七臂智能錨桿鉆車的設(shè)計(jì)

　　國家煤礦安全監(jiān)察局公告（2019年第1號(hào)），《煤礦機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄》中明確了井下掘進(jìn)巷道支護(hù)機(jī)器人和鉆錨機(jī)器人的研發(fā)方向，井下支護(hù)及鉆錨機(jī)械化、智能化、無人化是今后發(fā)展趨勢(shì)，特別是人工成本的增加、煤礦安全的要求等因素，對(duì)智能化、機(jī)械化錨桿鉆孔支護(hù)的要求也越來越高；如何減少安全隱患、無人值守或少人值守，是煤礦急需解決的技術(shù)難題。
　　煤礦井下支護(hù)現(xiàn)狀
　　自上世紀(jì)八十年代開始，先進(jìn)的錨桿錨索支護(hù)技術(shù)在我國的煤礦巷道掘進(jìn)中得到了廣泛應(yīng)用，目前，我國大中型煤礦錨桿錨索支護(hù)作業(yè)方式大多依靠人工使用手持式單體錨桿機(jī)和煤電鉆，用人多，效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性差。
　　現(xiàn)有錨桿鉆車上的錨桿鉆機(jī)布置為單排或兩排，為了布置較多的錨桿鉆機(jī)，不得不增加鉆車的車身寬度，這樣不僅不利于鉆機(jī)的操作，也降低了鉆車對(duì)巷道的適應(yīng)性，運(yùn)輸是個(gè)很大的問題。
　　要提高支護(hù)效率就要增加鉆臂數(shù)量，目前還沒有與綜掘機(jī)配套的多臂（兩臂以上）錨桿鉆車，現(xiàn)有的四臂錨桿鉆車機(jī)身寬（3.5 米），重量大（35-52噸），對(duì)底板破壞嚴(yán)重；主要用于打頂部錨桿，無法打地幫錨桿，功能范圍小；由于履帶車高，機(jī)械臂無法打兩側(cè)幫底部的兩排錨桿孔。
　　現(xiàn)有的履帶車在掘進(jìn)巷道凸凹不平的地面行走困難，特別是爬坡困難。
　　最近幾年掘錨一體機(jī)已經(jīng)在各大煤礦應(yīng)用，效率顯著提高，存在的主要不足：掘進(jìn)機(jī)體型龐大，空間狹窄，特別是在掘進(jìn)機(jī)上再安裝錨桿機(jī)械臂后，空間更小，由于仍然人工換鉆桿、安裝錨固劑、安裝錨桿，在狹窄的空間內(nèi)攀爬工作，存在很大的安全隱患；因?yàn)楣ぷ骺臻g狹窄，工作效率低；目前常用的工藝方法是，在掘進(jìn)迎頭將頂部錨桿支護(hù)好，兩側(cè)幫的錨桿上部上排支護(hù)好，地幫錨桿和兩側(cè)幫底部的兩排錨桿留在掘進(jìn)機(jī)后面，在二運(yùn)皮帶機(jī)下面采用人工打孔支護(hù)。另外在寬度5000mm的巷道內(nèi)，頂幫一般打7個(gè)錨桿孔，在大型掘錨一體機(jī)兩側(cè)安裝的機(jī)械臂，一般只能打6個(gè)錨桿孔，中間的1個(gè)機(jī)械臂夠不到，也只能留到后面人工打錨桿孔。
　　目前打地幫錨桿孔全部是人工，一方面鉆桿鉆孔時(shí)，排粉塵比較困難，很容易夾鉆頭、燒鉆頭，特別是軟巖，遇到水結(jié)晶的地質(zhì)條件，不允許用水排粉塵，只能用風(fēng)，效果更差；另一方面鉆桿一般是有兩根鉆桿接在一起的，退鉆桿時(shí)，鉆桿容易漏到孔內(nèi)，目前打地幫錨桿孔是一個(gè)技術(shù)難題。
　　七臂智能錨桿鉆車的設(shè)計(jì)
　　1七臂智能錨桿鉆車的結(jié)構(gòu)
　　七臂智能鉆車結(jié)構(gòu)包括鉆機(jī)、鉆臂Ⅰ、自帶回轉(zhuǎn)器鉆臂Ⅱ、液壓系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、側(cè)幫鉆臂、頂板鉆臂、操作手柄、遙控器；鉆機(jī)分別安裝在鉆機(jī)安裝座及回轉(zhuǎn)器鉆臂Ⅱ上；鉆臂Ⅰ數(shù)量2件，對(duì)稱安裝在行走機(jī)構(gòu)的中部上面；回轉(zhuǎn)器鉆臂Ⅱ數(shù)量2件，安裝在行走機(jī)構(gòu)底盤的后端；鉆臂Ⅰ為伸縮缸，通過距離調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)行走機(jī)構(gòu)兩側(cè)的地幫孔的鉆錨；鉆機(jī)包括鉆桿、液壓夾持器、液壓夾持回轉(zhuǎn)器、滑道座、傳動(dòng)裝置；側(cè)幫鉆臂包括帶導(dǎo)向套的伸縮缸、螺旋式擺動(dòng)缸、機(jī)械臂、回轉(zhuǎn)器、鉆機(jī)安裝座；頂板鉆臂包括鉆臂底座、螺旋式擺動(dòng)Ⅰ、機(jī)械臂Ⅰ、螺旋式擺動(dòng)缸Ⅱ、機(jī)械臂Ⅱ、鉆機(jī)安裝座。
　　2七臂智能錨桿鉆車的特點(diǎn)
　　2.1鉆機(jī)安裝在鉆機(jī)安裝座上，通過回轉(zhuǎn)器0704靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，鉆機(jī)空中實(shí)現(xiàn)角度調(diào)節(jié)，側(cè)幫鉆臂通過帶導(dǎo)向套的伸縮缸的伸縮，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)幫最下面兩排孔的鉆錨。
　　2.2通過螺旋式擺動(dòng)Ⅰ與螺旋式擺動(dòng)缸Ⅱ的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)在空中位置及角度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)頂板孔的鉆錨。
　    2.3鉆臂Ⅰ02為伸縮缸，通過距離調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)行走機(jī)構(gòu)05兩側(cè)的地幫孔的鉆錨。
　　2.4采用深孔鉆井設(shè)備的技術(shù)原理，對(duì)鉆機(jī)部分創(chuàng)新設(shè)計(jì)，國內(nèi)首創(chuàng)，長度僅為1300mm，回轉(zhuǎn)半徑小，節(jié)省了操作空間，重量僅為125kg，重量輕，工作扭矩小，轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)緊湊且強(qiáng)度高；鉆桿從液壓夾持回轉(zhuǎn)器的后端安裝進(jìn)入，通過液壓夾持回轉(zhuǎn)器自動(dòng)進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)打孔，打孔完畢，自動(dòng)退回，下次重復(fù)循環(huán)，特別實(shí)用于長鉆桿，不用接鉆桿，特別適用于打地幫錨桿孔，長鉆桿不會(huì)掉到孔內(nèi)，提高了工作效率；另外對(duì)于空間高度受限的場(chǎng)合，也可以接鉆桿，退回時(shí)，通過液壓夾持器夾住前端的鉆桿，防止打頂幫時(shí)鉆桿下落砸到人，存在安全隱患，也防止打地幫時(shí)鉆桿下落進(jìn)孔內(nèi)。
　　2.5行走機(jī)構(gòu)包括履帶車、底盤、液壓馬達(dá)等，其中履帶車前后端底部設(shè)有30度傾斜角，便于爬坡，特別適合井下掘進(jìn)巷道地面環(huán)境。
　　2.7控制系統(tǒng)同時(shí)與遙控器聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙控操作，通過光纜，實(shí)現(xiàn)地面遙控，實(shí)現(xiàn)無人值守或少人值守，減少安全隱患。
　　七臂智能錨桿鉆車的推廣應(yīng)用價(jià)值
　　七臂智能錨桿鉆車，實(shí)現(xiàn)了地幫四個(gè)孔、側(cè)幫兩個(gè)孔、頂幫一個(gè)孔同時(shí)工作，工作效率高；鉆機(jī)部分特殊設(shè)計(jì)即小又輕，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，效率高；符合國家政策，符合國家煤礦安全的要求，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。