(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210810388.6 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610000 四川省成 都市二环路北一段 111号 (72)发明人 高朋飞　支锦亦　李洁心　杨林　 (74)专利代理 机构 成都华辰智合知识产权代理 有限公司 513 02 专利代理师 秦华云 (51)Int.Cl. E21B 7/02(2006.01) E21B 15/00(2006.01) E21D 20/00(2006.01) G01V 9/00(2006.01) F16M 11/04(2006.01)F16M 11/10(2006.01) F16M 11/18(2006.01) F16M 13/02(2006.01) (54)发明名称 一种隧道灌 锚施工设备 (57)摘要 本发明公开了一种隧道灌锚施工设备， 包括 钢筋探测装置、 钻孔装置、 灌锚装置和两个主体 端座， 两个主体端座之间连接有中心主轴， 主体 端座上分布 安装有至少两个带有行走轮、 行走电 机的隧道支臂件， 钢筋探测装置、 钻孔装置、 灌锚 装置依次转动安装于中心主轴上， 中心主轴上设 有驱动电机A、 驱动电机B、 驱动电机C； 钢筋探测 装置端部 具有钢筋探测头， 钻孔装置端部具有钻 孔机， 灌锚装置端部具有灌锚机。 本发明通过行 走电机在隧道内部行走， 钢筋探测装置对隧道本 体内壁钢筋金属进行探测， 通过钻孔装置进行钻 孔作业， 通过灌锚装置在固定位钻孔位置处锚入 安装内螺纹铆柱， 实现了隧道内壁固定位的钢筋 探测、 钻孔、 灌锚作业， 提高了施工质量及 施工效 率。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115030657 A 2022.09.09 CN 115030657 A 1.一种隧道灌锚施工设备， 其特征在于： 包括灌锚施工控制系统、 钢筋探测装置(4)、 钻 孔装置(6)、 灌锚装置(8)和两个主体端座(1)， 两个主体端座(1)之间连接有 中心主轴(3)， 所述主体端座(1)上安装有至少两个隧道支臂件(2)， 所述隧道支臂件(2)端部安装有行走 轮(241)和驱动 行走轮(241)转动的行走电机； 所述中心主轴(3)上依次间隔安装有相互平 行的轴承A(31)、 轴承B(32)和轴 承C(33)， 轴承A(31)上固定安装有驱动齿轮A(42)， 中心主 轴(3)上固定有驱动电机A(5)， 驱动电机A(5)具有与驱动齿轮A(42)第一半部啮合的动力齿 轮A， 所述钢筋探测装置(4)包括伸缩动力机构A、 齿轮转盘A(41)、 钢筋探测头(45)， 齿轮转 盘A(41)固定于伸缩动力机构A底部， 钢筋探测头(45)设于伸缩动力机构A顶部， 齿轮转盘A (41)套装设于驱动齿轮A(42)外部， 齿轮转盘A(41)内部设有与驱动齿轮A(42)第二半部啮 合的内齿轮A(411)； 轴承B(32)上固定安装有驱动齿轮B(62)， 中心主轴(3)上固定有驱动电 机B(7)， 驱动电机B(7)具有与驱动齿轮B(62)第一半部啮合的动力齿轮B， 所述钻孔装置(6) 包括伸缩动力机构B、 齿轮转盘B(61)、 钻孔机(65)， 齿轮转盘B(61)固定于伸缩动力机构B底 部， 钻孔机(65)设于伸缩动力机构B顶部， 齿轮转盘B(61)套装设于驱动齿轮B(62)外部， 齿 轮转盘B(61)内部设有与驱动齿轮B(62)第二半部啮合的内齿轮B(611)； 轴承C(33)上固定 安装有驱动齿轮C(82)， 中心主轴(3)上固定有驱动电机C(9)， 驱动电机C(9)具有与驱动齿 轮C(82)第一半部啮合的动力齿轮C， 所述灌锚装置(8)包括伸缩动力机构C、 齿轮转盘C (81)、 灌锚机(85)， 齿轮转盘C(81)固定于伸缩动力机构C底部， 灌锚机(85)设于伸缩动力机 构C顶部， 齿轮转盘C(81)套装设于驱动齿轮C(82)外部， 齿轮转盘C(81)内部设有与驱动齿 轮C(82)第二半部啮合的内齿轮C(811)； 所述灌锚施工控制系统包括行走控制模块和单点 灌锚控制模块， 行走控制模块与行走电机连接， 单点灌锚控制模块分别与行走电机、 钢筋探 测装置(4)、 钻孔装置(6)、 灌锚 装置(8)连接 。 2.按照权利要求1所述的一种隧道灌锚施工设备， 其特征在于： 还包括隧道本体(10)， 所述单点灌锚控制模块还包括钢筋探测工作模块、 钻孔工作模块、 灌锚工作模块和行走工 作模块， 灌锚施工控制系统的控制方法如下： 隧道灌锚施工设备配合安装于隧道本体(10)内部， 单点灌锚控制模块的钢筋探测工作 模块控制钢筋探测装置(4)的钢筋探测头(45)接触隧道本体(10)内壁， 行走控制模块控制 行走电机工作并驱动行走轮(24 1)运动带动隧道灌锚施工 设备行走运动， 钢筋探测装置(4) 探测隧道本体(10)内壁是否存在钢筋金属； 若钢筋探测 装置(4)探测到隧道本体(10)内壁 不存在钢筋金属， 则单点灌锚控制模块的行走工作模块控制行走电机工作并让隧道灌锚施 工设备行走距离A后停止， 单点灌锚控制模块的钻孔工作模块控制钻孔装置(6)的钻孔机 (65)对隧道本体(10)内壁进行钻孔作业； 钻孔完毕后， 单点灌锚控制模块的行走工作模块 控制行走电机工作并让隧道灌锚施工设备行走距离B后停止， 单点灌锚控制模块的灌锚工 作模块控制灌锚 装置(8)的灌锚机(85)在钻孔 位置处锚 入安装内螺纹铆柱。 3.按照权利要求1或2所述的一种隧道灌锚施工设备， 其特征在于： 所述主体端座(1)上 安装有三个隧道支臂件(2)， 三个隧道支臂件(2)均匀分布设置于主体端座(1)上； 所述主体 端座(1)上开有与隧道 支臂件(2)端部相配合支 臂安装凹槽(1 1)。 4.按照权利要求3所述的一种隧道灌锚施工设备， 其特征在于： 所述隧道支臂件(2)依 次包括第一支臂(21)、 第二支臂(22)、 第三支臂(23)和行走滑轮座(24)， 第一支臂(21)第一 端通过可旋转锁止关节A(210)连接于主体端座(1)的支臂安装凹槽(11)中， 第二支臂(22)权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115030657 A 2第一端与第一支臂(21)第二端通过可旋转锁止关节B(211)连接， 第三支臂(23)第一端与第 二支臂(22)第二端通过可旋转锁止关节C(221)连接， 所述行走滑轮座(24)通过可旋转锁止 关节D(231)连接于第三支臂(23)第二端， 所述行走电机、 行走轮(241)安装于行走滑轮座 (24)上。 5.按照权利要求1所述的一种隧道灌锚施工设备， 其特征在于： 所述钢筋探测装置(4) 的伸缩动力机构A为液压伸缩装置， 所述伸缩动力机构A包括伸缩气缸A(43)和伸缩配合安 装于伸缩气缸A(43)中的伸缩 杆A(44)， 所述钢筋探测头(45)固定于伸缩 杆A(44)端部， 伸缩 气缸A(43)底部固定于齿轮转盘A(41)上， 所述钢筋探测头(45)端面转动安装有若干个滚轮 (451)。 6.按照权利要求5所述的一种隧道灌锚施工设备， 其特征在于： 所述中心主轴(3)上靠 近轴承A(31)设有电机台阶A， 所述驱动电机A(5)配合安装于电机台阶A上； 所述齿轮转盘A (41)上开有限位凹槽A， 所述伸缩气缸A(43)底部配合固定安装于限位凹槽A中。 7.按照权利要求1所述的一种隧道灌锚施工设备， 其特征在于： 所述钻孔装置(6)的伸 缩动力机构B为液压伸缩装置， 所述伸缩动力机构B包括伸缩气缸B(63)和伸缩配合安装于 伸缩气缸B(63)中的伸缩杆B(64)， 所述钻孔机(65)固定于伸缩杆B(64)端部， 伸缩气缸B (63)底部固定 于齿轮转盘B(61)上。 8.按照权利要求7所述的一种隧道灌锚施工设备， 其特征在于： 所述中心主轴(3)上靠 近轴承B(32)设有电机台阶B， 所述驱动电机B(7)配合安装于电机台阶B上； 所述齿轮转盘B (61)上开有限位凹槽B， 所述伸缩气缸B(6 3)底部配合固定安装于限位凹槽B中。 9.按照权利要求1所述的一种隧道灌锚施工设备， 其特征在于： 所述灌锚装置(8)的伸 缩动力机构C为液压伸缩装置， 所述伸缩动力机构C包括伸缩气缸C(83)和伸缩配合安装于 伸缩气缸C(83)中的伸缩杆C(84)， 所述灌锚机(85)固定于伸缩杆C(84)端部， 伸缩气缸C (83)底部固定 于齿轮转盘C(81)上。 10.按照权利要求9所述的一种隧道灌锚施工设备， 其特征在于： 所述中心主轴(3)上靠 近轴承C(33)设有电机台阶C， 所述驱动电机C(9)配合安装于电机台阶C上； 所述齿轮转盘C (81)上开有限位凹槽 C， 所述伸缩气缸C(83)底部配合固定安装于限位凹槽 C中。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115030657 A 3