[发明专利]一种搭载于掘进机上的自动化钻锚杆机械臂装置

说明书

本发明公开了一种搭载于掘进机上的自动化钻锚杆机械臂装置，其包括固定支座、主机械臂、副机械臂、送料机构、锚杆库、锚杆钻机和钻机小车，主机械臂与固定支座铰接，副机械臂固定连接在主机械臂上，副机械臂包括两根滑轨、钻机液压杆和滑槽，两根滑轨设置在副机械臂的两侧，两根滑轨上设置有送料机构，滑槽设置在副机械臂的上端，钻机液压杆固定设置在滑槽的端部，锚杆钻机固定设置在钻机小车上，钻机小车底部设置有滑轮，滑轮滑动设置在滑槽内，钻机液压杆与钻机小车传动连接，锚杆库内放置有若干锚杆，锚杆库固定设置在滑槽的上方，锚杆库与锚杆钻机间隙设置；本方案的自动化钻锚杆机械臂装置自动化程度高，可以显著加快隧道支护速度。

技术领域

本发明涉及锚杆施工领域，具体涉及一种搭载于掘进机上的自动化钻锚杆机械臂装置。

背景技术

新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆支护、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初期支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。

新奥法的特点是在开挖面附近及时施作密贴于围岩的薄层柔性喷射混凝土和锚杆支护，以便控制围岩的变形和应力释放，从而在支护和围岩的共同变形过程中，调整围岩应力重分布而达到新的平衡，以求最大限度地保持围岩的固有强度和利用其自承能力。

自进式中空注浆锚杆本身兼作钻杆和注浆管。注浆前可作吹尘管，既排除凿岩形成的粉尘，注浆时浆液通过中空锚杆从钻头喷出，填空锚杆周围的钻孔和地层裂隙，使锚杆与周围土质凝固成一体，形成钢管水泥柱，起到加固的作用。

开挖隧道主要是由掘进机进行挖掘工作，开挖一段距离后停止挖掘，在刚开挖的断面上进行初期支护工作。初期支护主要有以下几个步骤：一是初喷混凝土，用混凝土喷浆设备对隧道拱面进行喷浆作业；二是施工锚杆，待混凝土凝固后，测量放样，确定锚杆钻孔位置，然后由人工手持锚杆钻机进行钻孔作业；三是挂钢筋网，四是钢架安装；步骤三和四都应在桁架台车上进行操作。

在进行步骤二的过程中，由于大型盾构机技术附加值高、制造工艺复杂、成本高，因此在很多场合，仍然使用开敞式掘进机。现有的开敞式掘进机只具备断面监视等功能，还未真正实现自动截割进尺和支护，这将严重影响掘进进尺速度，其中支护缓慢一直是影响掘进进尺的主要因素，它几乎占用了巷道进尺时间的2/3。目前，掘进机支护作业主要依靠人工支护，如果能实现支护机械化，让其配合掘进机施工，就能加快支护速度。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种可自动控制锚杆的自动化钻锚杆机械臂装置。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种搭载于掘进机上的自动化钻锚杆机械臂装置，其包括固定支座、主机械臂、副机械臂、送料机构、锚杆库、锚杆钻机和钻机小车，主机械臂与固定支座铰接，副机械臂固定连接在主机械臂上，副机械臂包括两根滑轨、钻机液压杆和滑槽，两根滑轨设置在副机械臂的两侧，两根滑轨上设置有送料机构，滑槽设置在副机械臂的上端，钻机液压杆固定设置在滑槽的端部，锚杆钻机固定设置在钻机小车上，钻机小车底部设置有滑轮，滑轮滑动设置在滑槽内，钻机液压杆与钻机小车传动连接，锚杆库内放置有若干锚杆，锚杆库固定设置在滑槽的上方，锚杆库与锚杆钻机间隙设置。

进一步地，送料机构包括两个送料液压杆和两个镜像对称的连杆机构，两个送料液压杆分别固定设置在两个滑轨的端部，两个连杆机构分别滑动设置在两个滑轨上，送料液压杆与连杆机构传动连接。