一种用于锚杆台车的复合钻臂的制作方法

1.本实用新型属于隧道施工技术领域，具体为一种用于锚杆台车的复合钻臂。


背景技术：

2.锚杆支护作业的工序通常有钻孔、注浆、锚杆安装三个阶段。钻孔工序一般由人工使用风炮或者凿岩台车完成，钻孔完成后由钢架载人或者吊篮车载人进行锚杆安装工序和注浆工序，整个过程需要多次更换人员和设备。所以，改进现有锚杆台车，使其能够集钻孔、注浆、锚杆安装功能于一体，是很有实用价值的。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于：提供了一种用于锚杆台车的复合钻臂，解决了现有锚杆支护作业步骤繁琐、施工效率低的问题，优点是集钻孔、注浆、锚杆安装功能于一体，有利于我国隧道施工朝机械化、高效、安全的方向发展。
4.本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：
5.一种用于锚杆台车的复合钻臂，包括主臂，主臂上设有换位托盘，换位托盘上设有旋转的托盘转体，换位托盘与托盘转体之间设有两级换位组件，托盘转体上设有钻孔组件、送卷组件和锚杆组件。
6.进一步的，所述的托盘转体包括前托盘、中托盘和后托盘，前托盘、中托盘和后托盘分别连接在托盘中心轴上，托盘中心轴旋转设在换位托盘上，前托盘、中托盘和后托盘上均设有钻孔梁托盘面、送卷梁托盘面和锚杆梁托盘面。
7.进一步的，所述的钻孔组件和锚杆组件均滑动设在托盘转体上，钻孔组件与托盘转体的前端之间设有第一补偿油缸，锚杆组件与托盘转体的前端之间设有第二补偿油缸，送卷组件固定在托盘转体上，托盘转体的后端设有支撑油缸。
8.进一步的，所述的主臂与螺线摆动油缸连接，螺线摆动油缸与过渡拐臂连接，换位托盘旋转设在过渡拐臂上，换位托盘与过渡拐臂之间设有托盘摆动油缸。
9.进一步的，所述的两级换位组件为双活塞杆油缸，双活塞杆油缸的长活塞杆与换位托盘铰接，双活塞杆油缸的短活塞杆与托盘转体铰接。
10.进一步的，所述的主臂包括主臂外臂，主臂外臂与举臂油缸铰接，举臂油缸与后铰接头铰接，后铰接头与主臂座铰接，主臂外臂与臂座铰接头铰接，臂座铰接头与主臂座铰接，主臂外臂内套设有主臂内臂，主臂外臂与主臂内臂之间连接有伸缩油缸，主臂内臂与平动油缸铰接，平动油缸与前铰接头铰接，前铰接头与托盘座铰接，托盘座与托盘座铰接头铰接，托盘座铰接头与主臂内臂铰接，托盘座与换位托盘连接。
11.进一步的，所述的钻孔组件包括钻孔导轨，钻孔导轨上由前至后依次设有夹持器、扶钎器、钻孔动力头和钻孔卷管组件，夹持器固定在钻孔导轨的前端，扶钎器、钻孔动力头和钻孔卷管组件滑动设在钻孔导轨上，钻孔导轨通过钻孔推进油缸与扶钎器、钻孔卷管组件连接，前端的钻孔钢丝绳与钻孔动力头的前端连接，前端的钻孔钢丝绳绕过扶钎器上的
前滑轮后与钻孔导轨的后端连接，后端的钻孔钢丝绳与钻孔动力头的后端连接，后端的钻孔钢丝绳绕过钻孔卷管组件上的后滑轮后与钻孔导轨的前端连接，钻孔导轨的侧部设有钻孔机械手，钻孔动力头与钻杆连接，钻杆穿设在夹持器和扶钎器内。
12.进一步的，所述的送卷组件包括送卷底座，送卷底座的前端设有送卷机构，送卷底座上设有位于送卷机构后方的扶正器，送卷直管穿设在送卷机构和扶正器内。
13.进一步的，所述的锚杆组件包括锚杆导轨，锚杆导轨由前至后依次滑动设有前滑板、锚杆动力头和锚杆卷管组件，锚杆导轨通过锚杆推进油缸与前滑板、锚杆卷管组件连接，前端的锚杆钢丝绳与锚杆动力头的前端连接，前端的锚杆钢丝绳绕过前滑板上的前滑轮后与锚杆导轨的后端连接，后端的锚杆钢丝绳与锚杆动力头的后端连接，后端的锚杆钢丝绳绕过锚杆卷管组件上的后滑轮后与锚杆导轨的前端连接，锚杆导轨的侧部设有锚杆机械手，锚杆动力头与锚杆连接。
14.本实用新型的有益效果：是一种集钻孔、注浆、锚杆安装功能于一体的新型复合钻臂，配备这种复合钻臂的锚杆台车，施工效率和安全性得到很大的提高，为我国隧道的机械化、高效、安全建设提供支持。
15.前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；并且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。
附图说明
16.图1为本实用新型的三维结构示意图。
17.图2为本实用新型的换位托盘的主视图。
18.图3为本实用新型的换位托盘钻孔位的示意图。
19.图4为本实用新型的换位托盘送卷位的示意图。
20.图5为本实用新型的换位托盘锚杆位的示意图。
21.图6为本实用新型的主臂的主视图横截面。
22.图7为本实用新型的钻孔组件的三维结构示意图。
23.图8为本实用新型的送卷组件的三维结构示意图。
24.图9为本实用新型的锚杆组件的三维结构示意图。
25.图中：1-主臂，2-换位托盘，3-钻孔组件，4-送卷组件，5-锚杆组件，6-前托盘，7-中托盘，8-后托盘，9-托盘中心轴，10-支撑油缸，11-螺线摆动油缸，12-过渡拐臂，13-托盘摆动油缸，14-双活塞杆油缸，15-钻孔梁托盘面，16-送卷梁托盘面，17-锚杆梁托盘面，18-长活塞杆，19-短活塞杆，20-第一补偿油缸，21-第二补偿油缸，22-主臂外臂，23-举臂油缸，24-后铰接头，25-主臂座，26-臂座铰接头，27-主臂内臂，28-平动油缸，29-前铰接头，30-托盘座，31-托盘座铰接头，32-伸缩油缸，33-前铜滑板，34-后铜滑板，35-钻孔导轨，36-扶钎器，37-钻孔动力头，38-钻孔卷管组件，39-滑动压板，40-钻孔推进油缸，41-钻孔钢丝绳，42-钻孔机械手，43-夹持器，44-钻孔锚杆，45-送卷底座，46-送卷机构，47-扶正器，48-送卷直管，49-锚杆导轨，50-锚杆动力头，51-锚杆推进油缸，52-锚杆钢丝绳，53-锚杆卷管组件，54-前滑板，55-锚杆机械手，56-锚杆，57-前顶座。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
27.参考图1～图9所示，一种用于锚杆台车的复合钻臂，包括主臂1、换位托盘2、托盘转体、钻孔组件3、送卷组件4和锚杆组件5。换位托盘2负责切换钻孔组件3、送卷组件4和锚杆组件5的工作位置，其中钻孔组件3的作用是钻用于锚杆安装的孔，送卷组件4的作用是将树脂卷或水泥卷等固化剂送入孔中，锚杆组件5的作用是将锚杆装入孔中并锁紧。
28.托盘转体包括前托盘6、中托盘7和后托盘8，三个托盘旋转中心同轴，套在托盘中心轴9上，托盘面保持共面，前托盘6、中托盘7和后托盘8分别连接在托盘中心轴9的前、中、后部，托盘中心轴9旋转设在换位托盘2上，实现托盘转体旋转设在换位托盘2上。三个托盘虽然是一个焊接整体，但各自有三个工作托盘面，分别是钻孔梁托盘面15、送卷梁托盘面16和锚杆梁托盘面17。
29.前托盘6侧面和中托盘7侧面各布置有一根相同的双活塞杆油缸14作为两级换位组件，用于钻孔梁托盘面15、送卷梁托盘面16和锚杆梁托盘面17之间的互相切换，双活塞杆油缸14的长活塞杆18与换位托盘2铰接，双活塞杆油缸14的短活塞杆19与托盘转体铰接。
30.双活塞杆油缸14上的长活塞杆18和短活塞杆19都收回时，钻孔梁托盘面15上安装的钻孔组件3中心位置为“工作位置”。钻孔工序完成后，当双活塞杆油缸14上的长活塞杆18伸出时，会将送卷梁托盘面16旋转到原来钻孔梁托盘面15所对应的“工作位置”，进行锚固剂推送工序。然后当双活塞杆油缸14上的短活塞杆19也伸出时，会将锚杆梁托盘面17转动到原来送卷梁托盘面16所对应的“工作位置”，进行锚杆安装工序。
31.钻孔组件3和锚杆组件5均滑动设在托盘转体上，钻孔组件3与托盘转体的前端之间设有第一补偿油缸20，用于将钻孔组件3顶到隧道拱面，锚杆组件5与托盘转体的前端之间设有第二补偿油缸21，用于将锚杆组件5顶到隧道拱面。送卷组件4固定在托盘转体上，托盘转体的后端设有支撑油缸10，用于将整个换位托盘2顶到隧道拱面，起支撑作用。
32.主臂1与螺线摆动油缸11连接，螺线摆动油缸11与过渡拐臂12连接，用于换位托盘2和工作机构整体在主臂1轴线方向的旋转运动。螺线摆动油缸11后端连接在主臂1前端，螺线摆动油缸11前端连接到过渡拐臂12上。换位托盘2旋转设在过渡拐臂12上，换位托盘2与过渡拐臂12之间设有托盘摆动油缸13，用于驱动换位托盘2和工作机构整体由平行于主臂1方向翻转到垂直于主臂1方向，托盘摆动油缸13活塞杆端连接在过渡拐臂12上，托盘摆动油缸13缸筒端连接在托盘中心轴9上。
33.主臂1包括主臂外臂22、举臂油缸23、后铰接头24、主臂座25、臂座铰接头26、主臂内臂27、平动油缸28、前铰接头29、托盘座30、托盘座铰接头31、伸缩油缸32、前铜滑板33和后铜滑板34。
34.主臂外臂22与举臂油缸23铰接，举臂油缸23与后铰接头24铰接，后铰接头24与主臂座25铰接，左右两根举臂油缸23呈三角形布置。主臂外臂22与臂座铰接头26铰接，臂座铰接头26与主臂座25铰接。主臂内臂27与平动油缸28铰接，平动油缸28与前铰接头29铰接，前铰接头29与托盘座30铰接，左右两根平动油缸28也呈三角形布置。托盘座30与托盘座铰接头31铰接，托盘座铰接头31与主臂内臂27铰接，托盘座30与换位托盘2连接。举臂油缸23和平动油缸28通过油管交叉串联后，可实现带动换位托盘2和其上的工作机构进行平行移动的目的。
35.主臂外臂22内套设有主臂内臂27，主臂外臂22与主臂内臂27之间连接有伸缩油缸32，可通过伸缩油缸32推动而伸出或收回。主臂外臂22和主臂内臂27之间设有耐磨的前铜滑板33和后铜滑板34。
36.钻孔组件3包括钻孔导轨35、扶钎器36、钻孔动力头37、钻孔卷管组件38、滑动压板39、钻孔推进油缸40、钻孔钢丝绳41、钻孔机械手42、夹持器43、钻杆44。钻孔导轨35滑动安装在钻孔梁托盘面上，夹持器43、扶钎器36、钻孔动力头37和钻孔卷管组件38由前至后依次设在钻孔导轨35上。
37.夹持器43固定在钻孔导轨35的前端，扶钎器36、钻孔动力头37和钻孔卷管组件38均通过滑动压板39滑动设在钻孔导轨35上。钻孔导轨35通过钻孔推进油缸40与扶钎器36、钻孔卷管组件38连接，钻孔推进油缸40活塞杆端固定在钻孔导轨35后端，缸筒端可以前后运动，钻孔卷管组件38、扶钎器36分别与钻孔推进油缸40缸筒后端、缸筒前端连接。
38.前端的钻孔钢丝绳41与钻孔动力头37的前端连接，前端的钻孔钢丝绳41绕过扶钎器36上的前滑轮后与钻孔导轨35的后端连接，后端的钻孔钢丝绳41与钻孔动力头37的后端连接，后端的钻孔钢丝绳41绕过钻孔卷管组件38上的后滑轮后与钻孔导轨35的前端连接。
39.此种布置方式可实现钻孔动力头37的运动速度是扶钎器36运动速度的两倍，有利于钻孔时保持钻孔锚杆稳定。钻孔导轨35的侧部设有钻孔机械手42，可将一根钻孔锚杆由备用位置移动到钻孔动力头37轴线位置上，实现加钻孔锚杆打较深孔的作用。钻孔动力头37与钻杆44连接，钻杆44穿设在夹持器43和扶钎器36内。夹持器43设于钻孔导轨35前端，用于换杆和退杆时固定钻杆44，并配合钻孔动力头37旋转，以连接或取下钻杆44。
40.送卷组件4包括送卷底座45、送卷机构46、扶正器47、送卷直管48。送卷底座45固定在送卷梁托盘面上，送卷底座45的前端设有送卷机构46，用来将送卷直管48推送进锚杆孔内。送卷底座45上设有位于送卷机构46后方的扶正器47，扶正器47有三组，分别分布在送卷底座45前端、中间和后端，用来支撑送卷直管48。送卷直管48穿设在送卷机构46和扶正器47内，送卷直管48尾部通过管路和安装此复合钻臂的整机上的推送装置相连。
41.锚杆组件5包括滑动压板39、锚杆导轨49、锚杆动力头50、锚杆推进油缸51、锚杆钢丝绳52、锚杆卷管组件53、前滑板54、锚杆机械手55、锚杆56和前顶座57。锚杆导轨49滑动安装在锚杆梁托盘面上，前滑板54、锚杆动力头50和锚杆卷管组件53均通过滑动压板39由前至后依次滑动设在锚杆导轨49上。
42.锚杆导轨49通过锚杆推进油缸51与前滑板54、锚杆卷管组件53连接，前端的锚杆钢丝绳52与锚杆动力头50的前端连接，锚杆推进油缸51活塞杆端固定在锚杆导轨49后端，缸筒端可以前后运动，锚杆卷管组件53、前滑板54分别与锚杆推进油缸51缸筒后端、缸筒前端连接。
43.前端的锚杆钢丝绳52绕过前滑板54上的前滑轮后与锚杆导轨49的后端连接，后端的锚杆钢丝绳52与锚杆动力头50的后端连接，后端的锚杆钢丝绳52绕过锚杆卷管组件53上的后滑轮后与锚杆导轨49的前端连接。锚杆组件的驱动方式与钻孔组件相似。
44.锚杆导轨49的侧部设有锚杆机械手55，可将锚杆56由备用位置移动到锚杆动力头50轴线工作位置上，还可加装锚杆仓，储存多根锚杆56，实现一次安装多跟锚杆56的作用。锚杆动力头50与锚杆56连接，前顶座57设于锚杆导轨49前端，用于支撑整个锚杆组件5。
45.前述本实用新型基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均
为本实用新型可采用并要求保护的实施例。本实用新型方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。
46.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。