一种冻结岩土人工智能综合连续掘进机制造技术

本发明专利技术提供了一种冻结岩土人工智能综合连续掘进机，属于岩土工程机械设备技术领域，包括机架、掘进装置、螺旋输送机连续输送机构及设置在机架上的自动化控制系统和液压系统；机架后端设置有螺旋输送机连续输送机构；掘进装置包括分别设置在机架底部前端和后端的前置掘进机构和后置掘进机构，液压系统为前置掘进机构、后置驱动机构和螺旋输送机连续输送机构提供动力；自动化控制系统包括激光雷达、360度旋转摄像头、超声波传感器、多个雷达传感器和中央处理器。本发明专利技术实现了冻结岩土掘进机人工智能自动化作业，解决了现有技术中岩土挖掘工作劳动强度高、效率低、安全性差、工作环境恶劣的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种冻结岩土人工智能综合连续掘进机
本专利技术属于岩土工程、井巷工程机械设备
，具体涉及一种冻结岩土人工智能综合连续掘进机。
技术介绍
随着人工智能技术的快速发展，促进了重工业领域机械向人工智能方向化发展，特别是对于安全风险高、劳动强度大的矿山工程，实现机械设备人工智能化是大势所趋。我国作为煤炭储量大国，每年新建矿井的规模和数量站世界前列。但是，在矿井建设的瓶颈工程—立井井筒的掘进施工中，仍停留在上个世纪的普通机械化阶段，人工智能化施工基本上处于空白阶段，特别是在冻结法凿井井筒掘进过程中,采用的是人工开挖或者采用爆破法施工，劳动强度高、效率低、安全性差、工作环境恶劣，因此实现立井井筒掘进人工智能化施工势在必行。因此，本申请提供一种冻结岩土人工智能综合连续掘进机。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种冻结岩土人工智能综合连续掘进机。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种冻结岩土人工智能综合连续掘进机，包括机架、掘进装置、螺旋输送机连续输送机构及设置在所述机架上的自动化控制系统和液压系统；所述机架后端设置有螺旋输送机连续输送机构；所述掘进装置包括分别设置在所述机架底部前端和后端的前置掘进机构和后置掘进机构，所述液压系统为所述前置掘进机构、后置驱动机构和螺旋输送机连续输送机构提供动力；所述自动化控制系统包括超声波传感器、中央处理器和多个雷达传感器；所述超声波传感器安装在所述机架顶部，用于采集挖掘深度信息；多个所述雷达传感器安装在所述机架四周，用于检测掘进机距井壁周围物体的距离和方位；所述中央处理器设置在所述机架上，所述中央处理器基于云计算的数值模拟，对所述超声波传感器和多个所述雷达传感器发送的信息进行处理，对掘进机进行路线、掘进速度和掘进深度进行规划，然后根据规划的路线、掘进速度和掘进深度通过对液压系统的控制，来实现对前置掘进机构、后置掘进机构和螺旋输送机连续输送机构的控制，实现掘进机的破岩、行走及渣土的运输。优选地，所述液压系统包括防爆电机、液压泵、操控机构、液压油箱和多个液压马达，所述防爆电机为所述液压泵提供动力，多个所述液压马达通过液压油管和所述液压泵与所述液压油箱连接，所述操控机构设置在所述液压油管上、用于控制和调节液体的压力、流量和方向。优选地，所述螺旋输送机连续输送机构包括水平螺旋输送机和竖向螺旋输送机，所述水平螺旋输送机设置在所述机架后侧下部，呈直线布置,所述竖向螺旋输送机下端设置在所述水平螺旋输送机后侧中部，所述竖向螺旋输送机上端设置有出碴口，一个所述液压马达驱动所述水平螺旋输送机运行，一个所述液压马达控制所述竖向螺旋输送机运行。优选地，所述水平螺旋输送机和竖向螺旋输送机均包括螺旋轴和设置在所述螺旋轴上的螺旋单片，一个所述液压马达驱动所述螺旋轴旋转。优选地，所述前置掘进机构包括竖轴和沿所述竖轴周向均匀设置的四组掘进滚筒组件，所述竖轴通过固定轴承与所述机架转动连接，所述竖轴上端设置有从动齿轮，一个所述液压马达通过主动齿轮驱动所述从动齿轮旋转，所述从动齿轮带动所述竖轴旋转,所述竖轴带动滚筒旋转,实现掘进机的掘进工作；所述后置掘进机构包括两个水平设置的横轴，所述横轴分为两个独立部分，两端分别设置一组驱动滚筒组件，两个所述液压马达分别驱动所述横轴及驱动滚筒组件旋转，实现掘进机的行走及转向。优选地，每组掘进滚筒组件均包括主轴和设置在所述主轴上的若干个掘进滚筒节，所述每个掘进滚筒节通过轴承固定在主轴上，每个掘进滚筒节可独立旋转；所述主轴与所述竖轴固定连接，每个所述掘进滚筒节表面沿周向设置有若干个截齿座,相同数量的截齿通过截齿座固定在掘进滚筒节上；每个所述驱动滚筒组件均包括在所述横轴及在横轴上固定的驱动滚筒，驱动滚筒和横轴通过键连接，每个所述驱动滚筒表面沿周向设置有若干个截齿座,相同数量的截齿通过截齿座固定在驱动滚筒上。优选地，还包括激光雷达和360度旋转摄像头；所述激光雷达安装在所述机架顶部，用于提供位置信息，识别障碍物位置；所述360度旋转摄像头设置在所述激光雷达顶部，用于360度观测冻土挖挖掘时所处的环境，及进行机架的检查和行动路线的跟踪。本专利技术提供的冻结岩土人工智能综合连续掘进机具有以下有益效果：(1)本专利技术安装先进的自动化控制系统，实现遥控化、无人化、智能化作业；(2)本专利技术输送装置分为两部分，一部分是水平螺旋输送机，另一部分是竖向螺旋输送机，采用螺旋输送机连续输送机构，实现岩土完全自动化输送，水平螺旋输送机在垂直维度上可以旋转一定角度来调整底部与井筒地面的距离从而收集破碎的岩土，竖向螺旋输送机上端出碴口与矸石仓连接，下端与水平螺旋输送机连接，解决了现有矿山井筒挖掘中机械化、智能化程度低、冻结岩土挖掘工作效率低、劳动强度高、安全性差、工作环境恶劣、输送困难等问题。附图说明图1为本专利技术实施例1的冻结岩土人工智能综合连续掘进机的结构示意图；图2为本专利技术实施例1的冻结岩土人工智能综合连续掘进机的俯视示意图。附图标记说明：机架1、固定框架2、前置掘进机构3、竖轴31、掘进滚筒组件32、固定轴承33、从动齿轮34、主动齿轮35、后置驱动机构4、水平设置的横轴41、驱动滚筒组件42、激光雷达5、360度旋转摄像头6、超声波传感器7、中央处理器8、雷达传感器9、防爆电机10、液压泵11、操控装置12、液压油箱13、液压油管15、水平螺旋输送机16、竖向螺旋输送机17、出碴口18。具体实施方式为了使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案并能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。实施例1本专利技术提供了一种冻结岩土人工智能综合连续掘进机，如图1和图2所示，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冻结岩土人工智能综合连续掘进机，其特征在于，包括机架(1)、掘进装置、螺旋输送机连续输送机构及设置在所述机架(1)上的自动化控制系统和液压系统；/n所述机架(1)后端设置有螺旋输送机连续输送机构；/n所述掘进装置包括分别设置在所述机架(1)底部前端和后端的前置掘进机构(3)和后置掘进机构(4)，所述液压系统为所述前置掘进机构(3)、后置驱动机构(4)和螺旋输送机连续输送机构提供动力；/n所述自动化控制系统包括超声波传感器(7)、中央处理器(8)和多个雷达传感器(9)；/n所述超声波传感器(7)安装在所述机架(1)顶部，用于采集挖掘深度信息；/n多个所述雷达传感器(9)安装在所述机架(1)四周，用于检测掘进机距井壁周围物体的距离和方位；/n所述中央处理器(8)设置在所述机架(1)上，所述中央处理器(8)基于云计算的数值模拟，对所述超声波传感器(7)和多个所述雷达传感器(9)发送的信息进行处理，对掘进机进行路线、掘进速度和掘进深度进行规划，然后根据规划的路线、掘进速度和掘进深度通过对液压系统的控制，来实现对前置掘进机构(3)、后置掘进机构(4)和螺旋输送机连续输送机构的控制，实现掘进机的破岩、行走及渣土的运输。/n...

【技术特征摘要】
1.一种冻结岩土人工智能综合连续掘进机，其特征在于，包括机架(1)、掘进装置、螺旋输送机连续输送机构及设置在所述机架(1)上的自动化控制系统和液压系统；
所述机架(1)后端设置有螺旋输送机连续输送机构；
所述掘进装置包括分别设置在所述机架(1)底部前端和后端的前置掘进机构(3)和后置掘进机构(4)，所述液压系统为所述前置掘进机构(3)、后置驱动机构(4)和螺旋输送机连续输送机构提供动力；
所述自动化控制系统包括超声波传感器(7)、中央处理器(8)和多个雷达传感器(9)；
所述超声波传感器(7)安装在所述机架(1)顶部，用于采集挖掘深度信息；
多个所述雷达传感器(9)安装在所述机架(1)四周，用于检测掘进机距井壁周围物体的距离和方位；
所述中央处理器(8)设置在所述机架(1)上，所述中央处理器(8)基于云计算的数值模拟，对所述超声波传感器(7)和多个所述雷达传感器(9)发送的信息进行处理，对掘进机进行路线、掘进速度和掘进深度进行规划，然后根据规划的路线、掘进速度和掘进深度通过对液压系统的控制，来实现对前置掘进机构(3)、后置掘进机构(4)和螺旋输送机连续输送机构的控制，实现掘进机的破岩、行走及渣土的运输。


2.根据权利要求1所述的冻结岩土人工智能综合连续掘进机，其特征在于，所述液压系统包括防爆电机(10)、液压泵(11)、操控机构(12)、液压油箱(13)和多个液压马达，所述防爆电机(10)为所述液压泵(11)提供动力，多个所述液压马达(14)通过液压油管(15)和所述液压泵(11)与所述液压油箱(13)连接，所述操控机构(12)设置在所述液压油管(15)上、用于控制和调节液体的压力、流量和方向。


3.根据权利要求2所述的冻结岩土人工智能综合连续掘进机，其特征在于，所述螺旋输送机连续输送机构包括水平螺旋输送机(16)和竖向螺旋输送机(17)，所述水平螺旋输送机(16)设置在所述机架(1)后侧下部，呈直线布置,所述竖向螺旋输送机(17)下端设置在所述水平螺旋输送机(16)后侧中部，所述竖向螺旋输送机(17)上端设置有出碴口(18)，一个所述液压马达(14)驱动所述水平螺旋输送机(16...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新明，焦华喆，王保乐，张将令，梁化磊，杨仪轩，徐雨，张博然，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41