一种综掘工作面迈步式锚支护机器人制造技术

本发明专利技术公开一种锚护智能化装备，属于综掘工作面机电装备领域，包括撑网系统、锚固系统、地面支撑系统和动力及转弯系统四个部分。所述撑网系统安装在所述地面支撑系统的上方；所述锚固系统通过螺钉安装在所述撑网系统中的主梁和中间主梁的下方；所述地面支撑系统安装在所述撑网系统中的主梁和中间主梁的下方，为整个设备提供支撑；所述动力及转弯系统的两端通过销连接的方式分别与所述撑网系统中的主梁和中间主梁相连。进一步的，本发明专利技术体积小、结构紧凑，具有多锚杆协同作业与辅助铺设锚网的功能，锚固效率高，且该装备采用迈步行进方式，运行平稳，转弯灵活，机动性能好。

【技术实现步骤摘要】
一种综掘工作面迈步式锚支护机器人
本专利技术涉及综掘工作面机电装备领域，具体是涉及一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，属于锚护智能化装备范围。
技术介绍
近年来，综掘、锚固、支护等装备快速发展，产品繁多，作业效率较之前有较大的提升，但此类装备普遍存在因设备体积庞大而导致应用范围受限制的问题。且绝大多数装备采用轮式或履带式行进方案，而轮胎或履带在环境较为恶劣的煤矿巷道下长时间工作，容易损坏且维修困难；庞大的行进动力组件，增加了整套装备的重量，在软岩巷道作业时，存在下陷的缺陷。此外，现有的掘锚支装备对巷道进行锚固作业时，锚网的铺设多为人工操作，不仅工作效率不高，且存在被顶板散落岩石砸伤的危险。目前，有部分产品将掘进机和锚护装备集成在一起，且摒弃了传统的履带式行走方式，最为典型的为专利公告号CN201610119970.2、CN201610119982.5、CN201810959282.6、CN201810959588.1所提方案，其通过掘进支撑部与锚固支撑部交替前进实现迈步式配合，依靠增大机身与巷道底板接触面积，解决了因接地比过大导致机身陷入巷道底板问题，进而设备适应于软硬复杂巷道。同时，在掘进支撑部与锚固支撑部之间设置增稳降振结构件，使掘进支撑部与锚固支撑部之间连接更加紧密，整机结构稳定性更高，以改善迈步式掘支锚联合机组在截割煤岩过程中的振动量，使掘进效率和安全性得到进一步提升。此类方案虽然解决了轮式或履带式掘锚支装备所普遍存在的问题，但其装备对巷道底板要求较高，行进过程存在不够灵活等缺陷，具体如下：1)装备对巷道底板平整度要求较高。上述专利中所提方案，在掘进部件支撑时，锚固部件前后运动，锚固部件支撑时，掘进部件前后运动，如此反复交替，实现整套装备的移动，但其运动的部件与巷道底板之间存在较大的摩擦阻力，显然，巷道底板越不平整，摩擦阻力越大。因此，其装备的使用对巷道的坡度以及平整度有严格要求，并不适用于环境较为恶劣的巷道。2)装备转弯性能差，行进过程不灵活。上述专利中的方案通过掘进支撑部与锚固支撑部交替运动实现装备的蠕动行进，但由于掘进部件和锚固装备体积均较为庞大，整套装备能够转弯的幅度非常有限，需要较大的巷道空间且该过程运动十分缓慢，影响整套装备掘进和锚固的速度。3)锚固过程自动化程度不高。上述专利锚固作业中巷道顶板的锚网铺设需要工人手动操作，该过程工作环境恶劣，手工作业不仅劳动强度大，工作效率低，严重影响锚固作业的速度，且工人作业时存在被巷道顶板散落岩石砸伤的风险。
技术实现思路
本专利技术提供了一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，该机器人体积小、运动灵活、适应性强，为上述
技术介绍
提供了解决方案。本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，包含有撑网系统、锚固系统、地面支撑系统和动力及转弯系统；所述撑网系统安装在所述地面支撑系统的上方；所述锚固系统通过螺钉安装在所述撑网系统中的主梁和中间主梁的下方；所述地面支撑系统安装在所述撑网系统中的主梁和中间主梁的下方；所述动力及转弯系统的两端通过销连接的方式分别与所述撑网系统中的主梁和中间主梁相连。所述撑网系统包括主撑网系统、辅助撑网系统、主梁和中间主梁；所述主撑网系统安装在所述撑网系统中的所述主梁上方；所述辅助撑网系统安装在所述撑网系统中的所述中间主梁上方；其中，所述主撑网系统包括中间撑网机构和侧面撑网机构，所述辅助撑网系统只包括中间撑网机构；所述中间撑网机构包括中间支架、中间支架连杆、弹簧、中间撑网液压缸和撑网挡板；所述侧面撑网机构包括侧面支架、侧面撑网液压缸和撑网挡板。所述锚固系统包括锚杆、锚杆存放装置、锚杆钻机装置、撑地液压缸、底座、旋转动力装置和连接柱；所述锚杆存放装置由其换杆支撑座过盈安装在所述旋转动力装置中的传动轴上；所述锚杆存放装置包括存放架转动电机、锚杆存放架、轴和换杆支撑座；所述锚杆钻机装置包括锚杆钻机导轨、锚杆钻机、链条、推动电机、调节液压缸和滑轨连接板；所述旋转动力装置包括轴承、传动轴、大齿轮、小齿轮、电机、挡板和平台箱。所述地面支撑系统包括地面支撑液压缸和地面自适应支撑底座机构；所述地面支撑液压缸安装在所述撑网系统中所述主梁和所述中间主梁的下方；所述地面自适应支撑底座机构包括底座液压缸和底座盘；所述底座液压缸一端通过销与所述地面支撑液压缸相连，另一端通过销与所述底座盘相连。所述动力及转弯系统包括推进液压缸、转弯液压缸A、转弯液压缸B、推进液压缸大套筒和推进液压缸小套筒；所述推进液压缸一端通过销与所述推进液压缸小套筒相连，另一端通过销与所述推进液压缸大套筒相连；所述转弯液压缸A和转弯液压缸B的一端通过销与所述推进液压缸大套筒相连，另一端通过销与所述撑网系统中的所述中间主梁相连；所述推进液压缸大套筒通过销与所述撑网系统中的所述中间主梁相连；所述推进液压缸小套筒通过销与所述撑网系统中的所述主梁相连。一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，其行进过程特征包括以下步骤：S1：设备的整体分为三段，分别为前段、中间段和后段。该设备具有六组地面支撑系统和四组动力及转弯系统且都对称分布于设备的两侧，每组地面支撑系统包含有一个地面支撑液压缸；每组动力及转弯系统包含一个推进液压缸、转弯液压缸A和转弯液压缸B。两侧各系统的运动过程同步，以一侧运动过程进行描述；S2：设备处于初始状态时六组地面支撑系统均撑地。作业时，位于设备前段上的地面支撑液压缸收缩，位于设备前半部分的推进液压缸伸展一定距离后停止运动，位于设备前段上的地面支撑液压缸伸展支撑在巷道地面上。此时设备的前段向前推进了一定距离；S3：位于设备中间段上的地面支撑液压缸收缩，位于设备前半部分的推进液压缸收缩，同时位于设备后半部分的推进液压缸伸展，前后推进液压缸同步运动一定距离后停止运动，位于设备中间段上的地面支撑液压缸伸展支撑在巷道地面上。此时设备的中间段向前推进了一定距离；S4：位于设备后段上的地面支撑液压缸收缩，位于设备后半部分的推进液压缸收缩一定距离后停止运动，位于设备后段上的地面支撑液压缸伸展支撑在巷道地面上。此时设备的后段向前推进了一定距离。这样就实现了整个设备向前行进了一定距离，重复以上步骤就可实现整套设备的不断行进。一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，其转弯过程特征包括以下步骤：S1：设备前段的地面支撑液压缸收缩，此时设备前半部分右侧的推进液压缸伸展，左侧的推进液压缸伸缩，并且在转弯液压缸A和转弯液压缸B的调节作用下实现设备前段的转弯过程；S2：设备后段的地面支撑液压缸收缩，此时设备后半部分左侧的推进液压缸伸展，右侧的推进液压缸收缩，并且在转弯液压缸A和转弯液压缸B的调节作用下实现设备后段的转弯过程。这样就完成了整个设备的一次转弯动作，重复以上步骤就可实现整个设备在具有大弯度的巷道中连续转弯。一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，其锚固作业过程特征包括以下步骤：S1：安装于平台箱下方的撑地液压缸伸长，并作用在巷道的底板上；...

【技术保护点】
1.一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，其特征是：包含有撑网系统、锚固系统、地面支撑系统和动力及转弯系统；所述撑网系统安装在所述地面支撑系统的上方；所述锚固系统通过螺钉安装在所述撑网系统中的主梁和中间主梁的下方；所述地面支撑系统安装在所述撑网系统中的主梁和中间主梁的下方；所述动力及转弯系统的两端通过销连接的方式分别与所述撑网系统中的主梁和中间主梁相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，其特征是：包含有撑网系统、锚固系统、地面支撑系统和动力及转弯系统；所述撑网系统安装在所述地面支撑系统的上方；所述锚固系统通过螺钉安装在所述撑网系统中的主梁和中间主梁的下方；所述地面支撑系统安装在所述撑网系统中的主梁和中间主梁的下方；所述动力及转弯系统的两端通过销连接的方式分别与所述撑网系统中的主梁和中间主梁相连。


2.根据权利要求1所述的一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，其特征是：所述撑网系统包括主撑网系统、辅助撑网系统、主梁和中间主梁；所述主撑网系统安装在所述撑网系统中的所述主梁上方；所述辅助撑网系统安装在所述撑网系统中的所述中间主梁上方；其中，所述主撑网系统包括中间撑网机构和侧面撑网机构，所述辅助撑网系统只包括中间撑网机构；所述中间撑网机构包括中间支架、中间支架连杆、弹簧、中间撑网液压缸和撑网挡板；所述侧面撑网机构包括侧面支架、侧面撑网液压缸和撑网挡板。


3.根据权利要求1所述的一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，其特征是：所述锚固系统包括锚杆、锚杆存放装置、锚杆钻机装置、撑地液压缸、底座、旋转动力装置和连接柱；所述锚杆存放装置由其换杆支撑座过盈安装在所述旋转动力装置中的传动轴上；所述锚杆存放装置包括存放架转动电机、锚杆存放架、轴和换杆支撑座；所述锚杆钻机装置包括锚杆钻机导轨、锚杆钻机、链条、推动电机、调节液压缸和滑轨连接板；所述旋转动力装置包括轴承、传动轴、大齿轮、小齿轮、电机、挡板和平台箱。


4.根据权利要求1所述的一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，其特征是：所述地面支撑系统包括地面支撑液压缸和地面自适应支撑底座机构；所述地面支撑液压缸安装在所述撑网系统中所述主梁和所述中间主梁的下方；所述地面自适应支撑底座机构包括底座液压缸和底座盘；所述底座液压缸一端通过销与所述地面支撑液压缸相连，另一端通过销与所述底座盘相连。


5.根据权利要求1所述的一种综掘工作面迈步式锚支护机器人，其特征是：所述动力及转弯系统包括推进液压缸、转弯液压缸A、转弯液压缸B、推进液压缸大套筒和推进液压缸小套筒；所述推进液压缸一端通过销与所述推进液压缸小套筒相连，另一端通过销与所述推进液压缸大套筒相连；所述转弯液压缸A和转弯液压缸B的一端通过销与所述推进液压缸大套筒相连，另一端通过销与所述撑网系统中的所述中间主梁相连；所述推进液压缸大套筒通过销与所述撑网系统中的所述中间主梁相连；所述推进液压缸小套筒通过销与所述撑网系统中的所述主梁相连。

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永存，邓海顺，苏国用，王爽，胡坤，马天兵，杨豚，杨鹏，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34