CN104220668A - 用于连续地形成多股绞合线缆的球结的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种在线缆锚杆中形成球结的方法包括：从线缆源提供线缆、使线缆沿着第一方向行进、以及在从线缆源连续地提供线缆并使线缆的一部分连续地行进的同时在线缆的该部分中形成球结。

Description

用于连续地形成多股绞合线缆的球结的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年1月24日提交的美国临时申请No.61/590,010的优先权，该美国临时申请的全部内容通过引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及线缆锚杆(cable bolt)，具体地涉及用于在多股绞合线缆锚杆中形成球结的方法和装置。

背景技术

线缆锚杆因易于处理和安装而被用在采矿业中。线缆锚杆通常比常规圆钢锚杆系统的细长杆更易于安装在钻孔中。无论矿井中的高度限制如何，线缆锚杆都会因其可弯性而能够适用于任何长度的钻孔。由于线缆的强度或承载力超过常规圆钢锚杆的强度或承载力，因此线缆对于某些顶板条件而言是优选的加强方式。

通常通过以下方式来安装线缆锚杆：将包括催化剂和粘合剂材料的树脂盒放置在钻孔的封闭端、将线缆锚杆插入到钻孔中以便线缆锚杆的上端撕开树脂盒并且使树脂流入到钻孔和线缆锚杆之间的环带中、旋转线缆锚杆以混合树脂催化剂和树脂粘合剂、并且允许树脂固化在线缆锚杆周围。在此类线缆锚杆中，树脂通常固化在线缆锚杆的位于钻孔的封闭端的上部。线缆锚杆通常形成有一个或多个球结以增强锚杆与树脂之间的结合。

发明内容

在一个实施例中，一种在线缆锚杆中形成球结的方法包括：从线缆源提供线缆、使所述线缆沿着第一方向行进、以及在从所述线缆源连续地提供所述线缆并使所述线缆的一部分连续地行进的同时在所述线缆的所述部分中形成球结。

可以通过使球结形成机构随着线缆移动来形成球结。该方法还可以包括通过使切割装置随着线缆移动来在线缆连续地行进的同时将线缆切割成预定长度。切割装置可以具有第一位置和与第一位置间隔开的第二位置，并且切割装置在将线缆切割成预定长度的同时在第一位置和第二位置之间移动。线缆源可以包括具有一段线缆的卷筒，并且可以从卷筒的内部提供线缆。球结形成机构可以在第一位置和与第一位置间隔开的第二位置之间移动，并且球结形成机构在形成球结的同时从第一位置移动到第二位置。该方法还可以包括将切割成预定长度后的线缆卷绕在卷绕机上。在形成球结之后，球结形成机构可以从第二位置移动到第一位置。该方法还可以包括在线缆的间隔开的各部分中形成多个球结。球结形成机构可以包括第一夹具和第二夹具，该第一夹具在球结形成机构随着线缆移动时接合线缆，并且该第二夹具相对于第一夹具移动以形成球结。线缆可以经由驱动机构而行进。从线缆源延伸的线缆的整个部分可以连续地行进直到线缆被切割成预定长度。

在另一个实施例中，一种用于在线缆锚杆中形成球结的装置包括：驱动机构，其构造为使一段线缆连续地行进；以及球结形成机构，其能够沿着由第一位置和与所述第一位置间隔开的第二位置之间的所述一段线缆限定的纵轴线移动。所述球结形成机构构造为在随着行进的线缆移动的同时在所述线缆上形成球结。

该装置还可以包括线缆源，该线缆源构造为提供一段线缆。一段线缆延伸到驱动机构并且从驱动机构延伸到球结形成机构。该装置还可以包括切割装置，该切割装置构造为将一段线缆切割成预定长度。切割装置可以在第一位置和与第一位置间隔开的第二位置之间移动。球结形成机构可以包括第一夹具和第二家具，该第一夹具构造为在球结形成机构随着线缆移动时接合线缆，并且该第二夹具能够相对于第一夹具移动以在线缆上形成球结。球结形成机构可以包括电动机以使球结形成机构在第一位置和第二位置之间移动。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的用于在线缆锚杆中形成球结的装置的示意性视图，示出了球结形成机构的第一位置和切割机构的第一位置。

图2A是根据本发明的另一个实施例的线缆卷筒的示意性视图。

图2B是根据本发明的另一个实施例的卷筒机构的示意性视图。

图3是图1所示装置的示意性视图，示出了球结形成机构的第二位置和切割机构的第二位置。

图4是根据本发明的一个实施例的球结形成机构的平面视图，示出了形成球结之前的线缆锚杆。

图5是图4所示球结形成机构的平面视图，示出了形成球结之后的线缆锚杆。

具体实施方式

在下文中，出于描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”及其派生词应当按照在附图中的指向与本发明相关联。然而，应理解的是：除非另有明确相反的描述，否则本发明可以具有各种可选的变型和步骤顺序。还应理解的是：在附图中示出并在下面说明书中描述的具体装置和过程仅仅是本发明的示例性实施例。因此，与在本文中公开的实施例相关的具体尺寸和其它物理特性不应被认为是限制性的。

参考图1至图3，用于在线缆锚杆中形成球结的装置10包括卷筒12，卷筒12具有缠绕在卷筒12上的一段多股绞合线缆14，并且装置10构造为通过使卷筒12沿所示方向A旋转来从卷筒12放出线缆。尽管线缆14被示出为从卷筒12的外部行进，然而线缆14也可以被卷绕成使线缆14从如图2A所示线缆圈的中心或圈眼行进。驱动机构16接收线缆14并且构造为使线缆14沿着与线缆14的纵轴线对应的方向行进。驱动机构16包括例如一套测量轮等测量装置(未示出)，该测量装置允许沿着线缆14的长度以预定或可变的间隔形成球结。特别地，测量装置可以包括由移动的线缆驱动的编码器轮，该编码器轮包括根据编码器轮的每次旋转提供光脉冲的光学传感器。线缆14行进的长度由编码器轮所经历过的旋转量(圈数)确定。可编程逻辑控制器(PLC)(未示出)检测线缆14已经行进了一定长度的时刻并且对装置进行控制从而沿着线缆14的长度以预定或可变的间隔形成球结20。

再次参考图1至图3，球结形成机构18从驱动机构16接收线缆14并且按照PLC或其它适当机构的控制沿着线缆14的长度形成一个或多个球结20。球结形成机构18安装在以标记22示意性示出的滑动框架上，使得球结形成机构18可以沿着与行进的线缆14的纵轴线对应的所示方向B移动以允许球结形成机构18随线缆14行进。特别地，球结形成机构18构造为通过在形成球结20的同时随线缆14移动来在线缆14连续地行进的同时在线缆14上形成球结20。在一个实施例中，球结形成机构18包括可分离地接合线缆14的统一以标记24表示的一对夹具。夹具24中的一个夹具可以相对于另一个夹具移动以给线缆14的股线打结，从而在线缆14中形成球结20。当PLC启动球结形成序列时，球结形成机构18夹持在线缆14上并且在由测量装置和PLC确定的具体位置形成球结20的同时随线缆14行进。

在形成球结20之后，球结形成机构18脱离线缆14并且球结形成机构18移动到其原位置。因此，球结形成机构18具有球结形成序列开始时的第一位置(如图1所示)和球结形成序列结束时的与第一位置间隔开的第二位置(如图3所示)。在形成了球结20之后，球结形成机构18返回到第一位置。因为球结形成机构18可以移动，所以能够连续地操纵卷筒12和驱动机构16，使得线缆14连续地行进而不会使线缆14的任何部分停下，从而形成球结20。由于不必启动和停止给卷筒12和驱动机构16提供动力的驱动电动机(未示出)并且在形成球结20的过程中不存在中断时间，因此这种连续操作提高了球结形成操作的效率。

再次参考图1和图3，在一个实施例中，在形成了一个或多个球结20之后，线缆14继续经过切割装置26(例如切断锯，然而也可以使用其它适当的切割装置)。切割装置26以在上文中对球结形成机构18描述的方式相似的方式安装在滑动台结构28上，使得切割装置26可以沿着与行进的线缆14的纵轴线对应的所示方向C移动。切割装置26构造为自动地将已形成球结的线缆14切割成预定长度，然后如标记30所示对切割后的线缆14进行捆绑和包装。在另一个实施例中，如图2B所示，线缆14还可以经过切割装置26到达重绕卷绕机32，以允许沿卷绕机32的所示方向D卷绕较长的已形成球结的线缆锚杆。切割装置26具有切割过程开始时的第一位置(如图1所示)和切割过程结束时的与第一位置间隔开的第二位置(如图3所示)。在执行完切割过程之后，切割装置26返回到第一位置。切割装置26的运动允许线缆14连续地行进，从而允许线缆14在整个过程中具有正速度。

参考图4和图5，更详细地示出了球结形成机构18的一个实施例。球结形成机构18由具有一对平行齿条42的框架40支撑。球结形成机构18包括固定地安装在基座46上的第一夹具组44和可移动地安装在基座46上的第二夹具组48。第二夹具组48由滑动衬套50和轴结构52支撑。夹具组44、48各自包括液压操纵的彼此相对的一对卡爪54、56，卡爪54、56能够可分离地接合线缆14。然而，也可以使用其它适当的夹持结构来夹住线缆14。使用双作用液压缸58、60来致动第一夹具组44和第二夹具组48，以便将线缆14夹持在第一夹具组44和第二夹具组48之间。也可以用单作用液压缸替代双作用液压缸58、60，该单作用液压缸致动第一夹具组44和第二夹具组48以便将线缆14夹持在第一夹具组44和第二夹具组48之间。

球结形成机构18包括呈液压活塞形式的致动器62，致动器62的一端固定地安装在基座46上而致动器62的另一端可移动地安装在第二夹具组48上。在球结形成过程中，活塞62实现第二夹具组48朝向第一夹具组44的运动。作为选择，单个致动器62可以被位于线缆14的两侧的两个致动器替代，这两个致动器中的每个致动器的一端固定地安装在基座46上而每个致动器的另一端可移动地安装在第二夹具组48上。可以使用例如电力等其它动力源来给致动器提供动力。

球结形成机构18包括与平行齿条42齿轮啮合的一组从动前小齿轮64和互补的一对空载后小齿轮66，以便使夹具组44、88能够在上述球结形成过程中随线缆14移动。前小齿轮64优选由可换向、可变速且具有内置制动器的液压马达68驱动。可换向、可变速且具有制动器的电动机也可以用于此目的。尽管球结形成机构18可移动地安装在框架40上，然而球结形成机构18也可以可移动地安装在与线缆14平行地延伸的顶板导轨或其它适当的结构上。球结形成机构18包括用于测量形成在线缆中的球结的径向位移的一个或多个近程传感器(未示出)。球结形成机构18还包括用于控制小齿轮64、66的沿着齿条42的运动的编码器70。

在使用中，线缆14行进而横跨框架40的长度，线缆14的一部分延伸通过第一夹具组44和第二夹具组48的卡爪54、56。然后，如图4所示，将油压施加在双作用液压缸58、60上，以便分别将线缆14夹持在第一夹具组44和第二夹具组48的卡爪54、56之间。然后，如图5所示，致动液压活塞62，以便使第二夹具组48朝向第一夹具组44移动，从而在线缆14中形成球结20。当线缆14被第一夹具组44和第二夹具组48夹持时，液压马达68驱动小齿轮64以使球结形成机构18沿着与线缆14的纵轴线对应的方向随线缆14移动。因此，线缆14的形成球结20的部分连续地行进。可以通过使用一个或多个近程传感器(未示出)限制球结20的径向位移来利用PLC控制线缆14的径向位移。在形成第一球结之后，将油压施加在液压缸58、60上，以便从第一夹具组44和第二夹具组48的卡爪54、56松开线缆14。然后，如图4所示，将油压施加在液压活塞62的顶侧，从而又将第二夹具组48移回到其起始位置。在球结形成过程之后，球结形成机构18处于图3所示的上述第二位置。然后，马达68沿着齿条42驱动小齿轮64，以便将球结形成机构18移动到图1所示的上述第一位置，从而进行另一个球结形成过程。尽管一般地提到了第一位置和第二位置，然而球结形成机构18可以在线缆14连续地行进的同时根据需要在线缆14上的预定位置形成一个或多个球结20。

附图所示的上述球结形成机构18可以采用其它形式，只要用于形成球结的机构可以移动而允许线缆的形成球结的部分连续地行进即可。特别地，可以将球结形成机构18实施为在Evans等人的美国专利申请公开No.2011/0259072以及授予Hedrick的美国专利No.5,344,256和No.6,820,657中揭示和描述的球结形成机构，上述专利申请和专利的全部内容均通过引用方式并入本文。

虽然出于说明的目的并基于目前被认为是最实用和最优选的实施例详细地描述了本发明，但应理解的是：这样的细节仅仅是出于说明的目的并且本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明意欲涵盖落入本说明书的要旨和范围内的变型和等同结构。例如，应理解的是：本发明设想在可能的范围内，任何一个实施例的一个或多个特征都可以与任何其它实施例的一个或多个特征结合。

Claims (20)

1.一种在线缆锚杆中形成球结的方法，包括：

从线缆源提供线缆；

使所述线缆沿着第一方向行进；以及

在从所述线缆源连续地提供所述线缆并使所述线缆的一部分连续地行进的同时在所述线缆的所述一部分中形成球结。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使球结形成机构随着所述线缆移动来形成所述球结。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括通过使切割装置随着所述线缆移动来在所述线缆连续地行进的同时将所述线缆切割成预定长度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述切割装置具有第一位置和与所述第一位置间隔开的第二位置，并且所述切割装置在将所述线缆切割成所述预定长度的同时在所述第一位置和所述第二位置之间移动。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述线缆源包括具有一段线缆的卷筒，并且从所述卷筒的内部提供所述线缆。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述球结形成机构能够在第一位置和与所述第一位置间隔开的第二位置之间移动，并且所述球结形成机构在形成所述球结的同时从所述第一位置移动到所述第二位置。

7.根据权利要求3所述的方法，还包括将切割成预定长度后的所述线缆卷绕在卷绕机上。

8.根据权利要6所述的方法，其中，在形成所述球结之后，所述球结形成机构从所述第二位置移动到所述第一位置。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述线缆的间隔开的各部分中形成多个球结。

10.根据权利要求2所述的方法，其中，所述球结形成机构包括第一夹具和第二夹具，所述第一夹具在所述球结形成机构随着所述线缆移动时接合所述线缆，所述第二夹具相对于所述第一夹具移动以形成所述球结。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述线缆经由驱动机构而行进。

12.根据权利要求3所述的方法，其中，从所述线缆源延伸的所述线缆的整个部分连续地行进直到所述线缆被切割成所述预定长度。

13.一种用于在线缆锚杆中形成球结的装置，包括：

驱动机构，其构造为使一段线缆连续地行进；以及

球结形成机构，其能够沿着由第一位置和与所述第一位置间隔开的第二位置之间的所述一段线缆限定的纵轴线移动，其中，所述球结形成机构构造为在随着行进的线缆移动的同时在所述线缆上形成球结。

14.根据权利要求13所述的装置，还包括线缆源，所述线缆源构造为提供一段线缆。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述一段线缆延伸到所述驱动机构并且从所述驱动机构延伸到所述球结形成机构。

16.根据权利要求13所述的装置，还包括切割装置，所述切割装置构造为将一段线缆切割成预定长度。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述切割装置能够在第一位置和与所述第一位置间隔开的第二位置之间移动。

18.根据权利要求13所述的装置，其中，所述球结形成机构包括第一夹具和第二夹具，所述第一夹具构造为在所述球结形成机构随着所述线缆移动时接合所述线缆，所述第二夹具能够相对于所述第一夹具移动以在所述线缆上形成球结。

19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述球结形成机构包括电动机以使所述球结形成机构在所述第一位置和所述第二位置之间移动。

20.根据权利要求19所述的装置，还包括线缆源，所述线缆源构造为提供一段线缆，其中，所述一段线缆延伸到所述驱动机构并且从所述驱动机构延伸到所述球结形成机构。