CN207761662U - 巷道掘进支护机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适于煤矿巷道、隧道施工技术的巷道掘进支护机器人，其特征在于，由若干节二运底架、安装在二运底架上的行走架、安装在行走架上的升降台、钻锚机械手以及液压泵站和液压操作系统所组成；二运底架上部为运输矸石的安装二运皮带输送机的U型槽，下部为四面封闭的通风槽，U型槽的顶部设有使行走架运行的轨道，所述的泵站和液压操作系统安装在操作平台上，泵站和液压操作系统与上述多功能平台、钻锚机械手的所有液压马达和液压油缸实现液压连接；使用时与掘进机一起移动，在巷道顶部和两帮进行锚杆支护，从而达到平行作业的目的，从而提高掘进速度。

Description

巷道掘进支护机器人

技术领域

本实用新型涉及巷道、隧道掘进支护技术。

背景技术

近年来，虽然巷道掘进机普遍应用，但是掘进速度仍然满足不了煤炭开采的需要；主要原因是没能解决掘进主工序与支护等辅助工序之间的平行作业问题，即掘进时不支护、支护时不掘进，影响施工速度。目前虽然掘锚一体机等技术的应用使掘进速度和机械化程度有所提高、降低了部分劳动强度，但是由于不能平行作业，还满足不了对掘进速度的要求。

目前虽然地表隧道掘进作业设备也很先进，但由于煤矿巷道掘进作业环境的特殊性，煤矿巷道掘进作业设备与地表隧道掘进作业设备应用区别很大，研制出结构紧凑、性能稳定、真正适用的巷道掘进支护机器人已成为亟待解决的问题。

发明内容

为了提高巷道掘进作业的机械化水平及其平行化作业问题，本实用新型提出一种适于煤矿巷道掘进作业特殊环境的巷道掘进支护机器人，该巷道掘进支护机器人可与其配套的多向可调节掘进支架共同使用，实现平行作业，满足掘进速度的要求。

其技术方案是：

一种巷道掘进支护机器人，由若干节二运底架、安装在二运底架上的行走架、安装在行走架上的升降台、钻锚机械手以及液压泵站和液压操作系统所组成；

所述的二运底架的构造是，上部为运输矸石的安装二运皮带输送机的U型槽，下部为四面封闭的通风道，通风道两端设有软连接接口，通过软连接接口实现巷道掘进二运底架相互间的通风道软连接，实现风机向掘进工作面通风的功能；所述的U型槽的两侧槽帮顶部设有使行走架运行的轨道，其中一侧轨道为套筒滚子式或套筒滚子链式轨道：所述的行走架上设有与套筒滚子啮合的驱动轮，由液压马达带动驱动轮旋转，实现行走架在二运底架上运行；

所述的升降台是用于运送和安装可调支架的升降台，由液压油缸和铰接式收缩架组成；升降台布置两台，布置间距等于多向可调节掘进支架在巷道中的布置间距，且间距可微调；

所述的钻锚机械手的构造是，由曲臂机构、升降臂机构、导轨式锚杆钻机组成；

所述的曲臂机构由固定在钻锚机械手安装平台上的曲臂回转马达和安装在曲臂回转马达上的曲臂组成，曲臂回转马达带动曲臂做360度水平旋转，配合升降臂机构旋转，能使导轨式锚杆钻机旋转至指定位置；

所述的升降臂机构是四连杆机构机构，由后部固定连杆、上部连杆、前端连杆、下部可伸缩连杆构成基本四连杆机构；下部可伸缩连杆为油缸，油缸的伸缩可实现导轨式锚杆钻机以前端连杆和上部连杆的铰接轴为中心旋转，以补偿因升降时产生的钻臂倾斜偏差；后部固定连杆和上部连杆之间安装有钻臂升降油缸，使四连杆机构做升降运动；前端连杆上安装有钻臂回转马达，后部固定连杆再通过升降臂回转马达安装在曲臂机构的曲臂上，实现升降臂机构的水平旋转；

所述的导轨式锚杆钻机由钻机架、直线导轨、链条推进机构、钻机推进马达、钻机钻进马达组成；导轨式锚杆钻机通过钻机架安装在钻臂回转马达上，实现绕轴旋转；钻机架上布置直线导轨和链条推进机构，直线导轨上布置钻机钻进马达，钻机推进马达带动链条推进机构运行，链条推进机构带动钻机钻进马达运行，实现导轨式锚杆钻机的钻锚作业；

上述多功能平台、钻锚机械手的所有液压减速马达和液压油缸与泵站和液压操作系统实现液压连接。上述钻锚机械手可在安装平台上布置多台，实现多孔同时作业。

上述的所有工作马达均为液压马达减速机或液压马达，上述的工作马达可由电动、气动动力装置替代。

本实用新型的使用方法和积极效果是：

1、使用时，在已经由巷道掘进机掘进的巷道中，布置巷道掘进支护机器人的二运底架，二运底架上布置二运皮带输送机和行走架，在行走架上布置升降台、钻锚机械手安装平台、以及液压泵站及液压操作系统；在钻锚机械手安装平台上安装钻锚机械手，从而将巷道掘进支护机器人组装成整机，并将巷道掘进支护机器人最前端与掘进机尾架铰接，可随巷道掘进机一起移动；使巷道掘进机上的输送机搭接在巷道掘进支护机器人上的二运皮带输送机前端，二运皮带输送机后端搭接在向其他运输设备转载的转载机上；同时将二运底架的每节通风道之间软连接，并与风机接通；巷道掘进机工作时，掘下来的矸石从巷道掘进机的输送机转运到巷道掘进支护机器人的二运皮带输送机上，二运皮带输送机转运到其他运输设备上运出；当巷道掘进机掘进到一定长度范围后，首先人工初装若干架可调支架，将掘进支架运送器安装在每个可调支架上，可在可调支架的掩护下，操作巷道掘进支护机器人的钻锚机械手在巷道顶部和两帮打锚杆眼和安装锚杆，随着巷道掘进机的向前掘进，通过行走架上的升降台将后面打完锚杆位置的可调支架收起运送到下一个新的支护位置；如此边掘进边支护，同时进行，从而达到平行作业的目的，使掘进机的开机率成倍提高，从而提高掘进速度。

附图说明

图1.1为实施例的整体结构主视图；

图1.2为图1.1的俯视图；

图2.1为实施例的二运底架的主视图剖面图；

图2.2为图2.1的俯视图；

图2.3为图2.2的左视图：

图2.4为实施例的行走架的主视图剖面图；

图2.5为图2.4的俯视图；

图2.6为图2.4的左视图：

图3.1为钻锚机械手的结构图，图中显示一种展开状态；

图3.2为钻锚机械手的结构图，图中显示另一种展开状态；

图4为导轨式锚杆钻机的结构图。

附图说明：1-二运底架，2-行走架，3-轨道，3a-软连接接口 4-液压泵站及液压操作系统，5-升降台，6-升降臂机构，7-导轨式锚杆钻机，8-钻锚机械手安装平台，9-曲臂回转马达，10-曲臂，11-升降臂回转马达，12-钻臂回转马达，13-二运皮带输送机，14-U型槽，15-通风道，16-套筒滚子式轨道，17-行走马达，17a-行走驱动轮，17b-从动轮，18-钻臂升降油缸，19-下部可伸缩连杆，20-前端连杆，21-上部连杆，22-后部固定连杆，23-链条推进机构，24-钻机推进马达，25-钻机钻进马达，26-钻机导轨，27-钻机架。

具体实施方式

如图1.1和1.2所示，一种巷道掘进支护机器人，由二运底架1、安装在二运底架1上的行走架2、安装在行走架2上的升降台5、钻锚机械手和液压泵站及液压操作系统4所组成；

所述的二运底架1的构造如图2.1、图2.2、图2.3所示，上部为运输矸石的安装二运皮带输送机13的U型槽14，下部为四面封闭的通风道15，通风道15两端设有软连接接口3a，通过软连接接口3a实现巷道掘进二运底架相互间的通风道软连接，实现风机向掘进工作面通风的功能；所述的U型槽14的两侧槽帮顶部设有使行走架运行的轨道3，其中一侧轨道为套筒滚子式轨道16或套筒滚子链式轨道；

如图2.4、图2.5、图2.6所示，上述行走架2由高强度钢板焊接而成，两边为“H”型架体，通过中间的连接箱梁连接并焊接为一体，形成框架结构。由图看出，行走架2的前、后端一侧上分别设有与套筒滚子啮合的行走驱动轮17a，由行走马达17带动驱动轮17a旋转，行走架2的另一侧设有从动轮17b；实现行走架2在二运底架1上运行。

二运底架1为“3H”箱梁结构，即两侧的“H”型箱梁结构提供足够的竖直方向支撑力，中间“H”型箱梁结构提供足够的抗扭能力。两侧的“H”型箱梁为高强度薄板焊接而成，通过中间的两张波浪板连接并焊接为整体，波浪板的使用不仅提高了底架整体的抗弯抗扭能力，而且重量轻。

所述的升降台5是用于运送和安装可调支架的升降台，由液压油缸和铰接式收缩架组成；升降台布置两台，布置间距等于多向可调节掘进支架在巷道中的布置间距，且间距可微调；

所述的钻锚机械手的构造如图3.1、图3.2所示，由曲臂机构、升降臂机构6、导轨式锚杆钻机7组成；

所述的曲臂机构由固定在钻锚机械手安装平台8上的曲臂回转马达9和安装在曲臂回转马达9上的曲臂10组成，曲臂回转马达9带动曲臂10做360度水平旋转，配合升降臂机构，能使钻臂旋转至指定位置；曲臂10采用钢板焊接而成的箱体结构，中间布置纵向、横向筋板，刚度好、重量轻。

所述的升降臂机构6是四连杆机构，由后部固定连杆22、上部连杆21、前端连杆20、下部可伸缩连杆19构成基本四连杆机构；下部可伸缩连杆19为油缸，油缸的伸缩可实现导轨式锚杆钻机以前端连杆20和上部连杆21的铰接轴为中心旋转，以补偿因升降时产生的钻臂倾斜偏差；后部固定连杆22和上部连杆21之间安装有钻臂升降油缸18，使四连杆机构做升降运动；前端连杆20上安装有钻臂回转马达12，后部固定连杆22再通过升降臂回转马达11安装在曲臂机构的曲臂10上，实现升降臂机构的水平旋转。

所述的后部固定连杆22为钢板焊接L型结构，用三角筋板支撑L型的两个板面。

所述的前端连杆20为钢板焊接而成，采用条形筋板加固，增强其抗弯、抗扭能力。

所述的上部连杆21，采用H型钢焊接而成的框架结构，即两条H型钢水平并列布置，两端用H型钢封死，以增加宽度，提高四连杆的水平抗扭能力。

如图4所示，所述的导轨式锚杆钻机7由钻机架27、钻机导轨26、链条推进机构23、钻机推进马达24、钻机钻进马达25所组成；导轨式锚杆钻机7安装在钻臂回转马达12上，实现绕轴旋转；钻机架27上布置导轨26、链条推进机构23、钻机推进马达24、钻机钻进马达25，实现导轨式锚杆钻机的钻锚作业；

上述的钻锚机械手可在安装平台上布置多台，实现多孔同时操作。布置两台时，所述的钻机架26采用H型结构，前、后端链轮座固定在机架两端；钻机导轨26沿钻机架的长度方向固定在H型钢的腹板上；两链轮的轴线在腹板中心平面上，两链轮径向与腹板中心平面垂直。

上述的链条推进机构23的两个链轮分别安装在前、后端链轮座上；前、后端链轮座均为箱型结构，中间通轴上穿入链轮，通轴两端装入链轮座箱体上的轴承座上，前端为从动端，后端为主动端，由钻机推进马达24驱动，带动推进链条转动；上述钻机钻进马达25负责驱动钻杆旋转，安装在钻机导轨27上，钻机钻进马达25两端分别与推进链条的两端连接，连接处设置链条张紧装置；推进链条拉着钻进马达前后移动实现进钻和退钻。

上述的所有工作马达均为液压马达减速机或液压马达，上述的工作马达可由电动、气动动力装置替代。

所述的泵站和液压操作系统4安装在行走架2上，泵站和液压操作系统4与上述多功能平台、钻锚机械手的所有液压马达和液压油缸实现液压连接。

Claims (5)

1.一种巷道掘进支护机器人，其特征在于，由若干节二运底架、安装在二运底架上的行走架、安装在行走架上的升降台、钻锚机械手以及液压泵站和液压操作系统所组成；

所述的二运底架的构造是，上部为运输矸石的安装二运皮带输送机的U型槽，下部为四面封闭的通风道，每节通风道之间软连接，连接风机后实现通风功能；所述的U型槽的两侧槽帮顶部设有使行走架运行的轨道，其中一侧轨道为套筒滚子式或套筒滚子链式轨道；所述的行走架上设有与套筒滚子啮合的驱动轮，由液压马达带动驱动轮旋转，实现行走架在二运底架上运行；

所述的升降台是用于运送和安装可调支架的升降台，由液压油缸和铰接式收缩架组成；升降台布置两台，布置间距等于多向可调节掘进支架在巷道中的布置间距，且间距可微调；

所述的钻锚机械手的构造是，由曲臂机构、升降臂机构、导轨式锚杆钻机组成；

所述的曲臂机构由固定在钻锚机械手安装平台上的曲臂回转马达和安装在曲臂回转马达上的曲臂组成，曲臂回转马达带动曲臂做360度水平旋转，配合四连杆升降机构旋转，能使钻臂旋转至指定位置；

所述的升降臂机构是四连杆机构机构，由后部固定连杆、上部连杆、前端连杆、下部可伸缩连杆构成基本四连杆机构；下部可伸缩连杆为油缸，油缸的伸缩可实现导轨式锚杆钻机以前端连杆和上部连杆的铰接轴为中心旋转，以补偿因升降时产生的钻臂倾斜偏差；后部固定连杆和上部连杆之间安装有钻臂升降油缸，使四连杆机构做升降运动；前端连杆上安装有钻臂回转马达，后部固定连杆再通过升降臂回转马达安装在曲臂机构的曲臂上，实现升降臂机构的水平旋转；

所述的导轨式锚杆钻机由钻机导轨、链条推进机构、推进液压马达、钻进液压马达所组成；导轨式锚杆钻机通过钻机架安装在钻臂回转马达上，实现绕轴旋转；

上述钻锚机械手的曲臂回转马达、钻臂回转马达、升降臂回转马达均为液压减速马达；上述升降台、钻锚机械手的所有液压减速马达和液压油缸与泵站和液压操作系统实现液压连接。

2.如权利要求1所述的巷道掘进支护机器人，其特征在于，钻机架上布置直线导轨、链条推进结构、推进液压马达、钻进液压马达，实现导轨式锚杆钻机的钻进作业。

3.如权利要求1所述的巷道掘进支护机器人，其特征在于，所述钻锚机械手可在安装平台上布置多台，实现多孔同时操作。

4.如权利要求1或2或3所述的巷道掘进支护机器人，其特征在于，二运底架为“3H”箱梁结构，即两侧为高强度薄板焊接而成的“H”型箱梁，通过中间的波浪板连接并焊接为整体。

5.如权利要求1或2或3所述的巷道掘进支护机器人，其特征在于，所述的钻锚机械手的前端连杆为条形筋板加固的钢板，上部连杆采用H型钢焊接而成的框架结构，即两条H型钢水平并列布置，两端用H型钢封死。