CN111733905A - 一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，包括车架，所述车架的上安装有驾驶室组件、动力箱组件和行走机构，所述行走机构为履带式行走机构，所述车架上固定安装有底座固定架，所述底座固定架的一端安装有旋转底座，所述旋转底座与底座固定架之间设置底座旋转油缸，所述旋转底座上安装工作机构，所述底座固定架靠近旋转底座的一端安装有支撑腿机构，所述工作机构包括依次通过销轴铰接的大臂、中臂、小臂和工作装置。本发明采用防爆柴油发动机为液压系统提供动力，工作机构为三节臂设计，整机结构紧凑，操控灵活，稳定性好，适用于矿井爆炸环境，具有节约能源、噪声小、效率高等特点，实现多功能、多工况环境下作业。

Description

一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机
技术领域
本发明属于巷道修复工程设备技术领域，具体涉及一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机。
背景技术
近年来，随着煤炭开采逐渐实现机械化，煤炭开采强度和深度也不断增加，巷道卧底、扩帮、维修清理、挖掘水沟等采掘辅助工程量也日益增加，日常维护量越来越大。
目前，处理的方式有两种：一是主要依靠人工使用风镐等小型破碎工具进行处理，受岩石硬度、顶板围岩破碎程度的限制，人力作业劳动强度大，效率低，工作环境恶劣，安全性低；二是采用挖掘装载机或巷道修复机进行机械化作业，降低工人劳动强，增大了作业面积，存在较大的安全隐患。现有的巷道修复机多采用防爆电机为动力源，受电缆长度的限制，对长距离巷道适应性不足，不能满足日益增长的巷道修复需求和安全需求。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，以解决上述的问题。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，包括车架，所述车架的上安装有驾驶室组件、动力箱组件和行走机构，所述行走机构为履带式行走机构，所述车架上固定安装有底座固定架，所述底座固定架的一端安装有旋转底座，所述旋转底座与底座固定架之间设置底座旋转油缸，所述旋转底座上安装工作机构，所述底座固定架靠近旋转底座的一端安装有支撑腿机构。
作为发明的进一步改进，所述工作机构包括依次通过销轴铰接的大臂、中臂、小臂和工作装置，所述大臂的下端与旋转底座销轴铰接，所述小臂和工作装置之间设置有销轴铰接的千秋架和连杆，所述千秋架与小臂之间安装有控制油缸，所述控制油缸的活塞端与千秋架和连杆销轴铰接。
作为发明的进一步改进，所述中臂前端与小臂之间设有小臂油缸，所述中臂内设有中臂旋转油缸，所述大臂下端与中臂后端之间设有中臂油缸，所述旋转底座与大臂上端之间设有大臂油缸，所述车架上安装有液压油箱，所述大臂油缸、中臂油缸、小臂油缸、控制油缸、中臂旋转油缸及底座旋转油缸通过液压管路与主阀组以及液压油箱相连。
作为发明的进一步改进，所述工作装置为工作装置、破碎锤、铣挖机、液压剪、锚杆钻机、机械手或切割锯中的任意一种，所述工作装置通过快换装置安装在小臂的末端。
作为发明的进一步改进，所述动力箱组件包括防爆发动机、涡轮增压装置、进排气管路、散热器组和液压控制装置，所述动力箱组件上安装有覆盖件；
所述防爆发动机纵向布置在动力箱组件的中部，所述防爆发动机的前部与涡轮增压装置及液压主泵连接，所述防爆发动机的后端安装有散热风扇，所述散热风扇的后部设置有散热器组，所述散热器组包括空气散热器、液压油散热器和发动机散热器，所述散热器组的左侧设置有水洗箱和补水箱，所述防爆发动机的右侧前部设置有液压油箱。
作为发明的进一步改进，所述涡轮增压装置有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，所述第一入口与防爆发动机的出气口连通，所述第二入口上依次安装有空气进气管和空气滤清器；
所述第一出口上安装有加压连接管，所述加压连接管上连接有散热器组，所述散热器组的出口上连接有空气出气管，所述空气出气管上连接有进气阻火栅栏，所述进气阻火栅栏的出气口通过管路与防爆发动机的进气口相连，所述第二出口上依次安装有波纹管和排气管，所述排气管上连接有水洗箱，所述水洗箱的上方设有补水箱，所述补水箱通过管路与水洗箱连通。
作为发明的进一步改进，所述液压控制装置包括液压主泵，所述液压主泵与液压油箱连接，所述车架上设置有储气罐，所述储气罐内储存有压缩空气，所述压缩空气为启动防爆发动机提供空气动力。
作为发明的进一步改进，所述驾驶室组件包括驾驶座椅，所述驾驶座椅的前侧设有行走操作手柄和控制仪表台，所述驾驶座椅的两侧设置有控制手柄，所述驾驶室组件的右侧前部设置有柴油油箱，所述驾驶座椅的下方设有隔爆电瓶。
作为发明的进一步改进，所述履带式行走机构包括行走架、驱动轮、导向轮、涨紧机构、支重轮组、托链轮和履带。
作为发明的进一步改进，所述支撑腿机构包括支腿固定箱、支腿、支腿油缸、支腿底座和液压锁；
所述支腿固定箱焊接在旋转底座固定板上，所述支腿的两端分别与支腿固定箱和支腿底座销轴铰接，所述支腿油缸的两端分别与支腿固定箱和支腿底座销轴铰接，所述液压锁设置在支腿油缸的缸体端部。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明采用防爆发动机作为动力源，不受电源线缆的限制，能够实现长距离的自主行走；同时采用涡轮增压装置、排气过滤系统以及液压控制装置，具有涡轮增压以及水循环降温过滤的功能，适用于多种工况下的井下作业环境，可靠性高。
2、本发明巷道修复机的工作臂可实现左右摆动以及360°的旋转，小臂末端的工作机构可以快速更换不同的功能部件，实现挖掘、破碎、铣挖、剪切等不同工作，完成多种巷道整修作业，操作方便，结构安全可靠，适应范围更广，大大提高了工作效率。
3、本发明中的履带式行走结构，接地比压小，爬坡能力强，更具有稳定性、可靠性，适应井下巷道坑洼、泥泞等复杂路况；支腿装置在工作时放下，增加车辆整体的稳定性，保证了安全；整机结构紧凑、稳定性好、机动灵活。
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，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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他的附图。
图1为本发明一实施例中一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机的立体图；
图2为本发明一实施例中一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机的主视图；
图3为本发明一实施例中一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机的左视图；
图4为本发明一实施例中一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机的俯视图；
图5为本发明一实施例中一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机的仰视图；
图6为本发明一实施例中一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机的防爆动力系统立体图。
图中：1、车架；2、工作机构；3、驾驶室组件；4、动力箱组件；5、履带式行走机构；6、支撑腿机构；11、工作装置；12、千秋架；13、连杆；14、控制油缸；15、小臂；16、小臂油缸；17、中臂旋转油缸；18、中臂；19、中臂油缸；20、大臂；21、大臂油缸；22、旋转底座；23、底座旋转油缸；24、底座固定架；31、支腿固定箱；32、支腿油缸；33、支腿；34、支腿底座；35、液压锁；41、防爆发动机；42、空气滤清器；43、空气进气管；44、加压连接管；45、散热器组；46、空气出气管；47、进气阻火栅栏；48、波纹管；49、排气管；50、水洗箱；51、补水箱；52、散热风扇；53、液压油箱；54、柴油油箱；55、液压主泵；56、隔爆电瓶；57、储气罐。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明一实施例公开的一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，参图1结合图2所示，包括车架1，车架1的上平台设置驾驶室组件3、动力箱组件4，车架1的底盘前部设置旋转底座22，旋转底座22上安装工作机构2，车架1的底盘两侧设有履带式行走机构5，整机前部设置支撑腿机构6。
参图1结合图2所示，工作机构2安装在旋转底座22上，旋转底座22安装在车架1底盘前部的底座固定架24上，旋转底座22与底座固定架24之间设置底座旋转油缸23，旋转底座22前端与大臂20下端销轴铰接，大臂20上端与中臂18的一端销轴铰接，中臂18内设有中臂旋转油缸17，中臂18的另一端与小臂15上端销轴铰接，小臂15下端分别与工作装置11及连杆13的一端销轴铰接，连杆13的另一端同时与千秋架12一端及控制油缸14的活塞端销轴铰接，千秋架12的另一端与工作装置11相连。
参图1～图4所示，旋转底座22与大臂20上端之间设有大臂油缸21，大臂20下端与中臂18后端之间设有中臂油缸19，中臂18前端与小臂15之间设有小臂油缸16，千秋架12与小臂15上端之间设有控制油缸14；大臂油缸21、中臂油缸19、小臂油缸16、控制油缸14、中臂旋转油缸17及底座旋转油缸23通过液压管路与主阀组以及液压油箱53相连。通过大臂油缸21、中臂油缸19和小臂油缸16分别来控制大臂20、中臂18以及小臂15的伸缩，中臂旋转油缸17控制中臂18前部的360°旋转，控制油缸14控制小臂15末端工作装置11的作业。小臂15末端的工作装置11可以为挖斗、破碎锤、铣挖机、液压剪、锚杆钻机、机械手或切割锯的任意一种，本实施例中为挖斗，工作装置11通过快换装置安装到小臂15的末端。
参图4结合图6所示，动力箱组件4包括防爆发动机41、涡轮增压装置、进排气管路、散热器组45以及液压控制装置，动力箱组件4上均有覆盖件继续封闭覆盖。
参图4结合图6所示，防爆发动机41纵向布置在动力箱组件4的中部，防爆发动机41的前部连接涡轮增压装置及液压主泵55，后部安装散热风扇52，散热风扇52的后部设置散热器组45，散热器组45包括空气散热器、液压油散热器和发动机散热器，散热器组45的左侧设置水洗箱50与补水箱51，防爆发动机41的右侧前部设置液压油箱53。
参图4结合图6所示，涡轮增压装置有两个入口与两个出口，分别为第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，其中第一入口与防爆发动机41的出气口相连，第二入口通过空气进气管43与空气滤清器42相连；涡轮增压装置的第一出口与上方的加压连接管44相连，加压连接管44与散热器组45的入口相连，散热器组45的出口与空气出气管46的一端相连，空气出气管46的另一端连接进气阻火栅栏47的进气口，进气阻火栅栏47的出气口通过管路与防爆发动机41的进气口相连。防爆发动机41排出废气的惯性冲力推动涡轮增压装置内的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，压送由空气滤清器42过滤后经空气进气管43送来的空气，增压后的空气经过加压连接管44、散热器组45、空气出气管46、进气阻火栅栏47送入到防爆发动机41的进气口。
涡轮增压装置的第二出口通过波纹管48与排气管49相连，排气管49另一端与水洗箱50相连，防爆发动机41的尾气排放经波纹管48、排气管49进入水洗箱50，水洗箱50将排气中的颗粒物滞留在水中，达到降温清洁的作用，水洗箱50上方的出气栅栏具有再次过滤的作用，防止火星压入空气中。
参图6所示，水洗箱50上方设有补水箱51，补水箱51通过管路与水洗箱50相连。补水箱51利用液体自重在水洗箱50水分不足的情况下进行补给，同时为排气管49提供循环水降温，防止表面过热。
参图1～图6所示，液压控制装置包括液压主泵55，防爆发动机41的输出轴通过连接盘及联轴器与液压主泵55相连，液压主泵55连接液压油箱53，液压油箱53通过液压管路与履带式行走机构5、旋转底座22、支撑腿机构6以及工作机构2相连。防爆发动机41通过连接盘及联轴器带动液压主泵55，把热能转化为液压能，为各装置提供动力；
防爆柴油机发动机41采用气启动方式，储气罐57设在车架1底盘的中部，储气罐57储存压缩空气，通过管路为气启动马达提供空气动力，启动防爆发动机41。
驾驶室组件3布置在车架平台的前部，包括驾驶座椅及驾驶室内的操作组件和控制仪表台，驾驶室组件3的右侧前部设置柴油油箱54，驾驶座椅下方设有隔爆电瓶56。各操作组件通过液压管路与动力箱内的阀组联系，阀组与液压控制装置相连，用于控制工作机构的各项动作。
参图1～图5所示，履带式行走机构5为履带式结构，布置在车架的下部底盘两侧，包括行走架、驱动轮、导向轮、涨紧机构、支重轮组、托链轮和履带，履带采用液压马达作动力，通过减速机驱动使车辆行驶。涨紧机构包括引导梁、涨紧弹簧及涨紧油缸。涨紧机构主要用于保持履带有一定的涨紧度，在工作过程中起缓冲作用。
参图1～图5所示，支撑腿机构6设在底座固定架24的前端。包括支腿固定箱31、支腿33、支腿油缸32、支腿底座34和液压锁35；支腿固定箱31焊接在旋转底座固定板的前端，支腿33两端分别与支腿固定箱31、支腿底座34通过销轴铰接，支腿油缸32的两端分别与支腿固定箱31、支腿底座34通过销轴铰接，液压锁35设置在支腿油缸32的缸体端部。修复机工作时，打开支撑腿机构6，用以增加车身的稳定性。
作为一种优选的实施例，本多功能巷道修复机的动力系统采用150kW的大功率防爆发动机41，发动机通过连接盘及联轴器带动液压主泵55，再通过液压控制装置为履带式行走机构5、工作机构2、支撑腿机构6提供动力，通过操作组件控制履带式行走机构5前进和后退，通过操作组件控制工作机构2的左右摆动及工作臂的360°旋转进行全方位施工作业，通过操作组件控制支撑腿机构6的稳车动作。
综上，本发明一实施例中采用防爆柴油发动机为液压系统提供动力，工作机构为三节臂设计，整机结构紧凑，操控灵活，稳定性好，适用于矿井爆炸环境，具有节约能源、噪声小、效率高等特点，实现多功能、多工况环境下作业。
由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用防爆发动机作为动力源，不受电源线缆的限制，能够实现长距离的自主行走；同时采用涡轮增压装置、排气过滤系统以及液压控制装置，具有涡轮增压以及水循环降温过滤的功能，适用于多种工况下的井下作业环境，可靠性高。
2、本发明巷道修复机的工作臂可实现左右摆动以及360°的旋转，小臂末端的工作机构可以快速更换不同的功能部件，实现挖掘、破碎、铣挖、剪切等不同工作，完成多种巷道整修作业，操作方便，结构安全可靠，适应范围更广，大大提高了工作效率。
3、本发明中的履带式行走结构，接地比压小，爬坡能力强，更具有稳定性、可靠性，适应井下巷道坑洼、泥泞等复杂路况；支腿装置在工作时放下，增加车辆整体的稳定性，保证了安全；整机结构紧凑、稳定性好、机动灵活。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，包括车架(1)，所述车架(1)的上安装有驾驶室组件(3)、动力箱组件(4)和行走机构，其特征在于，所述行走机构为履带式行走机构(5)，所述车架(1)上固定安装有底座固定架(24)，所述底座固定架(24)的一端安装有旋转底座(22)，所述旋转底座(22)与底座固定架(24)之间设置底座旋转油缸(23)，所述旋转底座(22)上安装工作机构(2)，所述底座固定架(24)靠近旋转底座(22)的一端安装有支撑腿机构(6)。
2.根据权利要求1所述的一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，其特征在于，所述工作机构(2)包括依次通过销轴铰接的大臂(20)、中臂(18)、小臂(15)和工作装置(11)，所述大臂(20)的下端与旋转底座(22)销轴铰接，所述小臂(15)和工作装置(11)之间设置有销轴铰接的千秋架(12)和连杆(13)，所述千秋架(12)与小臂(15)之间安装有控制油缸(14)，所述控制油缸(14)的活塞端与千秋架(12)和连杆(13)销轴铰接。
3.根据权利要求2所述的一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，其特征在于，所述中臂(18)前端与小臂(15)之间设有小臂油缸(16)，所述中臂(18)内设有中臂旋转油缸(17)，所述大臂(20)下端与中臂(18)后端之间设有中臂油缸(19)，所述旋转底座(22)与大臂(20)上端之间设有大臂油缸(21)，所述车架(1)上安装有液压油箱(53)，所述大臂油缸(21)、中臂油缸(19)、小臂油缸(16)、控制油缸(14)、中臂旋转油缸(17)及底座旋转油缸(23)通过液压管路与主阀组以及液压油箱(53)相连。
4.根据权利要求1所述的一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，其特征在于，所述工作装置(6)为工作装置、破碎锤、铣挖机、液压剪、锚杆钻机、机械手或切割锯中的任意一种，所述工作装置(6)通过快换装置安装在小臂(15)的末端。
5.根据权利要求1所述的一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，其特征在于，所述动力箱组件(4)包括防爆发动机(41)、涡轮增压装置、进排气管路、散热器组(45)和液压控制装置，所述动力箱组件(4)上安装有覆盖件；
所述防爆发动机(41)纵向布置在动力箱组件(4)的中部，所述防爆发动机(41)的前部与涡轮增压装置及液压主泵(55)连接，所述防爆发动机(41)的后端安装有散热风扇(52)，所述散热风扇(52)的后部设置有散热器组(45)，所述散热器组(45)包括空气散热器、液压油散热器和发动机散热器，所述散热器组(45)的左侧设置有水洗箱(50)和补水箱(51)，所述防爆发动机(41)的右侧前部设置有液压油箱(53)。
6.根据权利要求5所述的一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，其特征在于，所述涡轮增压装置有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，所述第一入口与防爆发动机(41)的出气口连通，所述第二入口上依次安装有空气进气管(43)和空气滤清器(42)；
所述第一出口上安装有加压连接管(44)，所述加压连接管(44)上连接有散热器组(45)，所述散热器组(45)的出口上连接有空气出气管(46)，所述空气出气管(46)上连接有进气阻火栅栏(47)，所述进气阻火栅栏(47)的出气口通过管路与防爆发动机(41)的进气口相连，所述第二出口上依次安装有波纹管(48)和排气管(49)，所述排气管(49)上连接有水洗箱(50)，所述水洗箱(50)的上方设有补水箱(51)，所述补水箱(51)通过管路与水洗箱(50)连通。
7.根据权利要求5所述的一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，其特征在于，所述液压控制装置包括液压主泵(55)，所述液压主泵(55)与液压油箱(53)连接，所述车架(1)上设置有储气罐(57)，所述储气罐(57)内储存有压缩空气，所述压缩空气为启动防爆发动机(41)提供空气动力。
8.根据权利要求1所述的一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，其特征在于，所述驾驶室组件(3)包括驾驶座椅，所述驾驶座椅的前侧设有行走操作手柄和控制仪表台，所述驾驶座椅的两侧设置有控制手柄，所述驾驶室组件(3)的右侧前部设置有柴油油箱(54)，所述驾驶座椅的下方设有隔爆电瓶(56)。
9.根据权利要求1所述的一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，其特征在于，所述履带式行走机构(5)包括行走架、驱动轮、导向轮、涨紧机构、支重轮组、托链轮和履带。
10.根据权利要求1所述的一种矿用多功能防爆柴油型巷道修复机，其特征在于，所述支撑腿机构(6)包括支腿固定箱(31)、支腿(33)、支腿油缸(32)、支腿底座(34)和液压锁(35)；
所述支腿固定箱(31)焊接在旋转底座固定板上，所述支腿(33)的两端分别与支腿固定箱(31)和支腿底座(34)销轴铰接，所述支腿油缸(32)的两端分别与支腿固定箱(31)和支腿底座(34)销轴铰接，所述液压锁(35)设置在支腿油缸(32)的缸体端部。
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