全方位多角度自动锚杆钻机

242 编辑：中冶有色技术网来源：太原理工大学

2023-12-21 11:08:52

权利要求书： 1.一种全方位多角度自动锚杆钻机，其特征在于：包括设置于底部的主机架（5），主机架（5）上安装有钻机平台（1），钻机平台（1）通过铰接的方式连接使钻机平台（1）可相对于主机架（5）进行小角度旋转，钻机平台（1）两侧内部设置有平移机构（3），平移机构（3）一端在钻机平台（1）内，另一端设置于钻机平台（1）外部并且安装有由旋转马达驱动的旋转支座（2），旋转支座（2）底部安装有钻机安装架（4），钻机安装架（4）底部设置钻架系统（6），钻架系统（6）内部设置有抓取系统（7）。

2.根据权利要求1所述的全方位多角度自动锚杆钻机，其特征在于：所述的钻架系统（6）包括钻架侧板（6.1）、钻架顶端板（6.2）、导轨（6.3）、丝杠（6.4）、钻机（6.5）、锚杆仓（6.6）、钻机架（6.8）和支撑柱（6.9），钻架顶端板（6.2）设置于两侧，两侧的钻架顶端板（6.2）之间通过钻架侧板（6.1）以及支撑柱（6.9）连接，钻架侧板（6.1）和支撑柱（6.9）分别设置在两侧，钻架顶端板（6.2）和钻架侧板（6.1）构成钻架系统的框架，钻架系统的框架内安装有钻机架（6.8），钻机架（6.8）固定在其中一个钻架顶端板（6.2）的内侧，钻机架（6.8）上安装钻机（6.5），钻架侧板（6.1）和支撑柱（6.9）之间设置有导轨（6.3）和丝杠（6.4），丝杠（6.4）设置于导轨（6.3）中间，并且相互平行，所述的抓取系统（7）安装在导轨（6.3）和丝杠（6.4）上，钻架侧板（6.1）内设置有滑轨，锚杆仓（6.6）两端设置于钻架侧板（6.1）的滑轨内，锚杆仓（6.6）的设置方向沿钻架侧板（6.1）方向设置。

3.根据权利要求2所述的全方位多角度自动锚杆钻机，其特征在于：所述的锚杆仓（6.6）顶部两端处各设置有一个液压油缸，液压油缸伸长时，锚杆仓向外移动；液压油缸缩短时，锚杆仓向内收缩，所述的锚杆仓（6.6）底部设置有卡扣（6.7），锚杆仓（6.6）设置有上下两层，当下层锚杆仓移动到最外则时，此时上层的锚杆仓在最内侧；当下层锚杆仓在最内侧时，上层锚杆仓在最外侧，下层锚杆仓内侧卡扣为钻杆仓，可放置钻杆；其他卡扣处均为锚杆。

4.根据权利要求3所述的全方位多角度自动锚杆钻机，其特征在于：所述的抓取系统（7）包括丝杠器（7.1）、后置液压油缸（7.2）、导柱（7.3）、顶板（7.4）、中置液压油缸（7.5）、前抓板（7.6）、后抓板（7.7）和前置液压油缸（7.8），丝杠器（7.1）安装在导轨（6.3）和丝杠（6.4）上，丝杠器（7.1）上设置有导柱（7.3），导柱（7.3）上安装有顶板（7.4），顶板（7.4）与丝杠器（7.1）之间设置有后置液压油缸（7.2），顶板（7.4）内设置有套筒，套筒位置处设置有后抓板（7.7），顶板（7.4）与后抓板（7.7）之间设置有中置液压油缸（7.5）并由其驱动后抓板（7.7）顶升，后抓板（7.7）前方设置有前抓板（7.6），后抓板（7.7）底部为竖向的连接板，前置液压油缸（7.8）一端与连接板连接，另一端与前抓板（7.6）的中部铰接连接，前抓板（7.6）的端部与连接板铰接连接，通过控制前置液压油缸（7.8）来控制前抓板（7.6）和后抓板（7.7）的开合。

5.根据权利要求4所述的全方位多角度自动锚杆钻机，其特征在于：所述的平移机构（3）包括前悬臂梁（3.1）、后悬臂梁（3.3）和液压油缸（3.2），液压油缸（3.2）呈平行分布在前悬臂梁（3.1）和后悬臂梁（3.3）的内部，液压油缸（3.3）一端与前悬臂梁（3.1）连接，另一端与后悬臂梁（3.2）连接；前悬臂梁（3.1）与后悬臂梁（3.2）通过铰接的方式连接，当前悬臂梁（3.1）与后悬臂梁（3.2）相互平行时，此时液压油缸（3.3）与前悬臂梁（3.1）、后悬臂梁（3.2）相互平行，液压油缸（3.3）收缩时，可使后悬臂梁（3.3）向上翻折；当液压油缸（3.2）伸长时，可使后悬臂梁（3.3）向下翻折。

6.根据权利要求5所述的全方位多角度自动锚杆钻机，其特征在于：所述的钻机平台（1）前后布置的两条轨道，轨道四周均由钢板组成，轨道内部四壁设置有垫块；钻机平台（1）的前端设置有连接架，连接架上端通过铰接的方式连接主机架（5），钻机平台（1）下端通过液压油缸与主机架（5）连接，用于固定和移动平移机构，钻机平台（1）可以向上竖直翻转至与水平面垂直，使需要工作的部分达到需要工作面合适的位置。

说明书：一种全方位多角度自动锚杆钻机技术领域[0001] 本发明属于煤矿井下巷道支护技术领域，具体涉及一种全方位多角度自动锚杆钻机。

背景技术[0002] 锚杆支护是我国煤矿井下巷道支护的主要方式。目前在国内煤矿井下锚杆支护大部分采用人工支护的方式，先由人工钻孔，再由人工采用手工的方式将锚杆推入合适位置，

最后进行紧固。人工支护的方式对长期一线工作人员有较大的身体伤害，此类型工作人员

相比其他工作人员更容易患尘肺等疾病，并且由于人工精力有限，无法保证每一处支护质

量都达到合格，从而无法保证整个巷道的安全程度是否合格。

[0003] 目前国内煤矿井下巷道支护设备多数采用单工序支护方式，需要工作人员进行现场二次操作加固，提高了企业的生产成本，更降低了生产效率。

发明内容[0004] 本发明为了解决上述问题，提供一种全方位多角度自动锚杆钻机。[0005] 本发明采取以下技术方案：一种全方位多角度自动锚杆钻机，包括设置于底部的主机架，主机架上安装有钻机平台，钻机平台通过铰接的方式连接使钻机平台可相对于主

机架进行小角度旋转，钻机平台两侧内部设置有平移机构，平移机构一端在钻机平台内，另

一端设置于钻机平台外部并且安装有由旋转马达驱动的旋转支座，旋转支座底部安装有钻

机安装架，钻机安装架底部设置钻架系统，钻架系统内部设置有抓取系统。

[0006] 进一步的，钻架系统包括钻架侧板、钻架顶端板、导轨、丝杠、钻机、锚杆仓、钻机架和支撑柱，钻架顶端板设置于两侧，两侧的钻架顶端板之间通过钻架侧板以及支撑柱连接，

钻架侧板和支撑柱分别设置在两侧，钻架顶端板和钻架侧板构成钻架系统的框架，钻架系

统的框架内安装有钻机架，钻机架固定在其中一个钻架顶端板的内侧，钻机架上安装钻机，

钻架侧板和支撑柱之间设置有导轨和丝杠，丝杠设置于导轨中间，并且相互平行，所述的抓

取系统安装在导轨和丝杠上，钻架侧板内设置有滑轨，锚杆仓两端设置于钻架侧板的滑轨

内，锚杆仓的设置方向沿钻架侧板方向设置。

[0007] 进一步的，锚杆仓顶部两端处各设置有一个液压油缸，液压油缸伸长时，锚杆仓向外移动；液压油缸缩短时，锚杆仓向内收缩，所述的锚杆仓底部设置有卡扣，锚杆仓设置有

上下两层，当下层锚杆仓移动到最外则时，此时上层的锚杆仓在最内侧；当下层锚杆仓在最

内侧时，上层锚杆仓在最外侧，下层锚杆仓内侧卡扣为钻杆仓，可放置钻杆；其他卡扣处均

为锚杆。

[0008] 进一步的，抓取系统包括丝杠器、后置液压油缸、导柱、顶板、中置液压油缸、前抓板、后抓板和前置液压油缸，丝杠器安装在导轨和丝杠上，丝杠器上设置有导柱，导柱上安

装有顶板，顶板与丝杠器之间设置有后置液压油缸，顶板内设置有套筒，套筒位置处设置有

后抓板，顶板与后抓板之间设置有中置液压油缸并由其驱动后抓板顶升，后抓板前方设置

有前抓板，后抓板底部为竖向的连接板，前置液压油缸一端与连接板连接，另一端与前抓板

的中部铰接连接，前抓板的端部与连接板铰接连接，通过控制前置液压油缸来控制前抓板

和后抓板的开合。

[0009] 进一步的，平移机构包括前悬臂梁、后悬臂梁和液压油缸，液压油缸呈平行分布在前悬臂梁和后悬臂梁的内部，液压油缸一端与前悬臂梁连接，另一端与后悬臂梁连接；前悬

臂梁与后悬臂梁通过铰接的方式连接，当前悬臂梁与后悬臂梁相互平行时，此时液压油缸

与前悬臂梁、后悬臂梁相互平行，液压油缸收缩时，可使后悬臂梁向上翻折；当液压油缸伸

长时，可使后悬臂梁向下翻折。

[0010] 进一步的，平台前后布置的两条轨道，轨道四周均由钢板组成，轨道内部四壁设置有垫块；钻机平台的前端设置有连接架，连接架上端通过铰接的方式连接主机架，钻机平台

下端通过液压油缸与主机架连接，用于固定和移动平移机构，钻机平台可以向上竖直翻转

至与水平面垂直，使需要工作的部分达到需要工作面合适的位置。

[0011] 与现有技术相比，本发明利用钻架系统、平移机构和抓取系统的相互配合，具有定位准确，支护迅速，全方位，大容量锚杆仓等特点，在减轻了工作人员劳动强度的同时，也提

高了企业的生产周期，更提高了企业的生产成本。

附图说明[0012] 图1是本发明提供的一种全方位多角度自动锚杆钻机的结构示意图；图2是本发明提供的平移机构打开的结构示意图；

图3是本发明提供的平移机构的局部结构示意图；

图4是本发明提供的钻架系统的结构示意图；

图5是本发明提供的抓取系统的结构示意图；

图6是本发明提供的抓取系统的局部结构示意图；

图7是钻机平台结构示意图；

图8是单层锚杆仓结构示意图；

图9是双层锚杆仓结构示意图；

图10是顶板结构示意图。

具体实施方式[0013] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。[0014] 本发明提供一种全方位多角度自动锚杆钻机，如图1所示，该一体机包括钻机平台1、旋转支座2、平移机构3、钻机安装架4、主机架5、钻架系统6、抓取系统7。

[0015] 如图1所示，主机架5设置于底部，为整个设备起到支撑和稳定的作用；钻机平台1设置于主机架5上，通过铰接的方式连接使钻机平台1可相对于主机架5进行小角度旋转；平

移机构3设置于钻机平台1内部，平移机构3一端在钻机平台1内，另一端设置于钻机平台1外

部；旋转支座2设置于平移机构3在钻机平台1外侧的一端，旋转支座设置有旋转马达，可带

动钻架系统6进行大角度旋转；钻机安装架4设置于旋转支座2底端；钻架系统6设置于钻机

安装架4底端；抓取系统7设置于钻架系统6内部。

[0016] 如图2所示，图示为本发明对矿井下巷道侧壁进行支护的情况，左端为钻架系统工作状态，右端为钻架系统未工作或者已工作完毕状态。钻机平台1支撑平移机构3向外延伸

至合适距离后，由旋转支座2通过液压油缸的作用将钻架系统6进行大角度旋转至合适角度

后，再由平移机构3内设的液压油缸作用将钻架系统6进行竖直方向的位移，达到在矿井下

巷道不同高度的支护工作。

[0017] 如图3所示，平移机构3由前悬臂梁3.1、后悬臂梁3.3和两根液压油缸构成3.2；液压油缸3.3呈平行分布在前悬臂梁3.1和后悬臂梁3.3的内部，液压油缸3.3一端与前悬臂梁

3.1连接，另一端与后悬臂梁3.2连接；前悬臂梁3.1与后悬臂梁3.2通过铰接的方式连接，当

前悬臂梁3.1与后悬臂梁3.2相互平行时，此时液压油缸3.3与前悬臂梁3.1、后悬臂梁3.2相

互平行。液压油缸3.3收缩时，可使后悬臂梁3.3向上翻折；当液压油缸3.2伸长时，可使后悬

臂梁3.3向下翻折。

[0018] 如图4所示，钻架系统6由钻架侧板6.1、钻架顶端版6.2、导轨6.3、丝杠6.4、钻机6.5、锚杆仓6.6、卡扣6.7、钻机架6.8、支撑柱6.9和抓取部分7等构成。钻架顶端版6.2设置

于钻架系统6两侧；钻架侧板6.1设置于钻架系统6内侧；导轨6.3设置于钻架系统6底端，一

端与钻架侧板6.1，另一端与支撑柱6.9连接；丝杠6.4设置于导轨6.3中间，并且相互平行；

钻机6.5设置于钻机架6.8下端；钻机架6.8设置于钻架系统6内；钻架侧板6.1内设置有滑

轨，锚杆仓6.6两端设置于钻架侧板6.1的滑轨内。

[0019] 如图4所示，抓取部分7设置于导轨6.3和丝杠6.4上，由导轨6.3和丝杠6.4相互配合，可使抓取部分7进行位移，从而更好的达到使用要求。

[0020] 如图8、9所示，锚杆仓6.6顶部两端处各设置有一个液压油缸，液压油缸伸长时，锚杆仓向外移动；液压油缸缩短时，锚杆仓向内收缩，所述的锚杆仓6.6底部设置有卡扣6.7，

锚杆仓6.6设置有上下两层，当下层锚杆仓移动到最外则时，此时上层的锚杆仓在最内侧；

当下层锚杆仓在最内侧时，上层锚杆仓在最外侧，下层锚杆仓内侧卡扣为钻杆仓，可放置钻

杆；其他卡扣处均为锚杆。

[0021] 如图5所示，抓取系统7由丝杠器7.1、后置液压油缸7.2、导柱7.3、顶板7.4、中置液压油缸7.5、前抓板7.6、后抓板7.7、前置液压油缸7.8构成；丝杠器7.1设置于导轨6.3和丝

杠6.4上；导柱7.3设置于丝杠器7.1上；顶板7.4设置于导柱7.3上；后抓板7.7设置于顶板

7.4内设的套筒处；后抓板7.7前方设置有前抓板7.6，后抓板7.7底部为竖向的连接板，前置

液压油缸7.8一端与连接板连接，另一端与前抓板7.6的中部铰接连接，前抓板7.6的端部与

连接板铰接连接，通过控制前置液压油缸7.8来控制前抓板7.6和后抓板7.7的开合。中置液

压油缸7.5一端连接后抓板7.7，另一端连接顶板7.4；后置液压油缸7.2一端连接丝杠器

7.1，另一端连接顶板7.4。

[0022] 如图6所示，工作时，由丝杠器7.1与导轨6.3和丝杠6.4的相互配合，可使丝杠器7.1在导轨上进行位移；由后置液压油缸7.2伸长时带动顶板7.4通过导柱7.3将前抓板7.6

和后抓板7.7提升至一定高度；再由中置液压油缸7.5进行高度的微调，最后通过前置液压

油缸7.8的伸缩可通过前抓板7.6和后抓板7.7的配合将钻杆取出，再由依次由油缸的配合

将前抓板7.6、后抓板7.7下降至合适高度，由丝杠器7.1将其带至钻机处进行对施工面的打

孔作业。打孔作业完成后，再由抓取系统7将钻杆放回钻杆仓，后对锚杆进行抓取放入之前

打好的孔内进行支护作业。此时为完整的一个作业过程。

[0023] 本发明中主机架，用于支撑钻机平台的稳定。如图7所示，钻机平台，由前后布置的两条轨道和连接架构成，轨道四周均有钢板组成，轨道内部四壁设置有垫块，可降低平移机

构与钢板的摩擦力；所述连接架设置于钻机平台的前端，一端通过铰接的方式连接于主机

架。另一端固定于钻机平台前端。所述钻机平台下端通过液压油缸与主机架连接，用于固定

和移动平移机构，钻机平台可以向上竖直翻转至与水平面垂直，使需要工作的部分达到需

要工作面合适的位置。平移机构，一端设置于钻机平台内，另一端延伸至钻机平台外侧。用

于帮助钻机在水平方向和竖直方向进行位移，使钻机钻口可以达到需要施工面的任意位

置。旋转支座，设置于平移机构端点处，可通过液压油缸将钻机翻转90°，使钻机与钻机平台

形成夹角，可面对不同地形时，保证钻机钻口始终与施工面垂直。旋转马达，设置于旋转支

座上，可使钻架水平旋转360°。钻机，设置于支座下端。锚杆仓，设置于钻机一侧，由上下两

层构成，可容纳多根锚杆和钻杆。

[0024] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所做的举例，而并非是对本发明实施方案的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以

做出其他不同的变化或变动。这里无需也无法对所有实施方法予以穷举。凡在本发明的精

神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含本发明权利要求的保护范围

之内。