一种四级滑移截割式掘支锚运四驱联合装置及工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种四级滑移截割式掘支锚运四驱联合装置及工作方法，装置包括掘进机构、锚固机构和支护机构，掘进机构可实现四级滑移，在掘进主机不动的状态下可实现全断面截割；全断面铲板可以实现翻转、伸缩，以及小星轮辅助作业等功能，可实现全断面铲运作业；掘进机构前段和后段四驱行走，可以实现回转、扭转、俯仰等动作，具有大马力、强爬坡能力。支护机构可实现与掘进主机离机作业，起到巷道顶板、侧帮的无重复碾压支护效果。锚固机构模块化处理，可实现快速组装分离；锚固机构可实现顶锚、侧锚、锚索多工序作业，且具有机械化上钢带功能，可有效提高锚固效率。可有效提高锚固效率。可有效提高锚固效率。

【技术实现步骤摘要】
一种四级滑移截割式掘支锚运四驱联合装置及工作方法


[0001]本专利技术涉及煤矿巷道快速掘进设备
，具体地说是一种四级滑移截割式掘支锚运四驱联合装置及工作方法。

技术介绍

[0002]煤矿井下的掘进工作面空间小、工序多、系统复杂、地质条件差等问题，导致了掘进面智能化发展严重落后于采煤工作面，因此大大降低了煤炭开采效率。
[0003]要实现综掘工作面集约、减员、快速、高效、安全施工，必须要让工人远离恶劣的作业环境，保障工人在安全的顶板下作业，而现有掘进设备无法同时具备安全和高效，且难以适应复杂的地质条件。
[0004]有专利号为201910245399.2的中国专利提出了一种快速掘进系统及快速掘进方法，在掘进装置进行截割前,先采用临时支护装置对巷道进行临时支护,以保证巷道施工的安全性，待截割组件截割预设时间后,支撑组件顶升至少一个支架,该支架由支护状态切换为回缩状态,支撑组件带动该支架运动至预设位置处。同时，支护装置对巷道进行锚杆和/或锚索支护。其中,被运输至预设位置处的支架由回缩状态切换为支护状态,以对巷道进行支撑,进而实现临时支护装置的前移,掘进装置继续进行截割操作。此专利实现了掘进装置的掘进动作与支护装置的支护操作同时进行，但仍存在以下不足：1.掘进机构只能向掘进方向开挖，通过移动整体装置前进后退，才能实现煤层的切割，装置使用不便；2.掘进机构前后不能实现回转、扭转、俯仰等动作，难以适应复杂工况条件；3.运输机构对采集的煤渣难以收集，会影响整体装置的工作效率；4.锚固机构没有做模块化设计，不能单独使用，灵活性差。
[0005]针对上述专利的不足，急需提供一种四级滑移截割式掘支锚运四驱联合装置及工作方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种四级滑移截割式掘支锚运四驱联合装置及工作方法，该装置和方法实现了掘进与支护同时进行，掘进机构可实现四级滑移，在装置不动的状态下实现全断面截割，此外全断面铲板可以实现翻转、伸缩，以及小星轮辅助作业等功能，可实现全断面铲运；掘进机构前段和后段可以实现回转、扭转、俯仰等动作，适应复杂工况条件。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种四级滑移截割式掘支锚运四驱联合装置，包括支护机构、锚固机构、掘进机构。
[0008]定义在巷道内快速掘进的方向为X轴方向，支护机构的主支护方向为Z轴方向，支护机构的侧帮支护方向为Y轴方向。
[0009]所述掘进机构包括掘进机构前段、三自由度截割平台、伸缩截割头、多自由度连接机构、掘进机构后段和刮板输送机。
[0010]所述掘进机构前段包括前行走机构、主机架、全断面铲板。
[0011]所述前行走机构为履带式行走装置；前行走机构顶部固定有主机架；全断面铲板与所述主机架铰接，全断面铲板的转动方向为X轴和Y轴所在平面向Y轴和Z轴所在平面转动。
[0012]所述主机架顶部固定有三自由度截割平台；所述三自由度截割平台包括X轴向推移平台、X轴向导向装置、Y轴向推移平台、Y轴向导向装置、回转平台和回转装置。
[0013]X轴向推移平台和X轴向导向装置组成一个X轴向移动的滑动副，在X轴向相对滑动；Y轴向推移平台和Y轴向导向装置组成一个Y轴向移动的滑动副，在Y轴向相对滑动；回转平台和回转装置组成铰链副，能在X轴和Y轴所组成的平面上360
°
旋转。
[0014]所述三自由度截割平台顶部固定有伸缩截割头；所述伸缩截割头用于快速掘进时切割煤壁；所述多自由度连接机构包括扭转关节、回转关节、俯仰关节；扭转关节提供X轴方向的转动自由度；回转关节提供Y轴方向的转动自由度；俯仰关节提供Z轴方向的转动自由度。
[0015]所述掘进机构后段包括后行走机构、后机架、动力装置。
[0016]所述后行走机构为履带式行走装置；后行走机构顶部固定有后机架；后机架上固定有动力装置，动力装置为后行走机构提供行走动力；后机架上还固定有拖动杆。
[0017]所述刮板输送机固定在后机架顶部，刮板输送机与全断面铲板相连。
[0018]所述锚固机构包括锚固底座、锚固机架、槽座、顶锚杆钻机、侧锚杆钻机。
[0019]所述锚固底座底部设置滑靴，锚固底座通过滑靴在地面滑动；锚固底座顶部固定有槽座，槽座与后机架上的拖动杆卡合，将锚固底座与后机架连接。
[0020]所述锚固底座顶部垂直固定有锚固机架；锚固机架上固定顶锚杆钻机、侧锚杆钻机；所述顶锚杆钻机沿Z轴方向将锚杆钉入巷道顶部；侧锚杆钻机沿Y轴方向将锚杆钉入巷道两侧壁。
[0021]所述支护机构包括主支护框架、副支护框架、约束轨道、支护机构行走电机、循环支护顶板、侧帮支护。
[0022]所述主支护框架包括两根主支护支杆和连接两根主支护支杆的主支护横梁；主支护支杆垂直布设，主支护支杆底部设有行走履带，在支护机构行走电机的驱动下，主支护框架可自由移动。
[0023]所述副支护框架与主支护框架平行布设；副支护框架包括两根副支护支杆和连接两根副支护支杆的副支护横梁；副支护支杆底部设置滑靴，副支护框架通过滑靴在地面滑动。
[0024]主支护框架与副支护框架间通过约束轨道相配合，约束轨道约束主支护框架与副支护框架间只能产生X轴方向的位移，Y轴方向和Z轴方向无相对位移。
[0025]所述副支护框架套设在主支护框架外侧，主支护框架套设在掘进机构前段上，为掘进机构提供支护。
[0026]所述主支护支杆和副支护支杆均设置有伸缩缸，带动主支护支杆和副支护支杆在Z轴方向伸缩。
[0027]循环支护顶板固定在主支护横梁与副支护横梁的顶端，用于对巷道顶面进行支护。
[0028]所述侧帮支护垂直固定在副支护支杆朝向巷道的侧壁上，用于对巷道两侧壁面进行支护。
[0029]进一步优选地，所述全断面铲板包括主铲板、主星轮、侧铲板；所述主铲板与主机架铰接，主铲板以Y轴方向为旋转轴，实现俯仰转动；主铲板上布设主星轮，主星轮用于旋转刮煤，将伸缩截割头切割下的煤输送至刮板输送机内；所述侧铲板与主铲板铰接，侧铲板以X轴为旋转轴，实现俯仰转动。
[0030]进一步优选地，所述全断面铲板还包括伸缩铲板、辅助铲板、辅助星轮；所述伸缩铲板通过内置油缸与侧铲板相连，伸缩铲板可在Y轴方向伸缩展开；伸缩铲板上固定辅助星轮；辅助星轮持续转动，使全断面铲板上的煤一直处于浮动状态；所述辅助铲板与伸缩铲板螺纹连接，可灵活拆卸。
[0031]进一步优选地，所述锚固机构还包括锚索钻机；所述锚索钻机分别沿X轴和Y轴方向固定在锚固机架上；锚索钻机将锚索钉入巷道顶部和巷道两侧壁。
[0032]进一步优选地，所述锚固机构还包括上钢带装置；上钢带装置固定在锚固机架上；所述上钢带装置包括固定架、链轮组、钢带撑架、棘轮、主棘爪、副棘爪、手摇杆、钢带托盘、推移油缸；所述固定架水平固定在锚固机架上；链轮组垂直布设在在固定架上，链轮组包括一上一下两个链轮，链轮之间通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四级滑移截割式掘支锚运四驱联合装置，其特征在于：包括掘进机构（10）、锚固机构（20）、支护机构（30）；定义在巷道内快速掘进的方向为X轴方向，支护机构的主支护方向为Z轴方向，支护机构的侧帮支护方向为Y轴方向；所述掘进机构（10）包括掘进机构前段（11）、三自由度截割平台（12）、伸缩截割头（13）、多自由度连接机构（14）、掘进机构后段（15）和刮板输送机（16）；所述掘进机构前段（11）包括前行走机构（111）、主机架（112）、全断面铲板（113）；所述前行走机构（111）为履带式行走装置；前行走机构（111）顶部固定有主机架（112）；全断面铲板（113）与所述主机架（112）铰接，全断面铲板（113）的转动方向为X轴和Y轴所在平面向Y轴和Z轴所在平面转动；所述主机架（112）顶部固定有三自由度截割平台（12）；所述三自由度截割平台（12）包括X轴向推移平台（121）、X轴向导向装置（122）、Y轴向推移平台（123）、Y轴向导向装置（124）、回转平台（125）和回转装置（126）；X轴向推移平台（121）和X轴向导向装置（122）组成一个X轴向移动的滑动副，在X轴向相对滑动；Y轴向推移平台（123）和Y轴向导向装置（124）组成一个Y轴向移动的滑动副，在Y轴向相对滑动；回转平台（125）和回转装置（126）组成铰链副，能在X轴和Y轴所组成的平面上360
°
旋转；所述三自由度截割平台（12）顶部固定有伸缩截割头（13）；所述伸缩截割头（13）用于快速掘进时切割煤壁；所述多自由度连接机构（14）包括扭转关节（141）、回转关节（142）、俯仰关节（143）；扭转关节（141）提供X轴方向的转动自由度；回转关节（142）提供Y轴方向的转动自由度；俯仰关节（143）提供Z轴方向的转动自由度；所述掘进机构后段（15）包括后行走机构（151）、后机架（152）、动力装置（153）；所述后行走机构（151）为履带式行走装置；后行走机构（151）顶部固定有后机架（152）；后机架（152）上固定有动力装置（153），动力装置（153）为后行走机构（151）提供行走动力；后机架（152）上还固定有拖动杆（154）；所述刮板输送机（16）固定在后机架顶部，刮板输送机（16）与全断面铲板（113）相连；所述锚固机构（20）包括锚固底座（21）、锚固机架（22）、槽座（23）、顶锚杆钻机（24）、侧锚杆钻机（25）；所述锚固底座（21）底部设置滑靴，锚固底座（21）通过滑靴在地面滑动；锚固底座（21）顶部固定有槽座（23），槽座（23）与后机架上的拖动杆（154）卡合，将锚固底座（21）与后机架（152）连接；所述锚固底座（21）顶部垂直固定有锚固机架（22）；锚固机架（22）上固定顶锚杆钻机（24）、侧锚杆钻机（25）；所述顶锚杆钻机（24）沿Z轴方向将锚杆钉入巷道顶部；侧锚杆钻机（25）沿Y轴方向将锚杆钉入巷道两侧壁；所述支护机构（30）包括主支护框架（31）、副支护框架（32）、约束轨道（33）、支护机构行走电机（34）、循环支护顶板（35）、侧帮支护（36）；所述主支护框架（31）包括两根主支护支杆（311）和连接两根主支护支杆（311）的主支护横梁（312）；主支护支杆（311）垂直布设，主支护支杆（311）底部设有行走履带，在支护机构行走电机（34）的驱动下，主支护框架（31）可自由移动；
所述副支护框架（32）与主支护框架（31）平行布设；副支护框架（32）包括两根副支护支杆（321）和连接两根副支护支杆（321）的副支护横梁（322）；副支护支杆（321）底部设置滑靴，副支护框架（32）通过滑靴在地面滑动；主支护框架（31）与副支护框架（32）间通过约束轨道（33）相配合，约束轨道（33）约束主支护框架（31）与副支护框架（32）间只能产生X轴方向的位移，Y轴方向和Z轴方向无相对位移；所述副支护框架（32）套设在主支护框架（31）外侧，主支护框架（31）套设在掘进机构前段（11）上，为掘进机构（10）提供支护；所述主支护支杆（311）和副支护支杆（321）均设置有伸缩缸，带动主支护支杆（311）和副支护支杆（321）在Z轴方向伸缩；循环支护顶板（35）固定在主支护横梁（312）与副支护横梁（322）的顶端，用于对巷道顶面进行支护；所述侧帮支护（36）垂直固定在副支护支杆（321）朝向巷道的侧壁上，用于对巷道两侧壁面进行支护。2.根据权利要求1所述的一种四级滑移截割式掘支锚运四驱联合装置，其特征在于：所述全断面铲板（113）包括主铲板（1131）、主星轮（1132）、侧铲板（1133）；所述主铲...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢苗，毛君，刘治翔，张鸿宇，吴霞，董钰峰，田博，王贺，王帅，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：