[发明专利]一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置及方法

权利要求书

1.一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置，其特征在于，包括

弧形架(100)，所述弧形架(100)位于隧道内部，所述弧形架(100)上设置有支撑架(110)，所述支撑架(110)的内部设置有驱动机构(200)；

所述驱动机构(200)包括第一安装架(210)、第一伺服电机(211)、连接座(212)和锚杆(213)，所述第一安装架(210)设置在所述支撑架(110)的内部，所述第一伺服电机(211)固定在所述第一安装架(210)的内部中间，所述连接座(212)与所述第一伺服电机(211)的输出轴端部固定连接，所述锚杆(213)固定在所述连接座(212)上。

2.根据权利要求1所述的一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置，其特征在于，所述弧形架(100)的底端中间设置有角度调节机构(300)，所述角度调节机构(300)包括固定板(310)、第二伺服电机(311)、减速器(312)和连接块(313)，所述固定板(310)固定在所述弧形架(100)的底端中间，所述第二伺服电机(311)固定在所述固定板(310)上，所述第二伺服电机(311)的输出轴与所述减速器(312)的输入轴传动连接，所述连接块(313)与所述减速器(312)的输出轴固定连接，所述连接块(313)与所述支撑架(110)的底端固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置，其特征在于，所述支撑架(110)的内部底端设置有移动机构(400)，所述移动机构(400)包括第三伺服电机(410)、第一链轮(411)、第二链轮(412)、丝杆(413)和传动螺母(414)，所述第三伺服电机(410)固定在所述支撑架(110)的内部底端，所述第一链轮(411)与所述第三伺服电机(410)的输出轴端部键连接，所述第二链轮(412)设置有两个且分布在所述第一链轮(411)的两侧，所述第一链轮(411)和两个所述第二链轮(412)之间通过链条传动连接，所述丝杆(413)的下端端部与所述第二链轮(412)键连接，所述丝杆(413)的上端端部与所述支撑架(110)的顶端转动连接，所述丝杆(413)与所述传动螺母(414)螺纹传动连接，所述传动螺母(414)镶嵌在所述第一安装架(210)上。

4.根据权利要求3所述的一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置，其特征在于，所述第一安装架(210)的两侧和所述支撑架(110)的底端两侧均固定有保护板(500)。

5.根据权利要求4所述的一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置，其特征在于，所述保护板(500)上均匀的开设有若干散热孔(510)。

6.根据权利要求1所述的一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置，其特征在于，所述弧形架(100)底端下侧与隧道底端之间通过线轨(120)滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置，其特征在于，所述支撑架(110)的上端端部固定有弧形滑块(214)，所述弧形架(100)的内侧开设有与所述弧形滑块(214)相适配的弧形槽(215)，所述弧形滑块(214)在所述弧形槽(215)内滑动。

8.根据权利要求7所述的一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置，其特征在于，所述弧形滑块(214)的中间开设有避让孔(216)，所述弧形架(100)的中间开设有避让槽(217)，所述锚杆(213)通过所述避让孔(216)和避让槽(217)贯穿所述弧形滑块(214)和弧形架(100)。

9.根据权利要求2所述的一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置，其特征在于，所述减速器(312)输出轴的轴心线和所述弧形架(100)的轴心线共线。

10.一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置的使用方法，其利用权利要求1-9任意一项所述的一种基于全断面施工软弱破碎围岩工作面加固装置进行，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：首先在隧道内推动弧形架，弧形架在线轨的引导下在隧道内前后移动，把弧形架移动到预定位置；

步骤二：然后启动第二伺服电机，进而第二伺服电机带动减速器工作，减速器把转动降低，然后减速器通过连接块带动支撑架绕减速器输出轴的轴心线旋转，因减速器输出轴的轴心线与弧形架的轴心线共线，因此支撑架绕弧形架的轴心线旋转，进而保证支撑架始终与弧形架垂直；

步骤三：支撑架旋转到预定角度后停止第二伺服电机工作，然后把锚杆固定在连接座上，然后启动第三伺服电机，进而第三伺服电机带动第一链轮旋转，第一链轮的旋转通过链条带动两侧的第二链轮旋转，第二链轮的旋转带动丝杆旋转，丝杆的旋转驱动传动螺母沿丝杆向前运动，进而传动螺母带动第一安装架沿丝杆向前运动，进而第一安装架带动锚杆向前运动，锚杆依次穿过弧形滑块上的避让孔和弧形架上的避让槽，直至锚杆前端与隧道内侧接触；

步骤四：然后启动第一伺服电机，进而第一伺服电机带动连接座旋转，进而连接座带动锚杆旋转，进而锚杆进入到隧道内部，实现自动打入；

步骤五：锚杆打完后，所有第一伺服电机和第二伺服电机停止工作，然后把锚杆和连接座分离，使锚杆留在隧道内，然后启动第三伺服电机使其反转，进而第一安装架带动连接座向后运动到初始位置，然后停止第三伺服电机工作，然后启动第二伺服电机使支撑架旋转另一个角度，以此循环进行。