一种全自动隧道锚杆安装设备制造技术

本发明专利技术属于隧道施工机械技术领域，主要涉及一种全自动隧道锚杆安装设备。提出的一种全自动隧道锚杆安装设备具有支架（1）；支架（1）的下端固定有垂直于支架设置的导向杆（11）；导向杆（11）的下端连接有中部具有用以锚杆（18）穿过通孔的导向杆耐磨板（12）；支架（1）的两侧分别设置导轨Ⅰ（26）、导轨Ⅱ（27）；导轨Ⅰ（26）上设置有滑块Ⅰ（5），导轨Ⅱ（27）上设置有滑块Ⅱ（8）；全自动隧道锚杆安装设备还包括有用以抓取锚杆的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ；机械手Ⅰ、机械手Ⅱ交错设置。本发明专利技术实现了机械辅助人工实现方便、快捷、高效地安装锚杆，解决了隧道锚杆安装问题。

Automatic tunnel anchor rod mounting device

The invention belongs to the technical field of tunnel construction machinery, and mainly relates to an automatic tunnel anchor rod installation device. Put forward a kind of automatic tunnel bolting equipment with bracket (1); (1) the lower end of the bracket is fixed with a guide rod perpendicular to the frame (11); the guide rod (11) is connected with the lower end of the middle is provided with bolt (18) through the guide rod wear plate through hole (12); bracket (1) are formed on both sides of the guide rail (26) I, II (27); 1 rail (26) is provided with a slide block I (5), track II (27) is provided with a slide block II (8); full automatic tunnel bolting device also includes useful to I, II mechanical manipulator a hand grasping anchor; manipulator, manipulator of staggered 1. The invention realizes mechanical assistance, artificial realization, convenient and quick installation of anchor rod and solves the installation problem of tunnel anchor bolt.

【技术实现步骤摘要】
一种全自动隧道锚杆安装设备
本专利技术属于隧道施工机械
，主要涉及一种全自动隧道锚杆安装设备。
技术介绍
锚护作业是钻爆法隧道施工的关键环节之一，它具有方便、快捷、安全、高效等特点。锚护作业过程中，锚杆安装是其重要组成部分，锚杆安装主要有两种作业方式，一是采用钻臂推进的方式将锚杆安装在锚杆孔内，二是采用人工将锚杆穿进锚杆孔。采用钻臂推进安装锚杆，具有安装效果好的优点，但其安装效率低，无法满足工期进度要求；人工安装具有方便快捷的优点，但其安装过程中，阻力较大，难以将锚杆全部装进锚杆孔，工人往往会直接将锚杆截断，达不到相应的锚护效果，且人工安装具有成本高、危险性大的弊端。国内外目前还未查询到相应的隧道锚杆安装专用设备，基于此，设计一种全自动隧道锚杆安装机械手，可以实现隧道锚杆安装方便、快捷、优质、自动化的作业，节约施工成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种全自动隧道锚杆安装机械手，使其能够涵盖不同施工工况、不同长度、不同直径的锚杆安装作业，满足隧道锚杆安装作业方便、快捷、优质、经济的需要。本专利技术为完成上述专利技术任务采用如下的技术方案：一种全自动隧道锚杆安装设备，所述的全自动隧道锚杆安装设备具有支架；所述支架的下端固定有用以在安装锚杆时起导向作用的导向杆；所述的导向杆为垂直于支架设置的两根，其中一根位于支架的一端，另一根固定于支架的中部；所述导向杆的下端连接有可拆卸的导向杆耐磨板，所述导向杆耐磨板的中部具有用以锚杆穿过的通孔；所述支架的两侧分别设置有导轨，即导轨Ⅰ、导轨Ⅱ；且所述的导轨Ⅰ、导轨Ⅱ在平面位置上均位于两根所述的导向杆之间，所述导轨Ⅰ上设置有滑块Ⅰ，并在所述导轨Ⅰ的两端设置用以对滑块Ⅰ的行程进行限位的限位开关Ⅰ、限位开关Ⅱ；所述导轨Ⅱ上设置有滑块Ⅱ，并在所述导轨Ⅱ的两端设置用以对滑块Ⅱ的行程进行限位的限位开关Ⅲ、限位开关Ⅳ；所述的限位开关Ⅰ、限位开关Ⅱ、限位开关Ⅲ、限位开关Ⅳ均固定在所述的支架上；对应所述的滑块Ⅰ设置有用以推动其在导轨Ⅰ上水平滑动的推进油缸Ⅰ；对应所述的滑块Ⅱ设置有用以推动其在导轨Ⅱ上水平滑动的推进油缸Ⅱ；所述的推进油缸Ⅰ、推进油缸Ⅱ的缸筒均固定在支架的另一端；所述的全自动隧道锚杆安装设备还包括有用以抓紧锚杆的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ；所述的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ交错设置；所述的机械手Ⅰ铰接在所述的滑块Ⅰ上；所述的机械手Ⅱ铰接在所述的滑块Ⅱ上；在推进油缸Ⅰ、推进油缸Ⅱ的作用下所述的滑块Ⅰ、滑块Ⅱ带动所述的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ沿所述的导轨Ⅰ、导轨Ⅱ交替滑动完成锚杆的安装；工作时，所述的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ错开布置，若机械手Ⅰ在锚杆安装前端，机械手Ⅱ在锚杆安装后端，该设备启动，机械手Ⅰ、机械手Ⅱ抓紧锚杆，分别在推进油缸Ⅰ、推进油缸Ⅱ的作用下向前输送锚杆，当滑块Ⅰ碰到限位开关Ⅱ时，电控系统启动，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅰ和控制油缸Ⅱ相互配合，机械手Ⅰ松开远离锚杆，推进油缸Ⅰ收回，机械手Ⅰ在推进油缸Ⅰ的作用下收回，机械手Ⅱ在推进油缸Ⅱ的作用下继续输送锚杆；当滑块Ⅰ碰到限位开关Ⅰ时，滑块Ⅱ尚未到达极限位置，电控系统动作，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅰ和控制油缸Ⅱ相互配合，机械手Ⅰ抓紧锚杆，推进油缸Ⅰ伸出，机械手Ⅰ在推进油缸Ⅰ的作用下再次伸出，机械手Ⅰ与机械手Ⅱ分别在推进油缸Ⅰ和推进油缸Ⅱ的作用下输送锚杆；当滑块Ⅱ碰到限位开关Ⅳ时，电控系统动作，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅲ和控制油缸Ⅳ相互配合，机械手Ⅱ松开远离锚杆，推进油缸Ⅱ收回，机械手Ⅱ在推进油缸Ⅱ的作用下收回，机械手Ⅰ在推进油缸Ⅰ的作用下继续输送锚杆；当滑块Ⅱ碰到触碰开关Ⅲ时，滑块Ⅰ尚未到达极限位置，电控系统动作，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅲ和控制油缸Ⅳ相互配合，机械手Ⅱ抓紧锚杆，推进油缸Ⅱ再次伸出，机械手Ⅱ在推进油缸Ⅱ的作用下伸出，机械手Ⅰ和机械手Ⅱ分别在推进油缸Ⅰ和推进油缸Ⅱ的作用下输送锚杆，如此往复，直至锚杆安装完毕。推进油缸伸出速度小于收回的速度，可以保证装置不间断地安装锚杆，且调节控制油缸Ⅰ和控制油缸Ⅲ的行程，保证两个机械构不会碰撞。所述的机械手Ⅰ包括有机械手臂Ⅰ和机械手爪Ⅰ；机械手臂Ⅰ和机械手爪Ⅰ配合形成用以夹紧锚杆的机械手Ⅰ；所述的机械手臂Ⅰ通过销轴与所述的滑块Ⅰ铰接；对应所述的机械手臂Ⅰ设置有用以驱动其相对滑块Ⅰ摆动的控制油缸Ⅰ；所述控制油缸Ⅰ的缸筒与所述的滑块Ⅰ铰接；控制油缸Ⅰ的活塞杆端部与所述的机械手臂Ⅰ铰接；所述的机械手爪Ⅰ通过销轴与所述的机械手臂Ⅰ铰接；对应所述的机械手爪Ⅰ设置有用以驱动其相对机械手臂Ⅰ摆动的控制油缸Ⅱ；所述控制油缸Ⅱ的缸筒与所述的机械手臂Ⅰ铰接；控制油缸Ⅱ的活塞杆端部与所述的机械手爪Ⅰ铰接；所述的机械手臂Ⅰ、机械手爪Ⅰ在控制油缸Ⅰ、控制油缸Ⅱ的作用下抓紧或松开远离所述的锚杆。所述的机械手爪Ⅰ通过销轴与控制油缸Ⅱ的活塞杆端部连接；销轴安装时其挡盖一端对准隧道洞壁，可以有效防止杂质进入销轴和安装孔之间。所述的机械手Ⅱ包括有机械手臂Ⅱ和机械手爪Ⅱ；机械手臂Ⅱ和机械手爪Ⅱ配合形成用以夹紧锚杆的机械手；所述的机械手臂Ⅱ通过销轴与所述的滑块Ⅱ铰接；对应所述的机械手臂Ⅱ设置有用以驱动其相对滑块Ⅱ摆动的控制油缸Ⅲ；所述控制油缸Ⅲ的缸筒与所述的滑块Ⅱ铰接；控制油缸Ⅲ的活塞杆端部与所述的机械手臂Ⅱ铰接；所述的机械手爪Ⅱ通过销轴与所述的机械手臂Ⅱ铰接；对应所述的机械手爪Ⅱ设置有用以驱动其相对机械手臂Ⅱ摆动的控制油缸Ⅳ；所述控制油缸Ⅳ的缸筒与所述的机械手臂Ⅱ铰接；控制油缸Ⅳ的活塞杆端部与所述的机械手爪Ⅱ铰接；所述的机械手臂Ⅱ、机械手爪Ⅱ在控制油缸Ⅲ、控制油缸Ⅳ的作用下抓紧或松开远离所述的锚杆。所述的机械手爪Ⅱ通过销轴与控制油缸Ⅳ的活塞杆端部连接；销轴安装时其挡盖一端对准隧道洞壁，可以有效防止杂质进入销轴和安装孔之间。每个所述导向杆下端所连接的导向杆耐磨板为夹持在导向杆两侧的两片，两片所述的导向杆耐磨板通过安装螺栓连接为一体构成可拆卸结构的导向杆耐磨板；所述的导向杆耐磨板用以防止锚杆磨损导向杆，起保护作用。所述的机械手臂Ⅰ、机械手爪Ⅰ、机械手臂Ⅱ、机械手爪Ⅱ的内壁面均连接有机械手耐磨板；用来防止机械手磨损和提高与锚杆之间的摩擦力。所述导轨两端设有防止滑块脱出导轨的挡板。本专利技术提出的一种全自动隧道锚杆安装设备，采用两个推进油缸和机械手设计的方式，实现了锚杆的连续安装，安装速度快；导向杆前后两侧设置有导向杆耐磨板，用以保护导向杆不被锚杆磨损，延长设备使用寿命，节约使用成本；导向杆设置为前后两个，可以对锚杆实现支撑作用，以防止锚杆变形；机械手臂和机械手爪上安装有机械手耐磨板，提高了机械手和锚杆之间的摩擦力，适用地质范围广，且可以防止机械手磨损，节约了使用成本；采用液力作为动力来源，实现了自动化控制，且通过调节安装速度，以提高或降低锚杆安装力量，可以适应不同的地质工况，采用仿形式机械手设计，满足了对不同直径锚杆的安装，适用范围广；销轴设计时将挡盖一端对准隧道洞壁，可以有效防止杂质进入销轴和安装孔之间，减少了设备故障率，节约了使用成本。附图说明图1为本专利技术的立体结构示意图。图2为本专利技术中推进油缸Ⅱ连接装置结构示意图。图3为本专利技术中机械手抓取锚杆位置结构示意图。图中：1、支架，2、推进油缸Ⅰ，3、限位开关Ⅲ，4、限位开关Ⅰ，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动隧道锚杆安装设备，其特征在于：所述的全自动隧道锚杆安装设备具有支架（1）；所述支架（1）的下端固定有用以在安装锚杆时起导向作用的导向杆（11）；所述的导向杆（11）为垂直于支架设置的两根，其中一根位于支架（1）的一端，另一端固定于支架的中部；所述导向杆（11）的下端连接有可拆卸的导向杆耐磨板（12），所述导向杆耐磨板（12）的中部具有用以锚杆（18）穿过的通孔；所述支架（1）的两侧分别设置有导轨，即导轨Ⅰ（26）、导轨Ⅱ（27）；且所述的导轨Ⅰ（26）、导轨Ⅱ（27）在平面位置上均位于两根所述的导向杆（11）之间，所述导轨Ⅰ（26）上设置有滑块Ⅰ（5），并在所述导轨Ⅰ（26）的两端设置用以对滑块Ⅰ（5）的行程进行限位的限位开关Ⅰ（4）、限位开关Ⅱ（10）；所述导轨Ⅱ（27）上设置有滑块Ⅱ（8），并在所述导轨Ⅱ（8）的两端设置用以对滑块Ⅱ（8）的行程进行限位的限位开关Ⅲ（3）、限位开关Ⅳ（9）；所述的限位开关Ⅰ（4）、限位开关Ⅱ（10）、限位开关Ⅲ（3）、限位开关Ⅳ（9）均固定在所述的支架（1）上；对应所述的滑块Ⅰ（5）设置有用以推动其在导轨Ⅰ（26）上水平滑动的推进油缸Ⅰ（2）；对应所述的滑块Ⅱ（8）设置有用以推动其在导轨Ⅱ（27）上水平滑动的推进油缸Ⅱ（21）；所述的推进油缸Ⅰ（2）、推进油缸Ⅱ（21）的缸筒均固定在支架（1）的另一端；所述的全自动隧道锚杆安装设备还包括有用以抓取锚杆（18）的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ；所述的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ交错设置；所述的机械手Ⅰ与所述的滑块Ⅰ（5）铰接；所述的机械手Ⅱ与所述的滑块Ⅱ（8）铰接；在推进油缸Ⅰ（2）、推动油缸Ⅱ（21）的作用下，所述的滑块Ⅰ（5）、滑块Ⅱ（8）带动所述的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ沿所述的导轨Ⅰ（26）、导轨Ⅱ（27）交替滑动完成锚杆的安装；工作时，所述的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ错开布置，若机械手Ⅰ在锚杆安装前端，机械手Ⅱ在锚杆安装后端，该设备启动，机械手Ⅰ、机械手Ⅱ抓紧锚杆，分别在推进油缸Ⅰ（2）、推进油缸Ⅱ（21）的作用下向前输送锚杆（18），当滑块Ⅰ（5）碰到限位开关Ⅱ（10）时，电控系统启动，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅰ（7）和控制油缸Ⅱ（16）相互配合，机械手Ⅰ松开远离锚杆（18），推进油缸Ⅰ（2）收回，机械手Ⅰ在推进油缸Ⅰ（2）的作用下收回，机械手Ⅱ在推进油缸Ⅱ（21）的作用下继续输送锚杆（18）；当滑块Ⅰ（5）碰到限位开关Ⅰ（4）时，滑块Ⅱ（5）尚未到达极限位置，电控系统动作，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅰ（7）和控制油缸Ⅱ（16）相互配合，机械手Ⅰ抓紧锚杆（18），推进油缸Ⅰ（2）伸出，机械手Ⅰ在推进油缸Ⅰ（2）的作用下再次伸出，机械手Ⅰ与机械手Ⅱ分别在推进油缸Ⅰ（2）和推进油缸Ⅱ（21）的作用下输送锚杆（18）；当滑块Ⅱ（8）碰到限位开关Ⅳ（9）时，电控系统动作，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅲ（20）和控制油缸Ⅳ（14）相互配合，机械手Ⅱ松开远离锚杆（18），推进油缸Ⅱ（21）收回，机械手Ⅱ在推进油缸Ⅱ（21）的作用下收回，机械手Ⅰ在推进油缸Ⅰ（2）的作用下继续输送锚杆（18）；当滑块Ⅱ（8）碰到触碰开关Ⅲ（4）时，滑块Ⅰ（5）尚未到达极限位置，电控系统动作，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅲ（20）和控制油缸Ⅳ（14）相互配合，机械手Ⅱ抓紧锚杆（18），推进油缸Ⅱ（21）再次伸出，机械手Ⅱ在推进油缸Ⅱ（21）的作用下伸出，机械手Ⅰ和机械手Ⅱ分别在推进油缸Ⅰ（2）和推进油缸Ⅱ（21）的作用下输送锚杆，如此往复，直至锚杆安装完毕。...

【技术特征摘要】
1.一种全自动隧道锚杆安装设备，其特征在于：所述的全自动隧道锚杆安装设备具有支架（1）；所述支架（1）的下端固定有用以在安装锚杆时起导向作用的导向杆（11）；所述的导向杆（11）为垂直于支架设置的两根，其中一根位于支架（1）的一端，另一端固定于支架的中部；所述导向杆（11）的下端连接有可拆卸的导向杆耐磨板（12），所述导向杆耐磨板（12）的中部具有用以锚杆（18）穿过的通孔；所述支架（1）的两侧分别设置有导轨，即导轨Ⅰ（26）、导轨Ⅱ（27）；且所述的导轨Ⅰ（26）、导轨Ⅱ（27）在平面位置上均位于两根所述的导向杆（11）之间，所述导轨Ⅰ（26）上设置有滑块Ⅰ（5），并在所述导轨Ⅰ（26）的两端设置用以对滑块Ⅰ（5）的行程进行限位的限位开关Ⅰ（4）、限位开关Ⅱ（10）；所述导轨Ⅱ（27）上设置有滑块Ⅱ（8），并在所述导轨Ⅱ（8）的两端设置用以对滑块Ⅱ（8）的行程进行限位的限位开关Ⅲ（3）、限位开关Ⅳ（9）；所述的限位开关Ⅰ（4）、限位开关Ⅱ（10）、限位开关Ⅲ（3）、限位开关Ⅳ（9）均固定在所述的支架（1）上；对应所述的滑块Ⅰ（5）设置有用以推动其在导轨Ⅰ（26）上水平滑动的推进油缸Ⅰ（2）；对应所述的滑块Ⅱ（8）设置有用以推动其在导轨Ⅱ（27）上水平滑动的推进油缸Ⅱ（21）；所述的推进油缸Ⅰ（2）、推进油缸Ⅱ（21）的缸筒均固定在支架（1）的另一端；所述的全自动隧道锚杆安装设备还包括有用以抓取锚杆（18）的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ；所述的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ交错设置；所述的机械手Ⅰ与所述的滑块Ⅰ（5）铰接；所述的机械手Ⅱ与所述的滑块Ⅱ（8）铰接；在推进油缸Ⅰ（2）、推动油缸Ⅱ（21）的作用下，所述的滑块Ⅰ（5）、滑块Ⅱ（8）带动所述的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ沿所述的导轨Ⅰ（26）、导轨Ⅱ（27）交替滑动完成锚杆的安装；工作时，所述的机械手Ⅰ、机械手Ⅱ错开布置，若机械手Ⅰ在锚杆安装前端，机械手Ⅱ在锚杆安装后端，该设备启动，机械手Ⅰ、机械手Ⅱ抓紧锚杆，分别在推进油缸Ⅰ（2）、推进油缸Ⅱ（21）的作用下向前输送锚杆（18），当滑块Ⅰ（5）碰到限位开关Ⅱ（10）时，电控系统启动，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅰ（7）和控制油缸Ⅱ（16）相互配合，机械手Ⅰ松开远离锚杆（18），推进油缸Ⅰ（2）收回，机械手Ⅰ在推进油缸Ⅰ（2）的作用下收回，机械手Ⅱ在推进油缸Ⅱ（21）的作用下继续输送锚杆（18）；当滑块Ⅰ（5）碰到限位开关Ⅰ（4）时，滑块Ⅱ（5）尚未到达极限位置，电控系统动作，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅰ（7）和控制油缸Ⅱ（16）相互配合，机械手Ⅰ抓紧锚杆（18），推进油缸Ⅰ（2）伸出，机械手Ⅰ在推进油缸Ⅰ（2）的作用下再次伸出，机械手Ⅰ与机械手Ⅱ分别在推进油缸Ⅰ（2）和推进油缸Ⅱ（21）的作用下输送锚杆（18）；当滑块Ⅱ（8）碰到限位开关Ⅳ（9）时，电控系统动作，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅲ（20）和控制油缸Ⅳ（14）相互配合，机械手Ⅱ松开远离锚杆（18），推进油缸Ⅱ（21）收回，机械手Ⅱ在推进油缸Ⅱ（21）的作用下收回，机械手Ⅰ在推进油缸Ⅰ（2）的作用下继续输送锚杆（18）；当滑块Ⅱ（8）碰到触碰开关Ⅲ（4）时，滑块Ⅰ（5）尚未到达极限位置，电控系统动作，控制相应电磁阀动作，控制油缸Ⅲ（20）和控制油缸Ⅳ（14）相互配合，机械手Ⅱ抓...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞庆，周远航，李大伟，张迅，李剑雄，陈义得，杨露伟，雷鸣，孙海波，张佳兴，管羽，
申请(专利权)人：中铁隧道集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41