锚固系统和方法与流程

优先权文件

本发明要求由本申请人于2014年7月25日提交的澳大利亚申请2014902896的优先权。澳大利亚申请2014902896的全部公开内容出于所有目的通过引用并入本文。

本发明涉及锚固系统和方法。

本发明的设计特别地(尽管未必是仅仅)针对用于将测量仪器固定到支撑表面(例如地下矿井的墙壁)的锚固系统。

背景技术：

背景技术的以下讨论旨在仅促进对本发明的理解。该讨论并不是认可或承认所提及的任何材料是在本申请的优先权日之前的公知常识的一部分。

激光器用于在地下矿井中掘进巷道的对准。特别地，钢笔大小的激光器用于对准相对较短的掘进巷道。

使用钢笔大小的激光器具有其困难。通常，这些类型的激光器在巷道的壁上的安装是麻烦的过程。这是因为通常需要支架和螺栓来将激光器附接到墙壁上。

已经开发了用于将激光器紧固到墙壁上的锚固装置。然而，这些锚固装置包括例如在将激光器附接到锚固装置期间打开和关闭的开关装置。特别的，在将激光器附接到锚固装置期间，闭合电路来打开激光器；在将激光器从锚固装置分离期间，断开电路而关闭激光器。

这些锚固装置具有若干缺点。特别的，锚固装置包括开关装置的事实增加了锚固装置的生产成本。而且，这些锚固装置包括在将锚固装置紧固到矿井巷道的墙壁期间和在激光器的操作期间容易损坏的工作部件。这是特别真实的，因为是在地下矿井中操作测量仪器。

此外，激光器仅当附接到锚固装置或者与锚固装置分离时才能打开和关闭的事实是特别不利的。这是因为激光器只能与附接装置结合使用。

正是在这种背景下，本发明得以开发。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种锚固系统，其包括锚固装置和销构件，锚固装置包括适于插入支撑表面中的主体，该主体具有至少一个通道，其适于容纳所述销构件，其中所述主体适于将所述销构件紧固在所述通道内。

优选地，该主体包括用于将销构件紧固在通道内的第一装置。

优选地，第一装置包括磁性材料。

优选地，第一装置包括位于通道内的至少一个磁体。

优选地，该销构件包括用于邻接磁体的至少一个部分，所述至少一个部分包括用于将销构件固定在通道内的金属材料。

在一种设置中，该销构件包括适于容纳激光器的对准构件。

优选地，激光器独立于锚固装置操作。

优选地，锚固装置适于容纳用于封闭锚固装置的通道的盖。

优选地，所述盖适于可释放地附接到锚固装置。

优选地，所述盖包括螺纹端。

优选地，锚固装置的主体包括适于容纳盖或激光器的近端。

优选地，该近端包括与盖的螺纹相对应的内螺纹，用于将盖可释放地附接到锚固装置。

优选地，所述盖包括金属材料。

优选地，所述盖包括穿过所述盖的细绳。

在一个替代的设置中，销构件包括用于将销构件紧固在通道内的装置。

优选地，用于将销构件紧固在通道内的装置包括磁性材料。

可替代地，用于将销构件紧固在通道内的装置包括球形制动器锁定系统。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于将物品附接到支撑面的锚固装置，所述锚固装置包括适于插入支撑表面中的主体，所述主体具有至少一个通道，其适于容纳销构件，其中所述主体适于将所述销构件紧固在所述通道内。

优选地，该销构件适于附接物品。

优选地，该主体包括用于将销构件紧固在通道内的第一装置。

优选地，第一装置包括磁性材料。

优选地，第一装置包括位于通道内的至少一个磁体。

优选地，销构件包括适于附接物品的近端和适于紧固在锚固装置内的远端。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括销构件和激光器的测量仪器，所述销构件具有适于容纳激光器的近端和适于紧固到支撑表面的远端。

优选地，该近端包括用于附接激光器的装置。

优选地，用于附接激光器的装置包括用于附接到对应部分螺纹配对部分的螺纹部分。

在可替代的设置中，用于附接激光器的装置适于容纳各种各样的激光器，特别是钢笔大小的激光器。

优选地，远端适于紧固到锚固装置，该锚固装置包括适于插入支撑表面中的主体，该主体具有至少一个通道，其适于至少容纳销构件的远端，其中所述主体适于将所述销构件紧固在所述通道内。

优选地，该主体包括磁性材料，并且销构件的远端包括金属材料，以允许将销构件紧固在主体内。

优选地，销构件包括对准构件，其适于由锚固装置容纳以使激光器基本上与锚固装置对准。

根据本发明的一个方面，提供了一种包括锚固件和销构件的锚固系统，所述锚固件包括配置为插入支撑表面中的主体，所述主体具有细长通道，其配置为容纳和支撑所述销构件，该细长通道具有提供开口的开口端，所述开口用于容纳穿过其中的销构件的端部；锚固件和销构件提供紧固装置，用于当销构件通过开口插入到通道内的位置时将销构件紧固在通道内。

优选地，紧固装置包括用于通过将销构件保持在适当位置而将销构件紧固在通道内的磁性材料。

优选地，当销构件已经通过开口插入到通道内的位置时，磁性材料允许销构件通过施加到销构件的拉力而分离。

优选地，该磁性材料由锚固件提供，磁性材料位于与通道的开口端相对的通道端部。

优选地，该磁性材料包括磁体，并且该主体包括端盖和主体部分；所述主体部分用于提供所述细长通道；并且所述端盖具有用于安装所述磁体的安装件和能够连接到所述锚固件主体部分的连接器。

在一些实施方式中，该磁性材料由销构件提供，该磁性材料位于销构件的端部，销构件的端部是当将销构件定位在通道内时首先插入通过通道开口的端部。

优选地，紧固装置包括位于通道内的至少一个磁体。优选地，该磁体设置在通道的底部。

优选地，销构件的一部分设置为邻接所述磁体，所述至少一部分包括用于将销构件固定在通道内的金属材料。

优选地，销构件的该部分包括销构件的端部，其在将销构件定位在通道内时首先插入通过通道的开口。

在一个实施方式中，锚固系统提供为激光测量系统；所述销构件包括配置为容纳激光器的对准构件。

根据本发明的另一方面，提供了一种锚固系统，该锚固系统包括适于插入支撑表面中的主体，该主体具有适于容纳和支撑销构件的细长通道，该细长通道具有提供开口的开口端，所述开口用于容纳穿过其中的销构件的端部；所述锚固件包括磁性材料，用于当所述销构件通过所述开口插入到所述通道内的位置时将所述销构件紧固在所述通道内。

优选地，该磁性材料包括磁体，并且该主体包括端盖和主体部分；所述主体部分用于提供所述细长通道；并且所述端盖具有用于安装所述磁体的安装件和能够连接到所述锚固件主体部分的连接器。

优选地，该锚固件包括用于采矿环境的激光测量锚固件。

根据本发明的另一方面，提供了一种销构件，其配置为由适于容纳和支撑销构件的锚固件的细长通道所容纳，所述细长通道具有提供开口的开口端，所述销构件用于插入所述开口中；所述销构件包括磁性材料，用于通过将所述销构件保持在适当位置而将所述销构件紧固在所述通道内。

优选地，所述销构件包括用于采矿环境的激光测量仪器。

根据本发明的另一方面，提供了一种激光测量系统，包括：锚固件和销构件，所述锚固件包括配置为插入支撑表面中的主体，所述主体具有细长通道，其配置为容纳和支撑所述销构件，所述细长通道具有提供开口的开口端，所述开口用于容纳穿过其中的所述销构件的端部；锚固件和销构件提供紧固装置，用于当销构件通过开口插入通道内的位置时将销构件紧固在通道内。

根据本发明的另一方面，提供了一种锚固系统，包括锚固件和销构件，锚固件包括适于插入支撑表面中的主体，该主体具有适于容纳销构件的至少一个通道，其中所述主体适于将所述销构件紧固在所述通道内。优选地，该主体包括紧固件，用于通过将销构件保持在适当位置而将销构件紧固在通道内。优选地，紧固件包括磁性材料。优选地，紧固件包括位于通道内的至少一个磁体。优选地，销构件包括用于邻接磁体的至少一个部分，所述至少一个部分包括用于将销构件固定在通道内的金属材料。

根据本发明的另一方面，提供一种锚固方法，所述方法包括：提供延伸穿过支撑表面的锚固件，所述锚固件在其中提供细长通道；所述细长通道配置为容纳和支撑销构件，所述细长通道具有提供开口的开口端；将所述销构件穿过所述开口插入所述通道中；以及使用将所述销构件保持在适当位置的磁性材料将所述销构件紧固在所述通道内。

优选地，当销构件已经通过开口插入到通道内的位置时，磁性材料允许销构件通过施加到销构件的拉力而分离。

优选地，磁性材料由锚固件提供，该磁性材料位于与通道的开口端相对的通道端部。

附图简要说明

在其若干非限制性实施方式的以下描述中，将更充分地描述本发明的其它特征。该描述仅仅是为了举例说明本发明的目的。不应将其理解为对如上所述的本发明的广义概括、公开或描述的限制。将参考附图进行描述，其中：

图1是根据本发明的第一优选实施方式的锚固系统的透视图；

图2是图1所示的锚固系统的x-射线视图；

图3是图1所示的锚固系统的横截面图，其是沿着线a-a截取的横截面；

图4是图1所示的锚固系统的部件的分解图；

图5是图1所示的锚固系统的另一部件的分解图；

图6是根据本发明的另一优选实施方式的方法的示意图；

图7是根据本发明的实施方式的附接到锚固装置的测量仪器的透视图；

图8是图6所示的锚固装置的透视图；

图9是适于安装到图2所示的锚固装置上用于关闭其的盖的透视图；

图10是图5所示的测量仪器的透视图；

图11是图4所示的测量仪器的对准构件的透视图；

图12是图2所示的锚固装置的示意性x-射线透视图，其示出了锚固装置的内部；以及

图13是附接到图12所示的锚固装置的测量仪器的示意性x-射线透视图；

具体实施方式

图1-5示出了根据本发明的第一优选实施方式的锚固系统10。锚固系统10包括锚固件12和销构件14。锚固件12包括主体16，其配置为插入穿过由岩体形式的支撑件20提供的支撑表面18。

主体16具有配置为容纳和支撑销构件14的细长通道22。销构件14包括销部分24和激光器部分26。激光器部分26包括开关28。开关28有利地可用于致动激光器部分26。当销构件14定位在通道22内的位置时，开关30可手动操作。

细长通道22具有提供开口32的开口端30。开口32设置用于容纳穿过其中的销构件14的端部34。锚固件12和销构件14有利地提供了用于将销构件14紧固在通道22内的紧固装置36(参见图3)。

在该实施方式中，当销构件14已经通过开口28插入到通道22内的位置时，紧固装置36能够磁性地将销构件14保持在通道内。

更具体地，紧固装置30包括用于通过将销构件14保持在适当位置而将销构件14紧固在通道22内的磁性材料。磁性材料通过向销构件14施加拉力而允许销构件14与锚固件12分离。

在本实施方式中，磁性材料由锚固件12提供，磁性材料位于与通道22的开口端34相对的通道22的端部38处。

磁性材料以定位在通道22的终端38处的磁体40的形式提供。销构件14的表面42提供了与磁体40相互作用以提供磁引力的金属材料。

参照图4，锚固件12的主体16包括端盖44和主体部分46。主体部分包括用于提供细长通道22的圆柱体48。端盖38提供用于安装磁体34的安装件50。端盖38包括能够连接到锚固件主体部分46的连接器52。连接器52提供环形部分，其在圆柱体48的终端处具有比通道22略大的直径。

安装件44以具有凹部56的头部54的形式提供，磁体34容纳在凹部56中。这使用压配合再次实现。

安装件44提供压配合连接器52，其配置为容纳在主体部分46的孔58中。安装件44和圆柱体42(以及其它装置)上的各种螺纹端当然是可能的。

显而易见的，在其它实施方式中，磁性材料可由销构件14提供。在这点上，所述系统的倒置将是用磁性材料代替销构件14的终端，并且用由磁体吸引的金属材料代替磁体34。显而易见的，一些实施方式可在锚固件10和销构件14上都具有磁体。在当前实施方式中，紧固装置30包括位于通道22的底部的单个磁体34。

参照图5，销构件14配置为具有附接和替换的激光器。销构件设置用于在终端60处邻接磁体34。销构件14的表面62设置为支承在磁体34上。当然可有其它设置。销构件包括销部分24和提供开关28的开关组件64。开关组件64包括提供开关28的连接器66。连接器/安装件66允许激光器68容易地附接和拆卸。

配置为具有附接有磁性终端60的激光器的销构件14本身提供了本发明的实施方式。类似地，在通道中具有磁体的锚固件提供了单独的实施方式。锚固件12和销构件14可单独出售。

锚固系统提供作为用于采矿环境中的标记的激光测量系统，通常用于爆破操作。

本申请要求于2015年7月26日提交的澳大利亚临时申请20111的优先权。图6-11与在临时申请中描述的那些相同。这些实施方式提供进一步的描述。除了别的以外，实施方式描述了具有在图中所示的锚固件的锚固系统12。所使用的数字不与关于图1-5描述的实施方式相关使用的数字相对应。

参照图6，示出了根据本发明另一实施方式的方法70。在方法70中，锚固件12设置在支撑表面18中。锚固件12在其中提供了细长通道22。操作者通过开口32将销构件14插入通道22中。方法70包括使用磁性材料40将销构件14紧固在通道22内，该磁性材料40将销构件14保持在适当位置。当销构件14已经通过开口32插入通道22内的位置时，磁性材料40允许销构件14通过施加到销构件14的拉力而分离。磁性材料40由锚固件提供作为磁体40，该磁性材料40位于与通道的开口端30相对的通道22的端部38处。

参照图7，本发明的实施方式涉及一种锚固系统，其可用于将测量仪器10紧固到地下矿井的壁上。锚固系统包括适于插入到地下矿井的壁中的锚固装置12。锚固装置12适于容纳测量仪器10。测量仪器10包括激光器14。激光器14可通过将测量仪器10附接到锚固装置12上而朝向基本上平行于锚固装置12的方向定向。

图7示出了附接到壁16(例如地下矿井的壁)的测量仪器10。如图6所示，锚固装置12嵌入在壁16中，并且包括激光器14的测量仪器10紧固到锚固装置12。在该特定设置中，激光器14基本上垂直于壁16定向，因为锚固装置12基本上垂直于壁16嵌入。在其它设置中，锚固装置12可在允许激光器14沿除图6所示的方向之外的其它方向定向的任何其它方向上嵌入壁16中。

图8示出了锚固装置12的特定设置。锚固装置12包括主体18。主体18包括远端20和近端22以及位于远端20和近端22之间的中心部分24。

主体18为圆柱形构造，并且包括通道28--参见图12。主体18包括位于近端22处的开口30。开口30提供到通道28的通路。如将参照测量仪器10的操作方法所述的，通道28允许将激光器14固定到锚固装置12上。

此外，中心部分24的外表面32适于将锚固装置12固定在壁16中。在图8所示的特定设置中，外表面32包括研磨面，其阻碍从壁16抽出主体18。

远端20适于插入壁16中。在图中所示的特定设置中，远端22为圆锥形。这有助于锚固装置12插入壁16中。

近端22包括开口30。以这种方式，测量仪器10或盖26(参见图9)可附接到锚固装置12的近端22。因此，盖26可包括螺纹端，并且锚固装置12的近端22可包括配对的螺纹端，以允许盖26旋拧到锚固装置12上以用于其闭合。在特定设置中，盖26包括金属材料。

如稍后将描述的，当不使用测量仪器10时，盖26允许关闭附接装置12的主体。这防止灰尘进入主体18。

现在参照图10和11。

如前所述，测量仪器10适于附接到锚固装置12。测量仪器10包括从激光器14延伸的对准构件34。对准构件34适于容纳在锚固装置12的通道28内。为此，对准构件34包括杆部36。杆部36适于插入通道18内。这允许将测量仪器10附接到锚固装置12。

在图中所示的特定设置中，对准构件34可释放地附接到激光器14上。这允许对准构件34与激光器14附接和分离。

对准构件34包括插口40和从插口40突出的杆部36--参见图10。插口40适于附接到限定测量仪器10的激光器14上。

在特定设置中，插口40可包括螺纹部分；在该特定设置中，激光器14包括在与激光器发射光的端部相对的端部处的对应的螺纹部。螺纹部分允许将激光器14旋拧到对准构件34以用于附接激光器14。通过从插口40拧下激光器14，激光器14可从对准构件34分离。

现在参照图12和13。

如前所述，根据本发明的本实施方式，测量仪器10附接到附接装置12以对准激光器14，使得由激光器14发射的光可朝向大致平行于锚固装置12的方向引导。

图12示出了附接装置12的示意图，示出了延伸通过附接装置12的通道28。根据本发明的本实施方式，通过将测量仪器10的杆部36插入到锚固装置12的通道28中，测量仪器10附接到附接装置12。

根据本发明的本实施方式的锚固装置12适于将杆部36可释放地附接在通道28内。测量仪器10可释放地附接到锚固装置12的事实是有利的。这是因为它允许在测量仪器10的使用期间将激光器14附接到锚固装置12。在使用测量仪器10之后，测量仪器10可从锚固装置12分离。在抽出测量仪器10之后，锚固装置可以使用盖26封闭，以例如阻止污物进入通道28。

为了将测量仪器10可释放地附接到锚固装置12，测量仪器10包括允许将对准构件34可释放地附接在锚固装置12的通道28内的附接装置。

在本发明的本实施方式的特定设置中，附接装置包括允许杆部36固定在通道28内的磁性材料。例如，在一种设置中，附接装置12可包括磁体42。在图12的特定设置中，锚固装置12包括盘形磁体42。在该特定设置中，磁体42位于通道28的底端。以这种方式，当杆部36位于锚固装置12的通道28中时，激光器14的杆部36邻接磁体42，参见图13。以这种方式，在测量仪器10的使用期间保持测量仪器10附接到锚固装置12。在使用测量仪器10之后，可通过向激光器14施加拉力将测量仪器10从锚固装置12上拆卸下来。在这种特定的设置中，杆部36包括例如金属材料，其至少位于杆部36的远端处，用于将杆部36紧固到磁体42，并且因此将测量仪器10固定到锚固装置12。

此外，激光器14包括用于选择性地打开和关闭激光器14的开关装置。图中所示的激光器14的特定设置包括结合在激光器14中的开关44。这允许激光器14独立于锚固装置12操作；因此，激光器14可非排他地与锚固装置12结合操作；作为替代，激光器14可独立于锚固装置12操作并且在远离锚固装置12的位置处使用。

特别有利的是，激光器14包括位于锚固装置12的相对远侧并且可独立于锚固装置12操作的开关44。这是因为结合到常规的测量仪器10中的开关装置可省略。如在描述背景技术的部分中所提到的，常规的锚固装置和测量仪器包括用于操作激光器的开关装置，其中在将测量仪器附接到锚固装置的过程中操作该开关装置。这些开关装置包括多个工作部件，使得测量仪器10制造昂贵并且特别是由于在地下矿井中操作而非常易于受到损坏。

现在我们参考锚固系统和测量仪器的操作方法。

在操作中，使用者将锚固装置12插入地下矿井的壁中。附接装置12以这样的方式插入壁16中，使得包括激光器14的测量仪器10可定向到期望的方向。在将附接装置12固定到壁16中之后，通过将杆部36插入锚固装置12的通道28中，将测量仪器10附接到锚固装置12。如前所述，锚固装置12包括用于将杆部紧固在通道28内的装置，例如磁体42，阻止测量仪器10从锚固装置12脱离。一旦测量仪器10附接到锚固装置12，激光器14可经由开关装置44打开。如前所述，经由独立于锚固装置22工作的开关装置44进行激光器14的打开和关闭。

在使用测量仪器10之后，可通过向测量仪器10施加拉力将测量仪器10从锚固装置12上拆下，以从锚固装置12的通道28抽出测量仪器10的杆部36。在该阶段，在抽出测量仪器10之后，激光器14可经由开关44关闭。

对于本领域技术人员显而易见的修改和变化被认为在本发明的范围内。例如，根据本发明的本实施方式的锚固装置12包括位于通道28的底部的盘形磁体42，并且测量仪器10的杆部36包括用于邻接磁体42的金属部分。在其它设置中，杆部36可包括磁性材料，并且锚固装置12包括用于邻接杆部36的磁性材料的至少一部分金属材料。在可替代的设置中，可设置用于将杆部36紧固在锚固装置12内的其它装置。例如，杆部36可配置为球制动销。

此外，应当理解，本发明的范围不限于所公开的实施方式的范围。例如，已经描述了本实施方式的锚固系统结合测量仪器使用。然而，根据其它实施方式，锚固系统可用于将其它类型的物品附接到墙壁上。在该特定设置中，对准构件34可包括用于将这些类型的物品附接到对准构件34的装置。

此外，提到过激光器14可独立于锚固装置12操作(例如，打开和关闭)；并且这是特别有利的，因为激光器可在远离锚固装置的位置使用。根据本实施方式的替代设置，测量仪器10可包括适于容纳激光器14的对准构件34，其中激光器14不一定包括用于将激光器14旋拧到对准构件34上或从对准构件34旋出的螺纹部分。在该替代设置中，对准构件34包括用于可释放地附接常规激光器的装置，其不一定配置成与锚固装置12结合操作。这是特别有利的，因为它允许使用各种各样的激光器，特别是用于附接到对准构件34以限定测量仪器10的钢笔大小的激光器。

显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可提供各种改变和等效形式。这包括在所附权利要求的范围内的修改以及所有修改、替代结构和等同物。

不希望将本发明限制于附图中所示的具体实施方式。本发明应鉴于其完整的范围对申请人及发明有利地构造。

应当认识到，本说明书中的任何讨论旨在解释本发明的上下文。不应将其视为承认所讨论的材料形成现有技术基础或在任何特定国家或地区的相关一般知识的一部分。

在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”或其变型将理解为暗示包括所述整数或整数组，但不排除任何其它整数或整数组。