一种信息化锚杆系统和锚杆台车的制作方法

本实用新型总体涉及机械领域，更具体地，涉及一种信息化锚杆系统和锚杆台车。

背景技术：

在隧道、坑道等施工过程中，采用安装锚杆对开挖面进行支护，是比较普遍的施工方式。由于锚杆具有多种型号、来源和生产环境等，所以在安装锚杆的过程中对每一个锚杆进行识别记录，以判断安装的是否符合施工要求。识别的信息主要包括直径、长度、类型、厂家、材料、批号等。同时，在施工后期也可以对所安装的锚杆进行质量追踪，出现质量问题可以追溯生产源头等。但是在施工现场很难准确获取锚杆信息。

为了解决上述问题，中国专利cn201820252603.4公开了一种信息化锚杆系统，包括：锚杆、锚杆一端设有被动式电子标签以及读取被动式电子标签中信息的读卡设备；所述读卡设备包括：主机、伸缩杆、读卡天线，所述读卡天线固定在伸缩杆上，被动式电子标签发出的信息通过读卡天线传输到主机并在主机显示，能够记录及快速获取施工中的锚杆信息，使用方便，为施工管理与监理提供一种高效的技术手段。

这种读取方式采用的是射频技术，需要将伸缩杆随着夹持锚杆的机械臂的位置的改变进行位置的调整，操作比较繁琐，尤其是在隧道坑道这种空间有限的施工环境中，需要为伸缩杆和读卡天线预留足够的空间；而且，当同时有多个锚杆位于读卡区时，会造成数据冗余和误读。

中国专利cn201820258560.0公开了一种锚杆安装装置，包括推进梁；动力头，可滑动地安装在所述推进梁上；第一驱动件，用于驱动所述动力头沿所述推进梁上滑动；锚杆储存部，固定在所述推进梁的侧方，用于放置多个锚杆，每个所述锚杆上分别设置有可识别标签；以及锚杆夹持组件，可转动地安装在所述推进梁的侧方，用于将所述锚杆存储部的锚杆夹持放置在上述动力头的前端，以能够被所述动力头推动。锚杆安装装置集成在钻机上，在钻机完成钻孔工作后，锚杆夹持组件能够夹持锚杆将其放置在动力头的前端，进而利用动力头的推力，推动锚杆进入到锚杆孔中。每个锚杆上设置有可识别标签，当能够检测该可识别标签的读取设备接近锚杆时，能够准确获取锚杆的本身信息以及其安装位置。

上述专利中的识别方式是将读取设备设置在锚杆夹持组件上，而锚杆夹持组件是不断往返于锚杆储存部和动力头之间，读取设备处于不稳定状态。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种信息化锚杆系统，包括带有身份标签的锚杆1、读取设备2、锚杆库3，所述锚杆1的末端设置有身份标签；所述锚杆库3包括，驱动装置31、卡盘32、转动轴33、支架34；所述驱动装置31与转动轴33连接；所述卡盘32套设在所述转动轴33上，所述卡盘32外缘设置有多个用于容纳锚杆1的容纳槽；所述支架34一端与所述驱动装置31连接，另一端向锚杆1的方向延伸至锚杆1的末端，与锚杆1末端对应的位置设置有读取设备2。

根据本实用新型的一个实施方式，所述支架34包括第一支架341和第二支架342，所述第一支架341与所述驱动装置31连接并对应锚杆1末端设置，所述第二支架342对应锚杆1的前端设置，在所述第一支架341和第二支架342上设置有读取设备2；所述锚杆1的前端和末端分别设置有身份标签。

根据本实用新型的一个实施方式，所述身份标签为二维码或条形码，直接刻录在锚杆1上。

根据本实用新型的一个实施方式，所述身份标签为电子标签，所述电子标签内嵌于所述锚杆1内部。

根据本实用新型的一个实施方式，所述锚杆1包括锚杆1体、垫板，设置在锚杆1末端的所述身份标签设置在锚杆1体或所述垫板上。

根据本实用新型的一个实施方式，所述的系统还包括位置传感器4，所述位置传感器4设置于所述支架34上，用于获取锚杆1所在的位置信息。

根据本实用新型的一个实施方式，所述的系统还包括主机5，所述主机5分别与所述读取设备2、位置传感器4电连接，所述主机5还包括锚杆信息模块51、位置信息模块52、运算模块53、存储模块54，所述锚杆信息模块51与所述读取设备2连接，用于获取所述读取设备2读取的锚杆1信息；所述位置信息模块52与所述位置传感器4连接，用于获取锚杆1位置信息；

所述运算模块53分别与所述锚杆信息模块51、位置信息模块52、存储模块54连接，用于将锚杆1信息和锚杆1位置信息对应后输送至所述存储模块54；

所述存储模块54用于存储信息。

根据本实用新型的一个实施方式，所述主机5与所述驱动装置31连接，用于根据所述读取设备2获取的锚杆1信息和所述位置传感器4获取的锚杆1位置信息控制所述驱动装置31启停。

根据本实用新型的一个实施方式，所述的系统还包括通讯模块55，所述通讯模块55与所述存储模块54连接，用于将所述存储器内的信息远程发送。

根据本实用新型的一个实施方式，提供了一种锚杆台车，所述锚杆台车包含上述任一项所述的信息化锚杆系统。

本实用新型中将读取设备固定设置，使得读取设备始终处于稳定状态，可以避免移动造成损伤。在固定位置设置读取设备可以使读取设备对锚杆的识别更准确，避免锚杆之间的身份标签相互干扰。双标签的设置能减少假冒伪劣锚杆进入装配的几率；在对锚杆施工过程中，可以与锚杆的信息相对应。能够有效追踪锚杆的来源、质量以及施工位置等信息，提高了施工管理效率；所述主机与所述驱动装置连接，可以避免由于锚杆的装载错误导致停工更换，提高了施工的效率，同时避免了安装错误。

附图说明

图1是一种信息化锚杆系统的示意图；

图2是信息化锚杆系统的侧视示意图；

图3是带有两个读取设备的信息化锚杆系统的示意图；

图4是包含位置传感器的信息化锚杆系统的示意图；

图5是主机与读取设备、位置传感器连接的示意图；

图6是主机内部结构示意图；

图7是带通讯模块的主机示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本实用新型中的组件、技术，以便本实用新型的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本实用新型权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

图1示出了一种信息化锚杆系统的示意图。

如图1所示，一种信息化锚杆系统，包括带有身份标签的锚杆1、读取设备2、锚杆库3，所述锚杆1的末端设置有身份标签；所述锚杆库3包括，驱动装置31、卡盘32、转动轴33、支架34；所述驱动装置31与转动轴33连接；所述卡盘32套设在所述转动轴33上，所述卡盘32外缘设置有多个用于容纳锚杆1的容纳槽；所述支架34一端与所述驱动装置31连接，另一端向锚杆1的方向延伸至锚杆1的末端，朝向锚杆1的一端设置有读取设备2。

所述锚杆1的末端是指靠近驱动装置31的一端，锚杆1的前端是远离驱动装置31的一端，在将锚杆1安装入锚孔时，锚杆1的前端先进入锚孔。

所述身份标签可采用实物标签(条形码、二维码等形式)或电子标签，用于记录锚杆1的直径、长度、类型、厂家、材料、批号等信息。锚杆1一般包括锚杆体，垫板，螺母等部分，所以身份标签可以采用扎带式、铆接式或者粘贴式固定在锚杆体或者垫板上。本实用新型优选采用条形码或二维码，直接刻录在锚杆体或垫板上，所述身份信息可以在锚杆1出厂时即刻录上去避免锚杆1转运过程中其身份标签被更换或造假。

所述读取设备2是指具备读取所述身份标签内所承载的信息的设备，例如，二维码阅读器、条形码阅读器等。

图2示出了信息化锚杆系统的侧视图。

如图2所示，所述锚杆库3是指向锚杆1埋设机构输送锚杆1的装置，例如，在隧道施工过程中，位于锚孔附近时，锚杆库3将锚杆1输送至抓取安装的位置，由锚杆1埋设装置再将锚杆1埋设至作业面的锚孔内。

本实用新型采用的是旋转式锚杆库3，即，锚杆1在所述锚杆库3上的装载形式是各锚杆1分别嵌合在卡盘32的外缘的凹槽内，所述卡盘32为一个或多个。卡盘32固定于旋转轴，从而使各锚杆1平行设置并沿圆周排列。当所述驱动装置31驱动所述转动轴33转动时，转动轴33依次带动卡盘32、锚杆1作圆周运动。在所述锚杆库3的侧面设定供应锚杆1的一个固定位置作为抓取位置，即，当每个锚杆1转动到达这个固定位置时，由抓取装置将锚杆1供应至锚杆1安装机构。

所述支架34可以采用套管的形式，从所述驱动装置31的外壳处向锚杆1的方向延伸，然后从套管向侧面引出读取设备2的安装位，使读取设备2对准锚杆1上的身份标签。因此，所述支架34相对于所述驱动装置31来说，其位置是固定的，即读取设备2也是相对于所述驱动装置31的位置固定，能够读取位移某一固定位置的锚杆一般情况下，可以将读取设备2设置在锚杆库3的供应锚杆1的抓取位置。

本实用新型中将读取设备2固定对应某一位置设置，使得读取设备2始终处于稳定状态，可以避免移动造成损伤。由于锚杆库3中锚杆1排列比较密集，在固定位置设置读取设备2可以使读取设备2对锚杆1的识别更准确，避免锚杆1之间的身份标签相互干扰。

例如，当所述身份标签为电子标签时，通常采用无源器件作为电子标签，需要读取设备2具有射频功能，但射频识别属于区域识别，容易造成电子标签之间的干扰。本实用新型将锚杆库3的输送锚杆1的供应口与读取设备2之间的相对位置、距离、角度都预先限定，可以根据上述参数进行射频范围的限定，每次只读取一根锚杆1的信息。再例如，当采用二维码或条形码作为身份标签时，由于读取设备2与身份标签之间的角度和距离已经固定，所以读取时也不会被其他身份标签干扰造成混淆。

图3示出了带有两个读取设备的信息化锚杆系统的示意图。

如图3所示，所述支架34包括第一支架341和第二支架342，所述第一支架341与所述驱动装置31连接并对应锚杆1末端设置，所述第二支架342对应锚杆1的前端设置，在所述第一支架341和第二支架342上设置有读取设备2；所述锚杆1的前端和末端分别设置有身份标签。

根据本实用新型的一个实施方式，可以在锚杆1的两端都设置身份标签，所述身份标签可以设置在锚杆1的顶部或侧面。本实用新型采用这种实施方式，可以利用两个身份标签之间的距离控制锚杆1的长度，还可以对身份标签进行防伪处理，例如加密，双标签的设置能减少假冒伪劣锚杆1进入装配的几率。

根据本实用新型的一个实施方式，所述读取装置2有两个，这两个可以读取信息的同时还可通过设置两个读取装置之间的距离用于控制锚杆的长度适用，例如，在某个作业面，锚孔所匹配的锚杆的长度有限制，且对应锚杆的身份标签设置在锚杆的两端，预先设置两个读取装置之间的距离，只有当两个读取装置均读取到身份标签且与作业面上的锚孔匹配时，这一锚杆才被允许进入安装作业。

根据本实用新型的一个实施方式，所述身份标签为二维码或条形码，直接刻录在锚杆1上。当采用二维码或条形码时，由于二维码或条形码技术成熟，读取范围有限制，可以避免锚杆1之间的信息相互干扰。而且二维码或条形码直接刻录在锚杆1上，不容易被替换，方便辨别锚杆1的真伪，对锚杆1来源的管控更加方便。此外，二维码和条形码环境适应性好，不受冲击震动、潮湿、高温、高压等的影响。

根据本实用新型的一个实施方式，所述身份标签为电子标签。当所述身份标签采用电子标签时，所述电子标签内嵌于所述锚杆1的内部，一方面，可以减少电子标签被更换的可能，有利于施工管控，另一方面，电子标签读取方便，将读取设备2的读取区域设定为较小的范围，这个范围每次只使一个锚杆1处于读取范围，也可以减少锚杆1之间信息的相互干扰。

根据本实用新型的一个实施方式，所述锚杆1包括锚杆1体、垫板，设置在锚杆1末端的所述身份标签设置在锚杆1体或所述垫板上。

当所述身份标签设置在所述锚杆体上时，身份标签优选位于所述垫板和锚杆1末端之间。本实用新型采用将身份标签设置在锚杆体或所述垫板上时，在所述锚杆1装配到锚孔内时，还可以再次用手持设备对已安装的锚杆1进行二次信息读取，对锚杆1信息进行核实。

图4示出了包含位置传感器的信息化锚杆系统。

如图4所示，所述的系统还包括位置传感器4，所述位置传感器4设置于所述支架34上，用于获取锚杆1所在的位置信息。

所述位置传感器4感应锚杆1的位置，在对锚杆1施工过程中，可以与锚杆1的信息相对应。例如：当锚杆库3中需要进行安装的锚杆1旋转到抓取位置时，读取设备2自动识别锚杆1信息，同时位置传感器4将被抓取的锚杆1的位置进行记录，然后抓取装置抓取锚杆1送至翻转装置前方进行锚杆1安装。可以在作业后将锚杆1信息和锚杆1位置信息进行收集并对应，能够有效追踪锚杆1的来源、质量以及施工位置等信息，提高了施工管理效率。

图5示出了主机与读取设备、位置传感器连接的示意图。

如图5所示，所述的系统还包括主机5，所述主机5分别与所述读取设备2、位置传感器4电连接。

图6示出了主机内部结构示意图。

如图6所示，所述主机5还包括锚杆信息模块51、位置信息模块52，运算模块53、存储模块54，所述锚杆信息模块51与所述读取设备2连接，用于获取所述读取设备2读取的锚杆1信息；所述位置信息模块52与所述位置传感器4连接，用于获取锚杆1位置信息；所述运算模块53分别与所述锚杆信息模块51、位置信息模块52、存储模块54连接，用于将锚杆1信息和锚杆1位置信息对应后输送至所述存储模块54；所述存储模块54用于存储信息。

所述主机5可以设置在锚杆1装配载具的操作室内，也可以设置在施工现场其他位置，本实用新型不与限定。所述电连接可以采用有线或无线连接。

在本实用新型中，为了对锚杆1施工作业进行有效管理，所述主机5可以预存锚孔的预设位置、每个锚孔所应当匹配的锚杆1型号等信息，所述主机5通过位置传感器4和读取设备2获取锚杆1信息和位置信息，并进行二者的对应匹配，并进行存储，从而，在主机5内即可完整记录锚杆1的来源信息、装配的位置信息等，对锚杆1的从生产到安装有一个完整的记录，方便施工管理。

根据本实用新型的一个实施方式，所述主机5与所述驱动装置31连接，用于根据所述读取设备2获取的锚杆1信息和所述位置传感器4获取的锚杆1位置信息控制所述驱动装置31启停。

本实用新型中，在所示锚杆库3中的每根锚杆1虽然在装载时需要经过筛选和检查，但仍然有一定几率产生装载错误。所述主机5预存有锚孔所匹配的锚杆1类型，当某根锚杆1转动到抓取位置时，当所述读取设备2读取的锚杆1信息与锚孔不匹配时，所述主机5控制所述锚杆库3继续旋转，将下一锚杆1输送至抓取位置。

本实用新型的所述主机5与所述驱动装置31连接的设置，可以避免由于锚杆1的装载错误导致停工更换，提高了施工的效率，同时避免了安装错误。

图7示出了带通讯模块的主机示意图。

如图5所示，所述的系统还包括通讯模块55，所述通讯模块55与所述存储模块54连接，用于将所述存储器内的信息远程发送。

当需要将所述主机5内记载的锚杆1信息及其位置信息输送至远程监管人员时，所述通讯模块55可以与移动端远程通信，实现信息的实时传输。所述移动端可以为手机或其他远程通讯设备。

根据本实用新型的一个实施方式，所述驱动装置31为油缸、气缸、电机中的任一种。本实用新型可以根据不同需求，选择不同的动能供应设备，使其环境适应性更广。

本实用新型中将读取设备固定设置，使得读取设备始终处于稳定状态，可以避免移动造成损伤。在固定位置设置读取设备可以使读取设备对锚杆的识别更准确，避免锚杆之间的身份标签相互干扰。双标签的设置能减少假冒伪劣锚杆进入装配的几率；在对锚杆施工过程中，可以与锚杆的信息相对应。能够有效追踪锚杆的来源、质量以及施工位置等信息，提高了施工管理效率；所述主机与所述驱动装置连接，可以避免由于锚杆的装载错误导致停工更换，提高了施工的效率，同时避免了安装错误。

相比普通锚杆管理方式，通过本实用新型中的锚杆智能化管理系统，提高了施工管理效率，为施工管理与监理提供了一种高效的技术手段，促进了锚杆自动化安装技术的提升，降低了使用的错误率，更加高效的记录整个隧道内锚杆使用的情况，同时后期还可以对所安装的锚杆进行质量追踪，出现质量问题可以追溯生产源头等，能够促进隧道施工行业安全、高效、智能化管理。

应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。