一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置的制作方法

本发明涉及土方工程机械技术领域，具体涉及一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置。

背景技术：

螺旋式锚固钻机是一种用于滑坡、城市基坑支护及隧道管棚支护的锚固设备。螺旋钻杆在使用时由多节短螺旋钻杆组装而成，在每次下钻、提钻时均需要人工进行组装操作；而在每一次拆卸钻杆时，需要由工人把夹紧支撑座放到固定钻杆芯轴，然后将组装后的螺旋钻杆拆卸为多节短螺旋钻杆，在拆卸完成后，再由人工移走此钻杆；螺旋钻杆组装和拆卸过程繁琐，重复工序较多，浪费人力，从而导致施工效率底，且在操作中存在一定安全隐患。

中国专利cn108386143b公开了一种螺旋式锚固钻机自动钻杆箱及其运行方法，自动钻杆箱包括：钻进系统(1)、抓取机械手(2)和钻杆箱(3)；其中钻进系统主要完成螺旋钻杆的夹紧和拧卸功能，抓取机械手实现螺旋钻杆的自动上杆、下杆的功能，钻杆箱实现螺旋钻杆有序输出，并且回收拧卸下来的钻杆；该专利公开的螺旋式锚固钻机自动钻杆箱明显体积庞大，不利于运输与现场架设，不适用于矿洞等狭窄的施工环境。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置，该装置利于运输与现场的架设，同时该装置适用于矿洞等狭窄的施工环境，操作简单、便捷，极大地降低施工的危险系数。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置，包括支架、钻进机构、送料机构和卸料机构，支架的旁侧固定设置有支撑架，送料机构固定设置在支撑架上，卸料机构通过滑道滑动设置在支架的一端，并且卸料机构设置在送料机构的旁侧，钻进机构固定设置在支架远离卸料机构的一侧，并且钻进机构的正下方固定设置有容纳箱，滑道呈弯曲状，滑道沿支架的长度方向固定设置在支架的底端，并且滑道固定延伸到容纳箱的底部，卸料机构包括翻转组件和动力组件，动力组件滑动设置在滑道的上方，并且动力组件滑动设置在支架上，翻转组件固定设置在动力组件的上端。

作为一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置的一种优选方案，动力组件包括动力箱、第一滚轮架、第二滚轮架、液压卡盘、卡座、伺服电机、两个第一连杆和两个第二连杆，第一滚轮架与第二滚轮架转动设置在两个滑道上，翻转组件固定设置在第一滚轮架和第二滚轮架的上端，动力箱固定设置在第一滚轮架的下端，卡座通过导轨滑动设置在支架的上方的一端，并且卡座滑动设置在第一滚轮架的旁侧，两个第一连杆的一端转动设置在第一滚轮架的上端，两个第二连杆的一端转动设置在卡座的下端，两个第一连杆的另一端与两个第二连杆的另一端对应铰接设置，液压卡盘转动设置在卡座近邻第一滚轮架的一端，并且液压卡盘输出端朝向第一滚轮架，伺服电机固定设置在卡座远离第一滚轮架的一端，并且伺服电机的输出端穿过卡座与液压卡盘固定连接。

作为一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置的一种优选方案，支架上近邻支撑架的一端对称固定设置有用于挡卡座的阻块。

作为一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置的一种优选方案，翻转组件包括两个承接座、两个第一液压缸、两个压紧弹簧和四个第三连杆，两个承接座分别设置在第一滚轮架和第二滚轮架的上方，并且两个承接座的一端分别与近邻送料机构的第一滚轮架和第二滚轮架的一端铰接，两个压紧弹簧对称固定设置在两个承接座之间，四个第三连杆两两对称转动连接设置在两个承接座的两侧，两个第一液压缸分别对称设置在第一滚轮架和第二滚轮架的旁侧，并且两个第一液压缸的输出端与远离送料机构的两个承接座的一端固定连接。

作为一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置的一种优选方案，两个承接座的上端中部均开设有凹槽，并且两个承接座远离送料机构的一端上均固定有挡块。

作为一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置的一种优选方案，第一滚轮架和第二滚轮架分别与两个承接座近邻送料机构的一端铰接。

作为一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置的一种优选方案，送料机构包括进料道、出料道、支撑板、挡板、两个第二液压缸、两个第三液压缸、两个第四液压缸、两个第五液压缸和两个第六液压缸，进料道向下倾斜固定设置在翻转组件的旁侧，并且进料道向下倾斜固定设置在支撑架上，出料道向上倾斜固定设置在进料道的正上方，并且出料道向上倾斜固定设置在翻转组件的旁侧，两个第二液压缸对称固定设置在出料道近邻翻转组件的一端，并且两个第三液压缸对称固定设置在两个第二液压缸的上方，并且两个第三液压缸的输出端朝下设置，挡板与两个第三液压缸的输出端固定连接，支撑板对应设置在进料道远离翻转组件的一端，并且支撑板竖直滑动设置在支撑架上，两个第四液压缸对称固定设置在支撑架的底端，并且两个第四液压缸的输出端朝上与支撑板的底端固定连接，两个第五液压缸对称固定设置在支撑板的两端，两个第六液压缸对称固定设置在出料道远离翻转组件一侧支撑架上。

作为一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置的一种优选方案，钻进机构包括夹持器、冲扣夹持器和冲扣油缸，冲扣夹持器固定设置在容纳箱近邻支架的一端上方，冲扣油缸固定设置在冲扣夹持器的旁侧，夹持器固定设置在容纳箱远离支架的一端上方，并且夹持器固定设置在冲扣夹持器的旁侧。

本发明的有益效果：本发明的一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置，该装置利于运输与现场的架设，同时该装置适用于矿洞等狭窄的施工环境，操作简单、便捷，极大地降低施工的危险系数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明的立体结构示意图。

图2所示为卸料机构的立体结构示意图一。

图3所示为卸料机构的立体结构示意图二。

图4所示为卸料机构的立体结构分解示意图。

图5所示为送料机构的立体结构示意图。

图6所示为送料机构的立体结构分解示意图。

图7所示为钻进机构的立体结构分解示意图。

图中：支架1；钻进机构2；送料机构3；卸料机构4；支撑架5；滑道6；容纳箱7；动力箱8；第一滚轮架9；第二滚轮架10；液压卡盘11；卡座12；伺服电机13；第一连杆14；第二连杆15；阻块16；承接座17；第一液压缸18；压紧弹簧19；第三连接杆20；凹槽21；挡块22；进料道23；出料道24；支撑板25；挡板26；第二液压缸27；第三液压缸28；第四液压缸29；第五液压缸30；第六液压缸31；夹持器32；冲扣夹持器33；冲扣油缸34。

具体实施方式

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。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图7所示的一种岩土勘探用锚固钻机自动换杆装置，包括支架1、钻进机构2、送料机构3和卸料机构4，支架1的旁侧固定设置有支撑架5，送料机构3固定设置在支撑架5上，卸料机构4通过滑道6滑动设置在支架1的一端，并且卸料机构4设置在送料机构3的旁侧，钻进机构2固定设置在支架1远离卸料机构4的一侧，并且钻进机构2的正下方固定设置有容纳箱7，滑道6呈弯曲状，滑道6沿支架1的长度方向固定设置在支架1的底端，并且滑道6固定延伸到容纳箱7的底部，卸料机构4包括翻转组件和动力组件，动力组件滑动设置在滑道6的上方，并且动力组件滑动设置在支架1上，翻转组件固定设置在动力组件的上端。首先，作业人员先将需要的螺旋钻杆准备好，整齐的码放在送料机构3上，接着，自动上钻杆和打孔过程：送料机构3将单个螺旋钻杆输送到卸料机构4的翻转组件上，在通过动力组件，在滑道6上将螺旋钻杆运送到容纳箱7上方的钻进机构2中，动力组件将该单个螺旋钻杆钻进作业的环境，接着，动力组件带动翻转组件回到初始点，重复上述步骤，根据需要的长度，将若干个螺旋钻杆通过钻进机构2连接好，依次打进作业环境中；卸杆过程：动力组件带动翻转组件，将钻进机构2中的若干个螺旋钻杆依次取出，在回到初始点，通过翻转组件将螺旋钻杆送回到送料机构3中，完成作业任务。

动力组件包括动力箱8、第一滚轮架9、第二滚轮架10、液压卡盘11、卡座12、伺服电机13、两个第一连杆14和两个第二连杆15，第一滚轮架9与第二滚轮架10转动设置在两个滑道6上，翻转组件固定设置在第一滚轮架9和第二滚轮架10的上端，动力箱8固定设置在第一滚轮架9的下端，卡座12通过导轨滑动设置在支架1的上方的一端，并且卡座12滑动设置在第一滚轮架9的旁侧，两个第一连杆14的一端转动设置在第一滚轮架9的上端，两个第二连杆15的一端转动设置在卡座12的下端，两个第一连杆14的另一端与两个第二连杆15的另一端对应铰接设置，液压卡盘11转动设置在卡座12近邻第一滚轮架9的一端，并且液压卡盘11输出端朝向第一滚轮架9，伺服电机13固定设置在卡座12远离第一滚轮架9的一端，并且伺服单机的输出端穿过卡座12与液压卡盘11固定连接。首先，动力箱8带动翻转组件、第一滚轮架9、第二滚轮架10、液压卡盘11、卡座12、伺服电机13、两个第一连杆14和两个第二连杆15在上高下低的滑道6上移动，此过程中，第一滚轮架9和第二滚轮架10由上往下运动，两个第一连杆14和两个第二连杆15会折叠，而翻转组件也会收缩长度，并且跟随第一滚轮架9和第二滚轮架10从上向下运动，直至抵触到容纳箱7的内部，与此同时，卡座12带动伺服电机13、液压卡盘11和螺旋钻杆在支架1上移动，最后，通过伺服电机13的带动，将螺旋钻杆进入到钻进机构2中，并且钻进作业环境中，接着液压卡盘11松开，在动力箱8的作用下，回到初始点，重复上述的上螺旋钻杆，两个第一连杆14和两个第二连杆15之间会存在一定的位移距离，当螺旋钻杆进到翻转组件中时，在阻块16的作用下，会将螺旋钻杆送进液压卡盘11中，接着，液压卡盘11紧固住，依次重复上述步骤。

支架1上近邻支撑架5的一端对称固定设置有用于挡卡座12的阻块16。阻块16的设置，是为了限制卡座12的移动，同时，在装载螺旋钻杆时，卡座上的液压卡盘11保持不动，第一连杆14和第二连杆15可折叠，将螺旋钻杆送进液压卡盘11中固定。

翻转组件包括两个承接座17、两个第一液压缸18、两个压紧弹簧19和四个第三连杆20，两个承接座17分别设置在第一滚轮架9和第二滚轮架10的上方，并且两个承接座17的一端分别与近邻送料机构3的第一滚轮架9和第二滚轮架10的一端铰接，两个压紧弹簧19对称固定设置在两个承接座17之间，四个第三连杆20两两对称转动连接设置在两个承接座17的两侧，两个第一液压缸18分别对称设置在第一滚轮架9和第二滚轮架10的旁侧，并且两个第一液压缸18的输出端与远离送料机构3的两个承接座17的一端固定连接。首先，当动力箱8运转时，带动两个承接座17、两个第一液压缸18、两个压紧弹簧19和四个第三连杆20从高向低处的容纳箱7运动，会使得四个第三连杆20折叠，同时压紧弹簧19会产生形变压缩，当将螺旋钻杆回收时，在初始点，两个第一液压缸18同时运转，将两个承接座17的一端顶起，将中间的螺旋钻杆送进送料机构3中去，凹槽21和挡块22的设置，均是保证螺旋钻杆出料的稳定。

两个承接座17的上端中部均开设有凹槽21，并且两个承接座17远离送料机构3的一端上均固定有挡块22。凹槽21与挡块22的设置，均是为了在进行螺旋钻杆上料时，防止螺旋钻杆的偏移与掉落。

第一滚轮架9和第二滚轮架10分别与两个承接座17近邻送料机构3的一端铰接。第一滚轮架9和第二滚轮架10与承接座17的铰接，是为了在卸料过程中，更好的通过第一液压缸18将两个承接座17顶起来。

送料机构3包括进料道23、出料道24、支撑板25、挡板26、两个第二液压缸27、两个第三液压缸28、两个第四液压缸29、两个第五液压缸30和两个第六液压缸31，进料道23向下倾斜固定设置在翻转组件的旁侧，并且进料道23向下倾斜固定设置在支撑架5上，出料道24向上倾斜固定设置在进料道23的正上方，并且出料道24向上倾斜固定设置在翻转组件的旁侧，两个第二液压缸27对称固定设置在出料道24近邻翻转组件的一端，并且两个第三液压缸28对称固定设置在两个第二液压缸27的上方，并且两个第三液压缸28的输出端朝下设置，挡板26与两个第三液压缸28的输出端固定连接，支撑板25对应设置在进料道23远离翻转组件的一端，并且支撑板25竖直滑动设置在支撑架5上，两个第四液压缸29对称固定设置在支撑架5的底端，并且两个第四液压缸29的输出端朝上与支撑板25的底端固定连接，两个第五液压缸30对称固定设置在支撑板25的两端，两个第六液压缸31对称固定设置在出料道24远离翻转组件一侧支撑架5上。首先，工作人员需要将准备好的若干个螺旋钻杆摆放到出料道24上，并且通过两个第二液压缸27带动的挡板26所挡住，并且在倒数第二个出去的螺旋钻杆的两端通过两个第三液压缸28的输出端固定住，当卸杆时，翻转组件将螺旋钻杆送入进料道23中，在滚落进支撑板25上，支撑板25上设置成螺旋钻杆防掉落的形状，并且通过两个第五液压缸30固定在支撑板25上，在通过两个第四液压缸29，沿着向上的导轨，将支撑板25运送到出料道24的旁侧，两个第五液压缸30松开固定的螺旋钻杆，在通过两个第六液压缸31，将螺旋钻杆推送进进出料道24中。

钻进机构2包括夹持器32、冲扣夹持器33和冲扣油缸34，冲扣夹持器33固定设置在容纳箱7近邻支架1的一端上方，冲扣油缸34固定设置在冲扣夹持器33的旁侧，夹持器32固定设置在容纳箱7远离支架1的一端上方，并且夹持器32固定设置在冲扣夹持器33的旁侧。首先，钻进过程，动力组件带着第一根螺旋钻杆运送到夹持器32和冲扣夹持器33中，并通过伺服电机13，持续钻进，直到第一根螺旋钻杆完全进入，此时，冲扣夹持器33夹紧第一根螺旋钻杆末端，液压卡盘11松开螺旋钻杆，动力组件回到原位，送料组件将螺旋钻杆自动安装在液压卡盘11上，重复上述步骤，，与第一根螺旋钻杆末端螺纹连接上，冲扣夹持器33松开第一根螺旋钻杆末端，动力组件带着两根螺旋钻杆持续钻进，直到螺旋钻杆完全进入，再次重复上述步骤，实现多个螺旋钻杆钻进；卸杆过程，动力组件中的伺服电机13反向旋转带动螺旋钻杆旋出井口，后移到特定位置时，冲扣夹持器33夹紧出来螺旋钻杆的尾部，夹持器32夹紧与出来螺旋钻杆相连螺旋钻杆的头部，冲扣油缸34动作，将两根螺旋钻杆的螺纹冲开，然后冲扣夹持器33松开螺旋钻杆，动力组件中的伺服电机13继续反向旋转，将两根螺旋钻杆分离，接着将拆下来的螺旋钻杆运送到初始点，通过翻转组件，将其送到进料道23中，最后，多次重复上述步骤，实现多个螺旋钻杆的拆卸回收作业。

工作原理：自动上螺旋钻杆和钻进过程：作业人员将需要的螺旋钻杆整齐的码放在出料道24内，打开挡板26，将螺旋钻杆送进承接座17上，通过液压卡盘11将螺旋钻杆固定住，接着通过动力组件，在滑道6上将螺旋钻杆运送到容纳箱7上方的钻进机构2中，持续钻进，直到第一根螺旋钻杆完全进入，接着液压卡盘11松开螺旋钻杆，动力组件回到初始点，重复上述步骤，实现多个螺旋钻杆钻进；卸杆过程：动力组件中的伺服电机13反向旋转带动螺旋钻杆旋出作业环境，之后移到特定位置时，冲扣夹持器33夹紧出来螺旋钻杆的尾部，夹持器32夹紧与出来螺旋钻杆相连螺旋钻杆的头部，冲扣油缸34动作，将两根螺旋钻杆的螺纹冲开，然后冲扣夹持器33松开螺旋钻杆，动力组件中的伺服电机13继续反向旋转，将两根螺旋钻杆分离，接着将拆下来的螺旋钻杆运送到初始点，通过翻转组件，将其送到进料道23中，紧接着，通过支撑板25，将拆卸的螺旋钻杆送回出料道24中，最后，多次重复上述步骤，实现多个螺旋钻杆的拆卸回收作业。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。