CN112081611A - 一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，包括行走系统、铺网系统和锚固系统三个部分。所述行走系统安装在所述铺网系统的下方，为整机设备提供支撑，方便整机在巷道内移动；所述铺网系统安装在所述行走系统的前、后机架外侧上，为整机设备提供支护、存网和铺网功能；所述锚固系统通过销连接和螺栓连接的方式分别安装在所述行走系统的前、后机架上,为整机设备提供锚固功能。进一步的本发明体积小、结构紧凑，具有存网铺网与多锚杆协同作业的功能，且该装备支撑系统采用多级复合式结构，确保整机行进和作业过程平稳；采用液压回转机构作为整机转弯的驱动部件，使装备转弯更加灵活，机动性能更好。

Description

一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人

技术领域

本发明涉及综掘工作面机电装备领域，具体涉及一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，属于锚、支、护智能化装备范围。

背景技术

随着智能化、信息化技术的不断发展，煤矿开采掀起了新一轮创新的浪潮，“无人/少人、智能高效、绿色安全”成为当前煤矿开采最迫切的需求。目前，综掘工作面机电装备领域中，掘进装备发展较为迅速，产品种类多，自动化水平高，部分产品可实现远程操作和智能化作业。然而，与之配套作业的锚、支、护装备产品较少，功能单一，作业效率低，严重制约了掘进的速度。

传统的锚、支、护装备通过人工运输至指定的作业面，劳动强度大，工作效率低。近些年，锚、支、护装备朝着集成于掘进机上的方向发展，即利用掘进机灵活的机动性能，为其提供行走的动力。然而，具有掘、锚、支、护功能为一体的装备相对于煤矿巷道，体积过于庞大，使用场合受到极大的限制。且此类装备绝大多数采用轮式或履带式行进，而轮胎或履带在粉尘较大的煤矿巷道中长时间工作，磨损较为严重，使用寿命短，维修困难；庞大的行进动力组件，进一步增加了整套装备的重量。为解决此类问题，以专利“CN201910275708.0”、“CN201810959282.6”、“CN201910778878.0”为典型代表的一系列方案，摒弃了传统的履带行走的方式，其通过掘进支撑组件与锚固支撑组件的交替作用实现迈步式移动。该种装备虽然可以实现一次性全断面掘进，在一定程度上提高了巷道的掘进速度和掘进效率，但存在行进、转弯机动性差，锚固作业自动化水平低等缺陷，具体如下：

1)底板支撑性能差，难以保证装备安全、平稳、高效的行进和作业。

上述专利中所提到装备的支撑系统，主要可分成两类：由多组液压支腿组成的支撑系统；由厚重的连间板组成的支撑平面。前者由于与巷道地面的接触面积小，对地比压大，易造成液压支腿的下陷，支撑系统总体的安全性较差。后者采用大平面连接板作为支撑平面，虽然解决了装备下陷的问题，但由于支撑平面笨重，行进时支撑平面提升高度有限，当巷道地面凹凸不平时，装备行进阻力较大，行进速度受到严重制约。

2)装备机动性能差，转弯不灵活。

上述已公开掘锚支装备的方案，行进过程通过掘进支撑组件与锚固支撑组件交替配合实现迈步前进，但由于设备体积庞大，重量较重，迈步过程比较困难。转弯时，利用左右侧行进液压缸伸缩量的不同，推动装备的偏转。显然，该种转弯方式，限制了整套装备行进的灵活性，难以在转弯半径小的巷道中使用。

3)锚固和铺网过程需要手动操作，自动化程度不高。

上述已公开掘锚支装备的方案中，锚网铺设和锚杆安装，仍需工人手动操作。工人铺设锚网和搬运锚杆速度较慢，锚支护装备需停机等待，一定程度上影响锚固和掘进的速度。同时，相对矿井其他作业面而言，掘进工作面粉尘较大，环境恶劣，无人、少人作业的需求更为迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，该机器人自动化程度高、适应性强、体积小、运动灵活、便于操作，为上述背景技术提供了解决方案。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，包含有行走系统、铺网系统和锚固系统三个部分；所述行走系统安装在所述铺网系统的下方；所述铺网系统通过螺栓连接的方式安装在所述行走系统的前、后机架外侧上；所述锚固系统通过销连接和螺栓连接的方式分别安装在所述行走系统的前、后机架上。

所述行走系统包括前机架、撑顶机构、推移液压缸、机架连接梁、后机架、横移轨道、回转台组件、中间机架、支腿液压缸A、支腿液压缸B、长底板、折叠底板组件和支腿液压缸C；所述横移轨道安装在所述机架连接梁下方；所述回转台组件安装在所述中间机架上方，并安装在所述横移轨道下方；所述折叠底板组件分别安装在所述支腿液压缸A、支腿液压缸C的下端；其中，所述回转台组件包括回转平台、滚轮、回转支撑轴承、内啮合大齿轮、回转台液压马达和内啮合小齿轮；所述折叠底板组件包括中央底板主体、底板连杆A、活动底板、底板连杆B和折叠底板液压缸。

所述铺网系统包括存网组件、取网组件、托网组件、二级伸缩梁组件、展网组件、超前支腿组件和临时支护；所述存网组件安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁A上；所述取网组件通过滑动连接的方式安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁B上；所述托网组件通过滑动连接的方式安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁A上；所述展网组件通过螺钉连接安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁B的外侧；所述超前支腿组件和临时支护分别通过螺栓螺母连接安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁B前端的上、下侧；其中，所述存网组件包括存网外壳、滚筒挡组和锚网卷组；所述滚筒挡组包括滚筒竖直滑轨、梯形挡块、梯形挡块滑轨和梯形挡块弹簧；所述锚网卷组包括钢带、锚网和卷网滚筒；所述卷网滚筒通过滑动连接安装在所述滚筒竖直滑轨内。

所述取网组件包括拱形梁、连接顶板、拉网组件、取网支撑液压缸和取网组件支撑梁；所述连接顶板通过螺栓螺母连接安装在所述拱形梁上；所述拉网组件通过螺栓螺母连接安装在所述连接顶板上；所述拱形梁通过销连接安装在所述取网支撑液压缸上；所述取网支撑液压缸安装在所述取网组件支撑梁上；其中，所述拉网组件包括拉网钩、拉网钩箱体和拉网钩压缩弹簧。

所述托网组件包括托网平台、活动滑块A、活动滑块B和双作用液压缸；所述托网平台通过滑动连接的方式安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁A上；所述活动滑块A和所述活动滑块B通过滑动连接的方式安装在所述托网平台上；所述活动滑块A和所述活动滑块B之间通过滑动连接的方式连接；所述活动滑块B通过销连接的方式和所述双作用液压缸相连；所述双作用液压缸通过螺钉连接的方式安装在所述托网平台上。

所述二级伸缩梁组件包括二级伸缩梁A、二级伸缩梁A液压缸、二级伸缩梁B和二级伸缩梁B液压缸；所述二级伸缩梁A与所述二级伸缩梁B通过滑动连接的方式相连；所述二级伸缩梁A液压缸一端通过销和所述二级伸缩梁A相连，另一端通过销和所述二级伸缩梁B相连；所述二级伸缩梁B液压缸一端通过销和所述取网组件中的所述取网组件支撑梁相连，另一端通过销和二级伸缩梁B相连。

所述展网组件包括带折板斜梁A、连接侧板、带折板斜梁B、斜梁A、展网液压缸、撑网液压缸和斜梁B；所述连接侧板通过螺钉连接分别安装在所述带折板斜梁A、所述带折板斜梁B、所述斜梁A和所述斜梁B上；所述展网液压缸一端通过销和所述带折板斜梁A或所述斜梁A相连，另一端通过销和所述撑网液压缸相连；所述撑网液压缸一端通过销和所述带折板斜梁A或所述斜梁A相连，另一端通过螺钉连接和所述二级伸缩梁B相连。

所述锚固系统包括锚杆钻机、平台支撑液压缸A、减震阻尼、锚杆钻机平台A、推移外固定板、推移液压缸A、伸缩臂外筒、伸缩臂内筒、伸缩臂液压缸、摆动液压缸、推移液压缸B、锚杆钻机平台B、后端锚固滑动平台、升降液压缸和平台支撑液压缸B；所述减震阻尼一端通过销和所述锚杆钻机平台A相连，另一端通过销和所述支腿液压缸C相连；所述锚杆钻机平台A通过销和所述前机架相连；所述伸缩臂外筒通过滑动连接的方式和所述推移外固定板相连；所述推移液压缸A一端固定在所述推移外固定板上，另一端通过销和所述伸缩臂外筒相连；所述锚杆钻机平台B通过螺栓螺母和所述后机架相连；其中，所述锚杆钻机包括锚杆钻机回转台、下机架推移液压缸、锚杆钻机下机架、锚杆垫片、锚杆钻机上机架、存杆架、锚杆A、锚杆B、联轴器、存杆架马达、打杆马达、打杆平台马达和打杆平台。

一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其行走及转弯过程特征包括以下步骤：

S1：行走时，支腿液压缸B带动长底板撑地，折叠底板组件中的活动底板收缩，支腿液压缸A、C收缩，推移液压缸伸出一定距离后停止运动，支腿液压缸A、C伸出撑地，其下方的活动底板展开；

S2：支腿液压缸A、C带动折叠底板组件撑地，支腿液压缸B带动长底板收缩，推移液压缸收缩一定距离后停止运动，支腿液压缸B带动长底板伸出撑地；重复上述步骤可实现设备的交替式迈步行走；

S3：转弯时，活动底板收缩，支腿液压缸A、C收缩，回转台液压马达运行一定角度后停止运动，支腿液压缸A、C伸出撑地，其下方的活动底板展开；

S4：支腿液压缸B收缩,回转台液压马达反向运行一定角度后停止运动，支腿液压缸B伸出。此时可以实现整套设备的转弯。

一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其工作过程特征包括以下步骤：

S1：装备到达指定作业位置后，支腿液压缸A、B、C完全伸出撑地，保持整个装备稳定；随后，取网支撑液压缸微抬，拉网钩卡住锚网；托网平台由于其初始所在的位置压缩梯形挡块使卷网滚筒落在托网平台上；二级伸缩梁B液压缸收缩，带动取网组件到达展网工作位；展网组件通过收缩展网液压缸，实现卷网滚筒脱离托网平台，将网展开动作；

S2：双作用液压缸伸出使活动滑块A一端与取网组件支撑梁脱离，另一端和二级伸缩梁A相连，二级伸缩梁A液压缸伸出，使二级伸缩梁B向前移动一定距离；同时，超前支腿组件撑地，其折叠底板组件展开，位于二级伸缩梁B上的临时支护展开，撑顶机构撑顶；

S3：取网支撑液压缸和撑网液压缸伸出，将锚网铺至巷道顶板和侧壁；同时，前后端锚固系统的平台支撑液压缸A、B分别撑地，通过推移液压缸A、B和升降液压缸以调整锚杆钻机姿态，使其能够完成对不同位置的锚固作业；

S4：装备对停机区域的锚固作业完成后，取网支撑液压缸和撑网液压缸收缩，撑顶机构收回，二级伸缩梁B液压缸伸出，带动取网组件回到初始工位；双作用液压缸收缩使活动滑块A一端与二级伸缩梁A脱离，另一端和取网组件支撑梁相连；前、后机架下的折叠底板组件折叠，支腿液压缸A、C和前后端锚固系统的平台支撑液压缸A、B分别收缩，锚杆钻机回到初始工位；推移液压缸和二级伸缩梁A液压缸同时收缩，使设备前、后机架前移；托网平台压缩梯形挡块使卷网滚筒落在托网平台上；至此，装备可进行位置移动，对下一处巷道锚固区域进行作业。

与现有的掘锚支一体机相比，本发明的有益效果是：

1)本发明支撑系统设计为多级复合式结构，确保整机行进和作业过程平稳。

本发明的支撑系统采用多组支腿液压缸和多级折叠底板组件构成的复合式结构，当支腿液压缸向上提起和向前/向后迈进时，位于支腿液压缸下的折叠底板组件处于收缩状态，避免其与装备的其他部件发生干涉，为支腿液压缸提供更大的运动空间；当支腿液压缸向下撑地时，折叠底板组件随即打开，增大了装置与巷道底板的接触面积，降低接地比压；同时，本发明的前、后机架下的支撑液压缸能够根据巷道底板的情况来实现不同的伸缩量；因此，本发明的支撑系统能够多方位确保整机的稳定性。

2)本发明采用液压回转机构作为整机转弯的驱动部件，转弯灵活，尤其适用于环境较差的狭小巷道。

本发明转弯时，整机前后支腿液压缸收缩，中间部位支腿液压缸撑地，其上端机架上的回转台在液压马达的驱动下实现回转，从而带动整机偏移，随后前后支腿液压缸撑地，中间部位支腿液压缸收缩，回转台反向旋转，完成整个转弯动作。本发明的转弯驱动部件可根据巷道实际转弯半径的大小，调整转弯的幅度，转弯角度灵活，尤其适用于环境较差的狭小巷道。

3)本发明具有自动铺网、多组锚固系统协同作业的功能。

本发明设计了自动铺网系统，可实现存网、展网和铺网动作；设计的锚固系统，可实现存杆、取杆、钻孔、锚固等动作。同时，多台多自由度锚杆钻机配合铺网系统协同作业，锚固速度得以大大提升，操作人员较传统作业大幅度减少，符合当前煤矿开采“无人/少人”的发展趋势。

附图说明

图1本发明的总体结构收缩状态示意图；

图2本发明的总体结构工作状态示意图；

图3本发明的行走系统示意图；

图4本发明的铺网系统示意图；

图5本发明的前端锚固系统示意图；

图6本发明的后端锚固系统示意图；

图7本发明的横移轨道示意图；

图8本发明的回转平台与滚轮示意图；

图9本发明的回转台连接部示意图；

图10本发明的折叠底板组件示意图；

图11本发明的存网组件示意图；

图12本发明的滚筒挡组示意图；

图13本发明的锚网卷组示意图；

图14本发明的取网组件示意图；

图15本发明的拉网组件示意图；

图16本发明的托网组件示意图；

图17本发明的二级伸缩梁组件示意图；

图18本发明的展网组件示意图；

图19本发明的锚杆钻机示意图；

图中各标号表示为：1.行走系统；2.铺网系统；3.锚固系统；1-1.前机架；1-2.撑顶机构；1-3.推移液压缸；1-4.机架连接梁；1-5.后机架；1-6.横移轨道；1-7.回转台组件；1-8.中间机架；1-9.支腿液压缸A；1-10.支腿液压缸B；1-11长底板；1-12.折叠底板组件；1-13支腿液压缸C；1-7-1.回转平台；1-7-2.滚轮；1-7-3.回转支撑轴承；1-7-4.内啮合大齿轮；1-7-5.回转台液压马达；1-7-6.内啮合小齿轮；1-12-1.中央底板主体；1-12-2.底板连杆A；1-12-3.活动底板；1-12-4.底板连杆B；1-12-5.折叠底板液压缸；2-1.存网组件；2-2.取网组件；2-3.托网组件；2-4.二级伸缩梁组件；2-5.展网组件；2-6.超前支腿组件；2-7.临时支护；2-1-1.存网外壳；2-1-2.滚筒挡组；2-1-3.锚网卷组；2-1-2-1.滚筒竖直滑轨；2-1-2-2.梯形挡块；2-1-2-3.梯形挡块滑轨；2-1-2-4.梯形挡块弹簧；2-1-3-1.钢带；2-1-3-2.锚网；2-1-3-3.卷网滚筒；2-2-1.拱形梁；2-2-2.连接顶板；2-2-3.拉网组件；2-2-4.取网支撑液压缸；2-2-5.取网组件支撑梁；2-2-3-1.拉网钩；2-2-3-2.拉网钩箱体；2-2-3-3.拉网钩压缩弹簧；2-3-1.托网平台；2-3-2.活动滑块A；2-3-3.活动滑块B；2-3-4.双作用液压缸；2-4-1.二级伸缩梁A；2-4-2.二级伸缩梁A液压缸；2-4-3.二级伸缩梁B；2-4-4.二级伸缩梁B液压缸；2-5-1.带折板斜梁A；2-5-2.连接侧板；2-5-3.带折板斜梁B；2-5-4.斜梁A；2-5-5.展网液压缸；2-5-6.撑网液压缸；2-5-7.斜梁B；3-1.锚杆钻机；3-2.平台支撑液压缸A；3-3.减震阻尼；3-4.锚杆钻机平台A；3-5.推移外固定板；3-6.推移液压缸A；3-7.伸缩臂外筒；3-8.伸缩臂内筒；3-9.伸缩臂液压缸；3-10.摆动液压缸；3-11.推移液压缸B；3-12.锚杆钻机平台B；3-13.后端锚固滑动平台；3-14.升降液压缸；3-15.平台支撑液压缸B；3-1-1.锚杆钻机回转台；3-1-2.下机架推移液压缸；3-1-3.锚杆钻机下机架；3-1-4.锚杆垫片；3-1-5.锚杆钻机上机架；3-1-6.存杆架；3-1-7.锚杆A；3-1-8.锚杆B；3-1-9.联轴器；3-1-10.存杆架马达；3-1-11.打杆马达；3-1-12.打杆平台马达；3-1-13.打杆平台。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，包含有行走系统1、铺网系统2和锚固系统3；所述行走系统1安装在所述铺网系统2的下方；所述铺网系统2通过螺栓连接的方式安装在所述行走系统1的前机架1-1、后机架1-5外侧上；所述锚固系统3通过销连接和螺栓连接的方式分别安装在所述行走系统1的前机架1-1、后机架1-5上。一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其特征在于该设备的所述行走系统1可以适应不同硬度的岩石以及不平整的地面，保证了设备在行进以及锚固作业时的稳定性，该设备还配有多组多自由度的所述锚固系统3，可以同时进行锚固作业，极大提高了锚固作业的效率。

参见图2、图3、图7、图8、图9、图10，所述行走系统1包括前机架1-1、撑顶机构1-2、推移液压缸1-3、机架连接梁1-4、后机架1-5、横移轨道1-6、回转台组件1-7、中间机架1-8、支腿液压缸A1-9、支腿液压缸B1-10、长底板1-11、折叠底板组件1-12和支腿液压缸C1-13；所述横移轨道1-6安装在所述机架连接梁1-4下方；所述回转台组件1-7安装在所述中间机架1-8上方，并安装在所述横移轨道1-6下方；所述折叠底板组件1-12分别安装在所述支腿液压缸A1-9、支腿液压缸C1-13的下端；其中，所述回转台组件1-7包括回转平台1-7-1、滚轮1-7-2、回转支撑轴承1-7-3、内啮合大齿轮1-7-4、回转台液压马达1-7-5和内啮合小齿轮1-7-6；所述滚轮1-7-2安装在所述回转平台1-7-1上，所述滚轮1-7-2能在所述横移轨道1-6上滚动；所述回转支撑轴承1-7-3和所述回转台液压马达1-7-5通过螺栓螺母连接安装在所述回转平台1-7-1上；所述内啮合大齿轮1-7-4通过螺栓螺母连接安装在所述中间机架1-8上；所述折叠底板组件1-12包括中央底板主体1-12-1、底板连杆A1-12-2、活动底板1-12-3、底板连杆B1-12-4和折叠底板液压缸1-12-5；所述中央底板主体1-12-1通过螺栓螺母连接安装在所述支腿液压缸A1-9和所述支腿液压缸C1-13下；所述折叠底板液压缸1-12-5一端通过销连接安装在所述中央底板主体1-12-1上，另一端通过销连接分别安装在所述底板连杆A1-12-2和所述底板连杆B1-12-4的一端；所述底板连杆A1-12-2和所述底板连杆B1-12-4的另一端通过销连接分别安装在所述中央底板主体1-12-1和所述活动底板1-12-3上；所述活动底板1-12-3和所述中央底板主体1-12-1再通过销连接的方式相连；所述折叠底板组件1-12，其特征在于可以通过折叠底板的方式扩大与巷道底板的接触面积，更容易适应底板条件恶劣的巷道。

参见图4、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18，所述铺网系统2包括存网组件2-1、取网组件2-2、托网组件2-3、二级伸缩梁组件2-4、展网组件2-5、超前支腿组件2-6和临时支护2-7；所述存网组件2-1安装在所述二级伸缩梁组件2-4中的二级伸缩梁A2-4-1上；所述取网组件2-2通过滑动连接的方式安装在所述二级伸缩梁组件2-4中的二级伸缩梁B2-4-3上；所述托网组件2-3通过滑动连接的方式安装在所述二级伸缩梁组件2-4中的二级伸缩梁A2-4-1上；所述展网组件2-5通过螺钉连接安装在所述二级伸缩梁组件2-4中的二级伸缩梁B2-4-3的外侧；所述超前支腿组件2-6和临时支护2-7分别通过螺栓螺母连接安装在所述二级伸缩梁组件2-4中的二级伸缩梁B2-4-3前端的上、下侧；其中，所述存网组件2-1包括存网外壳2-1-1、滚筒挡组2-1-2和锚网卷组2-1-3；所述滚筒挡组2-1-2包括滚筒竖直滑轨2-1-2-1、梯形挡块2-1-2-2、梯形挡块滑轨2-1-2-3和梯形挡块弹簧2-1-2-4；所述锚网卷组2-1-3包括钢带2-1-3-1、锚网2-1-3-2和卷网滚筒2-1-3-3；所述锚网卷组2-1-3存放在所述存网外壳2-1-1中；所述滚筒竖直滑轨2-1-2-1安装在所述存网外壳2-1-1上；所述梯形挡块滑轨2-1-2-3安装在所述滚筒竖直滑轨2-1-2-1下，所述梯形挡块2-1-2-2通过滑动连接的方式安装在所述梯形挡块滑轨2-1-2-3上；所述梯形挡块弹簧2-1-2-4一端和所述梯形挡块2-1-2-2相连，另一端和所述梯形挡块滑轨2-1-2-3相连，其特征是可通过压缩所述梯形挡块2-1-2-2，使所述卷网滚筒2-1-3-3沿所述滚筒竖直滑轨2-1-2-1落在所述托网组件2-3中的托网平台2-3-1上；所述卷网滚筒2-1-3-3通过滑动连接安装在所述滚筒竖直滑轨2-1-2-1内。

所述取网组件2-2包括拱形梁2-2-1、连接顶板2-2-2、拉网组件2-2-3、取网支撑液压缸2-2-4和取网组件支撑梁2-2-5；所述连接顶板2-2-2通过螺栓螺母连接安装在所述拱形梁2-2-1上；所述拉网组件2-2-3通过螺栓螺母连接安装在所述连接顶板2-2-2上；所述拱形梁2-2-1通过销连接安装在所述取网支撑液压缸2-2-4上；所述取网支撑液压缸2-2-4安装在所述取网组件支撑梁2-2-5上；其中，所述拉网组件2-2-3包括拉网钩2-2-3-1、拉网钩箱体2-2-3-2和拉网钩压缩弹簧2-2-3-3，其特征在于当所述取网组件2-2将所述锚网卷组2-1-3支撑到巷道顶板时，所述拉网组件2-2-3中所述拉网钩压缩弹簧2-2-3-3压缩，脱离所述锚网卷组2-1-3。

所述托网组件2-3包括托网平台2-3-1、活动滑块A2-3-2、活动滑块B2-3-3和双作用液压缸2-3-4；所述托网平台2-3-1通过滑动连接的方式安装在所述二级伸缩梁组件2-4中的二级伸缩梁A2-4-1上；所述活动滑块A2-3-2和所述活动滑块B2-3-3通过滑动连接的方式安装在所述托网平台2-3-1上；所述活动滑块A2-3-2和所述活动滑块B2-3-3之间通过滑动连接的方式连接；所述活动滑块B2-3-3通过销连接的方式和所述双作用液压缸2-3-4相连；所述双作用液压缸2-3-4通过螺钉连接的方式安装在所述托网平台2-3-1上，其特征在于可以按工作要求将所述托网平台2-3-1和所述取网组件支撑梁2-2-5或所述二级伸缩梁A2-4-1相连，实现同步托网。

所述二级伸缩梁组件2-4包括二级伸缩梁A2-4-1、二级伸缩梁A液压缸2-4-2、二级伸缩梁B2-4-3和二级伸缩梁B液压缸2-4-4；所述二级伸缩梁A2-4-1与所述二级伸缩梁B2-4-3通过滑动连接的方式相连；所述二级伸缩梁A液压缸2-4-2一端通过销和所述二级伸缩梁A2-4-1相连，另一端通过销和所述二级伸缩梁B2-4-3相连；所述二级伸缩梁B液压缸2-4-4一端通过销和所述取网组件2-2中的所述取网组件支撑梁2-2-5相连，另一端通过销和所述二级伸缩梁B2-4-3相连，其特征是能够将所述超前支腿组件2-6和所述临时支护2-7以及所述锚网卷组2-1-3向前伸出，达到超前支护的目的。

所述展网组件2-5包括带折板斜梁A2-5-1、连接侧板2-5-2、带折板斜梁B2-5-3、斜梁A2-5-4、展网液压缸2-5-5、撑网液压缸2-5-6和斜梁B2-5-7；所述连接侧板2-5-2通过螺钉连接分别安装在所述带折板斜梁A2-5-1、所述带折板斜梁B2-5-3、所述斜梁A2-5-4和所述斜梁B2-5-7上；所述展网液压缸2-5-5一端通过销和所述带折板斜梁A2-5-1或所述斜梁A2-5-4相连，另一端通过销和所述撑网液压缸2-5-6相连；所述撑网液压缸2-5-6一端通过销和所述带折板斜梁A2-5-1或所述斜梁A2-5-4相连，另一端通过螺钉连接和所述二级伸缩梁B2-4-3相连。

参见图5、图6、图19，所述锚固系统3包括锚杆钻机3-1、平台支撑液压缸A3-2、减震阻尼3-3、锚杆钻机平台A3-4、推移外固定板3-5、推移液压缸A3-6、伸缩臂外筒3-7、伸缩臂内筒3-8、伸缩臂液压缸3-9、摆动液压缸3-10、推移液压缸B3-11、锚杆钻机平台B3-12、后端锚固滑动平台3-13、升降液压缸3-14和平台支撑液压缸B3-15；所述减震阻尼3-3一端通过销和所述锚杆钻机平台A3-4相连，另一端通过销和所述支腿液压缸C1-13相连；所述锚杆钻机平台A3-4通过销和所述前机架1-1相连；所述伸缩臂外筒3-7通过滑动连接的方式和所述推移外固定板3-5相连；所述推移液压缸A3-6一端固定在所述推移外固定板3-5上，另一端通过销和所述伸缩臂外筒3-7相连；所述伸缩臂内筒3-8通过滑动连接的方式和所述伸缩臂外筒3-7相连；所述伸缩臂液压缸3-9一端通过销连接安装到所述伸缩臂内筒3-8上，另一端通过销连接安装到所述伸缩臂外筒3-7上；所述锚杆钻机通过销连接的方式分别和所述伸缩臂内筒3-8、所述摆动液压缸3-10一端相连；所述摆动液压缸3-10另一端通过销连接的方式安装在所述伸缩臂内筒3-8上；所述锚杆钻机平台B3-12通过螺栓螺母和所述后机架1-5相连；所述推移液压缸B3-11一端通过销连接安装到所述锚杆钻机平台B3-12上，另一端通过销连接安装到所述后端锚固滑动平台3-13上；所述后端锚固滑动平台3-13通过滑动连接方式安装在所述锚杆钻机平台B3-12上；所述升降液压缸3-14一端通过螺钉连接安装到所述后端锚固滑动平台3-13上，另一端通过销连接安装到所述锚杆钻机3-1上；所述平台支撑液压缸B3-15通过螺栓螺母连接安装在所述后端锚固滑动平台3-13上；其中，所述锚杆钻机3-1包括锚杆钻机回转台3-1-1、下机架推移液压缸3-1-2、锚杆钻机下机架3-1-3、锚杆垫片3-1-4、锚杆钻机上机架3-1-5、存杆架3-1-6、锚杆A3-1-7、锚杆B3-1-8、联轴器3-1-9、存杆架马达3-1-10、打杆马达3-1-11、打杆平台马达3-1-12和打杆平台3-1-13。其特征在于多台多自由度锚杆钻机能实现存杆打杆，高效率实现锚固过程，锚固系统中的平台支撑液压缸能够很好吸收打杆过程中的振动，增加设备运行的稳定性。

一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其行走及转弯过程特征包括以下步骤：

S1：行走时，支腿液压缸B1-10带动长底板1-11撑地，折叠底板组件1-12中的活动底板1-12-3收缩，支腿液压缸A1-9、支腿液压缸C1-13收缩，推移液压缸1-3伸出一定距离后停止运动，支腿液压缸A1-9、支腿液压缸C1-13伸出撑地，其下方的活动底板1-12-3展开；

S2：支腿液压缸A1-9、支腿液压缸C1-13带动折叠底板组件1-12撑地，支腿液压缸B1-10带动长底板1-11收缩，推移液压缸1-3收缩一定距离后停止运动，支腿液压缸B1-10带动长底板1-11伸出撑地；重复上述步骤可实现设备的交替式迈步行走；

S3：转弯时，活动底板1-12-3收缩，支腿液压缸A1-9、支腿液压缸C1-13收缩，回转台液压马达1-7-5运行一定角度后停止运动，支腿液压缸A1-9、支腿液压缸C1-13伸出撑地，其下方的活动底板1-12-3展开；

S4：支腿液压缸B1-10收缩,回转台液压马达1-7-5反向运行一定角度后停止运动，支腿液压缸B1-10伸出；此时可以实现整套设备的转弯。

一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其工作过程特征包括以下步骤：

S1：装备到达指定作业位置后，支腿液压缸A1-9、支腿液压缸B1-10、支腿液压缸C1-13完全伸出撑地，保持整个装备稳定；随后，取网支撑液压缸2-2-4微抬，拉网钩2-2-3-1卡住锚网2-1-3-2；托网平台2-3-1由于其初始所在的位置压缩梯形挡块2-1-2-2使卷网滚筒2-1-3-3落在托网平台2-3-1上；二级伸缩梁B液压缸2-4-4收缩，带动取网组件2-2到达展网工作位；展网组件2-5通过收缩展网液压缸2-5-5，实现卷网滚筒2-1-3-3脱离托网平台2-3-1，将网展开动作；

S2：双作用液压缸2-3-4伸出使活动滑块A2-3-2一端与取网组件支撑梁2-2-5脱离，另一端和二级伸缩梁A2-4-1相连，二级伸缩梁A液压缸2-4-2伸出，使二级伸缩梁B2-4-3向前移动一定距离；同时，超前支腿组件2-6撑地，其折叠底板组件1-12展开，位于二级伸缩梁B2-4-3上的临时支护2-7展开，撑顶机构1-2撑顶；

S3：取网支撑液压缸2-2-4和撑网液压缸2-5-6伸出，将锚网2-1-3-2铺至巷道顶板和侧壁；同时，前后端锚固系统的平台支撑液压缸A3-2、平台支撑液压缸B3-15分别撑地，通过推移液压缸A3-6、推移液压缸B3-11和升降液压缸3-14以调整锚杆钻机姿态，使其能够完成对不同位置的锚固作业；

S4：装备对停机区域的锚固作业完成后，取网支撑液压缸2-2-4和撑网液压缸2-5-6收缩，撑顶机构1-2收回，二级伸缩梁B液压缸2-4-4伸出，带动取网组件2-2回到初始工位；双作用液压缸2-3-4收缩使活动滑块A2-3-2一端与二级伸缩梁A2-4-1脱离，另一端和取网组件支撑梁2-2-5相连；前机架1-1、后机架1-5下的折叠底板组件1-12折叠，支腿液压缸A1-9、支腿液压缸C1-13和前后端锚固系统的平台支撑液压缸A3-2、平台支撑液压缸B3-15分别收缩，锚杆钻机3-1回到初始工位；推移液压缸1-3和二级伸缩梁A液压缸2-4-2同时收缩，使设备前机架1-1、后机架1-5前移；托网平台2-3-1压缩梯形挡块2-1-2-2使卷网滚筒2-1-3-3落在托网平台2-3-1上；至此，装备可进行位置移动，对下一处巷道锚固区域进行作业。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其特征是：包含有行走系统、铺网系统和锚固系统三个部分；所述行走系统安装在所述铺网系统的下方；所述铺网系统通过螺栓连接的方式安装在所述行走系统的前、后机架外侧上；所述锚固系统通过销连接和螺栓连接的方式分别安装在所述行走系统的前、后机架上。

2.根据权利要求1所述的一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其特征是：所述行走系统包括前机架、撑顶机构、推移液压缸、机架连接梁、后机架、横移轨道、回转台组件、中间机架、支腿液压缸A、支腿液压缸B、长底板、折叠底板组件和支腿液压缸C；所述横移轨道安装在所述机架连接梁下方；所述回转台组件安装在所述中间机架上方，并安装在所述横移轨道下方；所述折叠底板组件分别安装在所述支腿液压缸A、支腿液压缸C的下端；其中，所述回转台组件包括回转平台、滚轮、回转支撑轴承、内啮合大齿轮、回转台液压马达和内啮合小齿轮；所述折叠底板组件包括中央底板主体、底板连杆A、活动底板、底板连杆B和折叠底板液压缸。

3.根据权利要求1所述的一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其特征是：所述铺网系统包括存网组件、取网组件、托网组件、二级伸缩梁组件、展网组件、超前支腿组件和临时支护；所述存网组件安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁A上；所述取网组件通过滑动连接的方式安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁B上；所述托网组件通过滑动连接的方式安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁A上；所述展网组件通过螺钉连接安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁B的外侧；所述超前支腿组件和临时支护分别通过螺栓螺母连接安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁B前端的上、下侧；其中，所述存网组件包括存网外壳、滚筒挡组和锚网卷组；所述滚筒挡组包括滚筒竖直滑轨、梯形挡块、梯形挡块滑轨和梯形挡块弹簧；所述锚网卷组包括钢带、锚网和卷网滚筒；所述卷网滚筒通过滑动连接安装在所述滚筒竖直滑轨内。

4.根据权利要求3所述的一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其特征是：所述取网组件包括拱形梁、连接顶板、拉网组件、取网支撑液压缸和取网组件支撑梁；所述连接顶板通过螺栓螺母连接安装在所述拱形梁上；所述拉网组件通过螺栓螺母连接安装在所述连接顶板上；所述拱形梁通过销连接安装在所述取网支撑液压缸上；所述取网支撑液压缸安装在所述取网组件支撑梁上；其中，所述拉网组件包括拉网钩、拉网钩箱体和拉网钩压缩弹簧。

5.根据权利要求3所述的一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其特征是：所述托网组件包括托网平台、活动滑块A、活动滑块B和双作用液压缸；所述托网平台通过滑动连接的方式安装在所述二级伸缩梁组件中的二级伸缩梁A上；所述活动滑块A和所述活动滑块B通过滑动连接的方式安装在所述托网平台上；所述活动滑块A和所述活动滑块B之间通过滑动连接的方式连接；所述活动滑块B通过销连接的方式和所述双作用液压缸相连；所述双作用液压缸通过螺钉连接的方式安装在所述托网平台上。

6.根据权利要求3所述的一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其特征是：所述二级伸缩梁组件包括二级伸缩梁A、二级伸缩梁A液压缸、二级伸缩梁B和二级伸缩梁B液压缸；所述二级伸缩梁A与所述二级伸缩梁B通过滑动连接的方式相连；所述二级伸缩梁A液压缸一端通过销和所述二级伸缩梁A相连，另一端通过销和所述二级伸缩梁B相连；所述二级伸缩梁B液压缸一端通过销和所述取网组件中的所述取网组件支撑梁相连，另一端通过销和所述二级伸缩梁B相连。

7.根据权利要求3所述的一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其特征是：所述展网组件包括带折板斜梁A、连接侧板、带折板斜梁B、斜梁A、展网液压缸、撑网液压缸和斜梁B；所述连接侧板通过螺钉连接分别安装在所述带折板斜梁A、所述带折板斜梁B、所述斜梁A和所述斜梁B上；所述展网液压缸一端通过销和所述带折板斜梁A或所述斜梁A相连，另一端通过销和所述撑网液压缸相连；所述撑网液压缸一端通过销和所述带折板斜梁A或所述斜梁A相连，另一端通过螺钉连接和所述二级伸缩梁B相连。

8.根据权利要求1所述的一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其特征是：所述锚固系统包括锚杆钻机、平台支撑液压缸A、减震阻尼、锚杆钻机平台A、推移外固定板、推移液压缸A、伸缩臂外筒、伸缩臂内筒、伸缩臂液压缸、摆动液压缸、推移液压缸B、锚杆钻机平台B、后端锚固滑动平台、升降液压缸和平台支撑液压缸B；所述减震阻尼一端通过销和所述锚杆钻机平台A相连，另一端通过销和所述支腿液压缸C相连；所述锚杆钻机平台A通过销和所述前机架相连；所述伸缩臂外筒通过滑动连接的方式和所述推移外固定板相连；所述推移液压缸A一端固定在所述推移外固定板上，另一端通过销和所述伸缩臂外筒相连；所述锚杆钻机平台B通过螺栓螺母和所述后机架相连；其中，所述锚杆钻机包括锚杆钻机回转台、下机架推移液压缸、锚杆钻机下机架、锚杆垫片、锚杆钻机上机架、存杆架、锚杆A、锚杆B、联轴器、存杆架马达、打杆马达、打杆平台马达和打杆平台。

9.一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其特征在于，其行走及转弯过程特征包括以下步骤：

S1：行走时，支腿液压缸B带动长底板撑地，折叠底板组件中的活动底板收缩，支腿液压缸A、C收缩，推移液压缸伸出一定距离后停止运动，支腿液压缸A、C伸出撑地，其下方的活动底板展开；

S2：支腿液压缸A、C带动折叠底板组件撑地，支腿液压缸B带动长底板收缩，推移液压缸收缩一定距离后停止运动，支腿液压缸B带动长底板伸出撑地；重复上述步骤可实现设备的交替式迈步行走；

S3：转弯时，活动底板收缩，支腿液压缸A、C收缩，回转台液压马达运行一定角度后停止运动，支腿液压缸A、C伸出撑地，其下方的活动底板展开；

S4：支腿液压缸B收缩,回转台液压马达反向运行一定角度后停止运动，支腿液压缸B伸出；此时可以实现整套设备的转弯。

10.一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人，其特征在于，其工作过程特征包括以下步骤：

S1：装备到达指定作业位置后，支腿液压缸A、B、C完全伸出撑地，保持整个装备稳定。随后，取网支撑液压缸微抬，拉网钩卡住锚网；托网平台由于其初始所在的位置压缩梯形挡块使卷网滚筒落在托网平台上；二级伸缩梁B液压缸收缩，带动取网组件到达展网工作位；展网组件通过收缩展网液压缸，实现卷网滚筒脱离托网平台，将网展开动作；

S2：双作用液压缸伸出使活动滑块A一端与取网组件支撑梁脱离，另一端和二级伸缩梁A相连，二级伸缩梁A液压缸伸出，使二级伸缩梁B向前移动一定距离；同时，超前支腿组件撑地，其折叠底板组件展开，位于二级伸缩梁B上的临时支护展开，撑顶机构撑顶；

S3：取网支撑液压缸和撑网液压缸伸出，将锚网铺至巷道顶板和侧壁；同时，前后端锚固系统的平台支撑液压缸A、B分别撑地，通过推移液压缸A、B和升降液压缸以调整锚杆钻机姿态，使其能够完成对不同位置的锚固作业；

S4：装备对停机区域的锚固作业完成后，取网支撑液压缸和撑网液压缸收缩，撑顶机构收回，二级伸缩梁B液压缸伸出，带动取网组件回到初始工位；双作用液压缸收缩使活动滑块A一端与二级伸缩梁A脱离，另一端和取网组件支撑梁相连；前、后机架下的折叠底板组件折叠，支腿液压缸A、C和前后端锚固系统的平台支撑液压缸A、B分别收缩，锚杆钻机回到初始工位；推移液压缸和二级伸缩梁A液压缸同时收缩，使设备前、后机架前移；托网平台压缩梯形挡块使卷网滚筒落在托网平台上；至此，装备可进行位置移动，对下一处巷道锚固区域进行作业。

Images