一种矿用智能混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺制造技术

本发明专利技术的一种矿用智能混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺，适用于煤矿井下巷道中使用。包括动力系统、混凝土路面可调节摊铺系统以及智能虚拟摊铺系统组成，凝土路面可调节摊铺系统采用球形可调式分动器以实时改变滑膜系统摊铺宽度；智能虚拟摊铺系统采用前、中、后三组激光扫描系统以及信号处理系统，可采集并分析巷道内的三维图像，进行虚拟摊铺，获得巷道虚拟摊铺所需参数，并给出优化后的推荐值。在实际摊铺过程中，通过虚拟摊铺的数据实时调节螺旋输料系统和可调节抹平振动梁，并判断实际摊铺和虚拟摊铺的差异，通过扫描巷道内部三维形貌对变形巷道进行分析以调整摊铺系统夹角，改变摊铺宽度；满足井下安全同时方便拆装和输送需要。需要。需要。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用智能混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺


[0001]本专利技术涉及一种混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺，适用于煤矿井下巷道中使用的一种矿用智能混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺。

技术介绍

[0002]混凝土路面摊铺机，用于混凝土路面的施工，具有混凝土混合料的摊铺、振实、整平等功能的自行式机组。主要由动力装置、传动系统、行走装置、供料装置、操纵机构等组成。动力装置多选用柴油机，各装置及仪表等均安装在特制的专用机架上。分为轨道式摊铺机和滑模式摊铺机，按摊铺宽度分类混凝土路面摊铺机可分为小型、中型、大型、超大型等四类,其中小型机的最大摊铺宽度一般在3600mm左右。
[0003]煤矿巷道宽度一般为2000mm
‑
4400mm，而且随着掘进完成、巷道内部应力释放结束，巷道宽度会出现一定的变形。现有的混凝土路面摊铺设备尺寸较为庞大，难以进入井下巷道；并且摊铺设备宽度固定，遇到宽度变形的井下巷道难以进行完整的铺设，特别是由于井下特殊的防爆要求，现阶段煤矿巷道路面，特别是主巷道，多采用人工铺设的混凝土路面，自动化程度低、铺设质量差，路面极易发生破损，增加了煤矿巷道建设的时间和成本。

技术实现思路

[0004]针对上述技术的不足之处，提供一种自动化程度高，能够扫描巷道内部三维形貌，对变形巷道进行分析以调整摊铺系统夹角，改变摊铺宽度；同时结构简单且安全，便于井下拆装和输送的矿用智能混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术的矿用智能混凝土路面摊铺设备，其包括动力系统、混凝土路面可调节摊铺系统以及智能虚拟摊铺系统组成，
[0006]其中动力系统包括防爆动力系统、防爆电机水箱及散热器和设有机架的液压驱动履带，防爆动力系统和防爆电机水箱及散热器设置在机架上，其中防爆动力系统包括为液压泵提供动力的防爆电机、用以传递防爆电机动力的分动箱以及多组提供动力输出的液压泵等组成；
[0007]混凝土路面可调节摊铺系统包括入料螺旋料斗、清洗水箱、速凝剂仓、后置滑模梁、螺旋输料系统；其中螺旋输料系统设置在液压驱动履带的机架下，至于两条履带之间，其包括倾斜料仓，倾斜料仓内设有两组旋向相反的螺旋输送器，入料螺旋料斗包括螺旋叶片和搅拌叶片，入料螺旋料斗出料端与倾斜料仓的前端相连接，清洗水箱安装在矿用智能混凝土路面摊铺设备最上方可对整机进行清洗，速凝剂仓安装在螺旋输料系统的倾斜料仓的后部上方，根据需要实时控制速凝剂的输出量，螺旋输料系统的出料口与可调节螺旋分料系统相连接，后置滑模梁设置在液压驱动履带的后端机架上，后置滑模梁向后延伸并设有混凝土路面成型装置；所述混凝土路面成型装置包括滑模系统，滑模系统通过液压缸与后置滑模梁连接，后置滑模梁下方连接有可调节螺旋分料系统、可调节混凝土振动系统、可调节混凝土成型板和可调节抹平振动梁与滑模系统匹配工作；
[0008]智能虚拟摊铺系统包括设置在液压驱动履带前方的前置激光扫描系统，液压驱动履带后方的中置激光扫描系统，以及设置在后置滑模梁尾部的后置激光扫描系统，其中前置激光扫描系统、中置激光扫描系统和后置激光扫描系统分别与信号处理器相连接，信号处理器分别与远程控制装置以及显示设备相连接，信号处理器将前置激光扫描系统、中置激光扫描系统和后置激光扫描系统获得的巷道实时数据进行对比和矫正，并将最终结果显示在显示设备上，远程控制装置通过蓝牙模块和无线电模块与路面铺设区域外的手持式控制器进行双通路通讯。
[0009]所述的滑模系统包括分别平行设置在两侧的滑模侧板，两侧滑模侧板的最前端分别设有滑模前置连接耳，在滑模侧板的中段位置分别设有滑模中置连接耳，在滑模侧板的尾部分别设有滑模后置连接耳，所述六个滑模前置连接耳、滑模中置连接耳、滑模后置连接耳分别与后置滑模梁通过六根液压缸相连接。
[0010]所述可调节螺旋分料系统、可调节混凝土振动系统、可调节混凝土成型板和可调节抹平振动梁顺序从前向后设置在滑模系统的两侧的滑模侧板之间；
[0011]所述可调节螺旋分料系统包括球形可调式分动器，球形可调式分动器的壳体通过连接杆件与后置滑模梁固定连接，球形可调式分动器前端通过转轴设有两组与滑模侧板连接的滑模挡板，球形可调式分动器的两侧输出轴分别设有两组螺旋叶片，两组螺旋叶片的两端与滑模侧板活动连接，球形可调式分动器的动力输入轴通过链传动与防爆动力系统中分动箱的一个动力输出轴连接球形可调式分动器在传动过程中改变输出轴与输入轴的夹角a，夹角a的取值范围为150
°
～180
°
。
[0012]所述可调节混凝土振动系统包括振动系统固定座，振动系统固定座与两侧的滑模侧板之间通过振动系统连接耳活动连接有两组振动棒集成；所述可调节混凝土成型板包括成型板固定座，振动系统固定座后方通过振动系统固定连接臂与成型板固定座相连接，成型板固定座与两侧的滑模侧板之间通过成型板连接耳活动连接有两块成型板集，其中振动棒集成与成型板集之间设有多个振动系统转动连接臂；所述可调节抹平振动梁包括抹平振动梁固定座，成型板固定座与抹平振动梁固定座之间设有成型板固定连接臂，抹平振动梁固定座与两侧的滑模侧板之间通过抹平振动梁连接耳连接有两组抹平振动梁集成，抹平振动梁集成与成型板集之间设有成型板移动连接臂；所述可调节混凝土振动系统、可调节混凝土成型板和可调节抹平振动梁跟随球形可调式分动器10
‑
2的输出轴夹角a的调整而统一调整，保证夹角调整后两侧滑模侧板15
‑
1依旧平行，仅改变两侧滑模侧板15
‑
1之间的宽度距离，从而调整两侧滑模侧板15
‑
1施工混凝土路面的宽度。
[0013]一种矿用智能混凝土路面摊铺工艺，其步骤如下：
[0014]步骤1，准备工作：在巷道底板设置地面行进标记物，为了保证智能虚拟摊铺方法的可行性，在巷道底板设置的定位点直接间距应严格相同，在的巷道左右两侧分别布置带有尺度的激光标定尺，并将矿用摊铺机驶入需要铺设的巷道中；
[0015]步骤2，开机标定：开启矿用摊铺机主机的前置激光扫描系统、中置激光扫描系统和后置激光扫描系统，通过前后地面行进标记物和左右激光标定尺，对三组扫描仪进行标定；
[0016]步骤3，工作参数设置：前置激光扫描系统、中置激光扫描系统和后置激光扫描系统标定后，通过控制器设置摊铺路面的基准高度、摊铺平整度、路面拱度等参数，矿用摊铺
机主机前端的信号处理系统获得手持式控制器的设置参数；
[0017]步骤4，巷道三维图像采集：矿用摊铺机按照巷道底板设置的地面行进标记物行驶一遍并返回初始位置，同时三组激光扫描系统采集巷道内的三维图像以获取巷道内的最小通行高度以及左右壁面变形情况，并将图像数据发送给信号处理系统；
[0018]步骤5，虚拟摊铺：信号处理系统将激光扫描系统获得的图像数据和手持式控制器的设置参数相结合，进行虚拟摊铺，并分析摊铺过程中的入料量、螺旋输送速度、行驶速度、限位高度、滑模宽度的参数，并给出预摊铺方案；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用智能混凝土路面摊铺设备，其特征在于：其包括动力系统、混凝土路面可调节摊铺系统以及智能虚拟摊铺系统组成，其中动力系统包括防爆动力系统(3)、防爆电机水箱及散热器(5)和设有机架的液压驱动履带(8)，防爆动力系统(3)和防爆电机水箱及散热器(5)设置在机架上，其中防爆动力系统(3)包括为液压泵提供动力的防爆电机、用以传递防爆电机动力的分动箱以及多组提供动力输出的液压泵等组成；混凝土路面可调节摊铺系统包括入料螺旋料斗(1)、清洗水箱(4)、速凝剂仓(7)、后置滑模梁(9)、螺旋输料系统(16)；其中螺旋输料系统(16)设置在液压驱动履带(8)的机架下，至于两条履带之间，其包括倾斜料仓，倾斜料仓内设有两组旋向相反的螺旋输送器，入料螺旋料斗(1)包括螺旋叶片和搅拌叶片，入料螺旋料斗(1)出料端与倾斜料仓的前端相连接，清洗水箱(4)安装在矿用智能混凝土路面摊铺设备最上方可对整机进行清洗，速凝剂仓(7)安装在螺旋输料系统(16)的倾斜料仓的后部上方，根据需要实时控制速凝剂的输出量，螺旋输料系统(16)的出料口与可调节螺旋分料系统(10)相连接，后置滑模梁(9)设置在液压驱动履带(8)的后端机架上，后置滑模梁(9)向后延伸并设有混凝土路面成型装置；所述混凝土路面成型装置包括滑模系统(15)，滑模系统(15)通过液压缸与后置滑模梁(9)连接，后置滑模梁(9)下方连接有可调节螺旋分料系统(10)、可调节混凝土振动系统(11)、可调节混凝土成型板(12)和可调节抹平振动梁(13)与滑模系统(15)匹配工作；智能虚拟摊铺系统包括设置在液压驱动履带(8)前方的前置激光扫描系统(2)，液压驱动履带(8)后方的中置激光扫描系统(6)，以及设置在后置滑模梁(9)尾部的后置激光扫描系统(14)，其中前置激光扫描系统(2)、中置激光扫描系统(6)和后置激光扫描系统(14)分别与信号处理器相连接，信号处理器分别与远程控制装置以及显示设备相连接，信号处理器将前置激光扫描系统(2)、中置激光扫描系统(6)和后置激光扫描系统(14)获得的巷道实时数据进行对比和矫正，并将最终结果显示在显示设备上，远程控制装置通过蓝牙模块和无线电模块与路面铺设区域外的手持式控制器进行双通路通讯。2.根据权利要求1所述的矿用智能混凝土路面摊铺设备，其特征在于：所述的滑模系统(15)包括分别平行设置在两侧的滑模侧板(15
‑
1)，两侧滑模侧板(15
‑
1)的最前端分别设有滑模前置连接耳(15
‑
2)，在滑模侧板(15
‑
1)的中段位置分别设有滑模中置连接耳(15
‑
3)，在滑模侧板(15
‑
1)的尾部分别设有滑模后置连接耳(15
‑
4)，所述六个滑模前置连接耳(15
‑
2)、滑模中置连接耳(15
‑
3)、滑模后置连接耳(15
‑
4)分别与后置滑模梁(9)通过六根液压缸相连接。3.根据权利要求1所述的矿用智能混凝土路面摊铺设备，其特征在于：所述可调节螺旋分料系统(10)、可调节混凝土振动系统(11)、可调节混凝土成型板(12)和可调节抹平振动梁(13)顺序从前向后设置在滑模系统(15)的两侧的滑模侧板(15
‑
1)之间；所述可调节螺旋分料系统(10)包括球形可调式分动器(10
‑
2)，球形可调式分动器(10
‑
2)的壳体通过连接杆件与后置滑模梁(9)固定连接，球形可调式分动器(10
‑
2)前端通过转轴设有两组与滑模侧板(15
‑
1)连接的滑模挡板，球形可调式分动器(10
‑
2)的两侧输出轴(B)分别设有两组螺旋叶片(10
‑
1)，两组螺旋叶片(10
‑
1)的两端与滑模侧板(15
‑
1)活动连接，球形可调式分动器(10
‑
2)的动力输入轴(A)通过链传动与防爆动力系统(3)中分动箱的一个动力输出轴连接，球形可调式分动器(10
‑
2)在传动过程中改变输出轴(B)与输入轴(A)
的夹角a，夹角a的取值范围为150
°
～180
°
。4.根据权利要求3所述的矿用智能混凝土路面摊铺设备，其特征在于：所述可调节混凝土振动系统(11)包括振动系统固定座(11
‑
3)，振动系统固定座(11
‑
3)与两侧的滑模侧板(15
‑
1)之间通过振动系统连接耳(11
‑
1)活动连接有两组振动棒集成(11
‑
2)；所述可调节混凝土成型板(12)包括成型板固定座(12
‑
3)，振动系统固定座(11
‑
3)后方通过振动系统固定连接臂(11
‑
4)与成型板固定座(12
‑
3)相连接，成型板固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨道龙，王雁翔，马小雷，江红祥，曹展，王研成，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：