本發(fā)明屬于隧道施工機械技術領域，主要涉及一種全自動隧道錨桿安裝設備。

背景技術：

錨護作業(yè)是鉆爆法隧道施工的關鍵環(huán)節(jié)之一，它具有方便、快捷、安全、高效等特點。錨護作業(yè)過程中，錨桿安裝是其重要組成部分，錨桿安裝主要有兩種作業(yè)方式，一是采用鉆臂推進的方式將錨桿安裝在錨桿孔內，二是采用人工將錨桿穿進錨桿孔。采用鉆臂推進安裝錨桿，具有安裝效果好的優(yōu)點，但其安裝效率低，無法滿足工期進度要求；人工安裝具有方便快捷的優(yōu)點，但其安裝過程中，阻力較大，難以將錨桿全部裝進錨桿孔，工人往往會直接將錨桿截斷，達不到相應的錨護效果，且人工安裝具有成本高、危險性大的弊端。國內外目前還未查詢到相應的隧道錨桿安裝專用設備，基于此，設計一種全自動隧道錨桿安裝機械手，可以實現隧道錨桿安裝方便、快捷、優(yōu)質、自動化的作業(yè)，節(jié)約施工成本。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提出一種全自動隧道錨桿安裝機械手，使其能夠涵蓋不同施工工況、不同長度、不同直徑的錨桿安裝作業(yè)，滿足隧道錨桿安裝作業(yè)方便、快捷、優(yōu)質、經濟的需要。

本發(fā)明為完成上述發(fā)明任務采用如下的技術方案：

一種全自動隧道錨桿安裝設備，所述的全自動隧道錨桿安裝設備具有支架；所述支架的下端固定有用以在安裝錨桿時起導向作用的導向桿；所述的導向桿為垂直于支架設置的兩根，其中一根位于支架的一端，另一根固定于支架的中部；所述導向桿的下端連接有可拆卸的導向桿耐磨板，所述導向桿耐磨板的中部具有用以錨桿穿過的通孔；所述支架的兩側分別設置有導軌，即導軌Ⅰ、導軌Ⅱ；且所述的導軌Ⅰ、導軌Ⅱ在平面位置上均位于兩根所述的導向桿之間，所述導軌Ⅰ上設置有滑塊Ⅰ，并在所述導軌Ⅰ的兩端設置用以對滑塊Ⅰ的行程進行限位的限位開關Ⅰ、限位開關Ⅱ；所述導軌Ⅱ上設置有滑塊Ⅱ，并在所述導軌Ⅱ的兩端設置用以對滑塊Ⅱ的行程進行限位的限位開關Ⅲ、限位開關Ⅳ；所述的限位開關Ⅰ、限位開關Ⅱ、限位開關Ⅲ、限位開關Ⅳ均固定在所述的支架上；對應所述的滑塊Ⅰ設置有用以推動其在導軌Ⅰ上水平滑動的推進油缸Ⅰ；對應所述的滑塊Ⅱ設置有用以推動其在導軌Ⅱ上水平滑動的推進油缸Ⅱ；所述的推進油缸Ⅰ、推進油缸Ⅱ的缸筒均固定在支架的另一端；所述的全自動隧道錨桿安裝設備還包括有用以抓緊錨桿的機械手Ⅰ、機械手Ⅱ；所述的機械手Ⅰ、機械手Ⅱ交錯設置；所述的機械手Ⅰ鉸接在所述的滑塊Ⅰ上；所述的機械手Ⅱ鉸接在所述的滑塊Ⅱ上；在推進油缸Ⅰ、推進油缸Ⅱ的作用下所述的滑塊Ⅰ、滑塊Ⅱ帶動所述的機械手Ⅰ、機械手Ⅱ沿所述的導軌Ⅰ、導軌Ⅱ交替滑動完成錨桿的安裝；工作時，所述的機械手Ⅰ、機械手Ⅱ錯開布置，若機械手Ⅰ在錨桿安裝前端，機械手Ⅱ在錨桿安裝后端，該設備啟動，機械手Ⅰ、機械手Ⅱ抓緊錨桿，分別在推進油缸Ⅰ、推進油缸Ⅱ的作用下向前輸送錨桿，當滑塊Ⅰ碰到限位開關Ⅱ時，電控系統(tǒng)啟動，控制相應電磁閥動作，控制油缸Ⅰ和控制油缸Ⅱ相互配合，機械手Ⅰ松開遠離錨桿，推進油缸Ⅰ收回，機械手Ⅰ在推進油缸Ⅰ的作用下收回，機械手Ⅱ在推進油缸Ⅱ的作用下繼續(xù)輸送錨桿；當滑塊Ⅰ碰到限位開關Ⅰ時，滑塊Ⅱ尚未到達極限位置，電控系統(tǒng)動作，控制相應電磁閥動作，控制油缸Ⅰ和控制油缸Ⅱ相互配合，機械手Ⅰ抓緊錨桿，推進油缸Ⅰ伸出，機械手Ⅰ在推進油缸Ⅰ的作用下再次伸出，機械手Ⅰ與機械手Ⅱ分別在推進油缸Ⅰ和推進油缸Ⅱ的作用下輸送錨桿；當滑塊Ⅱ碰到限位開關Ⅳ時，電控系統(tǒng)動作，控制相應電磁閥動作，控制油缸Ⅲ和控制油缸Ⅳ相互配合，機械手Ⅱ松開遠離錨桿，推進油缸Ⅱ收回，機械手Ⅱ在推進油缸Ⅱ的作用下收回，機械手Ⅰ在推進油缸Ⅰ的作用下繼續(xù)輸送錨桿；當滑塊Ⅱ碰到觸碰開關Ⅲ時，滑塊Ⅰ尚未到達極限位置，電控系統(tǒng)動作，控制相應電磁閥動作，控制油缸Ⅲ和控制油缸Ⅳ相互配合，機械手Ⅱ抓緊錨桿，推進油缸Ⅱ再次伸出，機械手Ⅱ在推進油缸Ⅱ的作用下伸出，機械手Ⅰ和機械手Ⅱ分別在推進油缸Ⅰ和推進油缸Ⅱ的作用下輸送錨桿，如此往復，直至錨桿安裝完畢。

推進油缸伸出速度小于收回的速度，可以保證裝置不間斷地安裝錨桿，且調節(jié)控制油缸Ⅰ和控制油缸Ⅲ的行程，保證兩個機械構不會碰撞。

所述的機械手Ⅰ包括有機械手臂Ⅰ和機械手爪Ⅰ；機械手臂Ⅰ和機械手爪Ⅰ配合形成用以夾緊錨桿的機械手Ⅰ；所述的機械手臂Ⅰ通過銷軸與所述的滑塊Ⅰ鉸接；對應所述的機械手臂Ⅰ設置有用以驅動其相對滑塊Ⅰ擺動的控制油缸Ⅰ；所述控制油缸Ⅰ的缸筒與所述的滑塊Ⅰ鉸接；控制油缸Ⅰ的活塞桿端部與所述的機械手臂Ⅰ鉸接；所述的機械手爪Ⅰ通過銷軸與所述的機械手臂Ⅰ鉸接；對應所述的機械手爪Ⅰ設置有用以驅動其相對機械手臂Ⅰ擺動的控制油缸Ⅱ；所述控制油缸Ⅱ的缸筒與所述的機械手臂Ⅰ鉸接；控制油缸Ⅱ的活塞桿端部與所述的機械手爪Ⅰ鉸接；所述的機械手臂Ⅰ、機械手爪Ⅰ在控制油缸Ⅰ、控制油缸Ⅱ的作用下抓緊或松開遠離所述的錨桿。

所述的機械手爪Ⅰ通過銷軸與控制油缸Ⅱ的活塞桿端部連接；銷軸安裝時其擋蓋一端對準隧道洞壁，可以有效防止雜質進入銷軸和安裝孔之間。

所述的機械手Ⅱ包括有機械手臂Ⅱ和機械手爪Ⅱ；機械手臂Ⅱ和機械手爪Ⅱ配合形成用以夾緊錨桿的機械手；所述的機械手臂Ⅱ通過銷軸與所述的滑塊Ⅱ鉸接；對應所述的機械手臂Ⅱ設置有用以驅動其相對滑塊Ⅱ擺動的控制油缸Ⅲ；所述控制油缸Ⅲ的缸筒與所述的滑塊Ⅱ鉸接；控制油缸Ⅲ的活塞桿端部與所述的機械手臂Ⅱ鉸接；所述的機械手爪Ⅱ通過銷軸與所述的機械手臂Ⅱ鉸接；對應所述的機械手爪Ⅱ設置有用以驅動其相對機械手臂Ⅱ擺動的控制油缸Ⅳ；所述控制油缸Ⅳ的缸筒與所述的機械手臂Ⅱ鉸接；控制油缸Ⅳ的活塞桿端部與所述的機械手爪Ⅱ鉸接；所述的機械手臂Ⅱ、機械手爪Ⅱ在控制油缸Ⅲ、控制油缸Ⅳ的作用下抓緊或松開遠離所述的錨桿。

所述的機械手爪Ⅱ通過銷軸與控制油缸Ⅳ的活塞桿端部連接；銷軸安裝時其擋蓋一端對準隧道洞壁，可以有效防止雜質進入銷軸和安裝孔之間。

每個所述導向桿下端所連接的導向桿耐磨板為夾持在導向桿兩側的兩片，兩片所述的導向桿耐磨板通過安裝螺栓連接為一體構成可拆卸結構的導向桿耐磨板；所述的導向桿耐磨板用以防止錨桿磨損導向桿，起保護作用。

所述的機械手臂Ⅰ、機械手爪Ⅰ、機械手臂Ⅱ、機械手爪Ⅱ的內壁面均連接有機械手耐磨板；用來防止機械手磨損和提高與錨桿之間的摩擦力。

所述導軌兩端設有防止滑塊脫出導軌的擋板。

本發(fā)明提出的一種全自動隧道錨桿安裝設備，采用兩個推進油缸和機械手設計的方式，實現了錨桿的連續(xù)安裝，安裝速度快；導向桿前后兩側設置有導向桿耐磨板，用以保護導向桿不被錨桿磨損，延長設備使用壽命，節(jié)約使用成本；導向桿設置為前后兩個，可以對錨桿實現支撐作用，以防止錨桿變形；機械手臂和機械手爪上安裝有機械手耐磨板，提高了機械手和錨桿之間的摩擦力，適用地質范圍廣，且可以防止機械手磨損，節(jié)約了使用成本；采用液力作為動力來源，實現了自動化控制，且通過調節(jié)安裝速度，以提高或降低錨桿安裝力量，可以適應不同的地質工況，采用仿形式機械手設計，滿足了對不同直徑錨桿的安裝，適用范圍廣；銷軸設計時將擋蓋一端對準隧道洞壁，可以有效防止雜質進入銷軸和安裝孔之間，減少了設備故障率，節(jié)約了使用成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結構示意圖。

圖2為本發(fā)明中推進油缸Ⅱ連接裝置結構示意圖。

圖3為本發(fā)明中機械手抓取錨桿位置結構示意圖。

圖中：1、支架，2、推進油缸Ⅰ，3、限位開關Ⅲ，4、限位開關Ⅰ，5、滑塊Ⅰ，6、機械手臂Ⅰ，7、控制油缸Ⅰ，8、滑塊Ⅱ，9、限位開關Ⅳ，10、限位開關Ⅱ，11、導向桿，12、導向桿耐磨板，13、安裝螺栓，14、控制油缸Ⅳ，15、機械手爪Ⅱ，16、控制油缸Ⅱ，17、機械手爪Ⅰ，18、錨桿，19、機械手臂Ⅱ，20、控制油缸Ⅲ，21、推進油缸Ⅱ，22、銷軸安裝螺栓，23、銷軸，24、機械手耐磨板，25、機械手耐磨板安裝螺釘，26、導軌Ⅰ，27、導軌Ⅱ。

具體實施方式

結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行進一步說明：

如圖1～3所示，一種全自動隧道錨桿安裝設備，所述的全自動隧道錨桿安裝設備具有支架1；所述支架1的下端固定有用以在安裝錨桿時起導向作用的導向桿11；所述的導向桿11為垂直于支架設置的兩根，其中一根位于支架1的一端，另一端固定于支架的中部；所述導向桿11的下端連接有可拆卸的導向桿耐磨板12，所述導向桿耐磨板12的中部具有用以錨桿18穿過的通孔；所述支架1的兩側分別設置有導軌，即導軌Ⅰ26、導軌Ⅱ27；且所述的導軌Ⅰ26、導軌Ⅱ27在平面位置上均位于兩根所述的導向桿11之間，所述導軌Ⅰ26上設置有滑塊Ⅰ5，并在所述導軌Ⅰ26的兩端設置用以對滑塊Ⅰ5的行程進行限位的限位開關Ⅰ4、限位開關Ⅱ10；所述導軌Ⅱ27上設置有滑塊Ⅱ8，并在所述導軌Ⅱ27的兩端設置用以對滑塊Ⅱ8的行程進行限位的限位開關Ⅲ3、限位開關Ⅳ9；所述的限位開關Ⅰ4、限位開關Ⅱ10、限位開關Ⅲ3、限位開關Ⅳ9均固定在所述的支架1上；對應所述的滑塊Ⅰ5設置有用以推動其在導軌Ⅰ26上水平滑動的推進油缸Ⅰ2；對應所述的滑塊Ⅱ8設置有用以推動其在導軌Ⅱ27上水平滑動的推進油缸Ⅱ21；所述的推進油缸Ⅰ2、推進油缸Ⅱ21的缸筒均固定在支架1的另一端；所述的全自動隧道錨桿安裝設備還包括有用以抓緊錨桿的機械手Ⅰ、機械手Ⅱ；所述的機械手Ⅰ、機械手Ⅱ交錯設置；所述的機械手Ⅰ與所述的滑塊Ⅰ5鉸接；所述的機械手Ⅱ與所述的滑塊Ⅱ8鉸接；在推進油缸Ⅰ2、推進油缸Ⅱ21的作用下，所述的滑塊Ⅰ5、滑塊Ⅱ8帶動所述的機械手Ⅰ、機械手Ⅱ沿所述的導軌Ⅰ26、導軌Ⅱ27交替滑動完成錨桿的安裝；工作時，所述的機械手Ⅰ、機械手Ⅱ錯開布置，若機械手Ⅰ在錨桿安裝前端，機械手Ⅱ在錨桿安裝后端，該設備啟動，機械手Ⅰ、機械手Ⅱ抓緊錨桿，分別在推進油缸Ⅰ2、推進油缸Ⅱ21的作用下向前輸送錨桿18，當滑塊Ⅰ5碰到限位開關Ⅱ10時，電控系統(tǒng)啟動，控制相應電磁閥動作，控制油缸Ⅰ7和控制油缸Ⅱ16相互配合，機械手Ⅰ松開遠離錨桿18，推進油缸Ⅰ2收回，機械手Ⅰ在推進油缸Ⅰ2的作用下收回，機械手Ⅱ在推進油缸Ⅱ21的作用下繼續(xù)輸送錨桿18；當滑塊Ⅰ5碰到限位開關Ⅰ4時，滑塊Ⅱ8尚未到達極限位置，電控系統(tǒng)動作，控制相應電磁閥動作，控制油缸Ⅰ7和控制油缸Ⅱ16相互配合，機械手Ⅰ抓緊錨桿18，推進油缸Ⅰ2伸出，機械手Ⅰ在推進油缸Ⅰ2的作用下再次伸出，機械手Ⅰ與機械手Ⅱ分別在推進油缸Ⅰ2和推進油缸Ⅱ21的作用下輸送錨桿18；當滑塊Ⅱ8碰到限位開關Ⅳ9時，電控系統(tǒng)動作，控制相應電磁閥動作，控制油缸Ⅲ20和控制油缸Ⅳ14相互配合，機械手Ⅱ松開遠離錨桿18，推進油缸Ⅱ21收回，機械手Ⅱ在推進油缸Ⅱ21的作用下收回，機械手Ⅰ在推進油缸Ⅰ2的作用下繼續(xù)輸送錨桿18；當滑塊Ⅱ8碰到觸碰開關Ⅲ4時，滑塊Ⅰ5尚未到達極限位置，電控系統(tǒng)動作，控制相應電磁閥動作，控制油缸Ⅲ20和控制油缸Ⅳ14相互配合，機械手Ⅱ抓緊錨桿，推進油缸Ⅱ21再次伸出，機械手Ⅱ在推進油缸Ⅱ21的作用下伸出，機械手Ⅰ和機械手Ⅱ分別在推進油缸Ⅰ2和推進油缸Ⅱ21的作用下輸送錨桿，如此往復，直至錨桿安裝完畢。

推進油缸Ⅰ2、推進油缸Ⅱ21的伸出速度小于收回的速度，可以保證裝置不間斷地安裝錨桿，且調節(jié)控制油缸Ⅰ7和控制油缸Ⅲ20的行程，保證兩個機械構不會碰撞。

所述的機械手Ⅰ包括有機械手臂Ⅰ6和機械手爪Ⅰ17；機械手臂Ⅰ6和機械手爪Ⅰ17配合形成用以夾緊錨桿的機械手Ⅰ；所述的機械手臂Ⅰ6通過銷軸與所述的滑塊Ⅰ5鉸接；對應所述的機械手臂Ⅰ6設置有用以驅動其相對滑塊Ⅰ5擺動的控制油缸Ⅰ7；所述控制油缸Ⅰ7的缸筒與所述的滑塊Ⅰ5鉸接；控制油缸Ⅰ7的活塞桿端部與所述的機械手臂Ⅰ6鉸接；所述的機械手爪Ⅰ17通過銷軸與所述的機械手臂Ⅰ6鉸接；對應所述的機械手爪Ⅰ17設置有用以驅動其相對機械手臂Ⅰ6擺動的控制油缸Ⅱ16；所述控制油缸Ⅱ16的缸筒與所述的機械手臂Ⅰ6鉸接；控制油缸Ⅱ16的活塞桿端部與所述的機械手爪Ⅰ17鉸接；所述的機械手臂Ⅰ6、機械手爪Ⅰ17在控制油缸Ⅰ7、控制油缸Ⅱ16的作用下抓緊或松開遠離所述的錨桿18；銷軸23安裝時其擋蓋一端對準隧道洞壁，可以有效防止雜質進入銷軸23和安裝孔之間。

所述的機械手Ⅱ包括有機械手臂Ⅱ19和機械手爪Ⅱ15；機械手臂Ⅱ19和機械手爪Ⅱ15配合形成用以夾緊錨桿的機械手Ⅱ；所述的機械手臂Ⅱ19通過銷軸與所述的滑塊Ⅱ8鉸接；對應所述的機械手臂Ⅱ19設置有用以驅動其相對滑塊Ⅱ8擺動的控制油缸Ⅲ20；所述控制油缸Ⅲ20的缸筒與所述的滑塊Ⅱ8鉸接；控制油缸Ⅲ20的活塞桿端部與所述的機械手臂Ⅱ19鉸接；所述的機械手爪Ⅱ15通過銷軸與所述的機械手臂Ⅱ19鉸接；對應所述的機械手爪Ⅱ15設置有用以驅動其相對機械手臂Ⅱ19擺動的控制油缸Ⅳ14；所述控制油缸Ⅳ14的缸筒與所述的機械手臂Ⅱ19鉸接；控制油缸Ⅳ14的活塞桿端部與所述的機械手爪Ⅱ15鉸接；所述的機械手臂Ⅱ19、機械手爪Ⅱ15在控制油缸Ⅲ20、控制油缸Ⅳ14的作用下抓緊或松開遠離所述的錨桿18；銷軸23安裝時其擋蓋一端對準隧道洞壁，可以有效防止雜質進入銷軸23和安裝孔之間。

每個所述導向桿11下端所連接的導向桿耐磨板12為夾持在導向桿11兩側的兩片，兩片所述的導向桿耐磨板12通過安裝螺栓13連接為一體構成可拆卸結構的導向桿耐磨板；所述的導向桿耐磨板12用以防止錨桿磨損導向桿，起保護作用。

所述的機械手臂Ⅰ6、機械手爪Ⅰ17、機械手臂Ⅱ19、機械手爪Ⅱ15的內壁面均安裝有用以增大與錨桿18之間的摩擦力和保護機械手臂、機械手爪被磨損的機械手耐磨板27，用來防止機械手磨損和提高與錨桿18之間的摩擦力。

所述導軌兩端設有防止滑塊脫出導軌的擋板。