一种超级预应力支护装置及方法与流程

技术特征：
1.一种超级预应力支护装置，其特征在于，所述装置包括底板（1）、托盘夹具（2-1）、送锚机构（4）和张拉机构（5）；所述底板（1）上开有贯通底板（1）上下表面的通孔（1-1），通孔（1-1）直径大于锚索（7）直径，底板（1）上部固定连接第一升降杆（2-2），第一升降杆（2-2）伸缩方向与通孔（1-1）中轴线平行，所述第一升降杆（2-2）上端固定连接托盘夹具（2-1）；所述托盘夹具（2-1）与托盘（3）下表面形状相匹配，托盘夹具（2-1）中轴线与通孔（1-1）中轴线重合；所述底板（1）上部还设有送锚机构（4），送锚机构（4）与锚索（7）相匹配，送锚机构（4）中轴线与通孔（1-1）重合；所述底板（1）下部固定连接张拉机构（5），张拉机构（5）与锚索（7）相匹配，张拉机构（5）中轴线与通孔（1-1）重合。2.根据权利要求1所述的超级预应力支护装置，其特征在于，所述托盘夹具（2-1）为环状，托盘夹具（2-1）的内径与托盘（3）下表面突出部相匹配。3.根据权利要求2所述的超级预应力支护装置，其特征在于，所述托盘夹具（2-1）上表面设有橡胶垫；所述底板（1）下表面设有第四升降杆（6-1），第四升降杆（6-1）包括4个，4个第四升降杆（6-1）分布在底板（1）的四角处，第四升降杆（6-1）的下端固定连接支撑盘（6-2），支撑盘（6-2）下表面与第四升降杆（6-1）长度方向垂直。4.根据权利要求1所述的超级预应力支护装置，其特征在于，所述送锚机构（4）包括控制器（10）、位置反馈传感器（8）、第二升降杆（4-1）和锚索抓手（4-2）；所述第二升降杆（4-1）包括两个，两个第二升降杆（4-1）设置在通孔（1-1）两侧，两个第二升降杆（4-1）上端分别连接有锚索抓手（4-2），第二升降杆（4-1）的伸缩方向与通孔（1-1）中轴线平行，第二升降杆（4-1）与控制器（10）电连接；所述位置反馈传感器（8）设置在第二升降杆（4-1）上，位置反馈传感器（8）与控制器（10）电连接。5.根据权利要求4所述的超级预应力支护装置，其特征在于，所述锚索抓手（4-2）包括轻触开关（4-2-9）、支撑臂（4-2-13）、弹片（4-2-10）、第一活动杆（4-2-3）、第二活动杆（4-2-4）、第一夹块（4-2-5）、第二夹块（4-2-6）、步进电机（4-2-11）、丝杆（4-2-12）、滑块（4-2-2）和控制臂（4-2-8）；所述支撑臂（4-2-13）一端与第二升降杆（4-1）上端固定连接，支撑臂（4-2-13）与第二升降杆（4-1）垂直，支撑臂（4-2-13）上远离第二升降杆（4-1）的上表面设有夹持转轴（4-7），转轴与第二升降杆（4-1）平行；第一活动杆（4-2-3）与第二活动杆（4-2-4）转动连接在夹持转轴（4-7）上；所述第一夹块（4-2-5）固定连接在第一活动杆（4-2-3）远离第二升降杆（4-1）的一端，第二夹块（4-2-6）固定连接在第二活动杆（4-2-4）远离第二升降杆（4-1）的一端，第一夹块（4-2-5）上开有半圆弧，半圆弧开口处朝向第二夹块（4-2-6），半圆弧中轴线与通孔（1-1）中轴线平行，第二夹块（4-2-6）与第一夹块（4-2-5）左右对称，当第一夹块（4-2-5）与第二夹块（4-2-6）相互接触时，第一夹块（4-2-5）与第二夹块（4-2-6）上的半圆弧合围形成圆柱孔，且圆柱孔的中轴线与通孔（1-1）中轴线重合；
所述弹片（4-2-10）设置在第一活动杆（4-2-3）和第二活动杆（4-2-4）之间，弹片（4-2-10）的弹力方向与第一活动杆（4-2-3）和第二活动杆（4-2-4）张开的方向一致；所述步进电机（4-2-11）固定连接在支撑臂（4-2-13）上，步进电机（4-2-11）转轴与支撑臂（4-2-13）长度方向平行，步进电机（4-2-11）的转轴上固定连丝杆（4-2-12），丝杆（4-2-12）的中轴线与步进电机（4-2-11）转轴中轴线重合，步进电机（4-2-11）与控制器（10）电连接；所述滑块（4-2-2）滑动连接在支撑臂（4-2-13）上，滑块（4-2-2）上开有第一螺孔（4-2-1），第一螺孔（4-2-1）在支撑臂（4-2-13）长度方向贯通滑块（4-2-2），第一螺孔（4-2-1）与丝杆（4-2-12）相匹配，丝杆（4-2-12）与第一螺孔（4-2-1）螺纹连接；所述控制臂（4-2-8）包括2个，两个控制臂（4-2-8）以支撑臂（4-2-13）为中轴线为中心线对称分布，控制臂（4-2-8）包括第一支杆（4-2-8-1）和第二支杆（4-2-8-2），第一支杆（4-2-8-1）与第二支杆（4-2-8-2）连接组成l形，第一支杆（4-2-8-1）固定连接在滑块（4-2-2）上，第二支杆（4-2-8-2）与第一活动杆（4-2-3）或第二活动杆（4-2-4）的外侧面接触，控制臂（4-2-8）的第二支杆（4-2-8-2）位于夹持转轴（4-7）靠第二升降杆（4-1）的一侧；所述轻触开关（4-2-9）固定连接在支撑臂（4-2-13）上，设控制臂（4-2-8）驱动第一夹块（4-2-5）与第二夹块（4-2-6）接触时滑块（4-2-2）位于支撑臂（4-2-13）上的a点，轻触开关（4-2-9）位置位于支撑臂（4-2-13）上的a点，轻触开关（4-2-9）为常关式，轻触开关（4-2-9）与控制器（10）电连接。6.根据权利要求5所述的超级预应力支护装置，其特征在于，所述第二支杆（4-2-8-2）与第一活动杆（4-2-3）和第二活动杆（4-2-4）垂直。7.根据权利要求6所述的超级预应力支护装置，其特征在于，所述第二支杆（4-2-8-2）上设有中轴线与第二支杆（4-2-8-2）中轴线重合的滚轮。8.根据权利要求1所述的超级预应力支护装置，其特征在于，所述张拉机构（5）包括第三升降杆（5-2）和紧固盘（5）；所述第三升降杆（5-2）包括两个，第三升降杆（5-2）一端固定连接在底板（1）下表面，两个第三升降杆（5-2）位于通孔（1-1）两侧，第三升降杆（5-2）与通孔（1-1）中轴线平行，第三升降杆（5-2）下端与紧固盘（5）固定连接；紧固盘（5）中轴线与通孔（1-1）中轴线垂直。9.根据权利要求8所述的超级预应力支护装置，其特征在于，所述紧固盘（5）包括盘体（5-1）和夹紧块（5-3）；所述盘体（5-1）直径大于两个第三升降杆（5-2）之间的距离，盘体（5-1）中心处开有贯通盘体（5-1）上下表面的穿孔（5-1-2），穿孔（5-1-2）直径大于锚索（7）直径，穿孔（5-1-2）侧壁设有贯通盘体（5-1）上下表面的滑槽（5-1-1），穿孔（5-1-2）处滑槽（5-1-1）的两侧壁与穿孔（5-1-2）中轴线平行，与穿孔（5-1-2）相对的滑槽（5-1-1）侧壁为斜面，斜面上边缘与盘体（5-1）中心的距离小于斜面下边缘与盘体（5-1）中心的距离；所述夹紧块（5-3）为梯形，夹紧块（5-3）厚度与滑槽（5-1-1）两侧壁间距相匹配，夹紧块（5-3）的其中一个腰与夹紧块（5-3）的底面垂直，夹紧块（5-3）的另一个腰与夹紧块（5-3）的底面的夹角同斜面与盘体（5-1）底面的夹角相同，夹紧块（5-3）高度大于盘体（5-1）高度，与底面垂直的夹紧块（5-3）的腰上开有与锚索（7）相匹配的弧面。
10.一种权利要求7所述的超级预应力支护装置的支护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s01、将两个第二升降杆（4-1）的初始位置设置为一个处于最大的伸长状态，一个处于最大的收缩状态；s02、将锚索（7）从通孔（1-1）穿入，然后穿过2个锚索抓手（4-2）的中轴线；s03、先手动将锚索（7）送入钻孔直到无法再推进；s04、控制器（10）控制处于最大的收缩状态的第二升降杆（4-1）上的锚索抓手（4-2）抓紧锚索（7）；控制处于最大的伸长状态的第二升降杆（4-1）上的锚索抓手（4-2）张开角度最大，设第一状态为第二升降杆（4-1）处于最大的伸长状态且锚索抓手（4-2）张开角度最大，第二状态为第二升降杆（4-1）处于最大的收缩状态且锚索抓手（4-2）夹合角度最小；s05、控制器（10）控制处于第二状态的第二升降杆（4-1）伸长直到对应的位置反馈传感器（8）检测到第二升降杆（4-1）伸长长度处于最大值，控制处于第一状态的第二升降杆（4-1）收缩对应的位置反馈传感器（8）检测到第二升降杆（4-1）伸长长度处于最小值，将两根第二升降杆（4-1）状态互换，跳转到步骤s05直到索锚被送到指定位置或者收到外界终止命令；其中，判断第二升降杆（4-1）的状态的方法为，如果第二升降杆（4-1）对应的位置反馈传感器（8）检测到第二升降杆（4-1）伸长长度处于最大值，且对应的轻触开关（4-2-9）状态为关，则第二升降杆（4-1）的状态为第一状态，如果第二升降杆（4-1）对应的位置反馈传感器（8）检测到第二升降杆（4-1）伸长长度处于最小值，且对应的轻触开关（4-2-9）状态为开，则第二升降杆（4-1）的状态为第二状态。

技术总结
本发明公开了一种超级预应力支护装置，所述装置包括底板、托盘夹具、送锚机构和张拉机构；所述底板上开有贯通底板上下表面的通孔，通孔直径大于锚索直径，底板上部固定连接第一升降杆，第一升降杆伸缩方向与通孔中轴线平行，所述第一升降杆上端固定连接托盘夹具；所述托盘夹具与托盘下表面形状相匹配，托盘夹具中轴线与通孔中轴线重合；所述底板上部还设有送锚机构，送锚机构与锚索相匹配，送锚机构中轴线与通孔重合；所述底板下部固定连接张拉机构，张拉机构与锚索相匹配，张拉机构中轴线与通孔重合。以解决现有技术的锚索支护装置工作效率较低的问题。效率较低的问题。效率较低的问题。


技术研发人员：曹俊才 安铁梁 徐再刚 池恩安 熊光林 吴燚 邓恩德 李杰 陈永松 杨乘
受保护的技术使用者：贵州盘江煤电集团技术研究院有限公司
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/2/3