[發明專利]一種多自由度的TBM錨桿鉆機

在審

• 申請號: 201911082271.5
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN110735599A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 孫楠楠;薛建國;譚友榮;李志剛;夏慶發;張開猛;郭磊;張佳佳;楊鵬鵬;吳思;朱振金;黃輝
• 申請（專利權）人: 中鐵工程服務有限公司
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02;E21B15/00;E21D9/06;E21D20/00
• 代理公司: 51282 成都智言知識產權代理有限公司
• 代理人: 李龍

本發明屬于工程機械技術領域，具體涉及一種多自由度的TBM錨桿鉆機。解決了現有技術中錨桿鉆機的鉆孔方向與隧道輪廓線法線方向夾角較大，導致錨固效果差的問題，本發明的技術方案是：包括錨桿鉆機和安裝架(2)，所述安裝架(2)上設置有第一旋轉油缸(3)，所述第一旋轉油缸(3)連接有旋轉臂(4)，所述旋轉臂(4)連接有第二旋轉油缸(5)，所述第二旋轉油缸(5)與錨桿鉆機連接，所述第一旋轉油缸(3)的軸線方向與第二旋轉油缸(5)的軸線方向平行。本發明增加了錨桿鉆機的自由度，使錨桿鉆機的鉆孔方向與隧道輪廓線法線方向的夾角減小，提高了錨桿的錨固效果，適用于對隧道進行加固支護。

技術領域

本發明屬于工程機械技術領域，具體涉及一種多自由度的TBM錨桿鉆機。

背景技術

硬巖隧道掘進機(簡稱TBM)在施工時，在前部刀盤掘進后，為防止巖石垮塌，TBM后部的橫梁上安裝有錨桿鉆機，錨桿鉆機進行鉆孔，然后安裝錨桿以加強洞壁支護，提高巖石穩定性，為后續施工提供安全保障。

現有技術中，錨桿鉆機的姿態調整通過液壓馬達帶動錨桿鉆機在大齒圈上進行旋轉運動實現(如圖2所示)，實際鉆孔時錨桿鉆機的鉆孔方向與隧道輪廓線法線方向夾角較大，將會達到30°以上。在錨桿長度相同的情況下，鉆孔方向與隧道輪廓線法線方向夾角越大，錨桿的錨固深度越淺，錨固效果越差。為提高錨桿效果，就必須減小鉆孔方向與隧道輪廓線法線方向夾角。

發明內容

針對現有技術中錨桿鉆機的鉆孔方向與隧道輪廓線法線方向夾角較大，導致錨固效果差的問題，本發明提供一種多自由度的TBM錨桿鉆機，其目的在于：增加錨桿鉆機的自由度，使錨桿鉆機與的鉆孔方向與隧道輪廓線法線方向的夾角減小，提高錨桿的錨固效果。

本發明采用的技術方案如下：

一種多自由度的TBM錨桿鉆機，包括錨桿鉆機和安裝架，所述安裝架上設置有第一旋轉油缸，所述第一旋轉油缸連接有旋轉臂，所述旋轉臂連接有第二旋轉油缸，所述第二旋轉油缸與錨桿鉆機連接，所述第一旋轉油缸的軸線方向與第二旋轉油缸的軸線方向平行。

采用該技術方案后，第一轉轉油缸能夠帶動旋轉臂旋轉，旋轉臂連接的第二旋轉臂能夠帶動錨桿鉆機旋轉，使錨桿鉆機具有多個自由度，便于調節錨桿鉆機與隧道輪廓線法線方向之間的夾角，使所述夾角變小甚至接近0度，在錨桿長度相同的情況下，能夠使錨桿的錨固深度更深，錨固效果更好。

優選的，所述第一旋轉油缸和第二旋轉油缸能夠實現360°旋轉。

采用該技術方案后，錨桿鉆機能夠進行360°旋轉，便于對隧道側壁上的任意部位進行錨固。

優選的，所述錨桿鉆機包括固定部和鉆機本體，所述鉆機本體與固定部滑動連接，所述固定部與第二旋轉油缸連接。

采用該技術方案后，能夠調節錨桿鉆機與側壁之間的距離，便于錨桿鉆機旋轉，使錨桿鉆機的鉆進方向與隧道輪廓線的法線方向的夾角在隧道側壁的任何部位都能夠達到最小，保證錨桿的錨固效果。

優選的，所述第一旋轉油缸安裝于安裝架的中部。

采用該技術方案后，第一旋轉油缸與隧道側壁的距離相同，使錨桿鉆機能夠對隧道側壁進行對稱施工，便于操作，而且安裝架受力平衡，結構更加穩定。

優選的，所述安裝架下方設置有軌道，安裝架連接有滑動油缸。

采用該技術方案后，滑動油缸能夠推動安裝架在軌道中滑動，在硬巖隧道掘進機(即TBM)沒有向前掘進的時候，也能夠使錨桿鉆機沿隧道軸線進行移動，使錨桿鉆機對準錨固點所在的位置。

優選的，所述安裝架下方設置有底座，所述底座與軌道滑動連接。

采用該技術方案后，安裝架與軌道的接觸面積增大，能夠增加錨桿鉆機的穩定性。