一种煤矿用转塔式自动锚杆钻架的制作方法

本发明涉及锚杆支护设备，特别是涉及一种煤矿用转塔式自动锚杆钻架。

背景技术：

1、在目前的巷道支护工艺中，锚杆支护大部分采用机械打孔，人工装填锚固剂并紧固锚杆的作业模式。这样不仅导致巷道成形进度缓慢，而且由于锚杆支护作业在架空区域进行，工作人员的人身安全无法得到保障。在现有的锚杆钻架中，一方面自动化程度较低，多环节仍需人工辅助作业，在增加施工流程的同时，并没有消除既在的安全隐患；另一方面所需要的传动部件较多，增加了机械的故障率，间接增加了生产成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种煤矿用转塔式自动锚杆钻架，以解决上述现有技术存在的问题，降低工作人员的劳动强度，消除存在的安全隐患，同时增加设备的可靠性，提高作业效率。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种煤矿用转塔式自动锚杆钻架，包括固定支撑机构、钻孔机构、注药机构、锚固机构和锚杆仓；所述固定支撑机构包括支撑轴，所述钻孔机构安装于所述支撑轴一侧，能够用于钻取锚杆孔；所述注药机构安装于所述钻孔机构上，能够用于向锚杆孔内注药；所述锚杆机构安装于所述支撑轴另一侧，能够用于安装锚杆；所述锚杆仓安装于所述支撑轴靠近锚杆机构的一侧，能够用于储存锚杆；本发明在使用尽量少的传动部件基础上将钻孔、注药和锚杆三项功能集于一体，并且配备有锚杆仓，能够自动化完成锚杆安装工作。

4、可选的，所述固定支撑机构还包括导轨支撑座一、导轨支撑座二、锚杆仓支撑座和旋转液压马达；所述旋转液压马达与所述支撑轴底部传动连接；所述导轨支撑座一固定套设于所述支撑轴上端，所述导轨支撑座二固定套设于所述支撑轴下部，所述钻孔机构分别与所述导轨支撑座一和导轨支撑座二一侧连接，所述锚固机构分别与所述导轨支撑座一和导轨支撑座二另一侧连接；所述锚杆仓支撑座横截面为l型结构，所述锚杆仓支撑座条侧边的末端插设于所述支撑轴中部，所述锚杆仓支撑座另一条侧边的末端安装有所述锚杆仓，所述锚杆仓内的锚杆与所述支撑轴平行布置。

5、可选的，所述钻孔机构包括推进梁托架一、推进梁托架二、推进梁一、钻箱支撑座、推进梁移动液压缸一、顶板、液压马达一和链传动机构一；所述推进梁托架一安装在所述导轨支撑座二的一侧，所述推进梁托架二安装于所述导轨支撑座一的同一侧；所述推进梁一安装在所述推进梁托架一和推进梁托架二上，所述钻箱支撑座活动安装在所述推进梁一上，使得钻箱支撑座上的钻箱能够沿着推进梁一前后移动；所述推进梁移动液压缸一一端固定在导轨支撑座二上，另一端固定在推进梁一上；所述顶板安装在推进梁一前端；所述液压马达一安装在推进梁一后端下方，能够为链传动机构一提供动力；所述链传动机构一安装在推进梁一凹槽内，能够带动钻箱沿着推进梁一方向前进和后退。

6、可选的，所述注药机构包括注药管、注药管固定元件一、注药管固定元件二、注药管移动液压缸和连接件；所述注药管固定元件一和注药管固定元件二分别安装在所述推进梁一的中部和上部，所述注药管固定元件一和注药管固定元件二一端固定在推进梁一上，另一端分别与注药管移动液压缸的固定端固定连接；所述注药管固定元件一和注药管固定元件二靠近所述注药管移动液压缸的一端活动套设有注药管，所述注药管移动液压缸的伸缩端通过连接件与所述注药管固定连接；所述注药管固定元件一和注药管固定元件二设计有一定倾角，倾角角度可以随着钻孔工位和锚固工位间距离与钻箱和锚箱高度确定，以保证钻杆、锚杆和注药管在同一圆周(与支撑轴距离相同)，使得可以通过支撑轴旋转完成工位切换。

7、可选的，所述锚固机构包括推进梁托架三、推进梁托架四、推进梁二、锚箱支撑座、推进梁移动液压缸二、锚杆夹钳、液压马达二、链传动机构二和锚杆抓取机构；所述推进梁托架三安装于导轨支撑座二的另一侧，所述推进梁托架四安装在导轨支撑座一的另一侧，所述推进梁二安装在所述推进梁托架三和推进梁托架四上；所述锚箱支撑座活动安装在推进梁二上，使得锚箱支撑座上的锚箱能够沿着推进梁二前后移动；所述推进梁移动液压缸二一端固定在导轨支撑座二上，另一端固定在推进梁二上；所述锚杆夹钳安装在推进梁二前端；所述液压马达二安装在推进梁二后端下方，能够给链传动机构二提供动力；所述链传动传动机构二与液压马达二连接，安装在推进梁二凹槽内，能够带动锚箱沿着推进梁二方向前进和后退；所述锚杆抓取机构安装在推进梁二中部，能够将锚杆从锚杆仓中取出到锚箱上。

8、可选的，所述锚杆仓包括旋转轴、托盘、锚杆槽盘一、锚杆槽盘二、棘轮机构和锚杆底盘；所述锚杆仓支撑座另一条侧边的末端插设有所述旋转轴，所述旋转轴底部安装有所述托盘；所述锚杆槽盘一固定在旋转轴的上部，锚杆槽盘二固定在旋转轴的下部；所述棘轮机构安装在旋转轴下端，能够将所述支撑轴的旋转运动转化为旋转轴的旋转运动；所述锚杆底盘用来放置锚杆。

9、可选的，所述棘轮机构包括棘轮、棘爪、伸缩杆、弹簧三、连杆一、连接销和连杆二；所述棘轮和棘爪安装在所述旋转轴底部；所述弹簧三套接在伸缩杆外侧，一端连接棘爪，一端连接连杆一；所述连杆一中间和一侧均设有通孔，所述连杆一中间的通孔与旋转轴连接，所述连杆一一侧的通孔通过销轴与连杆二连接；所述连杆二安装在导轨支撑座二上。

10、可选的，所述的锚杆底盘呈圆盘状，并在边缘处设有用于放置锚杆的凹槽；凹槽一面半圆状，另外两侧面一面沿着径向方向，一面呈现出弧状。

11、可选的，所述锚杆夹钳安装在推进梁二顶端；所述锚杆夹钳包括夹钳座、液压缸、齿条、夹钳爪一、夹钳爪二、夹钳销轴一和夹钳销轴二；所述夹钳支架安装在推进梁二顶部；所述液压缸连接齿条；所述夹钳爪一和夹钳爪二通过夹钳销轴一和夹钳销轴二固定在夹钳座上。

12、可选的，所述的锚杆抓取机构包括连接杆件、与梁连接座、抓取装置一和抓取装置二；所述连接杆件通过螺钉螺母安装在推进梁二上，所述抓取装置一安装在连接杆件上端，抓取装置二安装在连接杆件下端。

13、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

14、本发明提供的一种煤矿用转塔式自动锚杆钻机，能够实现钻孔、装填锚固剂、紧固锚杆和储存锚杆等锚杆支护功能且各个功能可以按要求顺序作业，提高了机械设备的自动化程度，降低了工人安全风险和劳动强度；本发明锚杆抓取机构依靠工位切换时旋转动作取出锚杆，以及锚杆仓借助工位切换时旋转动作推动锚杆到达待作业位置，这两部分功能实现无需单独配置动力源，同时减少了传动机构，降低了钻架的故障率，提高钻架的可靠性。本发明的锚杆仓中锚杆和锚杆储存机构之间没有相对运动，有效避免转盘式锚杆仓转动过程中锚杆划伤托盘的情况。

技术特征：

1.一种煤矿用转塔式自动锚杆钻架，其特征在于：包括固定支撑机构、钻孔机构、注药机构、锚固机构和锚杆仓；所述固定支撑机构包括支撑轴，所述钻孔机构安装于所述支撑轴一侧，能够用于钻取锚杆孔；所述注药机构安装于所述钻孔机构上，能够用于向锚杆孔内注药；所述锚杆机构安装于所述支撑轴另一侧，能够用于安装锚杆；所述锚杆仓安装于所述支撑轴靠近锚杆机构的一侧，能够用于储存锚杆。

2.根据权利要求1所述的煤矿用转塔式自动锚杆钻架，其特征在于：所述固定支撑机构还包括导轨支撑座一、导轨支撑座二、锚杆仓支撑座和旋转液压马达；所述旋转液压马达与所述支撑轴底部传动连接；所述导轨支撑座一固定套设于所述支撑轴上端，所述导轨支撑座二固定套设于所述支撑轴下部，所述钻孔机构分别与所述导轨支撑座一和导轨支撑座二一侧连接，所述锚固机构分别与所述导轨支撑座一和导轨支撑座二另一侧连接；所述锚杆仓支撑座横截面为l型结构，所述锚杆仓支撑座条侧边的末端插设于所述支撑轴中部，所述锚杆仓支撑座另一条侧边的末端安装有所述锚杆仓，所述锚杆仓内的锚杆与所述支撑轴平行布置。

3.根据权利要求2所述的煤矿用转塔式自动锚杆钻架，其特征在于：所述钻孔机构包括推进梁托架一、推进梁托架二、推进梁一、钻箱支撑座、推进梁移动液压缸一、顶板、液压马达一和链传动机构一；所述推进梁托架一安装在所述导轨支撑座二的一侧，所述推进梁托架二安装于所述导轨支撑座一的同一侧；所述推进梁一安装在所述推进梁托架一和推进梁托架二上，所述钻箱支撑座活动安装在所述推进梁一上，使得钻箱支撑座上的钻箱能够沿着推进梁一前后移动；所述推进梁移动液压缸一一端固定在导轨支撑座二上，另一端固定在推进梁一上；所述顶板安装在推进梁一前端；所述液压马达一安装在推进梁一后端下方，能够为链传动机构一提供动力；所述链传动机构一安装在推进梁一凹槽内，能够带动钻箱沿着推进梁一方向前进和后退。

4.根据权利要求3所述的煤矿用转塔式自动锚杆钻架，其特征在于：所述注药机构包括注药管、注药管固定元件一、注药管固定元件二、注药管移动液压缸和连接件；所述注药管固定元件一和注药管固定元件二分别安装在所述推进梁一的中部和上部，所述注药管固定元件一和注药管固定元件二一端固定在推进梁一上，另一端分别与注药管移动液压缸的固定端固定连接；所述注药管固定元件一和注药管固定元件二靠近所述注药管移动液压缸的一端活动套设有注药管，所述注药管移动液压缸的伸缩端通过连接件与所述注药管固定连接。

5.根据权利要求2所述的煤矿用转塔式自动锚杆钻架，其特征在于：所述锚固机构包括推进梁托架三、推进梁托架四、推进梁二、锚箱支撑座、推进梁移动液压缸二、锚杆夹钳、液压马达二、链传动机构二和锚杆抓取机构；所述推进梁托架三安装于导轨支撑座二的另一侧，所述推进梁托架四安装在导轨支撑座一的另一侧，所述推进梁二安装在所述推进梁托架三和推进梁托架四上；所述锚箱支撑座活动安装在推进梁二上，使得锚箱支撑座上的锚箱能够沿着推进梁二前后移动；所述推进梁移动液压缸二一端固定在导轨支撑座二上，另一端固定在推进梁二上；所述锚杆夹钳安装在推进梁二前端；所述液压马达二安装在推进梁二后端下方，能够给链传动机构二提供动力；所述链传动传动机构二与液压马达二连接，安装在推进梁二凹槽内，能够带动锚箱沿着推进梁二方向前进和后退；所述锚杆抓取机构安装在推进梁二中部，能够将锚杆从锚杆仓中取出到锚箱上。

6.根据权利要求2所述的煤矿用转塔式自动锚杆钻架，其特征在于：所述锚杆仓包括旋转轴、托盘、锚杆槽盘一、锚杆槽盘二、棘轮机构和锚杆底盘；所述锚杆仓支撑座另一条侧边的末端插设有所述旋转轴，所述旋转轴底部安装有所述托盘；所述锚杆槽盘一固定在旋转轴的上部，锚杆槽盘二固定在旋转轴的下部；所述棘轮机构安装在旋转轴下端，能够将所述支撑轴的旋转运动转化为旋转轴的旋转运动；所述锚杆底盘用来放置锚杆。

7.根据权利要求6所述的煤矿用转塔式自动锚杆钻架，其特征在于：所述棘轮机构包括棘轮、棘爪、伸缩杆、弹簧三、连杆一、连接销和连杆二；所述棘轮和棘爪安装在所述旋转轴底部；所述弹簧三套接在伸缩杆外侧，一端连接棘爪，一端连接连杆一；所述连杆一中间和一侧均设有通孔，所述连杆一中间的通孔与旋转轴连接，所述连杆一一侧的通孔通过销轴与连杆二连接；所述连杆二安装在导轨支撑座二上。

8.根据权利要求6所述的煤矿用转塔式自动锚杆钻架，其特征在于：所述的锚杆底盘呈圆盘状，并在边缘处设有用于放置锚杆的凹槽；凹槽一面半圆状，另外两侧面一面沿着径向方向，一面呈现出弧状。

9.根据权利要求5所述的煤矿用转塔式自动锚杆钻架，其特征在于：所述锚杆夹钳安装在推进梁二顶端；所述锚杆夹钳包括夹钳座、液压缸、齿条、夹钳爪一、夹钳爪二、夹钳销轴一和夹钳销轴二；所述夹钳支架安装在推进梁二顶部；所述液压缸连接齿条；所述夹钳爪一和夹钳爪二通过夹钳销轴一和夹钳销轴二固定在夹钳座上。

10.根据权利要求9所述的煤矿用转塔式自动锚杆钻架，其特征在于：所述的锚杆抓取机构包括连接杆件、与梁连接座、抓取装置一和抓取装置二；所述连接杆件通过螺钉螺母安装在推进梁二上，所述抓取装置一安装在连接杆件上端，抓取装置二安装在连接杆件下端。

技术总结
本发明公开一种煤矿用转塔式自动锚杆钻架，涉及锚杆支护设备技术领域，包括固定支撑机构、钻孔机构、注药机构、锚固机构和锚杆仓；所述固定支撑机构包括支撑轴，所述钻孔机构安装于所述支撑轴一侧，能够用于钻取锚杆孔；所述注药机构安装于所述钻孔机构上，能够用于向锚杆孔内注药；所述锚杆机构安装于所述支撑轴另一侧，能够用于安装锚杆；所述锚杆仓安装于所述支撑轴靠近锚杆机构的一侧，能够用于储存锚杆。本发明提供的煤矿用转塔式自动锚杆钻架，能够降低工作人员的劳动强度，消除存在的安全隐患，同时增加设备的可靠性，提高作业效率。

技术研发人员：郭治富,高志强,李世杰,包振兴,张胜达,马亚丽
受保护的技术使用者：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13