一种适合复杂地质的多模式巷隧掘进机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种适合复杂地质的多模式巷隧掘进机器人，包括滚刀部、射流装置、旋转机构、连接机构、铣刨部、机体、悬臂、铲板和行走机构，滚刀部和铣刨部对向设置在旋转机构的前后端，旋转机构包括中间的连接机构和两侧的旋转驱动装置，旋转机构固定连接在悬臂内部两侧，机体位于悬臂一端的底部安装有铲板，滚刀部上设置有射流装置，射流装置包括设置在滚刀部上的进水口、内置于滚刀部内部的射流通道和安装在滚刀部前部的喷头，进水口、射流通道和喷头互通。该适合复杂地质的多模式巷隧掘进机器人，将铣刨头、盘型滚刀、高压水射流结合在一起，利用旋转机构可以选择铣刨头、盘型滚刀进行工作，实现复杂地质的巷隧道高效掘进。实现复杂地质的巷隧道高效掘进。实现复杂地质的巷隧道高效掘进。

【技术实现步骤摘要】
一种适合复杂地质的多模式巷隧掘进机器人


[0001]本专利技术涉及建筑器械
，具体为一种适合复杂地质的多模式巷隧掘进机器人。

技术介绍

[0002]能源工业是国民经济的基础产业,也是技术密集型产业。在我国的资源消费中,煤炭资源的消耗一直占消费总量的主体,而且我国的能源特点是多煤少油,所以在未来很长一段时期内作为我国主体能源具有无法替代的地位。近年来我国经济的快速发展,使得对煤炭能源的需求日益增加。如今我国煤炭开采已经逐渐向深层和复杂地层发展,随之带来岩巷掘进困难而导致采掘比例失调的问题,已成为制约我国煤矿开采的主要原因。
[0003]在现有的技术中，煤矿巷道掘进多采用钻爆法和机械截齿破岩，其中钻爆法虽然效率高，对地层的适用性强，但容易造成瓦斯爆炸之类重大事故，因此不利于矿体资源安全高效绿色开采，而煤矿掘进机常用的截齿破碎硬岩难度大、负载大，截齿易损坏而需频繁更换，岩巷掘进效率低、成本高，井下试验证实截齿铣削破岩方式难以实现硬岩巷道的经济掘进。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种适合复杂地质的多模式巷隧掘进机器人，以解决上述
技术介绍
中提出当前煤矿巷道掘掘进效率低、成本高的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种适合复杂地质的多模式巷隧掘进机器人，包括滚刀部、射流装置、旋转机构、连接机构、铣刨部、机体、悬臂、铲板和行走机构，滚刀部和铣刨部对向设置在旋转机构的前后端，旋转机构包括中间的连接机构和两侧的旋转驱动装置，连接机构采取十字轴的设计，旋转驱动装置通过旋转轴与连接机构转动连接，所述滚刀部与铣刨部整体通过连接结构与旋转轴做0
‑
360
°
转动连接，机体的一端固定连接有悬臂，旋转机构固定连接在悬臂内部两侧，机体位于悬臂一端的底部安装有铲板，机体的底部设置有行走机构，滚刀部上设置有射流装置，射流装置包括设置在滚刀部上的进水口、内置于滚刀部内部的射流通道和安装在滚刀部前部的喷头，进水口、射流通道和喷头互通。
[0006]优选的，所述滚刀部包括滚刀、往复旋转壳、从动齿轮、主动齿轮、驱动电机基座、第一驱动电机、振动电机、滚刀臂和射流装置，滚刀臂一端和连接机构固定连接，滚刀臂中间为空心状且内部安装有2个呈轴向对称的振动电机，振动电机驱动滚刀臂横向摆动，滚刀臂另一端连接滚刀，滚刀的外部套接有喇叭状的往复旋转壳，滚刀臂外部固定安装有驱动电机基座，驱动电机基座两侧均安装有第一驱动电机，滚刀臂上转动套接有从动齿轮，往复旋转壳内壁形状和滚刀侧面形状一致，往复旋转壳内壁到滚刀侧面的距离为3～4mm，往复旋转壳的后端固定安装在从动齿轮上，第一驱动电机通过主动齿轮和从动齿轮啮合，带动往复旋转壳转动，滚刀和往复旋转壳上均设置有射流装置。
[0007]进一步优选的，所述射流装置包括轴向射流装置和侧面射流装置，轴向射流装置包括轴向射流进水口、轴向射流流道、轴向射流喷嘴，侧面射流装置包括侧面射流进水口、侧面射流流道、侧面射流喷嘴，轴向射流进水口和侧面射流进水口均位于滚刀部上，轴向射流流道位于滚刀内部，侧面射流流道位于往复旋转壳内部，轴向射流流道和侧面射流流道的出水口分别位于滚刀的刀面和往复旋转壳最外侧的圈边上，轴向射流流道和侧面射流流道的出水口上分别安装有轴向射流喷嘴和侧面射流喷嘴，轴向射流流道、轴向射流喷嘴和侧面射流流道、侧面射流喷嘴均设有多组。
[0008]优选的，所述铣刨部包括铣刨头、传动纵轴、伸缩臂Ⅰ、液压马达、伸缩臂Ⅱ和液压缸，伸缩臂Ⅱ的一端固定连接在连接机构上，伸缩臂Ⅱ的另一端活动套接在伸缩臂Ⅰ上，伸缩臂Ⅱ通过其内部安装的液压缸与伸缩臂Ⅰ构成伸缩结构，伸缩臂Ⅰ中间设置有液压马达和传动纵轴，传动纵轴的一端通过花键连接液压马达，传动纵轴的另一端通过花键和铣刨头固定连接。
[0009]进一步优选的，所述液压马达通过法兰盘固定于伸缩臂Ⅰ内，液压马达一端与传动纵轴连接，一端通过油管与集成阀块连接，液压马达采用低速大扭矩液压马达。
[0010]优选的，所述旋转机构包括旋转驱动装置、连接机构和旋转轴，旋转驱动装置包括第二驱动电机、一级齿轮减速器、双列圆柱滚子、蜗轮、蜗杆、壳体、端盖，壳体为内部中空的箱体，壳体的一面设为开口状，且该面上安装有端盖，端盖和悬臂固定连接，壳体的内部安装有第二驱动电机、一级齿轮减速器、双列圆柱滚子、蜗轮和蜗杆，旋转轴沿轴向依次连接有蜗轮、双列圆柱滚子轴承，所述双列圆柱滚子的一端通过蜗轮的轴肩定位，一端固定在壳体端盖内侧，第二驱动电机输出轴连接一级齿轮减速器，低速齿轮固定在蜗杆轴上，通过蜗杆、蜗轮传递动力到旋转轴，驱动旋转轴旋转。
[0011]进一步优选的，所述壳体端盖内侧安装有偏心布置的轴套，双列圆柱滚子的一端通过壳体端盖上的轴套进行固定。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术将滚刀与铣刨头结合在一起，构成掘进机的截割部，使得掘进机可以在复杂地质巷道进行掘进工作，效率高，提高煤矿巷道的掘进速度。滚刀设置有侧面射流和轴向射流，在滚刀进行破岩工作时，高压水射流可以进行预割缝，侧面射流便于滚刀破岩，轴向射流便于铣刨头掏槽、降低滚刀铣削难度；侧面射流可以通过往复旋转壳的往复旋转扩大割缝范围，轴向射流可以通过振动电机的振动引起滚刀部分摆动扩大轴向射流的割缝范围。旋转机构通过驱动电机来进行驱动，驱动电机通过一级齿轮减速器、蜗轮、蜗杆传递动力，这样的结构使得整个旋转机构更加紧凑，不会影响掘进机整体的机宽。
附图说明
[0013]图1为本专利技术立体结构示意图；
[0014]图2为本专利技术滚刀部、旋转机构和铣刨部整体结构示意图；
[0015]图3为本专利技术滚刀部立体结构示意图；
[0016]图4为本专利技术滚刀部滚刀位置局部剖面结构示意图；
[0017]图5为本专利技术旋转机构立体结构示意图；
[0018]图6为本专利技术铣刨部内部结构示意图；
[0019]图7为本专利技术滚刀臂内部侧面结构示意图；
[0020]图8为本专利技术传动纵轴结构示意图；
[0021]图9为本专利技术端盖结构示意图；
[0022]图10为本专利技术连接机构结构示意图。
[0023]图中：1、滚刀部；1
‑
1、滚刀；1
‑
2、往复旋转壳；1
‑
3、从动齿轮；1
‑
4、主动齿轮；1
‑
5、第一驱动电机；1
‑
6、驱动电机基座；1
‑
7、振动电机；1
‑
8、滚刀臂；1
‑
9、侧面射流进水口；1
‑
10、侧面射流流道；1
‑
11、侧面射流喷嘴；1
‑
12、轴向射流进水口；1
‑
13、轴向射流流道；1
‑
14、轴向射流喷嘴；2、旋转机构；2
‑
1、第二驱动电机；2
‑
2、一级齿轮减速器；2<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适合复杂地质的多模式巷隧掘进机器人，其特征在于：包括滚刀部(1)、射流装置、旋转机构(2)、连接机构(2
‑
6)、铣刨部(3)、机体(4)、悬臂(5)、铲板(6)和行走机构(7)，滚刀部(1)和铣刨部(3)对向设置在旋转机构(2)的前后端，旋转机构(2)包括中间的连接机构(2
‑
6)和两侧的旋转驱动装置，连接机构(2
‑
6)采取十字轴的设计，旋转驱动装置通过旋转轴(2
‑
7)与连接机构(2
‑
6)转动连接，所述滚刀部(1)与铣刨部(3)整体通过连接结构(2
‑
6)与旋转轴(2
‑
7)做0
‑
360
°
转动连接，机体(4)的一端固定连接有悬臂(5)，旋转机构(2)固定连接在悬臂(5)内部两侧，机体(4)位于悬臂(5)一端的底部安装有铲板(6)，机体(4)的底部设置有行走机构(7)，滚刀部(1)上设置有射流装置，射流装置包括设置在滚刀部(1)上的进水口、内置于滚刀部(1)内部的射流通道和安装在滚刀部(1)前部的喷头，进水口、射流通道和喷头互通。2.根据权利要求1所述的一种适合复杂地质的多模式巷隧掘进机器人，其特征在于：所述滚刀部(1)包括滚刀(1
‑
1)、往复旋转壳(1
‑
2)、从动齿轮(1
‑
3)、主动齿轮(1
‑
4)、驱动电机基座(1
‑
6)、第一驱动电机(1
‑
5)、振动电机(1
‑
7)、滚刀臂(1
‑
8)和射流装置，滚刀臂(1
‑
8)一端和连接机构(2
‑
6)固定连接，滚刀臂(1
‑
8)中间为空心状且内部安装有2个呈轴向对称的振动电机(1
‑
7)，振动电机(1
‑
7)驱动滚刀臂(1
‑
8)横向摆动，滚刀臂(1
‑
8)另一端连接滚刀(1
‑
1)，滚刀(1
‑
1)的外部套接有喇叭状的往复旋转壳(1
‑
2)，滚刀臂(1
‑
8)外部固定安装有驱动电机基座(1
‑
6)，驱动电机基座(1
‑
6)两侧均安装有第一驱动电机(1
‑
5)，滚刀臂(1
‑
8)上转动套接有从动齿轮(1
‑
3)，往复旋转壳(1
‑
2)内壁形状和滚刀(1
‑
1)侧面形状一致，往复旋转壳(1
‑
2)内壁到滚刀(1
‑
1)侧面的距离为3～4mm，往复旋转壳(1
‑
2)的后端固定安装在从动齿轮(1
‑
3)上，第一驱动电机(1
‑
5)通过主动齿轮(1
‑
4)和从动齿轮(1
‑
3)啮合，带动往复旋转壳(1
‑
2)转动，滚刀(1
‑
1)和往复旋转壳(1
‑
2)上均设置有射流装置。3.根据权利要求2所述的一种适合复杂地质的多模式巷隧掘进机器人，其特征在于：所述射流装置包括轴向射流装置和侧面射流装置，轴向射流装置包括轴向射流进水口(1
‑
12)、轴向射流流道(1
‑
13)、轴向射流喷嘴(1
‑
14)，侧面射流装置包括侧面射流进水口(1
‑
9)、侧面射流流道(1
‑
10)、侧面射流喷嘴(1
‑
11)，轴向射流进水口(1
‑
12)和侧面射流进水口(1
‑
9)均位于滚刀部(1)上，轴向射流流道(1
‑
13)位于滚刀(1
‑
1)内部，侧面射流流道(1
‑
10)位于往复旋转壳(1
‑
2)内部，轴向射流流道(1
‑
13)和侧面射流流道(1
‑
10)的出水口分别位于滚刀(1
‑
1)的刀面和往复旋转壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：江红祥，夏超，朱真才，刘送永，沈刚，司垒，许少毅，江帆，李洪盛，王欧国，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：