煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置.pdf

本发明公开了一种煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置，其包括锚杆存储机构、第一机械手、第二机械手和固定座。本发明的煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置通过锚杆存储机构将锚杆存储于所述上部分度盘和下部分度盘上的半圆形槽内，通过第一机械手和第二机械手实现锚杆的抓取、输送和定位，实现锚杆输送过程的自动化作业，提高了锚杆和钻杆的换装效率，缩短了巷道的支护过程时间，减少了巷道的塌方风险。

权利要求书
1.  一种煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置，其特征在于，包括锚杆存储机构、第一机械手、第二机械手和固定座；
所述锚杆存储机构包括下部支撑盘(301)、旋转动力部(302)、中心轴(303)、下部分度盘(304)、上部分度盘(305)和上部固定挡圈(306)；
所述旋转动力部(302)固定于所述下部支承盘(301)上，且位于所述下部支撑盘(301)的中心，所述中心轴(303)固定于所述旋转动力部(302)的转动部件上；所述中心轴(303)的轴线与所述下部支承盘(301)垂直；
所述下部分度盘(304)和上部分度盘(305)均固定于所述中心轴(303)上，所述上部分度盘(305)位于所述下部分度盘(304)的上方，所述中心轴(303)带动所述下部分度盘(304)和上部分度盘(305)转动；所述下部分度盘(304)和上部分度盘(305)的轴心线与所述中心轴(303)的轴心线重合；所述下部分度盘(304)的直径大于所述上部分度盘(305)的直径；
所述下部分度盘(304)的侧壁上沿所述下部分度盘(304)的轴线方向均开设有多个半圆形槽；所述上部分度盘(305)的侧壁上沿所述上部分度盘(305)的轴线方向均开设有多个半圆形槽；所述下部分度盘(304)上的半圆形槽与所述上部分度盘(305)上的半圆形槽的数量相同，且所述下部分度盘(304)上的半圆形槽沿所述下部分度盘(304)的周向均匀分布，所述上部分度盘(305)上的半圆形槽沿所述上部分度盘(305)的周向均匀分布；
所述固定座(324)上开设有第三通孔；
所述上部固定挡圈(306)包括转动部、圆环部和中心套筒；所述中心套筒套设于所述中心轴(303)上；所述圆环部具有开口，且固定于所述中心套筒上；所述中心套筒的轴线与所述圆环部的旋转轴心线重合；所述转动部的一端可转动地设置于所述固定座(324)的第三通孔内，另一端固定于所述圆环部的开口处；所述上部固定挡圈(306)的圆环部的内孔直径小于所述上部分度盘(305)的直径，且当所述转动部在所述固定座(324)内旋转一定角度后，其可以被固定于所述固定座(324)上；
所述第一机械手位于第二机械手的上方，所述第一机械手用于抓取所述锚杆的上端，所述第二机械手用于抓取所述锚杆的下端；从而将所述锚杆从所述锚杆存储机构内取出，并输送至钻箱的上方。

2.  根据权利要求1所述的煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置，其特征在于，还包括连接板(307)、支撑块(308)和连接块(309)；所述连接板(307)的一端固定于导轨上，所述支撑块(308)的上端铰接于所述连接板(307)的另一端，所述支撑块(308)的下部开设有长条形槽，所述连接块(309)的上端固定于所述下部支撑盘(301)上，且位于所述下部支承盘(301)的下部，所述连接块(309)的下端设置有螺杆，所述螺杆垂直于所述连接块(309)，且所述螺杆穿过所述长条形槽，通过螺母将所述螺杆固定于所述支撑块(308)上。

3.  根据权利要求2所述的煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置，其特征在于，所述第一机械手和第二机械手的结构相同。

4.  根据权利要求3所述的煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置，其特征在于，所述第一机械手和第二机械手均包括框架、第一轴(313)、第二轴(314)、上转动板(315)、下转动板(316)、第一油缸(317)、第二油缸(318)和锚杆抓取爪(319)；
所述框架包括竖直板(310)、第一水平板(311)和第二水平板(312)，所述竖直板(310)固定于所述导轨上，所述竖直板(310)竖直设置，所述第一水平板(311)和第二水平板(312)分别固定于所述竖直板(310)的上下两端，且所述第一水平板(311)和第二水平板(312)均水平设置，所述第二水平板(312)位于所述第一水平板(311)的下部；
所述第一轴(313)竖直设置，其两端分别固定于所述第一水平板(311)和第二水平板(312)上，且所述第一轴(313)位于所述第一水平板(311)和第二水平板(312)之间；
所述第二轴(314)竖直设置，且所述第二轴(314)固定于所述第一水平板(311)和第二水平板(312)上，所述第二轴(314)的上端位于所述第一水平板(311)的上部，所述第二轴(314)的下端位于所述第二水平板(312)的下部；
所述上转动板(315)和下转动板(316)均水平设置，且所述上转动板(315)与所述下转动板(316)结构均为“Y”字形，包括锚杆固定部(320)、第一固定部(321)和第二固定部(322)，所述上转动板(315)和下转动板(316)的第一固定部(321)通过第一轴(313)铰接于所述第一水平板(311)和第二水平板(312)上；所述上转动板(315)和下转动板(316)的第二固定部(322) 之间安装有第三轴(323)，所述第一油缸(317)的缸体通过所述第三轴(323)铰接于所述上转动板(315)和下转动板(316)上；所述锚杆固定部(320)开设有半圆形槽；
所述锚杆抓取爪(319)通过铰接轴铰接于所述上转动板(315)和下转动板(316)的锚杆固定部(320)上，且所述锚杆抓取爪(319)上也开设有半圆形槽，所述锚杆抓取爪(319)的半圆形槽与所述锚杆固定部(320)的半圆形槽相配合，实现锚杆的抓取；
所述第一油缸(317)的活塞杆铰接于所述锚杆抓取爪(319)，用于驱动所述锚杆抓取爪(319)绕所述铰接轴转动；
所述第二油缸(318)的缸体通过第二轴(314)铰接于所述第一水平板(311)和第二水平板(312)上，所述第二油缸(318)的活塞杆通过所述铰接轴铰接于所述上转动板(315)和下转动板(316)上。

说明书煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置
技术领域
本发明涉及一种煤矿用锚杆钻机的零部件，尤其涉及一种煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置。
背景技术
在采煤过程中，一般均使用煤矿用锚杆钻机对煤层进行钻孔，然后对所钻的孔喷射锚固剂，并将锚杆插入所述孔内，以实现对巷道的支护。但现有技术中的锚杆钻机在钻孔之后，需要将锚杆钻机的钻杆更换为锚杆，而且这一过程均是通过工人手动完成的，作业效率较低，从而使得巷道的支护过程时间较长，增加了巷道的塌方风险。
发明内容
本发明目的是提供一种煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置，其能对锚杆进行自动输送，提高了作业效率。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置，其包括锚杆存储机构、第一机械手、第二机械手和固定座；
所述锚杆存储机构包括下部支撑盘、旋转动力部、中心轴、下部分度盘、上部分度盘和上部固定挡圈；
所述旋转动力部固定于所述下部支承盘上，且位于所述下部支撑盘的中心，所述中心轴固定于所述旋转动力部的转动部件上；所述中心轴的轴线与所述下部支承盘垂直；
所述下部分度盘和上部分度盘均固定于所述中心轴上，所述上部分度盘位于所述下部分度盘的上方，所述中心轴带动所述下部分度盘和上部分度盘转动；所述下部分度盘和上部分度盘的轴心线与所述中心轴的轴心线重合；所述下部 分度盘的直径大于所述上部分度盘的直径；
所述下部分度盘的侧壁上沿所述下部分度盘的轴线方向均开设有多个半圆形槽；所述上部分度盘的侧壁上沿所述上部分度盘的轴线方向均开设有多个半圆形槽；所述下部分度盘上的半圆形槽与所述上部分度盘上的半圆形槽的数量相同，且所述下部分度盘上的半圆形槽沿所述下部分度盘的周向均匀分布，所述上部分度盘上的半圆形槽沿所述上部分度盘的周向均匀分布；
所述固定座上开设有第三通孔；
所述上部固定挡圈包括转动部、圆环部和中心套筒；所述中心套筒套设于所述中心轴上；所述圆环部具有开口，且固定于所述中心套筒上；所述中心套筒的轴线与所述圆环部的旋转轴心线重合；所述转动部的一端可转动地设置于所述固定座的第三通孔内，另一端固定于所述圆环部的开口处；所述上部固定挡圈的圆环部的内孔直径小于所述上部分度盘的直径，且当所述转动部在所述固定座内旋转一定角度后，其可以被固定于所述固定座上；
所述第一机械手位于第二机械手的上方，所述第一机械手用于抓取所述锚杆的上端，所述第二机械手用于抓取所述锚杆的下端；从而将所述锚杆从所述锚杆存储机构内取出，并输送至钻箱的上方。
可选的，所述煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置还包括连接板、支撑块和连接块；所述连接板的一端固定于导轨上，所述支撑块的上端铰接于所述连接板的另一端，所述支撑块的下部开设有长条形槽，所述连接块的上端固定于所述下部支撑盘上，且位于所述下部支承盘的下部，所述连接块的下端设置有螺杆，所述螺杆垂直于所述连接块，且所述螺杆穿过所述长条形槽，通过螺母将所述螺杆固定于所述支撑块上。
可选的，所述第一机械手和第二机械手的结构相同。
可选的，所述第一机械手和第二机械手均包括框架、第一轴、第二轴、上转动板、下转动板、第一油缸、第二油缸和锚杆抓取爪；
所述框架包括竖直板、第一水平板和第二水平板，所述竖直板固定于所述导轨上，所述竖直板竖直设置，所述第一水平板和第二水平板分别固定于所述竖直板的上下两端，且所述第一水平板和第二水平板均水平设置，所述第二水平板位于所述第一水平板的下部；
所述第一轴竖直设置，其两端分别固定于所述第一水平板和第二水平板上， 且所述第一轴位于所述第一水平板和第二水平板之间；
所述第二轴竖直设置，且所述第二轴固定于所述第一水平板和第二水平板上，所述第二轴的上端位于所述第一水平板的上部，所述第二轴的下端位于所述第二水平板的下部；
所述上转动板和下转动板均水平设置，且所述上转动板与所述下转动板结构均为“Y”字形，包括锚杆固定部、第一固定部和第二固定部，所述上转动板和下转动板的第一固定部通过第一轴铰接于所述第一水平板和第二水平板上；所述上转动板和下转动板的第二固定部之间安装有第三轴，所述第一油缸的缸体通过所述第三轴铰接于所述上转动板和下转动板上；所述锚杆固定部开设有半圆形槽；
所述锚杆抓取爪通过铰接轴铰接于所述上转动板和下转动板的锚杆固定部上，且所述锚杆抓取爪上也开设有半圆形槽，所述锚杆抓取爪的半圆形槽与所述锚杆固定部的半圆形槽相配合，实现锚杆的抓取；
所述第一油缸的活塞杆铰接于所述锚杆抓取爪，用于驱动所述锚杆抓取爪绕所述铰接轴转动；
所述第二油缸的缸体通过第二轴铰接于所述第一水平板和第二水平板上，所述第二油缸的活塞杆通过所述铰接轴铰接于所述上转动板和下转动板上。
本发明具有如下有益效果：本发明的煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置通过锚杆存储机构将锚杆存储于所述上部分度盘和下部分度盘上的半圆形槽内，通过第一机械手和第二机械手实现锚杆的抓取、输送和定位，实现锚杆输送过程的自动化作业，提高了锚杆和钻杆的换装效率，缩短了巷道的支护过程时间，减少了巷道的塌方风险。
附图说明
图1为本发明的煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置的结构示意图；
图2为本发明的煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置的主视图；
图3为本发明的第一机械手的结构示意图；
图4为本发明的上转动板的结构示意图；
图5为本发明的上部固定挡圈的结构示意图；
图中标记示意为：301-下部支撑盘；302-旋转动力部；303-中心轴；304- 下部分度盘；305-上部分度盘；306-上部固定挡圈；307-连接板；308-支撑块；309-连接块；310-竖直板；311-第一水平板；312-第二水平板；313-第一轴；314-第二轴；315-上转动板；316-下转动板；317-第一油缸；318-第二油缸；319-锚杆抓取爪；320-锚杆固定部；321-第一固定部；322-第二固定部；323-第三轴；324-固定座。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置，其包括锚杆存储机构、第一机械手、第二机械手和固定座；
所述锚杆存储机构包括下部支撑盘301、旋转动力部302、中心轴303、下部分度盘304、上部分度盘305和上部固定挡圈306；
所述下部支撑盘301呈圆形，其边缘向上凸起。
所述旋转动力部302可以为电机，也可以为液压马达等动力装置，所述旋转动力部302固定于所述下部支承盘301的中心，所述中心轴303固定于所述旋转动力部302的转动部件上，例如电机和液压马达的转子上；所述中心轴303的轴线与所述下部支承盘301垂直。
所述下部分度盘304的中心开设有第一通孔，所述下部分度盘304的侧壁上沿所述下部分度盘304的轴线方向开设有多个半圆形槽，锚杆的下部可以被放置入所述半圆形槽内。本实施例中，优选地，所述多个半圆形槽沿所述下部分度盘304的周向均匀分布，所述中心轴303穿过所述下部分度盘304的第一通孔，且所述下部分度盘304固定于所述中心轴303上。
所述上部分度盘305的中心开设有第二通孔，而且所述上部分度盘305的侧壁上沿所述上部分度盘305的轴线方向开设有多个半圆形槽，所述上部分度盘305的半圆形槽的数量与所述下部分度盘304的半圆形槽的数量相同，所述锚杆的上部可以被放置入所述上部分度盘305的半圆形槽内。本实施例中，优选地，所述上部分度盘305的多个半圆形槽沿所述上部分度盘305的周向均匀分布，所述中心轴303穿过所述上部分度盘305的第二通孔，且所述上部分度 盘305固定于所述中心轴303上。
本实施例中，所述上部分度盘305的直径小于所述下部分度盘304的直径，且所述上部分度盘305位于所述下部分度盘304的上方，从而使得所述锚杆被放置入所述下部分度盘304和上部分度盘305的半圆孔内时，所述锚杆与所述中心轴303之间的夹角为20度。
所述固定座324固定于所述导轨上，所述固定座中部开设有第三通孔。
所述上部固定挡圈306包括转动部、圆环部和中心套筒；所述圆环部具有开口，所述中心套筒套设于所述中心轴303上，且与所述圆环部相固定，且所述中心套筒的轴线与所述圆环部的旋转轴心线重合；所述转动部可以为转动杆，所述转动部的一端可转动地设置于所述固定座324的第三通孔内，另一端固定于所述圆环部的开口处；所述上部固定挡圈306的圆环部的内孔直径小于所述上部分度盘305的直径，且当所述转动部在所述固定座324内旋转一定角度后，其可以被固定于所述固定座上。
所述第一机械手位于第二机械手的上方，所述第一机械手用于抓取所述锚杆的上端，所述第二机械手用于抓取所述锚杆的下端；从而将所述锚杆从所述锚杆存储机构内取出，并输送至钻箱的上方。
本实施例中，所述煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置在使用时，可以将所述锚杆存储机构固定于导轨上。考虑到所述煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置在使用时，需将所述锚杆存储机构内所存储的锚杆中的一支调整为竖直姿态，所述第一机械手和第二机械手抓取位于所述竖直姿态的锚杆；所述上部固定挡圈306的开口也位于所述位于竖直姿态的锚杆处，当所述第一机械手和第二机械手抓取锚杆后，从所述上部固定挡圈306的开口处将所述锚杆取出。
为实现所述锚杆存储机构姿态的调整，所述煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置还包括连接板307、支撑块308和连接块309；所述连接板307的一端固定于所述导轨上，所述支撑块308的上端铰接于所述连接板307的另一端，所述支撑块308的下部开设有长条形槽，所述长条形槽从左至右向下倾斜(参见图2)，所述连接块309的上端固定于所述下部支撑盘301上，且位于所述下部支承盘301的下部，所述连接块309的下端设置有螺杆，所述螺杆垂直于所述连接块309，且所述螺杆穿过所述长条形槽，通过螺母将所述螺杆固定于所述支撑块308上，从而通过调整螺杆在所述长条形槽内的位置来调整所述锚杆存储机构 的位姿。
所述第一机械手和第二机械手的结构相同，均包括框架、第一轴313、第二轴314、上转动板315、下转动板316、第一油缸317、第二油缸318和锚杆抓取爪319。
所述框架包括竖直板310、第一水平板311和第二水平板312，所述竖直板310固定于所述导轨上，且所述竖直板310竖直设置，所述第一水平板311和第二水平板312分别固定于所述竖直板310的上下两端，且所述第一水平板311和第二水平板312均水平设置，所述第二水平板312位于所述第一水平板311的下部。
所述第一轴313竖直设置，其两端分别固定于所述第一水平板311和第二水平板312上，且所述第一轴313位于所述第一水平板311和第二水平板312之间。
所述第二轴314竖直设置，且所述第二轴314固定于所述第一水平板311和第二水平板312上，所述第二轴314的上端位于所述第一水平板311的上部，所述第二轴314的下端位于所述第二水平板312的下部。
所述上转动板315和下转动板316均水平设置，且所述上转动板315与所述下转动板316结构相同，均为“Y”字形，即包括相互连接的锚杆固定部320、第一固定部321和第二固定部322，所述上转动板315和下转动板316的第一固定部321通过第一轴313铰接于所述第一水平板311和第二水平板312上；所述上转动板315和下转动板316的第二固定部322之间安装有第三轴323，所述第一油缸317的缸体通过所述第三轴323铰接于所述上转动板315和下转动板316上；所述锚杆固定部320开设有半圆形槽。
所述锚杆抓取爪319通过铰接轴铰接于所述上转动板315和下转动板316的锚杆固定部320上，且所述锚杆抓取爪319上也开设有半圆形槽，所述锚杆抓取爪319的半圆形槽与所述锚杆固定部320的半圆形槽相配合，实现锚杆的抓取。
所述第一油缸317的活塞杆铰接于所述锚杆抓取爪319，用于驱动所述锚杆抓取爪319绕所述铰接轴转动。
所述第二油缸318的缸体通过第二轴314铰接于所述第一水平板311和第二水平板312，所述第二油缸318的活塞杆通过所述铰接轴铰接于所述上转动 板315和下转动板316；当所述第二油缸318动作时，所述上转动板315和下转动板316绕所述第一轴313转动，从而实现所述锚杆的位置的改变。
本发明的煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置通过锚杆存储机构将锚杆存储于所述上部分度盘305和下部分度盘304上的半圆形槽内，通过第一机械手和第二机械手实现锚杆的抓取、输送和定位，实现锚杆输送过程的自动化作业，提高了锚杆和钻杆的换装效率，缩短了巷道的支护过程时间，减少了巷道的塌方风险。
本实施例中，所述上部分度盘305和下部分度盘304的半圆形槽的数量为10个。
本发明的煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置的第一机械手和第二机械手抓紧所述锚杆同时旋转，把锚杆输送至钻杆中心线，配合其他工序的进行，当锚杆被有效固定后，所述第一机械手和第二机械手松开所述锚杆，并旋转回到初始位置，此时，旋转动力部带动中心轴、上部分度盘和下部分度盘旋转一定的角度，使所述锚杆存储机构内的一根锚杆运动至第一机械手和第二机械手的抓杆中心，所述第一油缸动作，使所述第一机械手和第二机械手抓紧此根锚杆，等待下一次工作循环。
本实施例中，优选的，所述上部固定挡圈306的开口的圆心角小于360°除以所述上部分度盘305的半圆形槽的数量。
本实施例中，为实现将所述上部固定挡圈306固定于所述固定座324，所述上部固定挡圈306的转动部上开设有外螺纹，所述转动部穿过所述固定座324，通过两个螺母将所述上部固定挡圈306固定于所述固定座324上，此时所述两个螺母分别位于所述固定座324的两侧。
本发明的煤矿用锚杆钻机的自动送杆装置在安装时，为保证其包括一根竖直设置的锚杆，此时可以通过调整所述上部固定挡圈306以及所述连接块309的螺杆的位置，实现所述锚杆存储机构位姿的调整。当调节完成后，所述锚杆存储机构与所述导轨的相对位置固定不变。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限 制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。