CN110039408B - 一种煤矿巷道内壁自动修磨装置及使用方法 - Google Patents

一种煤矿巷道内壁自动修磨装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

一种煤矿巷道内壁自动修磨装置，包括底板，所述底板内部中心设有控制芯片，所述底板内部前半部份和后半部份分别设有差速电机，所述差速电机左右两端安装有主轴一，本发明有益的效果是：本发明，结构简单，操作简便，无需人工操作，能够全自动的对煤矿巷道进行自适应的贴合修磨，防止了小颗粒煤渣的存在对后续的混凝土喷射造成的不便，极大的提高了生产效率，也避免的传统的手工修磨产生大量的粉尘对工人的身体健康造成危害。

Description

一种煤矿巷道内壁自动修磨装置及使用方法
技术领域
本发明涉及煤矿巷道混凝土浇筑技术领域，尤其涉及一种煤矿巷道内壁自动修磨装置及使用方法。
背景技术
目前，在煤矿井下的开采作业中或者对有自燃倾向煤层的治理中，需要用混凝土将煤矿巷道的顶部内壁进行封闭处理，一般分为分干式喷射机和湿式喷射机两类，前者由气力输送干拌合料，在喷嘴处与压力水混合后喷出；后者由气力或混凝土泵输送混凝土混合物经喷嘴喷出，但是目前存在的问题是，由于煤矿巷道顶部内壁存在着大量会不时掉落的小颗粒煤渣碎屑，在混凝土喷射到煤矿巷道内壁后，小颗粒煤渣在煤巷掘进的过程中受到震动便会掉落，因此便会产生很多的凹陷点，这些凹陷点便使得煤巷巷道内壁不能进行封闭处理，进而导致煤矿有自燃的危险，目前的解决方法是在喷射混泥土前人工将需要喷射面的煤矿巷道进行手工修磨，去除小颗粒煤渣，使得混凝土能够与煤矿巷道顶部内壁紧密接触，但是这种做法对人力消耗巨大，且效率低下，进而影响了喷射机的工作效率，所以需要一种能够对煤矿巷道内壁进行自动修磨的装置。
发明内容
本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种煤矿巷道内壁自动修磨装置，能够对煤矿巷道内壁进行全自动修磨，将小颗粒煤渣从煤矿巷道内壁上剥离，能够利用红外测距仪自动判断装置与煤矿巷道内壁之间的距离，以便于修磨煤矿巷道内壁凹凸不平的面。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种煤矿巷道内壁自动修磨装置，包括底板，所述底板内部中心设有控制芯片，所述底板内部前半部分和后半部分分别设有差速电机，所述差速电机左右两端安装有主轴一，所述主轴一远离差速电机一端分别穿过底板左右两端到达底板左右两方，所述主轴一远离差速电机一端外侧分别固定安装有齿轮一，所述齿轮一外侧啮合有履带，所述底板顶部前端和后端分别固定安装有配重板一和配重板二，所述配重板一前方设有主轴二，所述主轴二后端依次穿过配重板一和配重板二后到达底板后方，所述主轴二外侧与配重板一和配重板二之间活动连接，所述主轴二位于配重板一和配重板二之间外侧固定连接有齿轮二，所述齿轮二左右两端分别啮合有小于齿轮二的齿轮三和齿轮四，所述齿轮三和齿轮四中心分别固定安装有主轴三和主轴四，所述主轴三和主轴四后端分别安装有与底板顶部固定连接的正转电机和反转电机，所述正转电机和反转电机位于配重板一和配重板二之间，所述主轴二前端固定安装有盒体，所述盒体内壁底部左半部分和右半部分分别固定安装有双头电机，所述双头电机内部分别滑动连接有螺杆，所述螺杆底部依次穿过双头电机底部和盒体底部后到达盒体下方，所述螺杆顶部依次穿过双头电机顶部和盒体顶部后到达盒体上方，所述螺杆外侧与盒体顶部和盒体底部之间滑动连接，所述螺杆顶部固定安装有支撑板，所述支撑板顶部中心固定安装有电机一，所述电机一顶部固定安装有主轴五，所述主轴五顶部密封连接有半圆块，所述半圆块外侧设有打磨层，所述支撑板顶部左半部分和右半部分分别固定安装有位于电机一左右两方的红外测距仪一和红外测距仪二，综上所述，上述设施中齿轮二远大于齿轮三和齿轮四的原因是，利用较小的齿轮带动较大的齿轮能够获得较大的扭矩(在功率一定的情况下，扭矩与转速成反比)，从而更好的带动主轴二旋转。
一种煤矿巷道内壁自动修磨装置的使用方法，其步骤如下：
一、放置：将装置放置在煤矿巷道入口处，启动设备；
二、回初始位置：当装置启动时，控制芯片控制反转电机运行，反转电机运行带动主轴四逆时针旋转，主轴四逆时针旋转带动齿轮四逆时针旋转，齿轮四逆时针旋转带动齿轮二顺时针旋转，齿轮二顺时针旋转带动主轴二顺时针旋转，主轴二顺时针旋转带动主轴五顺时针旋转90°后使得半圆块靠近煤矿巷道左端内壁；
三、测距：控制芯片控制红外测距仪二开启，测量煤矿巷道内壁距离半圆块顶部的距离，将测出的距离数值实时反馈给控制芯片；
四、贴合：控制芯片根据红外测距仪二反馈的数值控制双头电机正转，双头电机正转带动螺杆滑动，螺杆滑动带动半圆块和红外测距仪二朝煤矿巷道内壁靠近，直至打磨层与巷道内壁贴合；
五、正向修磨：控制芯片关闭红外测距仪二，启动红外测距仪一和电机一运行，电机一运行带动主轴五旋转，主轴五旋转带动打磨层旋转，随后正转电机运行，正转电机运行带动主轴三顺时针旋转，主轴三顺时针旋转带动齿轮三顺时针旋转，齿轮三顺时针旋转带动齿轮二逆时针旋转，齿轮二逆时针旋转带动主轴二逆时针旋转，主轴二逆时针旋转带动主轴五逆时针旋转一周，主轴五逆时针旋转一周时，打磨层与巷道内壁贴合对巷道内壁进行修磨，由于主轴五逆时针旋转红外测距仪一能够对将要打磨的巷道内壁进行测量距离，并实时反馈给控制芯片，控制芯片根据红外测距仪一反馈的数值对螺杆进行上升或下降，使得打磨层在遇到凸起或凹陷时始终能够贴合煤矿巷道内壁；
六、反向修磨：控制芯片控制红外测距仪一关闭，红外测距仪二和反转电机启动运行，反转电机运行带动主轴四逆时针旋转，主轴四逆时针旋转带动齿轮四逆时针旋转，齿轮四逆时针旋转带动齿轮二顺时针旋转，齿轮二顺时针旋转带动主轴二顺时针旋转，主轴二顺时针旋转带动主轴五顺时针旋转一周，主轴五顺时针旋转一周时，打磨层与巷道内壁贴合对巷道内壁进行反向修磨；
七、前进：当步骤五和步骤六对巷道进行两次打磨后，控制芯片控制螺杆滑动使得打磨层远离煤矿巷道内壁，随后控制芯片控制差速电机运行，差速电机运行带动主轴一转动，主轴一转动带动齿轮一转动，齿轮一转动带动履带前进一小段距离后差速电机停止运行，随后重复步骤二到步骤六。
本发明有益的效果是：本发明，结构简单，操作简便，无需人工操作，能够全自动的对煤矿巷道进行自适应的贴合修磨，防止了小颗粒煤渣的存在对后续的混凝土喷射造成的不便，极大的提高了生产效率，也避免的传统的手工修磨产生大量的粉尘对工人的身体健康造成危害。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A向剖视图；
图3为图1的B向剖视图；
图4为图1的C向剖视图；
图5为图2的D向剖视图。
附图标记说明：底板1、螺杆2、双头电机3、盒体4、支撑板5、电机一6、红外测距仪一7、主轴五8、主轴二9、配重板一10、配重板二11、控制芯片12、差速电机13、半圆块14、打磨层15、齿轮三16、主轴三17、齿轮二18、主轴一19、主轴四20、齿轮四21、正转电机22、反转电机23、齿轮一24、履带25、红外测距仪二26。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参照附图1、2、3、4、5：本实施例中这种煤矿巷道内壁自动修磨装置，包括底板1，所述底板1内部中心设有控制芯片12，所述底板1内部前半部分和后半部分分别设有差速电机13，所述差速电机13左右两端安装有主轴一19，所述主轴一19远离差速电机13一端分别穿过底板1左右两端到达底板1左右两方，所述主轴一19远离差速电机13一端外侧分别固定安装有齿轮一24，所述齿轮一24外侧啮合有履带25，所述底板1顶部前端和后端分别固定安装有配重板一10和配重板二11，所述配重板一10前方设有主轴二9，所述主轴二9后端依次穿过配重板一10和配重板二11后到达底板1后方，所述主轴二9外侧与配重板一10和配重板二11之间活动连接，所述主轴二9位于配重板一10和配重板二11之间外侧固定连接有齿轮二18，所述齿轮二18左右两端分别啮合有小于齿轮二18的齿轮三16和齿轮四21，所述齿轮三16和齿轮四21中心分别固定安装有主轴三17和主轴四20，所述主轴三17和主轴四20后端分别安装有与底板1顶部固定连接的正转电机22和反转电机23，所述正转电机22和反转电机23位于配重板一10和配重板二11之间，所述主轴二9前端固定安装有盒体4，所述盒体4内壁底部左半部分和右半部分分别固定安装有双头电机3，所述双头电机3内部分别滑动连接有螺杆2，所述螺杆2底部依次穿过双头电机3底部和盒体4底部后到达盒体4下方，所述螺杆2顶部依次穿过双头电机3顶部和盒体4顶部后到达盒体4上方，所述螺杆2外侧与盒体4顶部和盒体4底部之间滑动连接，所述螺杆2顶部固定安装有支撑板5，所述支撑板5顶部中心固定安装有电机一6，所述电机一6顶部固定安装有主轴五8，所述主轴五8顶部密封连接有半圆块14，所述半圆块14外侧设有打磨层15，所述支撑板5顶部左半部分和右半部分分别固定安装有位于电机一6左右两方的红外测距仪一7和红外测距仪二26。
参照附图1、2、3、4、5：一种煤矿巷道内壁自动修磨装置的使用方法，其步骤如下：
一、放置：将装置放置在煤矿巷道入口处，启动设备；
二、回初始位置：当装置启动时，控制芯片12控制反转电机23运行，反转电机23运行带动主轴四20逆时针旋转，主轴四20逆时针旋转带动齿轮四21逆时针旋转，齿轮四21逆时针旋转带动齿轮二18顺时针旋转，齿轮二18顺时针旋转带动主轴二9顺时针旋转，主轴二9顺时针旋转带动主轴五8顺时针旋转90°后使得半圆块14靠近煤矿巷道左端内壁；
三、测距：控制芯片12控制红外测距仪二26开启，测量煤矿巷道内壁距离半圆块14顶部的距离，将测出的距离数值实时反馈给控制芯片12；
四、贴合：控制芯片12根据红外测距仪二26反馈的数值控制双头电机3正转，双头电机3正转带动螺杆2滑动，螺杆2滑动带动半圆块14和红外测距仪二26朝煤矿巷道内壁靠近，直至打磨层15与巷道内壁贴合；
五、正向修磨：控制芯片12关闭红外测距仪二26，启动红外测距仪一7和电机一6运行，电机一6运行带动主轴五8旋转，主轴五8旋转带动打磨层15旋转，随后正转电机22运行，正转电机22运行带动主轴三17顺时针旋转，主轴三17顺时针旋转带动齿轮三16顺时针旋转，齿轮三16顺时针旋转带动齿轮二18逆时针旋转，齿轮二18逆时针旋转带动主轴二9逆时针旋转，主轴二9逆时针旋转带动主轴五8逆时针旋转一周，主轴五8逆时针旋转一周时，打磨层15与巷道内壁贴合对巷道内壁进行修磨，由于主轴五8逆时针旋转红外测距仪一7能够对将要打磨的巷道内壁进行测量距离，并实时反馈给控制芯片12，控制芯片12根据红外测距仪一7反馈的数值对螺杆2进行上升或下降，使得打磨层15在遇到凸起或凹陷时始终能够贴合煤矿巷道内壁；
六、反向修磨：控制芯片12控制红外测距仪一7关闭，红外测距仪二26和反转电机23启动运行，反转电机23运行带动主轴四20逆时针旋转，主轴四20逆时针旋转带动齿轮四21逆时针旋转，齿轮四21逆时针旋转带动齿轮二18顺时针旋转，齿轮二18顺时针旋转带动主轴二9顺时针旋转，主轴二9顺时针旋转带动主轴五8顺时针旋转一周，主轴五8顺时针旋转一周时，打磨层15与巷道内壁贴合对巷道内壁进行反向修磨；
七、前进：当步骤五和步骤六对巷道进行两次打磨后，控制芯片12控制螺杆2滑动使得打磨层15远离煤矿巷道内壁，随后控制芯片12控制差速电机13运行，差速电机13运行带动主轴一19转动，主轴一19转动带动齿轮一24转动，齿轮一24转动带动履带25前进一小段距离后差速电机13停止运行，随后重复步骤二到步骤六。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (2)

1.一种煤矿巷道内壁自动修磨装置，包括底板(1)，其特征是：所述底板(1)内部中心设有控制芯片(12)，所述底板(1)内部前半部分和后半部分分别设有差速电机(13)，所述差速电机(13)左右两端安装有主轴一(19)，所述主轴一(19)远离差速电机(13)一端分别穿过底板(1)左右两端到达底板(1)左右两方，所述主轴一(19)远离差速电机(13)一端外侧分别固定安装有齿轮一(24)，所述齿轮一(24)外侧啮合有履带(25)，所述底板(1)顶部前端和后端分别固定安装有配重板一(10)和配重板二(11)，所述配重板一(10)前方设有主轴二(9)，所述主轴二(9)后端依次穿过配重板一(10)和配重板二(11)后到达底板(1)后方，所述主轴二(9)外侧与配重板一(10)和配重板二(11)之间活动连接，所述主轴二(9)位于配重板一(10)和配重板二(11)之间外侧固定连接有齿轮二(18)，所述齿轮二(18)左右两端分别啮合有小于齿轮二(18)的齿轮三(16)和齿轮四(21)，所述齿轮三(16)和齿轮四(21)中心分别固定安装有主轴三(17)和主轴四(20)，所述主轴三(17)和主轴四(20)后端分别安装有与底板(1)顶部固定连接的正转电机(22)和反转电机(23)，所述正转电机(22)和反转电机(23)位于配重板一(10)和配重板二(11)之间，所述主轴二(9)前端固定安装有盒体(4)，所述盒体(4)内壁底部左半部分和右半部分分别固定安装有双头电机(3)，所述双头电机(3)内部分别滑动连接有螺杆(2)，所述螺杆(2)底部依次穿过双头电机(3)底部和盒体(4)底部后到达盒体(4)下方，所述螺杆(2)顶部依次穿过双头电机(3)顶部和盒体(4)顶部后到达盒体(4)上方，所述螺杆(2)外侧与盒体(4)顶部和盒体(4)底部之间滑动连接，所述螺杆(2)顶部固定安装有支撑板(5)，所述支撑板(5)顶部中心固定安装有电机一(6)，所述电机一(6)顶部固定安装有主轴五(8)，所述主轴五(8)顶部密封连接有半圆块(14)，所述半圆块(14)外侧设有打磨层(15)，所述支撑板(5)顶部左半部分和右半部分分别固定安装有位于电机一(6)左右两方的红外测距仪一(7)和红外测距仪二(26)。
2.一种煤矿巷道内壁自动修磨装置的使用方法，其步骤如下：
一、放置：将装置放置在煤矿巷道入口处，启动设备；
二、回初始位置：当装置启动时，控制芯片(12)控制反转电机(23)运行，反转电机(23)运行带动主轴四(20)逆时针旋转，主轴四(20)逆时针旋转带动齿轮四(21)逆时针旋转，齿轮四(21)逆时针旋转带动齿轮二(18)顺时针旋转，齿轮二(18)顺时针旋转带动主轴二(9)顺时针旋转，主轴二(9)顺时针旋转带动主轴五(8)顺时针旋转90°后使得半圆块(14)靠近煤矿巷道左端内壁；
三、测距：控制芯片(12)控制红外测距仪二(26)开启，测量煤矿巷道内壁距离半圆块(14)顶部的距离，将测出的距离数值实时反馈给控制芯片(12)；
四、贴合：控制芯片(12)根据红外测距仪二(26)反馈的数值控制双头电机(3)正转，双头电机(3)正转带动螺杆(2)滑动，螺杆(2)滑动带动半圆块(14)和红外测距仪二(26)朝煤矿巷道内壁靠近，直至打磨层(15)与巷道内壁贴合；
五、正向修磨：控制芯片(12)关闭红外测距仪二(26)，启动红外测距仪一(7)和电机一(6)运行，电机一(6)运行带动主轴五(8)旋转，主轴五(8)旋转带动打磨层(15)旋转，随后正转电机(22)运行，正转电机(22)运行带动主轴三(17)顺时针旋转，主轴三(17)顺时针旋转带动齿轮三(16)顺时针旋转，齿轮三(16)顺时针旋转带动齿轮二(18)逆时针旋转，齿轮二(18)逆时针旋转带动主轴二(9)逆时针旋转，主轴二(9)逆时针旋转带动主轴五(8)逆时针旋转一周，主轴五(8)逆时针旋转一周时，打磨层(15)与巷道内壁贴合对巷道内壁进行修磨，由于主轴五(8)逆时针旋转红外测距仪一(7)能够对将要打磨的巷道内壁进行测量距离，并实时反馈给控制芯片(12)，控制芯片(12)根据红外测距仪一(7)反馈的数值对螺杆(2)进行上升或下降，使得打磨层(15)在遇到凸起或凹陷时始终能够贴合煤矿巷道内壁；
六、反向修磨：控制芯片(12)控制红外测距仪一(7)关闭，红外测距仪二(26)和反转电机(23)启动运行，反转电机(23)运行带动主轴四(20)逆时针旋转，主轴四(20)逆时针旋转带动齿轮四(21)逆时针旋转，齿轮四(21)逆时针旋转带动齿轮二(18)顺时针旋转，齿轮二(18)顺时针旋转带动主轴二(9)顺时针旋转，主轴二(9)顺时针旋转带动主轴五(8)顺时针旋转一周，主轴五(8)顺时针旋转一周时，打磨层(15)与巷道内壁贴合对巷道内壁进行反向修磨；
七、前进：当步骤五和步骤六对巷道进行两次打磨后，控制芯片(12)控制螺杆(2)滑动使得打磨层(15)远离煤矿巷道内壁，随后控制芯片(12)控制差速电机(13)运行，差速电机(13)运行带动主轴一(19)转动，主轴一(19)转动带动齿轮一(24)转动，齿轮一(24)转动带动履带(25)前进一小段距离后差速电机(13)停止运行，随后重复步骤二到步骤六。
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