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专利号: 2022104151414
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种负泊松比旋转扩大型正方形穿孔板阵列锚杆装置,包括锚杆体(9)、支挡结构(8)、台座(7)、锚具(6)、锚具固定板(12),所述锚杆体(9)一端依次穿过支挡结构(8)、台座(7)、锚具(6),所述锚杆体(9)另一端穿过锚具固定板(12),其特征是,所述锚杆体(9)另一端穿过锚具固定板(12)还铰接设有负泊松比放大穿孔板阵列锚固结构,所述负泊松比放大穿孔板阵列锚固结构远离锚具固定板(12)一端铰接设有阻止负泊松比放大穿孔板阵列锚固结构端部位移的位移抑制器(13),当锚杆段锚固失效时,负泊松比放大穿孔板阵列锚固结构受到拉力后徐徐展开,使结构整体发生膨胀,变成端部扩张锚杆;所述负泊松比放大穿孔板阵列锚固结构包括若干旋转刚性放大结构、第一弹性拉索(14)和第一刚性拉杆(15),所述若干旋转刚性放大结构之间错位设置并通过第一弹性拉索(14)与第一刚性拉杆(15)连接;旋转刚性放大结构包括4组旋转正方形结构,所述4组旋转正方形结构以2×2阵列铰接形成旋转刚性放大结构;旋转正方形结构包括4块穿孔板(1),所述4块穿孔板(1)以2×2阵列铰接形成旋转正方形结构,4块穿孔板之间的铰接方式使旋转正方形结构在受力后穿孔板(1)绕铰接点旋转展开,旋转刚性放大结构的泊松比为负;其中一块穿孔板(1)一侧设有两片间隔的第一端板(2),与其中一块穿孔板(1)相邻的一块穿孔板(1)一侧设有第二端板(3),所述第一端板(2)、第二端板(3)上均设有通孔,所述第二端板(3)位于两块第一端板(1)之间,所述通孔内设有螺栓(4),螺栓(4)穿过通孔一端设有紧固件(5);所述锚杆体(9)两侧分别设有加固筋锚杆体(11),两个加固筋锚杆体(11)一端分别依次穿过支挡结构(8)、台座(7)、锚具(6),所述两个加固筋锚杆体(11)另一端设有加固筋锚具(10),所述两个加固筋锚杆体(11)另一端分别依次穿过锚具固定板(12)、加固筋锚具(10)并铰接在负泊松比放大穿孔板阵列锚固结构上;所述两个加固筋锚杆体(11)与负泊松比放大穿孔板阵列锚固结构之间分别铰接有第二弹性拉索(17),所述锚杆体(9)与负泊松比放大穿孔板阵列锚固结构之间铰接有第三刚性拉杆(18),所述第三刚性拉杆(18)位于两个第二弹性拉索(17)之间。

2.根据权利要求1所述一种负泊松比旋转扩大型正方形穿孔板阵列锚杆装置,其特征是,所述锚杆体(9)为黄铜和不锈钢的合金制成,具有拉胀的负泊松比特性。

3.根据权利要求1所述一种负泊松比旋转扩大型正方形穿孔板阵列锚杆装置,其特征是,所述旋转刚性放大结构为两个,两个旋转刚性放大结构之间通过两根第一弹性拉索(14)和一根第一刚性拉杆(15)连接,所述两个旋转刚性放大结构之间相互垂直设置,所述第一刚性拉杆(15)位于两根第一弹性拉索(14)之间。

4.根据权利要求1所述一种负泊松比旋转扩大型正方形穿孔板阵列锚杆装置,其特征是,所述位移抑制器(13)与负泊松比放大穿孔板阵列锚固结构之间设有第二刚性拉杆(16),所述第二刚性拉杆(16)两端分别铰接在位移抑制器(13)与负泊松比放大穿孔板阵列锚固结构之间。

5.根据权利要求1所述一种负泊松比旋转扩大型正方形穿孔板阵列锚杆装置,其特征是,每一组旋转刚性放大结构由16块穿孔板(1)以4×4阵列组成,第一排穿孔板包括第一穿孔板(1‑1)、第二穿孔板(1‑2)、第三穿孔板(1‑3)、第四穿孔板(1‑4),第二排穿孔板包括第五穿孔板(1‑5)、第六穿孔板(1‑6)、第七穿孔板(1‑7)、第八穿孔板(1‑8);

所述第一穿孔板(1‑1)在右边缘上端和下边缘右端分别焊接端板,第二穿孔板(1‑2)在左边缘上端、下边缘左端和右边缘下端分别焊接端板,第三穿孔板(1‑3)在左边缘下端、右边缘上端和下边缘右端分别焊接端板,第四穿孔板(1‑4)在左边缘上端和下边缘左端分别焊接端板;

所述第五穿孔板(1‑5)与第一穿孔板(1‑1)对称设置端板,第六穿孔板(1‑6)与第二穿孔板(1‑2)对称设置端板,第七穿孔板(1‑7)与第三穿孔板(1‑3)对称设置端板,第八穿孔板(1‑8)与第四穿孔板(1‑4)对称设置端板;且第五穿孔板(1‑5)下边缘左端焊接端板、第六穿孔板(1‑6)下边缘右端焊接端板、第七穿孔板(1‑7)下边缘左端焊接端板以及第八穿孔板(1‑8)下边缘右端焊接端板;所述第一穿孔板(1‑1)下边缘右端铰接第五穿孔板(1‑5)外还铰接第二弹性拉索(17),第四穿孔板(1‑4)下边缘左端铰接第八穿孔板(1‑8)外还铰接第一弹性拉索(14),第五穿孔板(1‑5)下边缘左端铰接第三刚性拉杆(18),第八穿孔板(1‑8)下边缘右端铰接第一刚性拉杆(15);

第三排穿孔板与第二排穿孔板对称设置端板,第四排穿孔板与第一排穿孔板对称设置端板。