多功能錨索鉆機的制作方法

本發明涉及鉆機領域，特別是一種多功能錨索鉆機。

背景技術：

大型地下洞室和工程邊坡開挖過程中，高邊墻、頂拱及邊坡通常布置預應力錨索進行巖體加固。錨索施工通常采取搭設排架作為操作平臺，在該操作平臺上完成鉆孔、入索、注漿及張拉等工序施工，這種施工方法因需占壓工作面，且高度較大，存在影響直線工期、施工干擾大、工效低及安全風險大等問題。

中國專利文獻CN101832103A公開了一種可移動兩臂頂幫錨桿錨索施工鉆車，該鉆車的結構較為復雜，主要用于煤礦的開采中。其鉆臂的結構為底部旋轉式結構，在鉆進過程中受力不佳，影響施工效率。尤其對于硬巖掘進過程中效率較低。在掘進過程中若需要裝卸鉆桿，現有的鉆機都需要搭設排架作為操作平臺，施工效率低，鉆孔質量也難以保障。而且預應力錨索施工中還有入索、注漿和張拉等多道工序，采用現有的排架施工方式勞動強度大。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種多功能錨索鉆機，能夠方便地裝卸鉆桿，并便于入索、注漿和張拉等多道工序的施工，且鉆臂受力良好。優選的方案中，能夠可靠確保施工人員的安全。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種多功能錨索鉆機，包括車架，車架底部設有行走裝置，車架上設有可俯仰伸縮的主臂，主臂的頂端設有鉆機；

在主臂的一側設有可俯仰伸縮的輔臂，輔臂的頂端設有操作平臺。

優選的方案中，在車架上設有液壓控制室和電機，在車架的四角設有車架液壓支腿。

優選的方案中，所述的主臂中，主臂固定臂的底部通過銷軸與固設在車架的主臂座鉸接；

主臂活動臂活動套接在主臂固定臂內，在主臂固定臂內，主臂活動臂的底端與主臂固定臂的內腔底部之間設有主臂伸縮液壓缸；

主臂固定臂與主臂俯仰液壓缸的一端鉸接，主臂俯仰液壓缸的另一端與車架鉸接；

主臂活動臂的頂端與回轉裝置鉸接，回轉裝置的頂部固設有鉆機臂，鉆機安裝在鉆機臂上；

鉆機俯仰液壓缸的一端與主臂活動臂鉸接，鉆機俯仰液壓缸的另一端與回轉裝置鉸接。

優選的方案中，所述的鉆機臂中，滑動鉆機座與固定鉆機臂活動連接，并能沿著固定鉆機臂滑動，鉆機與滑動鉆機座固定連接，在固定鉆機臂上還固設有鉆桿導軌；

回轉裝置與鉆進液壓缸的一端固定連接，鉆進液壓缸的另一端與滑動鉆機座連接。

優選的方案中，所述的回轉裝置中，回轉蝸輪殼體的底部固設有回轉支座，回轉支座與主臂活動臂鉸接，回轉蝸輪可轉動地安裝在回轉蝸輪殼體內，回轉蝸輪的端面與固定鉆機臂固定連接，回轉蝸桿殼體與回轉蝸輪殼體固定連接，回轉蝸桿可轉動的安裝在回轉蝸桿殼體內，回轉蝸桿與回轉蝸輪嚙合連接，回轉液壓馬達與回轉蝸桿固定連接。

優選的方案中，在固定鉆機臂靠近鉆桿導軌的一端設有鉆機臂定位齒。

優選的方案中，所述的輔臂中，輔臂固定臂的底部通過銷軸與固設在車架的輔臂座鉸接；

輔臂活動臂活動套接在輔臂固定臂內，在輔臂固定臂內，輔臂活動臂的底端與輔臂固定臂的內腔底部之間設有輔臂伸縮液壓缸；

輔臂固定臂與輔臂俯仰液壓缸的一端鉸接，輔臂俯仰液壓缸的另一端與車架鉸接；

輔臂活動臂的自由端與操作平臺鉸接，輔臂活動臂還與調平液壓缸的一端鉸接，調平液壓缸的另一端與操作平臺鉸接。

優選的方案中，在輔臂下方的車架上設有輔臂緩沖防護裝置。

優選的方案中，所述的輔臂緩沖防護裝置中，緩沖活塞密封活動安裝在緩沖缸內腔內，緩沖活塞的頂部設有托架，緩沖缸內腔的外圍設有緩沖缸外腔，緩沖缸內腔和緩沖缸外腔在底部的位置通過至少一個過油孔連通，緩沖活塞與緩沖缸內腔的底部之間設有緩沖彈簧。

優選的方案中，在操作平臺設有超聲距離傳感器。

本發明提供了一種多功能錨索鉆機，通過設置的主臂和輔臂結構，能夠使操作平臺方便的裝卸鉆桿，且便于近距離的控制鉆孔質量，也便于后續輔助鉆孔、入索、注漿和張拉等錨索施工多道工序的操作，克服了現有技術中施工作業時需搭設排架等輔助作業設施的問題，且克服了干擾大、工效低、安全風險大的問題。且本發明的主臂和輔臂均采用的伸縮結構，主臂還采用了回轉裝置的結構，有效提高了作業半徑，提升了施工效率。設置的輔臂緩沖防護裝置能夠在液壓油失壓時給輔臂提供輔助緩沖，確保施工人員的安全。本發明的主臂和鉆機的布置結構合理，受力可靠，進一步提高了鉆孔質量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

圖1為本發明的主視結構示意圖。

圖2為本發明中輔臂的主視結構示意圖。

圖3為本發明中主臂的主視結構示意圖。

圖4為本發明中主臂座和輔臂座的結構示意圖。

圖5本發明中輔臂緩沖防護裝置的結構示意圖。

圖6本發明中回轉裝置的俯視結構示意圖。

圖中：主臂1，鉆機101，鉆桿接頭1011，回轉裝置102，回轉支座1021，回轉液壓馬達1022，回轉蝸桿殼體1023，回轉蝸桿1024，回轉蝸輪殼體1025，回轉蝸輪1026，鉆機俯仰液壓缸103，鉆機臂104，固定鉆機臂1041，滑動鉆機座1042，鉆機臂定位齒1043，鉆桿導軌105，主臂活動臂106，主臂伸縮液壓缸107，主臂固定臂108，主臂俯仰液壓缸109，鉆進液壓缸110，輔臂2，輔臂伸縮液壓缸21，輔臂固定臂22，輔臂活動臂23，調平液壓缸24，操作平臺25，輔臂俯仰液壓缸26，輔臂緩沖防護裝置27，托架271，緩沖活塞272，緩沖缸內腔273，緩沖缸外腔274，緩沖彈簧275，過油孔276，車架3，車架液壓支腿31，主臂座32，輔臂座33，液壓控制室4，電機5，履帶行走總成6。

具體實施方式

如圖1~4中，一種多功能錨索鉆機，包括車架3，車架3底部設有行走裝置，所述的行走裝置，包括輪胎行走裝置和履帶行走總成6，履帶行走總成由左右履帶組成，每條履帶包括一個行走馬達、一個驅動輪、一個導向輪、一個履帶液壓調節器，多個支重輪、一個支撐輪、履帶板組件和履帶架。本例中優選的采用履帶行走總成6。

車架3上設有可俯仰伸縮的主臂1，主臂1的頂端設有鉆機101；

在主臂1的一側設有可俯仰伸縮的輔臂2，輔臂2的頂端設有操作平臺25。由此結構，輔臂2上的操作平臺25便于施工人員配合鉆機101進行施工作業。

優選的方案如圖1中，在車架3上設有液壓控制室4和電機5，在車架3的四角設有車架液壓支腿31。液壓控制室4用于操作主臂1、輔臂2和鉆機101的動作，電機5用于驅動液壓泵。在沒有電力的場合，還設有發電機，用于給電機5供電。設置的車架液壓支腿31能夠臨時固定車架3。

優選的方案中，所述的主臂1中，主臂固定臂108的底部通過銷軸與固設在車架3的主臂座32鉸接；

主臂活動臂106活動套接在主臂固定臂108內，在主臂固定臂108內，主臂活動臂106的底端與主臂固定臂108的內腔底部之間設有主臂伸縮液壓缸107；

主臂固定臂108與主臂俯仰液壓缸109的一端鉸接，主臂俯仰液壓缸109的另一端與車架3鉸接。

主臂活動臂106的頂端與回轉裝置102鉸接，回轉裝置102的頂部固設有鉆機臂104，鉆機101安裝在鉆機臂104上；

鉆機俯仰液壓缸103的一端與主臂活動臂106鉸接，鉆機俯仰液壓缸103的另一端與回轉裝置102鉸接。主臂俯仰液壓缸109與鉆機俯仰液壓缸103的組合能夠調節主臂1的傾角，并使鉆機臂104保持原有的狀態，例如保持水平，或傾角5°。設置的主臂伸縮液壓缸107能夠調節鉆機101的作業半徑，本例中主臂伸縮液壓缸107的伸縮行程為3~3.5米。鉆機101上設有鉆桿接頭1011用于連接鉆桿，本例中采用通孔結構的鉆桿接頭1011。鉆機101接入壓縮空氣和液壓油，其中液壓油通過液壓馬達驅動鉆桿旋轉，而壓縮空氣給鉆桿提供往復的沖擊力。

優選的方案如圖3中，所述的鉆機臂104中，滑動鉆機座1042與固定鉆機臂1041活動連接，并能沿著固定鉆機臂1041滑動，鉆機101與滑動鉆機座1042固定連接，在固定鉆機臂1041上還固設有鉆桿導軌105；

回轉裝置102與鉆進液壓缸110的一端固定連接，鉆進液壓缸110的另一端與滑動鉆機座1042連接。回轉裝置102的旋轉半徑為0度~360度，進一步增大了鉆機101的作業半徑。

優選的方案如圖5中，所述的回轉裝置102中，回轉蝸輪殼體1025的底部固設有回轉支座1021，回轉支座1021與主臂活動臂106鉸接，回轉蝸輪1026可轉動地安裝在回轉蝸輪殼體1025內，回轉蝸輪1026的端面與固定鉆機臂1041固定連接，回轉蝸桿殼體1023與回轉蝸輪殼體1025固定連接，回轉蝸桿1024可轉動的安裝在回轉蝸桿殼體1023內，回轉蝸桿1024與回轉蝸輪1026嚙合連接，回轉液壓馬達1022與回轉蝸桿1024固定連接。由此結構，給鉆機臂1041提供了最大的旋轉自由度，且受力可靠。

本例中，鉆桿導軌105位于鉆機臂104上靠近鉆桿導軌105的位置，而鉆機101位于鉆機臂104上遠離回轉裝置102的位置。由此結構，當安裝鉆桿后，有利于保持鉆機臂104的平衡。

優選的方案如圖3中，在固定鉆機臂1041靠近鉆桿導軌105的一端設有鉆機臂定位齒1043。鉆機臂定位齒1043在鉆機工作時，可以嵌入到巖壁，防止鉆孔過程中鉆機打滑，保證鉆孔精度。

優選的方案如圖2中，所述的輔臂2中，輔臂固定臂22的底部通過銷軸與固設在車架3的輔臂座33鉸接；

輔臂活動臂23活動套接在輔臂固定臂22內，在輔臂固定臂22內，輔臂活動臂23的底端與輔臂固定臂22的內腔底部之間設有輔臂伸縮液壓缸21；

輔臂固定臂22與輔臂俯仰液壓缸26的一端鉸接，輔臂俯仰液壓缸26的另一端與車架3鉸接；

輔臂活動臂23的自由端與操作平臺25鉸接，輔臂活動臂23還與調平液壓缸24的一端鉸接，調平液壓缸24的另一端與操作平臺25鉸接。由此結構，實現操作平臺25的升降和調平，便于操作人員進行輔助作業。例如裝卸鉆桿、入索、注漿和張拉等操作。

優選的方案如圖2中，在輔臂2下方的車架3上設有輔臂緩沖防護裝置27。由此結構，確保在液壓油失壓時，緩沖輔臂2的沖擊力，確保施工人員安全。

優選的方案如圖5中，所述的輔臂緩沖防護裝置27中，緩沖活塞272密封活動安裝在緩沖缸內腔273內，緩沖活塞272的頂部設有托架271，緩沖缸內腔273的外圍設有緩沖缸外腔274，緩沖缸內腔273和緩沖缸外腔274在底部的位置通過至少一個過油孔276連通，緩沖活塞272與緩沖缸內腔273的底部之間設有緩沖彈簧275。由此結構，當受到沖擊時，緩沖缸內腔273的液壓油通過過油孔276進入到緩沖缸外腔274產生阻力，即此處的過油孔276為阻尼孔，從而實現緩沖，配合緩沖彈簧275實現雙重緩沖。進一步優選的，在緩沖缸外腔274的頂部為密封結構，內儲存有空氣，當液壓油進入緩沖缸外腔274后使內存的空氣壓縮，實現三重緩沖。

優選的方案中，在操作平臺25設有超聲距離傳感器。由此結構，能夠避免距離巖壁或主臂1太近，確保施工安全。

鉆孔作業的步驟如下：

一、將本發明的錨索鉆機行駛到錨索施工作業面就位，操作液壓控制室內的控制桿使車架液壓支腿31支撐到地面，然后使主臂伸展開，并調整鉆機機身初步對準錨索孔位；

二、操作液壓控制室內的控制桿，使載有操作人員的輔臂靠近主臂頂端安裝的鉆機，操作人員使用角度尺、羅盤等測量工具檢查鉆桿方位角及傾角，并指導調整鉆機機身直至鉆桿符合鉆孔方位角及傾角要求；

三、經質檢人員再次校核鉆孔參數符合要求，機組人員檢查鉆機機身穩固后，啟動鉆機實施鉆孔；

四、開啟鉆機后操作鉆進液壓缸110，使鉆桿的鉆頭緩緩靠近巖壁，輕壓慢推開始鉆孔，鉆進50cm～100cm后再次檢查鉆孔方位角及傾角，符合要求方可繼續鉆進，否則應立即進行調整；

五、根據鉆進過程中返巖情況實時調整推進壓力，鉆進5m左右時再次復核鉆孔方位角及傾角，偏差在允許范圍之內可繼續鉆進，否則應采取糾偏措施后再鉆進；

六、后續鉆進過程中應每隔10m左右進行一次復核鉆孔方位角及傾角工作，直至達到設計孔深；

七、達到設計孔深后進行退出鉆桿操作，操作人員在輔臂操作平臺內輔助鉆桿退出，仍然通過操作液壓控制室內的控制桿使鉆桿緩慢轉動且緩緩退出，每退出一截鉆桿，控制鉆桿反轉，采用專用卸鉆桿扳手拆卸鉆桿，并放置在操作平臺內，直至全部退出。

后續的入索、注漿和張拉工序均在輔臂2的操作平臺25上進行操作，減少搭設排架的費用。

將鉆機臂104上的鉆桿導軌105替換為錨索鎖定裝置，配合鉆機101，通過操作鉆進液壓缸110，交替的鎖緊錨索鎖定裝置和鉆機的鉆桿接頭1011，能夠方便的進行入索工序，減少了設備投入。

上述的實施例僅為本發明的優選技術方案，而不應視為對于本發明的限制，本申請中的實施例及實施例中的特征在不沖突的情況下，可以相互任意組合。本發明的保護范圍應以權利要求記載的技術方案，包括權利要求記載的技術方案中技術特征的等同替換方案為保護范圍。即在此范圍內的等同替換改進，也在本發明的保護范圍之內。