明
26.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；
27.图2为本技术一实施例的锚杆库的立体视图；
28.图3为图2的变化状态视图；
29.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；
30.图5为图4状态下的锚杆库中送杆组件处的剖面视图；
31.图6为图4的变化状态图；
32.图7为图6状态下的锚杆库中送杆组件处的剖面视图；
33.图8为本技术一实施例的锚杆处于安装位的示意图；
34.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；
35.图10为图9的变化状态视图；
36.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；
37.图12为本技术一实施例的锚杆库中推块处的剖面视图；
38.图13为图12中a部放大图；
39.图14为图13的变化状态视图；
40.图15为本技术实施例二的推块的结构视图；
41.图16为图15的爆炸视图；
42.图17为本技术实施例一的推块的结构视图；
43.图18为本技术一实施例的锚杆库中转盘处的结构视图；
44.图19为图18的正视图；
45.图20为图19中b部放大视图；
46.图21为图20的变化状态视图。
47.图中附图标记说明如下：
48.1、锚杆库；2、推进梁；3、注浆组件；4、锚杆；
49.11、支撑杆；12、转盘；13、送杆组件；
50.111、滑块；112、定位座；1121、避让槽；113、油缸；114、连杆；
51.121、槽口；122、锁止件；1221、夹臂；1222、制动臂；123、弹性件；
52.131、第一摆杆；132、第二摆杆；133、驱动杆；
53.134、推块；1342、夹板；1343、芯块；1344、拨杆；1345、缺口；1346、螺母；
54.1347、拉线；1348、凹槽；1349、磁钢。
具体实施方式
55.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。
56.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。
57.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。
58.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。
59.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，提高作业效率。
60.请参阅图1～图11，锚杆库1包括支撑杆11、转盘12和送杆组件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。
61.转盘12为环形且为若干个，且间隔地穿套在支撑杆11上，转盘12能够沿平行于第一方向的轴线转动，其用于存储各种杆件，例如钻杆等，该类杆件均为铸铁或其他磁性材料制成，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的外周侧设置有阻止锚杆4脱离的锁止装置，并配合多个转盘12稳定固定较长的锚杆4。
62.送杆组件13活动安装于支撑杆11上，送杆组件13可以是多连杆机构或剪叉机构，其包括设置一具有磁性的推块134，推块134处于锚杆4的内侧，并能够相对支撑杆11的径向远离或靠近并具有工作态和等待态，具体的为：
63.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，通过磁性吸合的方式拾取并固定转盘12上的一锚杆4，继续运动，顶推该锚杆4脱离转盘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。
64.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顶推时吸合固定。
65.本技术的锚杆库中的送杆组件13的推块134的运动轨迹为一平面，且该平面与锚杆4轴线以及最终安装位重合，整个运动变化过程处于该平面上，单一维度上的变化，且送杆组件13的运动过程存在一极限位置，该极限位置即为锚杆4的最终安装位，较传统垂直于锚杆4的抓手结构，精确度更高，且维度变化少，工作稳定性更高。且由于运动轨迹与锚杆4处于同一平面，配合磁吸方式固定锚杆4，省去了现有的抓手开闭合结构，及调整抓手与锚杆的相对位置的操作，避免抓手故障导致锚杆脱落或安装不到位，进一步提高了工作稳定性。
66.且锚杆库中的送杆组件13在等待态时，处于锚杆4和支撑杆11之间，较现有的抓杆装置设置在锚杆库外部的结构，缩短了与推进梁的安装距离，缩短了力臂，相同的振动下，受力更小，提高了锚杆库与推进梁连接稳定性，并且缩小了操作臂的体积。
67.请参阅图4～图8，在其中一实施例中，送杆组件13包括驱动推块134的举升架，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。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上的驱动装置促使驱动杆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。
68.在其中一实施例中，支撑杆11上设置有由油缸113驱动的滑块111，滑块111与驱动杆133铰接。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。
69.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。
70.推块134具有磁性，其具体的结构如下：
71.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。
72.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：
73.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；
74.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。
75.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上还固定连接有拉线1347，拉线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)。
76.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，拉线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。
77.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。
78.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。
79.请再次参阅图19～图21，在其中一实施例中，支撑杆11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与支撑杆11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。
80.在其中一实施例中，支撑杆11相对转盘12为偏心设置，支撑杆11上设置有与转盘12转动配合的定位座112，留置出送杆组件13的安装空间，且促使转盘转动的机构或组件可安装在定位座112上，使得锚杆库1的结构更加紧凑。
81.本技术的锚杆库将送杆组件设置在转盘与支撑杆之间，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，只需一个驱动装置即可实现送杆作业，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推块来吸合拾取锚杆，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。
82.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。
83.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。