CN105129475B - 煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统，包括主控制器和分别与主控制器连接的第一带式输送机、第二带式输送机、待接皮带固定装置、第一连接系统、第二连接系统和张紧装置，第一连接系统包括第一定位机构、第一抓持机构和第一固定机构，第二连接系统包括第二定位机构、第三定位机构和第二断接机构，其本发明采用的系统采用全自动控制方法借助第一带式输送机的动力将待接皮带运输到第二带式输送机的机头处，并完成第二带式输送机中皮带的延长，节省了人工延长皮带的繁重劳动，适用于狭窄的矿井下煤矿巷道，提高了矿井下运输的自动化程度。

Description

煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统及方法

技术领域

本发明涉及煤矿用带式输送机领域，具有涉及煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统及方法。

背景技术

煤矿带式输送机也叫煤矿用皮带输送机、皮带机，主要是指在煤炭采掘、生产、转运、加工过程中使用的皮带输送机。煤矿用皮带输送机具有运输量大、工作环境复杂、承载能力强、以及运输距离较长等特点。在我国的主要产煤区山西、内蒙、新疆等地使用广泛。煤矿用皮带输送机不仅可以在煤炭生产加工过程中使用，同样也适用在其他矿产的生产加工过程中使用。在能耗方面，可以有效减少能耗提供经济效益，相比汽车运输方式更能节省能源和保护环境。

在运输煤矸石等矿料的过程中，随着挖矿深度的深入，需要不断地延伸皮带输送机的长度来配合运输过程。

现有技术中，有采用伸缩式带式输送机来延伸皮带距离的。伸缩带式输送机是在普通的带式输送机上增加了伸缩机构，使得带式输送机可以在长度方向上自由伸缩。使用者可以按照自己的要求调节按钮，随时控制输送机的长度。在装有自动升降装置的型号上，使用者还可以随时控制输送机端部的高度。伸缩带式输送机主要应用在车辆装卸和有伸缩要求的物料传输系统中，缩短人工往返搬运物料的距离，缩短装卸货时间，降低劳动强度，减少货品损伤，降低装卸成本，提高工作效率。伸缩带式输送机可双向运转输送物料。但由于其伸缩距离有限，最多只有几十米，不能满足轨道战线较长的煤矿运输。

煤矿井下的运输顺槽一般是指原煤运输巷道；轨道顺槽多为“三巷”布置综采工作面时作为运输物料的辅助巷道。多数情况下，皮带运输机(胶带输送机)多布置在运输顺槽巷道中。

而传统的煤矿用带式输送机的皮带延长，仅靠人力搬运待延长的皮带，并将其安装到煤矿带式输送机中，在长度较长的井下顺槽及巷道，搬运距离长，皮带重量重，往往导致需要消耗大量的人力物力进行搬运，人力成本较高，且由于人工搬运速度慢，往往还会造成工期的延误。

发明内容

为了解决上述技术问题，提高煤矿巷道带式输送机的延长的效率和自动化程度，本发明提供了一种煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统，包括主控制器和分别与主控制器连接的第一带式输送机、第二带式输送机、待接皮带固定装置、第一连接系统、第二连接系统和张紧装置，其中，

所述第一带式输送机包括第一机头、第一机尾、第一皮带和第一驱动电机；

所述第二带式输送机包括第二机头、第二机尾、第二皮带和第二驱动电机；所述第二机头设置在靠近所述第一机尾处；

所述待接皮带固定装置上设置有用于固定待接皮带的固定杆；

所述第一连接系统包括第一定位机构、第一抓持机构和第一固定机构，其中，

所述第一定位机构用于确定所述待接皮带的头部位置；

所述第一抓持机构用于抓持所述待接皮带的头部并将所述待接皮带的头部移动到与所述第一带式输送机的下表面接触的位置；

所述第一固定机构包括弹簧夹和固定机械手组件，所述固定机械手组件用于通过操作所述弹簧夹将所述待接皮带的头部与所述第一带式输送机的下表面夹持在一起；

所述第二连接系统包括第二定位机构、第三定位机构和第二断接机构，其中，

所述第二定位机构包括第二光电传感器，所述第二光电传感器设置在所述第一机尾处预定的第二检测位置，用于确定待接皮带的尾部和头部是否处于所述第二检测位置；

所述第三定位机构设置在所述第二机头的上方，用于确定第二皮带接头是否处于预定的第三检测位置；

所述第二断接机构用于在第二皮带接头处于预定的第三检测位置时，将所述第二皮带接头断开，并将断开后的所述第二皮带接头靠近所述第二机头的一端与待接皮带的尾部连接，并抓持断开后的第二皮带接头的另一端；以及用于在待接皮带的头部处于所述第二检测位置时，将所抓持的第二皮带接头的一端与待接皮带的头部连接；

所述张紧装置与所述第二带式输送机连接，用于张紧第二带式输送机的皮带，所述张紧装置包括用于容纳所张紧的皮带的储带仓；

所述第一带式输送机、第二带式输送机、待接皮带固定装置、第一连接系统、第二连接系统和张紧装置的工作均在所述主控制器的控制下完成。

具体地，所述第二断接机构包括第一机械手组件、第二机械手组件和第三机械手组件，所述第一机械手组件用于抓持所述待接皮带的尾部或头部，并将其移动到靠近所述第三检测位置处；所述第二机械手组件用于断开所述第二皮带接头，以及抓持断开后的第二皮带接头远离所述第二机头的一端；所述第三机械手组件用于将断开后的所述第二皮带接头靠近所述第二机头的一端与待接皮带的尾部连接，以及用于将断开后的所述第二皮带接头远离所述第二机头的一端与待接皮带的头部连接。

进一步地，所述第一定位机构包括第一图像采集单元和定位单元，所述第一图像采集单元用于采集固定在所述待接皮带固定装置上的待接皮带的图像数据，所述定位单元用于根据所述第一图像采集单元采集的图像数据确定所述待接皮带的头部位置。

进一步地，所述第三定位机构包括第二图像采集单元，所述第二图像采集单元设置在所述第二机头的上方。

优选地，所述第一图像采集单元和第二图像采集单元均为摄像机。

优选地，所述张紧装置为张紧绞车。

进一步地，所述第一抓持机构包括抓持机械手组件，所述抓持机械手组件包括位移装置和机械手，所述位移装置用于带动所述机械手三维运动。

可选地，所述第二光电传感器为反射式光电传感器或对射式光电传感器。

相应地，本发明还提供了一种煤矿巷道用带式输送机皮带延长方法，包括以下步骤：

S1、根据第一定位机构确定所述待接皮带的头部位置；

S2、根据第一定位机构的图像数据确定待接皮带的头部位置，控制所述第一抓持机构抓持所述待接皮带的头部，并将所述待接皮带的头部移动到与所述第一带式输送机的下表面接触的位置；

S3、控制固定机械手组件通过夹持弹簧夹将所述待接皮带的头部与所述第一带式输送机的下表面夹持在一起；

S4、控制第一驱动电机驱动第一带式输送机工作，并在所述待接皮带的尾部处于所述第二检测位置时控制所述第一带式输送机停止工作；

S5、控制第二驱动电机驱动第二带式输送机工作，并在第二皮带接头处于预定的第三检测位置时控制所述第二带式输送机停止工作；

S6、控制第二断接机构抓持所述待接皮带的尾部，并将其移动到靠近所述第三检测位置处；

S7、控制第二断接机构将所述第二皮带接头断开，并将断开后的所述第二皮带接头靠近所述第二机头的一端与待接皮带的尾部连接，以及抓持断开后的第二皮带接头的另一端；

S8、控制张紧装置工作，并在待接皮带的头部处于所述第二检测位置时，控制所述张紧装置停止工作；

S9、控制第二断接机构将所抓持的第二皮带接头的一端与待接皮带的头部连接。

进一步地，所述步骤S1包括：所述第一定位机构包括第一图像采集单元和定位单元，所述第一图像采集单元采集固定在所述待接皮带固定装置上的待接皮带的图像数据，所述定位单元根据所述第一图像采集单元采集的图像数据确定所述待接皮带的头部位置。

应用本发明，具有如下有益效果：

1、本发明采用的系统采用全自动控制方法借助第一带式输送机的动力将待接皮带运输到第二带式输送机的机头处，并完成第二带式输送机中皮带的延长，节省了人工延长皮带的繁重劳动，适用于狭窄的矿井下煤矿巷道，提高了矿井下运输的自动化程度。

2、本发明的第一连接系统能够自动抓持待接皮带并将其固定到第一带式输送机上，提高了系统的自动化程度和固定效率。

3、本发明的第二连接系统能够自动将第二带式输送机从接头处断开，并完成待接皮带续接，从而提高了系统的自动化程度和固定效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统的结构框图；

图2是本发明实施例提供的煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统的结构示意图；

图中：1-第一带式输送机，2-第二带式输送机，3-固定杆，4-抓持机械手组件，5-固定机械手组件，6-第一机械手组件，7-第二机械手组件，8-第三机械手组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参见图1、图2，本发明提供了一种煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统，包括主控制器和分别与主控制器连接的第一带式输送机1、第二带式输送机2、待接皮带固定装置、第一连接系统、第二连接系统和张紧装置，其中，

所述第一带式输送机1包括第一机头、第一机尾、第一皮带和第一驱动电机；

所述第二带式输送机2包括第二机头、第二机尾、第二皮带和第二驱动电机；所述第二机头设置在靠近所述第一机尾处；

所述待接皮带固定装置上设置有用于固定待接皮带的固定杆3；所述待接皮带为卷状待接皮带；

所述待接皮带固定装置设置在所述第一带式输送机1的下方，卷状的待接皮带的中心穿过所述固定杆3悬挂在所述待接皮带固定装置上。

所述第一连接系统包括第一定位机构、第一抓持机构和第一固定机构，其中，

所述第一定位机构用于确定所述待接皮带的头部位置；

所述第一抓持机构用于抓持所述待接皮带的头部并将所述待接皮带的头部移动到与所述第一带式输送机1的下表面接触的位置；所述第一抓持机构用于抓持所述待接皮带的头部并移动待接皮带的头部使其与所述第一带式输送机1的下表面接触；

所述第一固定机构包括弹簧夹和固定机械手组件4，所述固定机械手组件4用于通过操作所述弹簧夹将所述待接皮带的头部与所述第一带式输送机1的下表面夹持在一起；所述固定机械手组件4夹持所述弹簧夹使其张开，并在将所述弹簧夹移动到所述待接皮带的头部与所述第一带式输送机1的下表面均在弹簧夹内后，放开所述弹簧夹，从而固定所述待接皮带的头部与第一带式输送机。

所述第二连接系统包括第二定位机构、第三定位机构和第二断接机构，其中，

所述第二定位机构包括第二光电传感器，所述第二光电传感器设置在所述第一机尾处预定的第二检测位置，用于确定待接皮带的尾部和头部是否处于所述第二检测位置；

所述第三定位机构设置在所述第二机头的上方，用于确定第二皮带接头是否处于预定的第三检测位置；

所述第二断接机构用于在第二皮带接头处于预定的第三检测位置时，将所述第二皮带接头断开，并将断开后的所述第二皮带接头靠近所述第二机头的一端与待接皮带的尾部连接，并抓持断开后的第二皮带接头的另一端；以及用于在待接皮带的头部处于所述第二检测位置时，将所抓持的第二皮带接头的一端与待接皮带的头部连接；

所述张紧装置与所述第二带式输送机2连接，用于张紧第二带式输送机2的皮带，所述张紧装置包括用于容纳所张紧的皮带的储带仓；

所述第一带式输送机1、第二带式输送机2、待接皮带固定装置、第一连接系统、第二连接系统和张紧装置的工作均在所述主控制器的控制下完成。

具体地，所述第二断接机构包括第一机械手组件6、第二机械手组件7和第三机械手组件8，所述第一机械手组件6用于抓持所述待接皮带的尾部或头部，并将其移动到靠近所述第三检测位置处；所述第二机械手组件7用于断开所述第二皮带接头，以及抓持断开后的第二皮带接头远离所述第二机头的一端；所述第三机械手组件8用于将断开后的所述第二皮带接头靠近所述第二机头的一端与待接皮带的尾部连接，以及用于将断开后的所述第二皮带接头远离所述第二机头的一端与待接皮带的头部连接。

所述第一定位机构包括第一图像采集单元和定位单元，所述第一图像采集单元用于采集固定在所述待接皮带固定装置上的待接皮带的图像数据，所述定位单元用于根据所述第一图像采集单元采集的图像数据确定所述待接皮带的头部位置。第一图像采集单元为摄像机，设置在垂直于所述固定杆3的平面上，从而能够拍摄到待接皮带的头部位置。

进一步地，所述第三定位机构包括第二图像采集单元，所述第二图像采集单元设置在所述第二机头的上方，第二图像采集单元为摄像机，其拍摄范围能够覆盖第三检测位置。

优选地，所述张紧装置为张紧绞车。

进一步地，所述第一抓持机构包括抓持机械手组件4，所述抓持机械手组件4包括位移装置和机械手，所述位移装置用于带动所述机械手三维运动。

可选地，所述第二光电传感器为反射式光电传感器或对射式光电传感器。

相应地，本发明还提供了一种煤矿巷道用带式输送机皮带延长方法，包括以下步骤：

S1、根据第一定位机构确定所述待接皮带的头部位置；

S2、根据第一定位机构的图像数据确定待接皮带的头部位置，控制所述第一抓持机构抓持所述待接皮带的头部，并将所述待接皮带的头部移动到与所述第一带式输送机1的下表面接触的位置；

S3、控制固定机械手组件4通过夹持弹簧夹将所述待接皮带的头部与所述第一带式输送机1的下表面夹持在一起；

S4、控制第一驱动电机驱动第一带式输送机1工作，并在所述待接皮带的尾部处于所述第二检测位置时控制所述第一带式输送机1停止工作；第一带式输送机1工作时，带动第一皮带的下底面朝向第一机尾方向运动，上顶面朝向第一机头方向运动；

S5、控制第二驱动电机驱动第二带式输送机2工作，并在第二皮带接头处于预定的第三检测位置时控制所述第二带式输送机2停止工作；第二带式输送机2工作时，带动第二皮带的下底面朝向第一机尾方向运动，上顶面朝向第二机头方向运动；

S6、控制第二断接机构抓持所述待接皮带的尾部，并将其移动到靠近所述第三检测位置处；

S7、控制第二断接机构将所述第二皮带接头断开，并将断开后的所述第二皮带接头靠近所述第二机头的一端与待接皮带的尾部连接，以及抓持断开后的第二皮带接头的另一端；

S8、控制张紧装置工作，并在待接皮带的头部处于所述第二检测位置时，控制所述张紧装置停止工作；张紧装置工作时，由于待接皮带的尾部与第二皮带的接头连接，待接皮带的头部受力脱离所述弹簧夹，从而脱离与第一皮带的连接；

S9、控制第二断接机构将所抓持的第二皮带接头的一端与待接皮带的头部连接。

进一步地，所述步骤S1包括：所述第一定位机构包括第一图像采集单元和定位单元，所述第一图像采集单元采集固定在所述待接皮带固定装置上的待接皮带的图像数据，所述定位单元根据所述第一图像采集单元采集的图像数据确定所述待接皮带的头部位置。

应用本发明，具有如下有益效果：

1、本发明采用的系统采用全自动控制方法借助第一带式输送机的动力将待接皮带运输到第二带式输送机的机头处，并完成第二带式输送机中皮带的延长，节省了人工延长皮带的繁重劳动，适用于狭窄的矿井下煤矿巷道，提高了矿井下运输的自动化程度。

2、本发明的第一连接系统能够自动抓持待接皮带并将其固定到第一带式输送机上，提高了系统的自动化程度和固定效率。

3、本发明的第二连接系统能够自动将第二带式输送机从接头处断开，并完成待接皮带续接，从而提高了系统的自动化程度和固定效率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统，其特征在于，包括主控制器和分别与主控制器连接的第一带式输送机(1)、第二带式输送机(2)、待接皮带固定装置、第一连接系统、第二连接系统和张紧装置，其中，

所述第一带式输送机(1)包括第一机头、第一机尾、第一皮带和第一驱动电机；

所述第二带式输送机(2)包括第二机头、第二机尾、第二皮带和第二驱动电机；所述第二机头设置在靠近所述第一机尾处；

所述待接皮带固定装置上设置有用于固定待接皮带的固定杆(3)；

所述第一连接系统包括第一定位机构、第一抓持机构和第一固定机构，其中，

所述第一定位机构用于确定所述待接皮带的头部位置；

所述第一抓持机构用于抓持所述待接皮带的头部并将所述待接皮带的头部移动到与所述第一带式输送机(1)的下表面接触的位置；

所述第一固定机构包括弹簧夹和固定机械手组件(5)，所述固定机械手组件(5)用于通过操作所述弹簧夹将所述待接皮带的头部与所述第一带式输送机(1)的下表面夹持在一起；

所述第二连接系统包括第二定位机构、第三定位机构和第二断接机构，其中，

所述第二定位机构包括第二光电传感器，所述第二光电传感器设置在所述第一机尾处预定的第二检测位置，用于确定待接皮带的尾部和头部是否处于所述第二检测位置；

所述第三定位机构设置在所述第二机头的上方，用于确定第二皮带接头是否处于预定的第三检测位置；

所述第二断接机构用于在第二皮带接头处于预定的第三检测位置时，将所述第二皮带接头断开，并将断开后的所述第二皮带接头靠近所述第二机头的一端与待接皮带的尾部连接，并抓持断开后的第二皮带接头的另一端；以及用于在待接皮带的头部处于所述第二检测位置时，将所抓持的第二皮带接头的一端与待接皮带的头部连接；

所述张紧装置与所述第二带式输送机(2)连接，用于张紧第二带式输送机(2)的皮带，所述张紧装置包括用于容纳所张紧的皮带的储带仓；

所述第一带式输送机(1)、第二带式输送机(2)、待接皮带固定装置、第一连接系统、第二连接系统和张紧装置的工作均在所述主控制器的控制下完成。

2.根据权利要求1所述的煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统，其特征在于，所述第二断接机构包括第一机械手组件(6)、第二机械手组件(7)和第三机械手组件(8)，所述第一机械手组件(6)用于抓持所述待接皮带的尾部或头部，并将其移动到靠近所述第三检测位置处；所述第二机械手组件(7)用于断开所述第二皮带接头，以及抓持断开后的第二皮带接头远离所述第二机头的一端；所述第三机械手组件(8)用于将断开后的所述第二皮带接头靠近所述第二机头的一端与待接皮带的尾部连接，以及用于将断开后的所述第二皮带接头远离所述第二机头的一端与待接皮带的头部连接。

3.根据权利要求1或2所述的煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统，其特征在于，所述第一定位机构包括第一图像采集单元和定位单元，所述第一图像采集单元用于采集固定在所述待接皮带固定装置上的待接皮带的图像数据，所述定位单元用于根据所述第一图像采集单元采集的图像数据确定所述待接皮带的头部位置。

4.根据权利要求3所述的煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统，其特征在于，所述第三定位机构包括第二图像采集单元，所述第二图像采集单元设置在所述第二机头的上方。

5.根据权利要求4所述的煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统，其特征在于，所述第一图像采集单元和第二图像采集单元均为摄像机。

6.根据权利要求5所述的煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统，其特征在于，所述张紧装置为张紧绞车。

7.根据权利要求4、5或6所述的煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统，其特征在于，所述第一抓持机构包括抓持机械手组件(4)，所述抓持机械手组件(4)包括位移装置和机械手，所述位移装置用于带动所述机械手三维运动。

8.根据权利要求7所述的煤矿巷道用带式输送机皮带延长系统，其特征在于，所述第二光电传感器为反射式光电传感器或对射式光电传感器。

9.煤矿巷道用带式输送机皮带延长方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据第一定位机构确定待接皮带的头部位置；

S2、根据第一定位机构的图像数据确定待接皮带的头部位置，控制第一抓持机构抓持所述待接皮带的头部，并将所述待接皮带的头部移动到与第一带式输送机的下表面接触的位置；

S3、控制固定机械手组件通过夹持弹簧夹将所述待接皮带的头部与所述第一带式输送机的下表面夹持在一起；

S4、控制第一驱动电机驱动第一带式输送机工作，并在所述待接皮带的尾部处于第二检测位置时控制所述第一带式输送机停止工作；

S5、控制第二驱动电机驱动第二带式输送机工作，并在第二皮带接头处于预定的第三检测位置时控制所述第二带式输送机停止工作；

S6、控制第二断接机构抓持所述待接皮带的尾部，并将其移动到靠近所述第三检测位置处；

S7、控制第二断接机构将所述第二皮带接头断开，并将断开后的所述第二皮带接头靠近第二机头的一端与待接皮带的尾部连接，以及抓持断开后的第二皮带接头的另一端；

S8、控制张紧装置工作，并在待接皮带的头部处于所述第二检测位置时，控制所述张紧装置停止工作；

S9、控制第二断接机构将所抓持的第二皮带接头的一端与待接皮带的头部连接。

10.根据权利要求9所述的煤矿巷道用带式输送机皮带延长方法，其特征在于，所述步骤S1包括：所述第一定位机构包括第一图像采集单元和定位单元，所述第一图像采集单元采集固定在所述待接皮带固定装置上的待接皮带的图像数据，所述定位单元根据所述第一图像采集单元采集的图像数据确定所述待接皮带的头部位置。