CN110803455A - 巷道内矿车取料机组及作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于井下矿车取料作业技术领域。一种巷道内矿车取料机组，包括台车、机架、上支撑架、下支撑架、输送链条、第二驱动部、第三驱动部、物料配比输送装置和控制系统，机架设置在所述台车上，在所述机架上设置有水平导轨，所述水平导轨上设置有支撑座；上支撑架设置在所述机架的第一端部；下支撑架与所述上支撑架竖向相对设置，在所述上支撑架和所述下支撑架之间设置有伸缩架；在所述输送链条上设置有取料斗；所述第二驱动部驱动所述支撑座在所述水平导轨内滑移动作。还公开了一种巷道内矿车取料作业方法。本申请结构设计合理，能够实现矿车内物料的连续取出，适用于巷道内狭小空间作业，提高生产效率，降低作业成本。

Description

巷道内矿车取料机组及作业方法

技术领域

本发明属于井下矿车取料作业技术领域，具体涉及一种巷道内矿车取料机组及作业方法。

背景技术

目前国内各个煤矿，在地下巷道壁面上喷浆所用的矿石、砂石都是用矿车运输到喷浆地点，由于巷道宽度、高度有限，要想从矿车内将物料取出，采用机械化设备完成矿车取料，往往设计好的设备体积较大型，在巷道内发挥的作用就受到环境的限制，不是效率低，就是设备因体积大而满足不了现场作业使用。几十年或上百年来，矿车取料还是停留在人工拿着铁锨或其它辅助工具（采用较原始的方式）从矿车内取出物料临时存放到巷道导轨两侧的空地面上或固定料仓内，整个取料过程劳动强度大，效率低，操作环境差（粉尘多）。有些隧道喷浆作业也类似于上述情况。

国内一些大型企业或专业厂家或研究院也曾经开发过类似矿车取料设备，如：1.将矿车整体翻转一个角度直接将物料倒出。2.采用螺旋传动将物料取出。3.采用液压开合斗抓取物料的形式将物料取出，等等。这些研发设备到了地下煤矿巷道内实际运用过程中，要么设备较大，操作不方便，要么使用效率低，维护困难等原因而放弃使用。

发明内容

本发明目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种巷道内矿车取料机组及作业方法，其结构设计合理，能够实现矿车内物料的连续取出，适用于巷道内狭小空间作业，提高生产效率，降低作业成本。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种巷道内矿车取料机组，包括：台车；机架，其设置在所述台车上，在所述机架上设置有水平导轨，所述水平导轨上设置有支撑座，所述支撑座上设置有主动链轮和驱动所述主动链轮转动的第一驱动部；上支撑架，其设置在所述机架的第一端部；下支撑架，其与所述上支撑架竖向相对设置，在所述上支撑架和所述下支撑架之间设置有伸缩架，所述上支撑架和所述下支撑架上均设置有导向链轮；输送链条，所述输送链条盘设在所述主动链轮和导向链轮上，在所述输送链条上设置有取料斗；第二驱动部，所述第二驱动部驱动所述支撑座在所述水平导轨内滑移动作； 第三驱动部，其设置在所述上支撑架与所述伸缩架之间，用于驱动所述伸缩架在伸出和缩回动作；集料斗，所述集料斗设置在所述机架的第二端部，并与所述取料斗的落料端对应；配料斗，其设置在所述台车上侧部；物料配比输送装置，其设置在所述台车上，所述物料配比输送装置包括两进料口，两所述进料口分别于所述配料斗和集料斗对应；以及控制系统。

根据本发明巷道内矿车取料机组，优选地，所述物料配比输送装置包括输料筒体、设置在所述输料筒体内的第一输料螺旋和输料驱动部，所述第一输料螺旋包括第一区段和第二区段，两所述进料口分别与所述第一区段和第二区段对应设置，所述第一区段和所述第二区段的输料量不同；或所述物料配比输送装置包括两并排设置的输料筒体、设置在两所述输料筒体内的第二输料螺旋和第三输料螺旋，两所述进料口分别设置在两所述输料筒体上。

根据本发明巷道内矿车取料机组，优选地，所述台车包括履带式底盘和台车本体，所述台车本体通过回转台支撑在所述履带式底盘上，在所述履带式底盘上设置有驾驶室；所述机架与所述台车本体之间设置有横移机构，所述横移机构驱动所述矿车取料装置在所述台车本体上横向往复动作。

根据本发明巷道内矿车取料机组，优选地，所述上支撑架为相对设置的两上支撑板，两所述上支撑板上均设置有导向链轮和/或导向板；所述下支撑架包括两相对设置的下支撑板，所述下支撑板呈弧形结构，在两所述下支撑板上均设置有导向链轮和/或导向板。

根据本发明巷道内矿车取料机组，优选地，所述伸缩架为菱形伸缩连杆机构，两所述菱形伸缩连杆机构左右对应设置；所述菱形伸缩连杆机构包括多组通过第一销轴首尾依次铰接的连杆组，所述连杆组包括呈X型布置的两连杆和设置在两所述连杆之间的第二销轴；在所述上支撑架和所述下支撑架上均设置有水平滑移槽，所述菱形伸缩连杆机构的上下端部的第一销轴滑动设置在水平滑移槽；所述第三驱动部为顶推油缸，所述顶推油缸固定设置在所述上支撑架上，所述上支撑架上设置有竖直滑移槽，在所述顶推油缸的动作端设置有与所述第二销轴对应的推板，，所述菱形伸缩连杆机构最上部的第二销轴或所述推板匹配滑动设置在所述竖直滑移槽内且所述顶推油缸对所述第二销轴持续保持顶推力。

根据本发明巷道内矿车取料机组，优选地，所述输送链条为左右对应设置的两组，所述输送链条呈直角环状，所述取料斗布设在两组所述输送链条之间；单条直角环状的所述输送链条包括上层输送链条和下层输送链条，在所述支撑座的端部设置有托链板，所述托链板撑托在对应的所述上层输送链条下部，所述上支撑架、所述下支撑架或/和机架上设置有弧形导向板。

根据本发明巷道内矿车取料机组，优选地，所述第二驱动部为多级液压油缸， 所述多级液压油缸驱动所述支撑座滑移动作，并带动所述伸缩架伸缩动作；所述支撑座上设置有行走轮，所述行走轮匹配设置在水平导轨内；两所述输送链条上设置有循环托带。

一种巷道内矿车取料作业方法，利用上述巷道内矿车取料机组进行矿车取料作业，具体包括以下步骤：

移动所述巷道内矿车取料机组至作业区域，并使得矿车行进至与所述巷道内矿车取料机组对应位置，启动设备，驱动所述第一驱动部动作，使得输送链条和取料斗循环运动；

通过控制系统驱动所述第二驱动部和第三驱动部动作，使得所述下支撑架向下动作、所述支撑座同步水平移动，实现取料斗连续取料，直至取料斗到达该工位的矿车底部；

在取料斗向下取料的同时，所述物料配比输送装置对集料斗和配料斗内的物料进行混合输送；

通过控制系统控制所述第二驱动部和第三驱动部动作，使得所述下支撑架向上动作、所述支撑座同步水平移动，完成复位后，移动至下一工位；

重复上述取料动作，继续进行取料作业，直至该矿车内物料取料完成。

根据本发明巷道内矿车取料作业方法，优选地，所述控制系统对第二驱动部和第三驱动部的操控步骤为：

设定输送链条的张紧力JF；

当所述下支撑架下行时，所述第三驱动部作为主驱动动作，所述第二驱动部对所述支撑座施加反向顶推作用力，使得所述输送链条具有稳定的张紧力JF；

当所述下支撑架上行时，所述第二驱动部作为主驱动动作，所述第三驱动部对所述下支撑架施加反向顶推作用力，使得所述输送链条具有稳定的张紧力JF。

根据本发明巷道内矿车取料作业方法，优选地，所述控制系统对第二驱动部和第三驱动部的操控步骤为:

设定输送链条的张紧力JF；

当所述下支撑架下行时，所述第二驱动部对所述支撑座施加反向顶推作用力，所述第三驱动部作为主驱动动作，并控制所述第三驱动部间断性顶推动作；

当所述下支撑架上行时，所述第三驱动部对所述下支撑架施加反向顶推作用力，所述第二驱动部作为主驱动动作，并控制所述第二驱动部间断性顶推动作。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请针对地下煤矿巷道环境的特点，实现从矿车内直接小流量连续取出物料到小型螺旋输送机内，经过配比输送和搅拌输出混合好的物料，进入配套的喷浆设备内，完成巷道喷浆前期工序的作业。

本申请能够实现半自动将矿车内的物料取出、连续输送到后续设备上料机料仓内。改变目前煤矿行业地下煤矿巷道内的矿车取料方式，从人工取料方式实现半自动的取料方式，解放了地下作业的高强度劳动，提高了作业效率，通过调整取料速度满足地下矿车取料效率，满足生产需要，为煤矿巷道矿车取料提供了良好的作业环境和取料速度保证，降低作业成本和提高作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为根据本发明实施例的巷道内矿车取料机组的结构示意图。

图2为根据本发明实施例的巷道内矿车取料机组工作状态的结构示意图之一。

图3为根据本发明实施例的巷道内矿车取料机组工作状态的结构示意图之二。

图4为根据本发明实施例的巷道内矿车取料机组工作状态的结构示意图之三。

图5为根据本发明实施例的输送链条、机架和伸缩架的装配结构示意图之一。

图6为根据本发明实施例的输送链条、机架和伸缩架的装配结构示意图之二。

图7为根据本发明实施例的输送链条、机架和伸缩架的装配结构示意图之三。

图8为根据本发明实施例的输送链条、机架和伸缩架的装配结构示意图之四。

图9为根据本发明实施例的上支撑架的装配结构示意图之一。

图10为根据本发明实施例的上支撑架的装配结构示意图之二。

图中序号：

110为履带式底盘、120为台车本体、130为驾驶室；

200为机架、201为输送链条、202为水平导轨、203为支撑座、204为第一驱动部、205为集料斗、206为主动链轮、207为第二驱动部、208为循环托带、209为托链板；

310为上支撑架、311为导向链轮、312为导向板、313为水平滑移槽、314为竖直滑移槽、315为推板、320为下支撑架、330为菱形伸缩连杆机构、331为连杆、332为第一销轴、333为第二销轴、340为取料斗、350为第三驱动部；

400为物料配比输送装置、401为输料筒体、402为输料螺旋、403为输料驱动部、404为配料斗；

500为控制系统；

600为矿车。

具体实施方式

下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本发明的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本发明的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。

应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本发明，而不是所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图1-图10，本申请公开了一种巷道内矿车取料机组，包括台车、机架200、上支撑架310、下支撑架320、输送链条201、第二驱动部207、第三驱动部350、集料斗205、物料配比输送装置400和控制系统500，机架200设置在台车上，在机架200上设置有水平导轨202，水平导轨202上设置有支撑座203，支撑座203上设置有主动链轮206和驱动主动链轮转动的第一驱动部204；上支撑架310设置在机架200的第一端部；下支撑架320与上支撑架310竖向相对设置，在上支撑架310和下支撑架320之间设置有伸缩架，上支撑架310和下支撑架320上均设置有导向链轮311；输送链条201盘设在主动链轮206和导向链轮311上，在输送链条201上设置有取料斗340；第二驱动部207驱动支撑座203在水平导轨202内滑移动作； 第三驱动部350设置在上支撑架310与伸缩架之间，用于驱动伸缩架在伸出和缩回动作；集料斗205设置在机架200的第二端部，并与取料斗340的落料端对应，由于随着伸缩架的伸长和缩短，落料位置会在水平方向上移动，因此集料斗由机架的第二端部向机架的第一端部延伸一定距离，满足落料范围的需求；配料斗设置在台车上侧部；物料配比输送装置设置在台车上，物料配比输送装置400包括两进料口，两进料口分别于配料斗404和集料斗205对应。

上述结构中，第一驱动部204为防爆电机或液压电机，其能够应用于煤矿井下作业，保障施工的安全；第二驱动部207采用多级液压油缸，多级液压油缸的两端分别与机架和支撑座链接，第三驱动部350采用顶推油缸，由于伸缩架的结构，因此顶推油缸的行程无需很大，故不需要采用多级液压油缸。

输送链条201为左右对应设置的两组，输送链条201呈直角环状，取料斗340布设在两组输送链条201之间；单条直角环状的输送链条201包括上层输送链条和下层输送链条，在支撑座203的端部设置有托链板209，托链板209撑托在对应的上层输送链条下部，上支撑架310、下支撑架、320或/和机架200上设置有导向板312，具体的导向板312设置位置和设置数量如图所示，本实施例中的弧形导向板312与下层输送链条对应设置，在下层输送链条由水平方向转向竖直方向的位置设置，即在机架200的端部设置导向板312，用于实现该位置的输送链条的变向，在上支撑架310和下支撑架320上可以通过导向板312和导向链轮311的配合实现输送链条201的的导向和支撑，如当取料时需要较大的作用力时，可以在下支撑架310上设置弧形导向板312，用于对输送链条201提供足够的向下支撑力，同时导向链轮311能够保障输送链条201的循环转动和稳定限位。

本实施例中的物料配比输送装置可以为多种形式，其形式一为：物料配比输送装置包括输料筒体401、设置在输料筒体401内的第一输料螺旋和输料驱动部，第一输料螺旋包括第一区段和第二区段，两进料口分别与第一区段和第二区段对应设置，第一区段和第二区段的输料量不同，即通过螺距的不同实现输料量的不同，进而能够在不同的区段合理控制进料量，达到按特定比例配料的目的，同时还能够进行混合料的搅拌。形式二为：物料配比输送装置包括两并排设置的输料筒体401、设置在两输料筒体401内的第二输料螺旋和第三输料螺旋，两进料口分别设置在两输料筒体401上，附图中示出了第二种形式，且在图中的第二输料螺旋和第三输料螺旋均在附图中由输料螺旋402示出；在上述结构中根据物料配合的比例的不同设置相应的输料螺旋的螺距或者输料筒体的管径等。

本实施例的台车包括履带式底盘110和台车本体120，台车本体120通过回转台支撑在履带式底盘110上，从而能够使得上部结构进行旋转，适应于取料作业，并且能够便于在巷道内行走和输送，在履带式底盘110上设置有驾驶室130；机架200与台车本体120之间设置有横移机构，横移机构驱动矿车取料装置在台车本体120上横向往复动作，其可以更便于进行工位的移动，避免整车移动，提高取料作业的灵活性和适应范围。

上支撑架310为相对设置的两上支撑板，两上支撑板上均设置有导向链轮311和/或导向板312；下支撑架320包括两相对设置的下支撑板，下支撑板呈弧形结构，在两下支撑板上均设置有导向链轮311。

伸缩架为菱形伸缩连杆机构330，两菱形伸缩连杆机构330左右对应设置；菱形伸缩连杆机构330包括多组通过第一销轴332首尾依次铰接的连杆组，连杆组包括呈X型布置的两连杆331和设置在两连杆331之间的第二销轴333；在上支撑架310和下支撑架320上均设置有水平滑移槽313，菱形伸缩连杆机构330的上下端部的第一销轴332滑动设置在水平滑移槽313，其能够保障伸缩架竖向伸缩动作，起到垂直导向作用；第三驱动部350为顶推油缸，顶推油缸固定设置在上支撑架310上，上支撑架310上设置有竖直滑移槽314，在顶推油缸的动作端设置有与第二销轴333对应的推板315，菱形伸缩连杆机构330最上部的第二销轴333或推板315匹配滑动设置在竖直滑移槽314内，且顶推油缸对第二销轴333持续保持顶推力，上述结构中的水平滑移槽313和竖直滑移槽314可以采用其他导向结构代替，如导轨、滑轨等结构。

第二驱动部207为采用多级液压油缸， 多级液压油缸驱动支撑座滑移动作，并带动伸缩架伸缩动作；为了减少支撑座在动作过程中的摩擦力，本实施例中的支撑座203底部设置有行走轮，行走轮匹配设置在水平导轨202内；两输送链条201上设置有循环托带208，其能够避免取料斗340在取料后由竖直状态运动转化为水平状态运动后物料洒落，提高输料效率。

本申请还公开了一种巷道内矿车取料作业方法，利用上述巷道内矿车取料机组进行矿车取料作业，具体包括以下步骤：

移动巷道内矿车取料机组至作业区域，并使得矿车行进至与巷道内矿车取料机组对应位置，启动设备，驱动第一驱动部动作，使得输送链条和取料斗循环运动；

通过控制系统驱动第二驱动部和第三驱动部动作，使得下支撑架向下动作、支撑座同步水平移动，实现取料斗连续取料，直至取料斗到达该工位的矿车底部；

在取料斗向下取料的同时，物料配比输送装置对集料斗和配料斗内的物料进行混合输送；

通过控制系统控制第二驱动部和第三驱动部动作，使得下支撑架向上动作、支撑座同步水平移动，完成复位后，移动至下一工位；

重复上述取料动作，继续进行取料作业，直至该矿车内物料取料完成。

由于在进行张紧力的控制过程中存在诸多的限制因素，导致控制并不能达到完美，因此本实施例给出了几种实施方式，形式一位：控制系统对第二驱动部和第三驱动部的操控步骤为：设定输送链条的张紧力JF，该张紧力JF足够大，能够充分保障输送链条的张紧；当下支撑架下行时，第三驱动部作为主驱动动作，第二驱动部对支撑座施加反向顶推作用力，使得输送链条具有稳定的张紧力JF；当下支撑架上行时，第二驱动部作为主驱动动作，第三驱动部对下支撑架施加反向顶推作用力，使得输送链条具有稳定的张紧力JF。此时能够通过高性能的输送链条和较大的张紧力JF实现整个运动过程的平稳。

形式二为：控制系统对第二驱动部和第三驱动部的操控步骤为：设定输送链条的张紧力JF，该张紧力JF并不大，但能够满足在输送过程中的稳定性；当下支撑架下行时，第二驱动部对支撑座施加反向顶推作用力，第三驱动部作为主驱动动作，并控制第三驱动部间断性顶推动作；当下支撑架上行时，第三驱动部对下支撑架施加反向顶推作用力，第二驱动部作为主驱动动作，并控制第二驱动部间断性顶推动作，由于张紧力JF并不能保障足够大，因此在运动过程中很容易发生加速度的变化，因此，本申请采用间断性的操控实现对加速度的调整，避免发生加速度持续加快的问题的发生。

其他的控制形式，通过设置各种控制元器件，可以达到自动优化的目的，但是成本过高，控制系统过于复杂，因此本申请不进行详细描述。

本申请中各部件的具体作用和结构为：

一、巷道内矿车取料机组：是本发明的主要技术内容，包含以下基本结构直角环形输送链条、取料斗、菱形连杆机构、上支撑架、下支撑架、水平导轨、集料斗、机架、多级液压油缸(水平移动)、顶推油缸（垂直移动）、.上下移动的竖直滑移槽、第一销轴、第二销轴等循环托带。机架部分或者台车本体部分能够在履带式底盘上旋转90°，在矿车取料时，通过水平面内转动90°后与下面部分锁定（只叙述不附详细简图），方便进行取料位置的调节和对位。

刚开始启动取料的状态，通过多组取料斗的循环转动，逐步将矿车内的物料连续一斗一斗地挖取出来，物料逐一向外输送传动倒出，实现小流量连续从矿车内向外取料，取料的速度和效率取决于取料斗的移动速度和取料斗的体积大小。简图四是取料斗即将取到底部的状态。

二、横移机构：横移机构是保证将整辆矿车内的物料取干净的辅助机构，因为取料斗结构和动力匹配的限制，取料斗不能做成与矿车长度一样大小，要想把整辆矿车内的物料基本取出来，需要矿车沿着长度方向移动一定位置，矿车取料设备再次向下取料一次，一般情况下2米长的矿车移动4次，完成5次向下取料后基本能够把一矿车的物料向外取出。

三、物料配比输送装置：物料配比输送装置是实现当取料斗把矿车内的物料取出后输送到喷浆机前面的上料机料斗内，为了实现矿石和水泥混合（一般混合比例为2:1）通过两组螺旋输送同时将矿石和水泥组成的混合料输送到上料机料仓内。

四、控制系统：即液压控制系统，实现从矿车内取出料到物料输送混合到出口对接到上料机的动力驱动保证，操作者通过操纵相关液压阀手柄来实现。

五、驾驶室：简易的驾驶室是为了实现操作者驾驶小车到达指定巷道作业，移动小车到达准确的矿车取料位置，调整好位置后开始作业。

六、台车：台车的液压履带式底盘是矿车取料机组的运输工具，将矿车取料整机移动到准确位置，操作者可以通过操作液压阀手柄来完成。

以下结合附图对本申请工作原理和优选的实施方式进行详细描述：

1、地下煤矿巷道内完成半自动从矿车内往外取料的方法，实现的原理描述如下：

在刚开始取料的位置，启动防爆电机或液压马达，动力旋转，通过链轮链条的传动带动直角环形输送链条（左右两条标准输送链）的转动和输送，左右两条输送链之间安装的多个取料斗跟随移动和转动，见图中旋转箭头方向和移动方向。操作液压阀，让顶推油缸的缸杆垂直向下移动，推动菱形连杆机构（两套）中间的第二销轴，沿着两侧竖直滑移槽在上下导向槽的限位下作垂直移动，这时菱形连杆机构向下移动(两套同时)，带动下支撑架向下移动，当取料斗碰到物料时开始挖取物料之后向上输送，当取到物料的取料斗向上移动经过水平的上层输送链条时，部分物料会滑落到输送链条的循环托带（其材质为丁晴橡胶、帆布等软性材料）上，当物料被输送到机架的第二端部位置后旋转到下层，这时物料在自身重力作用下下落到集料斗中，落料点A位置；同时下层输送链沿着轨迹先水平移动再向下滑动。当需要进行向下移动取料时，多级液压油缸水平方向移动回缩，并带动支撑座沿水平导轨移动，此时顶推油缸向下同步动作，从而保持菱形连杆机构始终处于张紧状态，对取料斗提供足够的向下的作用力，各取料斗逐渐向下挖取物料后向上输送，物料进入集料斗，直到多级液压油缸的缸杆全部缩回，这时菱形连杆机构向下移动到最低位置，也就是取料斗到达最低位置。以上描述了：直角环形输送链条向矿车内取料的过程，将输送链条带动空取料斗由水平方向输送转变成垂直方向输送，取料斗取完料后通过输送链条由垂直输送转变成水平输送，将物料输送到集料斗中，完成矿车取料过程。当然，如向下取料过程取料斗已经碰到矿车底部，表明此次向下已经完成取料过程。这时取出的物料下落到集料斗中的落料点B位置；这时需要反向移动，即：多级液压油缸的缸杆逐步伸出，推动支撑座沿着水平导轨反方向水平移动，输送链条带动取料斗和菱形连杆机构向上移动，顶推油缸回缩并保持足够的支撑力，直到最高位置，到此时完成了一次向下取料的过程，取料的效率取决于驱动部驱动输送链条的转速和向下移动的速度，取料量的多少还与取料斗的体积大小有关，体积增加取料量也增加，所需要的驱动功率也要增加。

一次向矿车内取料的过程，实际上是环形输送链条和取料斗实现一次输送链条的中心线沿着直角线轨迹来回移动一次循环的过程，输送链条的水平段逐渐变短、垂直段逐渐变长的过程是取料斗向矿车内的取料过程和物料输送过程；输送链条垂直段逐渐变短、水平段逐渐变长的过程是取料斗完成矿车取料后回到设备起始位置的过程、物料输送和取料斗将物料倒出排空的过程，也是下一次矿车取料开始的状态。采用这种取料方法实现了设备的紧凑设计、高度大大降低，基本上实现连续取料过程，因设备结构紧凑适合地下煤矿巷道内作业。因取料斗的宽度与整机设备的结构强度、稳定性、可靠性设备运作的灵活性有关，对于一辆2米长的矿车，其中的全部物料需要取料4次或5次才能完成整车取料，每次取料的完成需要1分钟至1.5分钟，这样需要将第一次完成取料之后移动一段距离换个位置重新取料，选择矿车移动或者矿车取料机组移动，都可以完成从整辆矿车内将物料取出，具体可根据实际需要来确定，也就是说可以通过台车的移动实现取料位置的变化，也可以通过机架在台车上位置的横向移动，实现取料位置的变化。

为了能够将矿车内的物料全部挖取，矿车取料整机可以增加一个左右移动的动作（沿着矿车宽度方向），这样虽然设备结构复杂一些，但能够实现将矿车内贴近两侧壁面的物料取出，使得遗留在矿车内的物料很少。另外，采用菱形连杆机构向下取料过程中还有一个有利于操作的特点，因为设计制作菱形连杆机构时各个转动关节都或多或少存在一些间隙，在菱形机构（4）向下伸出越长，下部的摆动量会“越大”（间隙的叠加和放大），这样当取料斗碰到矿车底部时会发出异样声音（轻微碰撞和摩擦），会提醒操作者取料到底不要继续向下取料，告知操作者可以结束取料或者换个位置取料，因此可以避免了取料斗和矿车底部作刚性相碰，不会造成硬碰硬而设备损坏，仅仅会造成略有微小的磨损，但作为易损件的取料斗要达到更换的程度，最少使用一年以上。当然，如果在下支撑架上增加限位传感器（行程开关或者专用信号传感器）+控制系统，可以做到自动判断和控制向下取料到底的限位自动控制。

2、直角环形输送链整体移动过程的涨紧和控制方法，采用的原理描述如下：

直角环形输送链整体移动过程的涨紧方法：实现支撑座的左右移动的动力是依靠多级液压油缸的缸杆的推出，带动输送链条移动移动，带动小支撑架和取料斗跟随移动，同时带动菱形连杆机构的缩回，迫使第二销轴向上移动而顶推油缸的缸杆向上缩回，缩回的同时产生一定的阻力（通过在顶推油缸的油路上设置节流阀+溢流阀，使得油路产生一定的压力），目的是让输送链在移动过程中始终处于一定的拉紧状态；反之，顶推油缸的缸杆的推出作为动力，推动第二销轴向下移动、带动菱形连杆机构的伸出，带动下支撑架和取料斗跟随移动，引起输送链向下移动，迫使支撑座的向左移动，带动多级液压油缸的缸杆的缩回，缩回的同时产生一定的阻力（通过在多级液压油缸的油路上设置节流阀+溢流阀，使得连接多级油缸的油路产生一定的压力），目的是让输送链在移动过程中始终处于一定的拉紧状态。采用这种方法，不管是矿车取料过程还是空运行回到原来开始取料状态，只要油路中保持一定的压力，阻力一直存在，使得输送链条移动过程和静止状态下均保持有一定的张紧力，实现直角环形输送链条整体移动过程的涨紧。

直角环形输送链整体移动过程中涨紧的控制方法：

说明：F1--为顶推油缸缸杆的向下推力，大小取决于油缸溢流阀的压力大小。

G1--为双点划线内的零部件的重量，大小是个变量，整个取料过程逐步变大。

T1--为多级液压油缸的推力，大小取决于油缸溢流阀的压力大小。

f--为水平段移动零部件沿导轨支撑产生的摩擦力。大小是个变量，整个取料过程逐步变小，但差值变化不大，可以认为不变值，并且整体来说值也不大（主要是滚动摩擦力）。粗略计算时此项不作为重要因素，可以不去考虑。

当 F1+G1>T1+f 时，实现向下挖取物料，并将物料向上输送。

当 T1>F1+G1+f 时，实现菱形连杆机构和取料斗向上移动，回位到等待取料状态。

输送链条张紧力JF大约为：JF≈T1-f

因f值的大小较小且比较稳定，所以主要控制T1的值的大小就可以控制链条张紧力JF。G1大小变化量最大为（预估）：12套取料斗的重量（3.5X12）+6斗物料重量（3.7X6）+4米链条重量（1.7X4）=71kg，G1最大值=71kg+菱形连杆机构重量+下支撑架的总重量，G1最小值=菱形连杆机构重量+下支撑架的总重量。所以此项因素比较重要，必须重点考虑。假如不考虑此因素，那么在矿车取料过程中，会造成向下取料速度会越来越快，即向下取料过程中有一个加速度产生，这是结构本身产生的。

要想比较顺利的完成矿车取料过程，可以采取三种方法：

第一种方法是将链条张紧力JF给定的足够大，这样产生的加速度会变小，向下取料和向上提升的速度比较容易控制，但要考虑输送链的结构强度，可以选用高强度输送链或加大输送链的型号。

第二种方法是从人工操作液压控制阀来考虑，换句话说，控制顶推油缸的推力F1，但一般情况设备安装调整后F1值也是比较恒定的，不好即时改变，一定要做到即时改变的话控制成本太高，可以采用间断的给出推力F1，即通过人工操作控制液压控制阀，间断地给顶推油缸供油，则可以快速消除向下加速度带来的影响；同样道理，向上提升输送链和取料斗时，间断地给多级液压油缸供油（T1值的断续）。

第三种方法：就是通过增加电气控制元件和编制控制程序来提供变化的F1值（整个取料过程逐步变小），只是设备控制成本较高，同样道理，可以适当考虑T1值的变化（整个提升过程逐步变小），如果智能化程度要求较高的设备上可以采用此方法。

实际运用中需要考虑以下情况：

在实现矿车取料的过程中，环形输送链条的中心线沿着直角线轨迹来回移动一次，作为完成一个循环取料过程，回到原来的等待位置状态，要想在整个取料过程顺利完成，直角环形输送链条必须具备一个比较稳定的张紧力JF，如果张紧力JF偏小链轮和链条之间传动可能会发生脱落而跳齿或滑齿或卡齿，如果张紧力JF过大会造成链条链轮传动磨损加快而降低使用寿命，而且如果张紧力JF超过链条强度限定值还会直接损坏或拉断链条。因此，要想在矿车取料整个过程中顺利、可靠的完成，针对张紧力JF的大小需要通过综合考虑各种因素而调整到合适的程度，以上层链条传动时的下垂距离H来判断，下垂距离H偏大则张紧力不够，下垂距离H偏小，则张紧力偏大，合适的下垂距离H值可以根据实验调试来确定调整的范围。如果输送链条的强度足够大，可以适当的考虑增大一些张紧力JF，即减小H值。

3、直角环形输送链条整体移动过程的导向装置，内容描述如下：

为了确保矿车取料过程输送链条运行的可靠性与稳定性，需要将输送链条运行的每一个阶段加以支撑和导向限位，形成一套组合式的限位、导向装置---水平导向装置、圆弧导向装置和垂直导向装置。

输送链下层的水平导向装置：支撑座的水平移动依靠水平导轨的支撑导向和限位保证，水平导轨的结构可以是两条、三条、四条相互平行的导轨，根据需要来选择导轨的数量；输送链条的支撑分为：下层输送链的支撑导向和链条导向板，分为左右两条相互平行在同一水平面内的导向和支撑，每条有直线段和圆弧段，直线段和圆弧段均匀圆滑过渡，保证输送链从水平段过渡到垂直段。

输送链的圆弧导向装置：输送链从下降过程到上升过程的导向和限位保证由下支撑架完成，下支撑架成圆弧形，其具体的导向结构为导向板+链轮组合（分别供左右两侧的输送链条的支撑和导向），保证取料斗在挖取物料时行走轨迹一样，保证传动稳定、取料时也稳定。

输送链上层的水平导向装置：输送链从上升到过渡到水平段的输送导向和限位通过导向链轮(左右两侧各一个链轮固定在同一支链轮轴上)完成；上层输送链的支撑导向通过设置的托链板完成（左右同一水平内相互平行的两条托链板），如果向下取料的高度偏大，那么水平段的移动距离也偏长，上层输送链中间位置下垂的距离也偏大，可以在此中间位置增加一套支撑（但需要沿着导轨跟随支撑座相应移动，在此处不作详细说明）。

输送链的垂直导向装置：矿车取料过程要保证在同一个位置垂直向下取料，需要垂直方向的导向，即通过竖直滑移槽（左右两侧位置各一套），作为垂直移动的限位和导向。向下取料时，顶推油缸的缸杆推出，推动油缸推板，两侧在竖直滑移槽中上下移动，油缸推板同时推动菱形连杆机构中两侧的第二销轴垂直向下移动，从而保证整套菱形连杆机构的下端连接固定的下支撑架作垂直向下移动。但要保证菱形连杆机构整套上下垂直移动，仅仅依靠第二销轴上下垂直导向是不够的，需要增加菱形机构本身的两端四个支点导向（两套菱形机构，共八个导向移动支点），图中一套菱形机构的上下四个支点：即四个第一销轴，。从菱形连杆机构本身来说，两侧的第二销轴垂直向下移动，则四个第一销轴向左右移动、并且同时向下移动。因此，菱形机构的中间位置的所有转动销都沿着垂直线向下移动，这样保证整个向下取料过程也是垂直向下移动的。

本文中术语“和/或”表示可以存在三种关系。例如，A和/或B可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上文已详细描述了用于实现本发明的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本发明的范围、适用或构造。本发明的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本发明的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种巷道内矿车取料机组，其特征在于，包括：

台车；

机架，其设置在所述台车上，在所述机架上设置有水平导轨，所述水平导轨上设置有支撑座，所述支撑座上设置有主动链轮和驱动所述主动链轮转动的第一驱动部；

上支撑架，其设置在所述机架的第一端部；

下支撑架，其与所述上支撑架竖向相对设置，在所述上支撑架和所述下支撑架之间设置有伸缩架，所述上支撑架和所述下支撑架上均设置有导向链轮；

输送链条，所述输送链条盘设在所述主动链轮和导向链轮上，在所述输送链条上设置有取料斗；

第二驱动部，所述第二驱动部驱动所述支撑座在所述水平导轨内滑移动作；

第三驱动部，其设置在所述上支撑架与所述伸缩架之间，用于驱动所述伸缩架在伸出和缩回动作；

集料斗，所述集料斗设置在所述机架的第二端部，并与所述取料斗的落料端对应；

配料斗，其设置在所述台车上侧部；

物料配比输送装置，其设置在所述台车上，所述物料配比输送装置包括两进料口，两所述进料口分别于所述配料斗和集料斗对应；以及

控制系统。

2.根据权利要求1所述的巷道内矿车取料机组，其特征在于，所述物料配比输送装置包括输料筒体、设置在所述输料筒体内的第一输料螺旋和输料驱动部，所述第一输料螺旋包括第一区段和第二区段，两所述进料口分别与所述第一区段和第二区段对应设置，所述第一区段和所述第二区段的输料量不同；或

所述物料配比输送装置包括两并排设置的输料筒体、设置在两所述输料筒体内的第二输料螺旋和第三输料螺旋，两所述进料口分别设置在两所述输料筒体上。

3.根据权利要求1所述的巷道内矿车取料机组，其特征在于，所述台车包括履带式底盘和台车本体，所述台车本体通过回转台支撑在所述履带式底盘上，在所述履带式底盘上设置有驾驶室；所述机架与所述台车本体之间设置有横移机构，所述横移机构驱动所述矿车取料装置在所述台车本体上横向往复动作。

4.根据权利要求1所述的巷道内矿车取料机组，其特征在于，所述上支撑架为相对设置的两上支撑板，两所述上支撑板上均设置有导向链轮；

所述下支撑架包括两相对设置的下支撑板，所述下支撑板呈弧形结构，在两所述下支撑板上均设置有导向链轮。

5.根据权利要求1所述的巷道内矿车取料机组，其特征在于，所述伸缩架为菱形伸缩连杆机构，两所述菱形伸缩连杆机构左右对应设置；

所述菱形伸缩连杆机构包括多组通过第一销轴首尾依次铰接的连杆组，所述连杆组包括呈X型布置的两连杆和设置在两所述连杆之间的第二销轴；

在所述上支撑架和所述下支撑架上均设置有水平滑移槽，所述菱形伸缩连杆机构的上下端部的第一销轴滑动设置在水平滑移槽；

所述第三驱动部为顶推油缸，所述顶推油缸固定设置在所述上支撑架上，所述上支撑架上设置有竖直滑移槽，在所述顶推油缸的动作端设置有与所述第二销轴对应的推板，所述菱形伸缩连杆机构最上部的第二销轴或所述推板匹配滑动设置在所述竖直滑移槽内，且所述顶推油缸对所述第二销轴持续保持顶推力。

6.根据权利要求1所述的巷道内矿车取料机组，其特征在于，所述输送链条为左右对应设置的两组，所述输送链条呈直角环状，所述取料斗布设在两组所述输送链条之间；单条直角环状的所述输送链条包括上层输送链条和下层输送链条，在所述支撑座的端部设置有托链板，所述托链板撑托在对应的所述上层输送链条下部，所述上支撑架、所述下支撑架或/和机架上设置有弧形导向板。

7.根据权利要求6所述的巷道内矿车取料机组，其特征在于，所述第二驱动部为多级液压油缸， 所述多级液压油缸驱动所述支撑座滑移动作，并带动所述伸缩架伸缩动作；所述支撑座上设置有行走轮，所述行走轮匹配设置在水平导轨内；两所述输送链条上设置有循环托带。

8.一种巷道内矿车取料作业方法，其特征在于，利用上述权利要求1-7任一所述的巷道内矿车取料机组进行矿车取料作业，具体包括以下步骤：

移动所述巷道内矿车取料机组至作业区域，并使得矿车行进至与所述巷道内矿车取料机组对应位置，启动设备，驱动所述第一驱动部动作，使得输送链条和取料斗循环运动；

通过控制系统驱动所述第二驱动部和第三驱动部动作，使得所述下支撑架向下动作、所述支撑座同步水平移动，实现取料斗连续取料，直至取料斗到达该工位的矿车底部；

在取料斗向下取料的同时，所述物料配比输送装置对集料斗和配料斗内的物料进行混合输送；

通过控制系统控制所述第二驱动部和第三驱动部动作，使得所述下支撑架向上动作、所述支撑座同步水平移动，完成复位后，移动至下一工位；

重复上述取料动作，继续进行取料作业，直至该矿车内物料取料完成。

9.根据权利要求8所述的巷道内矿车取料作业方法，其特征在于，所述控制系统对第二驱动部和第三驱动部的操控步骤为：

设定输送链条的张紧力JF；

当所述下支撑架下行时，所述第三驱动部作为主驱动动作，所述第二驱动部对所述支撑座施加反向顶推作用力，使得所述输送链条具有稳定的张紧力JF；

当所述下支撑架上行时，所述第二驱动部作为主驱动动作，所述第三驱动部对所述下支撑架施加反向顶推作用力，使得所述输送链条具有稳定的张紧力JF。

10.根据权利要求8所述的巷道内矿车取料作业方法，其特征在于，所述控制系统对第二驱动部和第三驱动部的操控步骤为:

设定输送链条的张紧力JF；

当所述下支撑架下行时，所述第二驱动部对所述支撑座施加反向顶推作用力，所述第三驱动部作为主驱动动作，并控制所述第三驱动部间断性顶推动作；

当所述下支撑架上行时，所述第三驱动部对所述下支撑架施加反向顶推作用力，所述第二驱动部作为主驱动动作，并控制所述第二驱动部间断性顶推动作。

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