[发明专利]一种基于磁钉的井下锚孔定位装置及方法

说明书

一种基于磁钉的井下锚孔定位装置，包括门型支架，所述门型支架上设有成排的锚孔，所述门型支架上设有定位条，定位条上刻有多个阵列排布的磁性凹槽作为磁钉；所述定位装置包括锚杆钻机和位置检测装置，所述位置检测装置包括磁感应传感器和定位支架，所述定位支架包括连接杆以及设置在连接杆一端的卡槽，所述卡槽内安装有磁感应传感器，所述磁感应传感器和锚杆钻机分别与工控机通信连接；所述卡槽卡在定位条两侧，与定位条滑动连接，连接杆的另一端与锚杆钻机固定连接。本发明通过磁感应传感器与磁钉结合的方式，可以快速准确的捕捉锚孔的位置信息，从而提高设备的工作效率，同时可以降低维修成本，延长了使用寿命。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，特别是涉及一种基于磁钉的井下锚孔定位装置及方法。

背景技术

矿领域的开采主要以地下开采为主，需要在井下开掘大量巷道，为减少围岩的移动，使巷道断面不致过度缩小，同时防止已散离和破坏的围岩掉落以保证开采过程中巷道结构的安全性，需要在矿井巷道中安装支架来保护工作人员，而安装支架时需要对支架上的固定孔进行定位来安装锚杆，它可以有效提升支固结构的支撑性能。在锚杆的施工安装过程中，需要将锚杆精准地插入锚孔中，各锚杆之间的间距也要控制得当以保证巷道整体结构受力均匀。然而，传统的锚孔定位及锚杆插入方式基本都是靠人工进行测量的，耗时耗力，效率很低。因此，设计一种煤矿井下支架锚孔的定位装置及方法将会对提高施工效率以及提升井下工作安全性具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，提供一种基于磁钉的井下锚孔定位装置及方法。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种基于磁钉的井下锚孔定位装置，包括门型支架，所述门型支架上设有成排的锚孔，所述门型支架上设有定位条，定位条上刻有多个阵列排布的磁性凹槽作为磁钉；所述定位装置包括锚杆钻机和位置检测装置，所述位置检测装置包括磁感应传感器和定位支架，所述定位支架包括连接杆以及设置在连接杆一端的卡槽，所述卡槽内安装有磁感应传感器，所述磁感应传感器和锚杆钻机分别与工控机通信连接；所述卡槽卡在定位条两侧，与定位条滑动连接，连接杆的另一端与锚杆钻机固定连接。

所述磁性凹槽为装有磁性材料的凹槽，所述磁性材料为固态磁粉。

所述定位条上的磁性凹槽的深度，宽度均相同。

所述定位条与每排锚孔平行排列，两者间距与位置检测装置和锚杆钻机间的距离相同。

所述磁性凹槽分为两种，分别为N极磁性凹槽和S极磁性凹槽。

一种基于磁钉的井下锚孔定位方法，所述方法包括如下步骤：

S1：一种基于二维阵列定位的编码方式：门型支架上的定位条上刻有凹槽，凹槽内装填有磁性材料，形成磁性凹槽，磁性凹槽分为两种，N极磁性凹槽和S极磁性凹槽，每一种极性的凹槽，对应着一种符号，磁性凹槽以多个阵列排布的方式组成磁钉，每个磁钉都有各自的编号，磁钉与锚孔的位置一一对应，用来确定位孔的位置。

S2：在检测过程中，当磁感应传感器检测到磁极时，说明位置检测装置检测到磁钉，磁感应传感器将信号发送给工控机，工控机发送信号给锚杆钻机进行打孔，位置检测装置与锚杆钻机会同时停下，此时锚杆正上方就是锚孔的位置，显示器上会显示当前磁钉的编号，同时锚杆钻机会将锚杆插入锚孔，完成此次作业，然后位置检测装置与锚杆钻机继续前进，寻找下一个位置。

所述每个磁钉都有各自的编号具体为：N极磁性凹槽用“0”表示，S极磁性凹槽用“1”表示，四个磁性凹槽以2X2的阵列方式组合成为一个二维阵列作为磁钉，每两个磁钉之间相距一定间隔，按二进制数字编码编译两种磁性凹槽，磁钉与锚孔的位置一一对应，用来确定位孔的位置。