基于纳米吸能材料的防护结构制造技术

本发明专利技术涉及矿下防护技术领域，尤其为基于纳米吸能材料的防护结构，包括：支撑机构，所述支撑机构包括多个支撑结构，与装备配件相匹配；对接机构，所述对接机构与所述支撑机构可拆卸安装设置；减震缓冲机构，所述减震缓冲机构与所述对接机构连为一体；吸能防护机构，中空纳米吸能板能够在本身吸能的情况下外加自身的形变能力从而降低冲击，大颗粒物的撞击动能，配合伸缩杆的收缩挤压减震弹簧减震，同时通过阻尼器的阻尼作用，撞击时拉杆带动阻尼板在阻尼套筒内部滑动，从而使阻尼套筒内的阻尼液通过阻尼板表面的通孔，避免吸能防护机构晃动，多重的吸能减震效果，在矿井中的防护效果更好，以及使用寿命更长。以及使用寿命更长。以及使用寿命更长。

【技术实现步骤摘要】
基于纳米吸能材料的防护结构


[0001]本专利技术涉及矿井防护
，具体为基于纳米吸能材料的防护结构。

技术介绍

[0002]纳米智能吸能材料具有速率敏感、网络结构以及自愈等特性。材料未受外力作用时十分柔软，一旦受到外力高速冲击，材料迅速变硬实现冲击防护功能，外力撤除后材料恢复柔软状态。本项目将现有气凝胶产品成本节约50％左右，实现国内领先。主要应用于军工领域的航天、兵器等，民用领域的石油化工、轨道交通、电力工业、矿用井下救生舱和城镇热力管网等。
[0003]在井下巷道掘进和采矿过程中，为保证作业人员及生产设备的安全，必须对巷道及采场的顶板危岩进行支护，支护形式较为先进的一种方法是用锚杆或锚索对危岩进行锚固，在钻锚杆孔或锚索孔时，须对危岩进行单点临时支撑，危岩面积较大时，则要对一段巷道和采场进行支撑，以保证作业人员的安全，待锚杆或锚索安装结束，即可拆除。通常的支护方法是用木质支柱和支架进行支撑，还可使用煤矿工业应用的液压支柱支撑，采用木质支柱和支架需现场制作，劳动强度大，生产效率低，拆除不方便，材料重复利用率低，煤矿用的液压支柱支撑，需有配套的动力装置，液压泵站及液压管道等辅助设备，设备庞大，一次性投入高，若对危岩仅进行单点支撑时，明显不经济，因此需要基于纳米吸能材料的防护结构对上述问题做出改善。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供基于纳米吸能材料的防护结构，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]基于纳米吸能材料的防护结构，包括：
[0007]支撑机构，所述支撑机构包括多个支撑结构，与装备配件相匹配；
[0008]对接机构，所述对接机构与所述支撑机构可拆卸安装设置；
[0009]减震缓冲机构，所述减震缓冲机构与所述对接机构连为一体；
[0010]吸能防护机构，所述吸能防护机构与所述减震缓冲机构连为一体；
[0011]本专利技术，优选的，所述支撑机构包括：
[0012]底座，所述底座内部为中空设置；
[0013]中空杆，所述中空杆固定设置于所述底座上端表面，且所述中空杆内部滑动设有升降杆；
[0014]电机，所述电机固定设置于所述底座内部中空处，且所述电机输出端传动连接设有丝杆；
[0015]升降杆，所述升降杆内部固定设有丝杆螺母，且丝杆螺母与丝杆螺纹连接，所述升降杆上端呈圆台形设置，将对接块放入对接槽内部，此时启动电机带动丝杆旋转，从而对丝
杆螺母作用，间接带动升降杆在中空杆内部向上滑动，直到升降杆进入安装槽。
[0016]本专利技术，优选的，所述支撑机构还包括：
[0017]固定板，所述固定板固定设置于升降杆表面，且所述固定板表面设有若干个第一螺栓孔；
[0018]滑套，所述滑套滑动连接于升降杆表面，且所述滑套表面设有若干个与固定板表面第一螺栓孔相对应的第二螺栓孔；
[0019]铰链支撑杆，所述铰链支撑杆一端与所述滑套表面铰链连接，所述铰链支撑杆另一端铰链连接设有对接块。
[0020]本专利技术，优选的，所述对接机构包括：
[0021]安装板，所述安装板下端表面两侧设有若干个对接槽，且对接槽与对接块相适配，所述安装板内部设有安装槽，且安装槽与升降杆相适配；
[0022]内滑槽，所述内滑槽内部滑动设有限位挡板，且限位挡板一侧表面固定设有复位弹簧，复位弹簧另一端与内滑槽表面固定连接。
[0023]本专利技术，优选的，所述对接机构包括：
[0024]限位插杆，所述限位插杆滑动设置于安装板内部，对接块对应所述限位插杆表面设有限位插槽，且限位插杆与限位挡板固定连接；
[0025]收纳槽，所述收纳槽设置于安装槽下端两侧，所述收纳槽内部设有滚轮，且滚轮转动设置于所述限位插杆一端，由于升降杆上端呈圆台形设置，升降杆上端接触到限位插杆一端的滚轮时，会挤压滚轮，使滚轮进入收纳槽内部收纳，同时带动限位挡板在内滑槽内部滑动，从而使限位插杆插入对接块对应限位插杆表面的限位插槽，完成安装，此时当拆卸时复位弹簧会带动限位插杆脱离限位插槽，方便拆卸，固定板和滑套贴合，为铰链支撑杆做支撑。
[0026]本专利技术，优选的，所述减震缓冲机构包括：
[0027]伸缩杆，所述伸缩杆固定设置于安装板上端表面四角处，所述伸缩杆内部设有减震弹簧；
[0028]阻尼器，所述阻尼器下端铰链连接于安装板上表面，所述阻尼器上端铰链连接于凹形底板下表面，大颗粒物的撞击动能，配合伸缩杆的收缩挤压减震弹簧减震，同时通过阻尼器的阻尼作用，撞击时拉杆带动阻尼板在阻尼套筒内部滑动，从而使阻尼套筒内的阻尼液通过阻尼板表面的通孔，避免吸能防护机构晃动。
[0029]本专利技术，优选的，所述阻尼器包括：
[0030]阻尼套筒，所述阻尼套筒内部设有阻尼液体；
[0031]拉杆，所述拉杆滑动连接于所述阻尼套筒一端表面；
[0032]阻尼板，所述阻尼板内部设有阻尼液通孔，所述阻尼板滑动设置于所述阻尼套筒内部，所述阻尼板与拉杆固定连接。
[0033]本专利技术，优选的，所述吸能防护机构包括：
[0034]凹形顶板，所述凹形顶板内部为中空设置，所述凹形顶板上表面固定设有顶部纳米吸能板，且顶部纳米吸能板厚度为—厘米；
[0035]中空纳米吸能板，所述中空纳米吸能板呈回形设置，且中空纳米吸能板呈三层设置，相邻的两个中空纳米吸能板之间通过橡胶板隔断设置，中空纳米吸能板和凹形顶板均
呈弧形设置。
[0036]本专利技术，优选的，所述吸能防护机构还包括：
[0037]凹形底板，所述凹形底板内部为中空设置，且凹形顶板内部中空处与凹形底板相适配；
[0038]弧形托板，所述弧形托板固定设置于所述凹形底板内侧下表面，且所述弧形托板与中空纳米吸能板底部表面贴合连接，发生撞击时，首先顶部的顶部纳米吸能板会吸收大部分小颗粒的撞击物动能，中颗粒的撞击动能会使凹形顶板向下压凹形底板，从而挤压内部的中空纳米吸能板，中空纳米吸能板能够在本身吸能的情况下外加自身的形变能力从而降低冲击。
[0039]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0040]1、本专利技术中，通过将对接机构和支撑机构进行组装，首先将对接块放入对接槽内部，此时启动电机带动丝杆旋转，从而对丝杆螺母作用，间接带动升降杆在中空杆内部向上滑动，直到升降杆进入安装槽，由于升降杆上端呈圆台形设置，升降杆上端接触到限位插杆一端的滚轮时，会挤压滚轮，使滚轮进入收纳槽内部收纳，同时带动限位挡板在内滑槽内部滑动，从而使限位插杆插入对接块对应限位插杆表面的限位插槽，完成安装，此时当拆卸时复位弹簧会带动限位插杆脱离限位插槽，方便拆卸，能够快速进行安装拆卸，也方便运输；
[0041]2、本专利技术中，发生撞击时，首先顶部的顶部纳米吸能板会吸收大部分小颗粒的撞击物动能，中颗粒的撞击动能会使凹形顶板向下压凹形底板，从而挤压内部的中空纳米吸能板，中空纳米吸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于纳米吸能材料的防护结构，其特征在于，包括：支撑机构(4)，所述支撑机构(4)包括多个支撑结构，与装备配件相匹配；对接机构(3)，所述对接机构(3)与所述支撑机构(4)可拆卸安装设置；减震缓冲机构(2)，所述减震缓冲机构(2)与所述对接机构(3)连为一体；吸能防护机构(1)，所述吸能防护机构(1)与所述减震缓冲机构(2)连为一体。2.根据权利要求1所述的基于纳米吸能材料的防护结构，其特征在于：所述支撑机构(4)包括：底座(9)，所述底座(9)内部为中空设置；中空杆(7)，所述中空杆(7)固定设置于所述底座(9)上端表面，且所述中空杆(7)内部滑动设有升降杆(14)；电机(8)，所述电机(8)固定设置于所述底座(9)内部中空处，且所述电机(8)输出端传动连接设有丝杆(5)；升降杆(14)，所述升降杆(14)内部固定设有丝杆螺母(6)，且丝杆螺母(6)与丝杆(5)螺纹连接，所述升降杆(14)上端呈圆台形设置。3.根据权利要求1所述的基于纳米吸能材料的防护结构，其特征在于：所述支撑机构(4)还包括：固定板(10)，所述固定板(10)固定设置于升降杆(14)表面，且所述固定板(10)表面设有若干个第一螺栓孔；滑套(11)，所述滑套(11)滑动连接于升降杆(14)表面，且所述滑套(11)表面设有若干个与固定板(10)表面第一螺栓孔相对应的第二螺栓孔；铰链支撑杆(12)，所述铰链支撑杆(12)一端与所述滑套(11)表面铰链连接，所述铰链支撑杆(12)另一端铰链连接设有对接块(13)。4.根据权利要求1所述的基于纳米吸能材料的防护结构，其特征在于：所述对接机构(3)包括：安装板(16)，所述安装板(16)下端表面两侧设有若干个对接槽(17)，且对接槽(17)与对接块(13)相适配，所述安装板(16)内部设有安装槽(22)，且安装槽(22)与升降杆(14)相适配；内滑槽(24)，所述内滑槽(24)内部滑动设有限位挡板(20)，且限位挡板(20)一侧表面固定设有复位弹簧(19)，复位弹簧(19)另一端与内滑槽(24)表面固定连接。5.根据权利要求1所述的基于纳米吸能材料的防护结构，其特征在于：所述对接机构(3)包括：限位插杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：李茂庆，卫琛浩，党文龙，高一可，马啸，李盟洁，刘致远，史雅娜，刘彦军，李超，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：