CN112626980A - 一种矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备及工艺 - Google Patents

Abstract

一种矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备及工艺，适用于井下巷道路面摊铺。包括混凝土制备装置、单轨吊系统、微型混凝土摊铺设备以及智能虚拟摊铺系统组成，单轨吊系统将计算机、显示器以及控制系统集合在驱动车内方便工人进行操作，微型混凝土摊铺设备采用球形可调式分动器以实时改变滑膜系统摊铺宽度；智能虚拟摊铺系统采用两组三维扫描仪以及计算机，可采集并分析巷道内的三维图像，进行虚拟摊铺，获得巷道摊铺所需参数，给出预设摊铺参数。通过判断实际摊铺和虚拟摊铺的差异，实时调整摊铺参数，采用可拆卸的单轨吊系统牵引微型混凝土摊铺设备，结构简单、可重复使用，既可满足井下狭窄巷道混凝土路面摊铺要求，又方便井下拆装和输送需要。

Description

一种矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备及工艺

技术领域

本发明涉及一种微型混凝土摊铺设备及工艺，尤其适用于煤矿井下巷道路面铺设使用的一种矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备及工艺

背景技术

混凝土路面摊铺机，用于混凝土路面的施工，具有混凝土混合料的摊铺、振实、整平等功能的自行式机组。主要由动力装置、传动系统、行走装置、供料装置、操纵机构等组成。动力装置多选用柴油机，各装置及仪表等均安装在特制的专用机架上。分为轨道式摊铺机和滑模式摊铺机，按摊铺宽度分类混凝土路面摊铺机可分为小型、中型、大型、超大型等四类,其中小型机的最大摊铺宽度一般在3600mm左右。

煤矿巷道宽度一般为2000mm-4400mm，而且随着掘进完成、巷道内部应力释放结束，巷道宽度会出现一定的变形。现有的混凝土路面摊铺设备尺寸较为庞大，难以进入井下巷道；并且摊铺设备宽度固定，遇到宽度变形的井下巷道难以进行完整的铺设，特别是由于井下特殊的防爆要求，现阶段煤矿巷道路面，特别是主巷道，多采用人工铺设的混凝土路面，自动化程度低、铺设质量差，路面极易发生破损，增加了煤矿巷道建设的时间和成本。

发明内容

针对上述技术的不足之处，提供一种矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备及工艺，能够满足高度有限或者底板条件较差的狭窄巷道混凝土路面摊铺需求，在巷道内架设可回收的单轨吊系统，将防爆驱动系统集成在单轨吊上，并通过扫描巷道内部三维形貌，对变形巷道进行分析以调整摊铺系统夹角，改变摊铺宽度，具有结构简单、底板称重较小、摊铺过程虚拟化和可视化的优点，既可满足井下摊铺要求，又方便井下拆装和输送需要。

为实现上述技术目的，本发明的矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备，包括混凝土制备装置、单轨吊系统、微型混凝土摊铺设备以及智能虚拟摊铺系统，

所述混凝土制备装置包括匹配工作的矿用混凝土罐车和矿用混凝土泵，矿用混凝土泵的出口通过可伸缩混凝土管道与设置在巷道中的单轨吊系统相连接；

所述的单轨吊系统包括：临时吊轨轨道和设置在临时吊轨轨道上的混凝土摊铺车，其中临时吊轨轨道由多组单轨吊支架组合构成，混凝土摊铺车包括顺序连接的驱动车、防爆液压泵站车厢和入料车厢，驱动车、牵引防爆液压泵站车厢和入料车厢沿多组单轨吊支架行驶，其中入料车厢内设有速凝剂仓，同时入料车厢还与设置在巷道内的可伸缩混凝土管道连接，入料车厢的下方分别设有与速凝剂仓连接的速凝剂管、与可伸缩混凝土管道连接的混凝土入料口以及摊铺系统调整支架，其中速凝剂管与混凝土入料口连接，防爆液压泵站车厢内设有防爆电机、分动箱以及多组液压泵，多组液压泵为摊铺系统调整支架和微型混凝土摊铺设备提供液压动力；

所述的微型混凝土摊铺设备包括：前置滑模支架、摊铺机构托梁、可调节螺旋分料系统、可调节混凝土振动系统、可调节混凝土成型板、可调节抹平振动梁、中置滑模支架、后置滑模支架、混凝土入料仓和滑模侧板；

所述的摊铺机构托梁设置在摊铺系统调整支架的下方，摊铺机构托梁下方设有路面摊铺装置，所述路面摊铺装置包括两侧平行设置的滑模侧板，滑模侧板的前端设有滑模前置连接耳，中段设有滑模中置连接耳，后端设有滑模后置连接耳，其中摊铺机构托梁通过前置滑模支架与滑模前置连接耳连接，通过中置滑模支架与滑模中置连接耳连接，通过后置滑模支架与滑模后置连接耳连接；两侧滑模侧板的最前端设有混凝土入料仓，混凝土入料仓上方位于混凝土入料口下方，混凝土入料仓为前凸结构的挡板，挡板的宽度与两侧滑模侧板相等；两侧滑模侧板之间由前向后设有调节螺旋分料系统、可调节混凝土振动系统、可调节混凝土成型板和可调节抹平振动梁。

所述智能虚拟摊铺系统包括：设置在驱动车前端的前置三维扫描仪、设置在摊铺机构托梁后方横梁的后置三维扫描仪、计算机、显示器以及控制面板组成，其中计算机、显示器以及控制系统均设置在驱动车内，前置三维扫描仪和后置三维扫描仪通过蓝牙和无线电与计算机连接，计算机将前置三维扫描仪和后置三维扫描仪获得的巷道实时数据进行对比和矫正，并将最终结果显示在显示器上。

所述滑模侧板为两组平行的金属侧板，混凝土入料仓为梯形的金属框与两支滑模侧板连接，所述摊铺机构托梁为两组与滑模侧板平行的槽钢结构。

所述可调节螺旋分料系统包括设置在滑模侧板之间的球形可调式分动器，球形可调式分动器包括设置在外壳中的球形齿轮，球形齿轮连接有输入轴，球形齿轮上通过两组相对设置的伞齿轮连接有两组输出轴，通过调整伞齿轮在球形齿轮上的位置从而改变两组输出轴之间的夹角；球形可调式分动器的两组输出轴分别连接有两组大螺旋搅拌叶片，两组大螺旋搅拌叶片与滑模侧板铰接相连，球形可调式分动器能够在传动过程中改变输出轴与输入轴的夹角a，夹角a的取值范围为150°～180°。

可调节混凝土振动系统包括横向设置的两块钢板，两块钢板之间连接有振动系统座，两块钢板两端通过振动系统连接耳与滑模侧板链接，可调节混凝土振动系统后方通过振动系统固定连接臂连接有可调节混凝土成型板，可调节混凝土成型板后方通过成型板固定连接臂连接可调节抹平振动梁，其中可调节混凝土成型板和可调节抹平振动梁中间设有活动铰链可实现开合弯折，可调节混凝土成型板与滑模侧板通过成型板连接耳链接，可调节抹平振动梁通过抹平振动梁连接耳与滑模侧板链接，钢板与可调节混凝土成型板之间设有多组振动系统转动连接臂，可调节混凝土成型板和可调节抹平振动梁之间设有多组成型板移动连接臂；可调节混凝土振动系统的两块钢板、可调节混凝土成型板和可调节抹平振动梁中间形成的弯折角度为a，夹角a的取值范围为150°～180°。

一种单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备的摊铺工艺，其步骤如下：

步骤1，首先在需要摊铺的巷道内架设临时的单轨吊系统，在巷道底板设置地面行进标记物，为了保证摊铺工艺的可行性，在巷道底板设置地面行进标记物之间的间距应严格相同，在的巷道左右两侧分别布置带有尺度的激光标定尺，将驱动车、防爆液压泵站车厢和入料车厢通过单轨吊支架驶入临时架设的单轨吊系统中；

步骤2，利用单轨吊系统的前置三维扫描仪对巷道中的标记物和左右激光标定尺进行三维扫描仪标定并存储；

步骤3，前置三维扫描仪和后置三维扫描仪激光扫描标定后，通过驱动车内的控制系统设置摊铺路面的基准高度、摊铺平整度、路面拱度等参数，驱动车的计算机获得控制系统的设置参数；

步骤4，启动驱动车，驱动车牵引防爆液压泵站车厢、入料车厢以及微型混凝土摊铺设备延单轨吊支架前进，按照巷道底板设置的地面行进标记物直线往返一遍后，回到初始位置，同时前置三维扫描仪采集巷道内的三维图像，并将图像数据发送给计算机；

步骤5，计算机将前置三维扫描仪获得的图像数据和控制系统的设置参数相结合，进行虚拟摊铺，并分析摊铺过程中的入料量、行驶速度、限位器高度、滑模宽度变化量等参数，给出预设摊铺参数；

步骤6，将微型混凝土摊铺设备通过摊铺系统调整支架与入料车厢连接，开启微型混凝土摊铺设备的后置三维扫描仪，操作工人在驱动车内确认并核对预设摊铺参数后，摊铺机开始工作；

步骤7，主巷道内的矿用混凝土罐车将混凝土输送到矿用混凝土泵，矿用混凝土泵通过可伸缩混凝土管道将混凝土输送到入料车厢，入料车厢通过混凝土入料口将混凝土输送到微型混凝土摊铺设备的混凝土入料仓中，混凝土入料口下料的同时速凝剂管向混凝土中混入速凝剂，混凝土入料口记录混凝土的实时输送量并发送到计算机，通过对比虚拟摊铺的入料量，调节矿用混凝土泵的输送量；

步骤8，混凝土分料：进入混凝土入料仓的混凝土通过可调节螺旋分料系统将输送至左右两侧，在可调节混凝土振动系统的振动提浆后，通过可调节混凝土成型板控制混凝土初始摊铺高度；

步骤9，混凝土摊铺：初始摊铺的混凝土通过可调节混凝土成型板和可调节抹平振动梁，摊铺基本成型，后置三维扫描仪获得此时的巷道三维图形，并与虚拟摊铺时后端参数进行实时对比；

步骤10，摊铺调整：计算机获得后置三维扫描仪扫描的实际摊铺高度和虚拟摊铺数据的差异，通过调节液压缸从而调节抹平振动梁的位置，进行调节混凝土成型板和抹平系统，实现摊铺高度的调整，对摊铺结果进行修正；

步骤11，利用计算机比较获得后置三维扫描仪和虚拟摊铺时后端参数的差异，如差异较大，则停机报警，计算机对整个摊铺流程进行重新分析，预判导致摊铺差异的原因；如差异在允许范围内，则重复步骤7继续进行摊铺作业，直至完成整个巷道的摊铺工作。

步骤12，摊铺完成：巷道摊铺完成后，待混凝土路面凝固后，拆除架设的单轨吊系统，并进行下一个巷道的摊铺工作。

有益效果：

本发明包括单轨吊系统、微型混凝土摊铺设备以及智能虚拟摊铺系统，单轨吊系统将计算机、显示器以及控制系统集合在驱动车内方便工人进行操作，可调节螺旋分料系统通过操纵螺旋轴的正、反转可使混凝土横向布均，同时还可以实现混凝土的再次搅拌，有效消除混凝土离析等现象；可调节混凝土振动系统使水泥混凝土充分振实。可调节混凝土成型板对混凝土进行计量整平；可调节抹平振动梁对混凝土抹平，使表面光滑；智能虚拟摊铺系统采用前、后两组三维扫描仪以及计算机，可采集并分析巷道内的三维图像，进行虚拟摊铺，获得巷道虚拟摊铺所需的入料量、行驶速度、限位器高度、滑模宽度变化量等参数，随着摊铺机的前进，实时调整，使用最佳摊铺数据，从而达到最佳的摊铺效果。同时，在实际摊铺过程中，通过虚拟摊铺时的数据实时调节混凝土和速凝剂的入料量，并判断实际摊铺和虚拟摊铺的差异。本发明能够扫描巷道内部三维形貌，对变形巷道进行分析以调整摊铺系统夹角，快速改变摊铺路面宽度；同时采用可拆卸的单轨吊系统牵引微型混凝土摊铺设备，具有简化结构、可重复实用性等优点，既可满足井下狭窄巷道混凝土路面摊铺要求，又方便井下拆装和输送需要，具有较强的创新性和广泛的实用性。

附图说明

图1为本发明矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备的巷道设备布置图。

图2为本发明矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备的混凝土输送示意图。

图3为本发明矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备的微型混凝土摊铺设备俯视图。

图4为本发明矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备的微型混凝土摊铺结构示意图。

图5为本发明矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备的微型混凝土摊铺结构变形示意图。

图6为本发明矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备的球形可调式分动器结构示意图。

图中：0-1矿用混凝土罐车，0-2矿用混凝土泵，0-3可伸缩混凝土管道，0-4激光标定尺，0-5地面行进标记物，1单轨吊系统，1-1单轨吊支架，1-2前置三维扫描仪，1-3驱动车，1-4防爆液压泵站车厢，1-5入料车厢，1-6速凝剂管，1-7混凝土入料口，1-8摊铺系统调整支架，2微型混凝土摊铺设备，2-1前置滑模支架，2-2摊铺机构托梁，2-3可调节螺旋分料系统，2-4可调节混凝土振动系统，2-5可调节混凝土成型板，2-6可调节抹平振动梁，2-7后置三维扫描仪，2-8中置滑模支架，2-9后置滑模支架，2-10球形可调式分动器，2-11振动系统固定连接臂，2-12振动系统转动连接臂，2-13成型板固定连接臂，2-14成型板移动连接臂，2-15混凝土入料仓，2-16滑模侧板，2-17滑模前置连接耳，2-18滑模中置连接耳，2-19滑模后置连接耳，2-20振动系统连接耳，2-21成型板连接耳，2-22抹平振动梁连接耳

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1和图2所示，一种矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备，由单轨吊系统1、微型混凝土摊铺设备2以及智能虚拟摊铺系统组成，所述的单轨吊系统1包括：单轨吊支架1-1、前置三维扫描仪1-2、驱动车1-3、防爆液压泵站车厢1-4、入料车厢1-5、速凝剂管1-6、混凝土入料口1-7、摊铺系统调整支架1-8等部件；多组单轨吊支架1-1组成单轨吊系统1的临时轨道，驱动车1-3、防爆液压泵站车厢1-4和入料车厢1-5悬挂在单轨吊支架1-1上，前置三维扫描仪1-2安装在驱动车1-3前端，驱动车1-3牵引防爆液压泵站车厢1-4和入料车厢1-5沿多组单轨吊支架1-1行驶，防爆液压泵站车厢1-4由防爆电机、分动箱以及多组液压泵等组成，多组液压泵为摊铺系统调整支架1-8和微型混凝土摊铺设备2提供液压动力，入料车厢1-5与巷道内的可伸缩混凝土管道0-4相连，速凝剂仓、速凝剂管1-6、混凝土入料口1-7、摊铺系统调整支架1-8均安装在入料车厢1-5上，速凝剂管1-6一端与速凝剂仓连接，另一端与混凝土入料口1-7相连，摊铺系统调整支架1-8一端连接入料车厢1-5另一端通过摊铺机构托梁2-2与微型混凝土摊铺设备2相连。

所述的微型混凝土摊铺设备2包括：前置滑模支架2-1、摊铺机构托梁2-2、可调节螺旋分料系统2-3、可调节混凝土振动系统2-4、可调节混凝土成型板2-5、可调节抹平振动梁2-6、后置三维扫描仪2-7、中置滑模支架2-8、后置滑模支架2-9、混凝土入料仓2-15和滑模侧板2-16等部件，摊铺机构托梁2-2拖挂可调节螺旋分料系统2-3、可调节混凝土振动系统2-4、可调节混凝土成型板2-5和可调节抹平振动梁2-6，摊铺机构托梁2-2通过前置滑模支架2-1、中置滑模支架2-8和后置滑模支架2-9与混凝土入料仓2-15和滑模侧板2-16相连，混凝土入料仓2-15上方为混凝土入料口1-7。

智能虚拟摊铺系统包括：前置三维扫描仪1-1、后置三维扫描仪2-7、计算机、显示器以及控制系统组成，计算机、显示器以及控制系统均安装在单轨吊系统1的驱动车1-3内，前置三维扫描仪1-2和后置三维扫描仪2-7通过蓝牙模块和无线电模块与计算机连接，计算机将前、后两组三维扫描仪获得的巷道实时数据进行对比和矫正，并将最终结果显示在显示器上。

如图6所示，可调节螺旋分料系统2-3由两组螺旋叶片和球形可调式分动器2-10组成，可调节螺旋分料系统2-3的两组螺旋叶片两端与滑模侧板2-16铰接相连，球形可调式分动器2-10在传动过程中改变输出轴与输入轴的夹角a，夹角a的取值范围为150°～180°；所述球形可调式分动器2-10包括设置在外壳中的球形齿轮C，球形齿轮C连接有输入轴A，球形齿轮C上通过两组相对设置的伞齿轮D连接有两组输出轴B，通过调整伞齿轮D在球形齿轮C上的位置从而改变两组输出轴B之间的夹角；球形可调式分动器2-10的两组输出轴B分别连接有两组大螺旋搅拌叶片，两组大螺旋搅拌叶片与滑模侧板2-16铰接相连；

如图3、图4和图5所示，调节混凝土振动系统2-4由左右两组振动系统连接耳2-20、两组振动棒集成、振动系统固定座、一组振动系统固定连接臂2-11以及多组振动系统转动连接臂2-12组成，可调节混凝土振动系统2-4两侧振动棒集成的振动系统连接耳2-20与滑模侧板2-16铰接相连，两侧的振动棒集成之间的夹角为a，夹角a的取值范围为150范围为侧的振；可调节混凝土成型板2-5由左右两组成型板集成、成型板固定座、两组成型板连接耳2-21、一组成型板固定连接臂2-13以及多组成型板移动连接臂2-14组成，可调节混凝土成型板2-5左右两侧的成型板集成通过成型板连接耳2-21与滑模侧板2-16铰接相连，两侧的成型板集成之间的夹角为a，夹角a的取值范围为150°～180°；可调节抹平振动梁2-6由左右两组抹平振动梁集成、两组抹平振动梁连接耳2-22和抹平振动梁固定座组成，可调节抹平振动梁2-6左右两侧的抹平振动梁集成通过抹平振动梁连接耳2-22与滑模侧板2-16的铰接相连，两侧的抹平振动梁集成之间的夹角为a，夹角a的取值范围为150°～180°；摊铺机构托梁2-2通过前置滑模支架2-1、中置滑模支架2-8和后置滑模支架2-9分别与两侧滑模侧板2-16的滑模前置连接耳2-17、滑模中置连接耳2-18、滑模后置连接耳2-19相连；可调节混凝土振动系统2-3通过振动系统固定连接臂2-11和多组振动系统转动连接臂2-12与可调节混凝土成型板2-5相连；可调节混凝土成型板2-5通过成型板固定连接臂2-13和多组成型板移动连接臂2-14与可调节抹平振动梁2-6相连。

一种矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺工艺，步骤如下：

步骤1，准备工作：在需要摊铺的巷道内架设临时的单轨吊系统1，在巷道底板设置地面行进标记物0-5，为了保证摊铺工艺的可行性，在巷道底板设置地面行进标记物0-5之间的间距应严格相同，在的巷道左右两侧分别布置带有尺度的激光标定尺0-4，将驱动车1-3、防爆液压泵站车厢1-4和入料车厢1-5通过单轨吊支架1-1驶入将矿用摊铺机驶入临时架设的单轨吊系统1中，并将微型混凝土摊铺设备2通过摊铺系统调整支架1-8与入料车厢1-5连接，如图1所示；

步骤2，扫描仪标定：开启单轨吊系统1的前置三维扫描仪1-2和微型混凝土摊铺设备2的后置三维扫描仪2-7，通过前后地面行进标记物0-5和左右激光标定尺0-4，对三组扫描仪进行标定；

步骤3，工作参数设置：两组三维扫描仪标定后，通过驱动车1-3内的控制系统设置摊铺路面的基准高度、摊铺平整度、路面拱度等参数，驱动车1-3的计算机获得控制系统的设置参数；

步骤4，三维图像采集：驱动车1-3启动，驱动车1-3牵引防爆液压泵站车厢1-4、入料车厢1-5以及微型混凝土摊铺设备2延单轨吊支架1-1前进，按照巷道底板设置的地面行进标记物0-5行驶一遍并返回初始位置，同时两组三维扫描仪采集巷道内的三维图像，并将图像数据发送给计算机；

步骤5，虚拟摊铺：计算机将三维扫描仪获得的图像数据和控制系统的设置参数相结合，进行虚拟摊铺，并分析摊铺过程中的入料量、行驶速度、限位器高度、滑模宽度变化量等参数，给出预设摊铺参数；

步骤6，确认摊铺参数：操作工人驱动车1-3内确认并核对预设摊铺参数，摊铺机开始工作；

步骤7，混凝土输送：主巷道内的矿用混凝土罐车0-1将混凝土输送到矿用混凝土泵0-2，矿用混凝土泵0-2通过可伸缩混凝土管道0-3将混凝土输送到入料车厢1-5，入料车厢1-5通过混凝土入料口1-7将混凝土输送到微型混凝土摊铺设备2的混凝土入料仓2-15中，混凝土入料口1-7下料的同时速凝剂管1-6向混凝土中混入速凝剂，混凝土入料口1-7记录混凝土的实时输送量并发送到计算机，通过对比虚拟摊铺的入料量，调节矿用混凝土泵0-2的输送量；

步骤8，混凝土分料：进入混凝土入料仓2-15的混凝土通过可调节螺旋分料系统2-3将输送至左右两侧，在可调节混凝土振动系统2-4的振动提浆后，通过可调节混凝土成型板2-5控制混凝土初始摊铺高度；

步骤9，混凝土摊铺：初始摊铺的混凝土通过可调节混凝土成型板2-5和可调节抹平振动梁2-6，摊铺基本成型，后置三维扫描仪2-7获得此时的巷道三维图形，并与虚拟摊铺时后端参数进行实时对比；

步骤10，摊铺调整：计算机获得后置三维扫描仪2-7和虚拟摊铺时后端参数的差异，通过调节可调节抹平振动梁2-6上的液压缸，对摊铺结果进行修正；

步骤11，摊铺结果分析：计算机获得后置三维扫描仪2-7和虚拟摊铺时后端参数的差异，如差异较大，则停机报警，计算机对整个摊铺流程进行重新分析，预判导致摊铺差异的原因；如差异在允许范围内，则重复步骤7继续进行摊铺作业，直至完成整个巷道的摊铺工作。

步骤12，摊铺完成：巷道摊铺完成后，待混凝土路面凝固后，拆除架设的单轨吊系统1，并进行下一个巷道的摊铺工作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备，其特征在于：包括混凝土制备装置、单轨吊系统(1)、微型混凝土摊铺设备(2)以及智能虚拟摊铺系统，

所述混凝土制备装置包括匹配工作的矿用混凝土罐车(0-1)和矿用混凝土泵(0-2)，矿用混凝土泵(0-2)的出口通过可伸缩混凝土管道(0-3)与设置在巷道中的单轨吊系统(1)相连接；

所述的单轨吊系统(1)包括：临时吊轨轨道和设置在临时吊轨轨道上的混凝土摊铺车，其中临时吊轨轨道由多组单轨吊支架(1-1)组合构成，混凝土摊铺车包括顺序连接的驱动车(1-3)、防爆液压泵站车厢(1-4)和入料车厢(1-5)，驱动车(1-3)牵引防爆液压泵站车厢(1-4)和入料车厢(1-5)沿多组单轨吊支架(1-1)行驶，其中入料车厢(1-5)内设有速凝剂仓，同时入料车厢(1-5)还与设置在巷道内的可伸缩混凝土管道(0-3)连接，入料车厢(1-5)的下方分别设有与速凝剂仓连接的速凝剂管(1-6)、与可伸缩混凝土管道(0-3)连接的混凝土入料口(1-7)以及摊铺系统调整支架(1-8)，其中速凝剂管(1-6)与混凝土入料口(1-7)连接，防爆液压泵站车厢(1-4)内设有防爆电机、分动箱以及多组液压泵，多组液压泵为摊铺系统调整支架(1-8)和微型混凝土摊铺设备(2)提供液压动力；

所述的微型混凝土摊铺设备(2)包括：前置滑模支架(2-1)、摊铺机构托梁(2-2)、可调节螺旋分料系统(2-3)、可调节混凝土振动系统(2-4)、可调节混凝土成型板(2-5)、可调节抹平振动梁(2-6)、中置滑模支架(2-8)、后置滑模支架(2-9)、混凝土入料仓(2-15)和滑模侧板(2-16)；

所述的摊铺机构托梁(2-2)设置在摊铺系统调整支架(1-8)的下方，摊铺机构托梁(2-2)下方设有路面摊铺装置，所述路面摊铺装置包括两侧平行设置的滑模侧板(2-16)，滑模侧板(2-16)的前端设有滑模前置连接耳(2-17)，中段设有滑模中置连接耳(2-18)，后端设有滑模后置连接耳(2-19)，其中摊铺机构托梁(2-2)通过前置滑模支架(2-1)与滑模前置连接耳(2-17)连接，通过中置滑模支架(2-8)与滑模中置连接耳(2-18)连接，通过后置滑模支架(2-9)与滑模后置连接耳(2-19)连接；两侧滑模侧板(2-16)的最前端设有混凝土入料仓(2-15)，混凝土入料仓(2-15)上方位于混凝土入料口(1-7)下方，混凝土入料仓(2-15)为前凸结构的挡板，挡板的宽度与两侧滑模侧板(2-16)相等；两侧滑模侧板(2-16)之间由前向后设有调节螺旋分料系统(2-3)、可调节混凝土振动系统(2-4)、可调节混凝土成型板(2-5)和可调节抹平振动梁(2-6)。

所述智能虚拟摊铺系统包括：设置在驱动车(1-3)前端的前置三维扫描仪(1-2)、设置在摊铺机构托梁(2-2)后方横梁上的后置三维扫描仪(2-7)、计算机、显示器以及控制面板组成，其中计算机、显示器以及控制系统均设置在驱动车(1-3)内，前置三维扫描仪(1-2)和后置三维扫描仪(2-7)通过蓝牙和无线电与计算机连接，计算机将前置三维扫描仪(1-2)和后置三维扫描仪(2-7)获得的巷道实时数据进行对比和矫正，并将最终结果显示在显示器上。

2.根据权利要求1所述矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备，其特征在于：所述滑模侧板(2-16)为两组平行的金属侧板，混凝土入料仓(2-15)为梯形的金属框与两支滑模侧板(2-16)连接，所述摊铺机构托梁(2-2)为两组与滑模侧板(2-16)平行的槽钢结构。

3.根据权利要求1所述矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备，其特征在于：所述可调节螺旋分料系统(2-3)包括设置在滑模侧板(2-16)之间的球形可调式分动器(2-10)，球形可调式分动器(2-10)包括设置在外壳中的球形齿轮(C)，球形齿轮(C)连接有输入轴(A)，球形齿轮(C)上通过两组相对设置的伞齿轮(D)连接有两组输出轴(B)，通过调整伞齿轮(D)在球形齿轮(C)上的位置从而改变两组输出轴(B)之间的夹角；球形可调式分动器(2-10)的两组输出轴(B)分别连接有两组大螺旋搅拌叶片，两组大螺旋搅拌叶片与滑模侧板(2-16)铰接相连，球形可调式分动器(2-10)能够在传动过程中改变输出轴与输入轴的夹角a，夹角a的取值范围为150°～180°。

4.根据权利要求1所述矿用单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备，其特征在于：可调节混凝土振动系统(2-4)包括横向设置的两块钢板，两块钢板之间连接有振动系统座，两块钢板两端通过振动系统连接耳(2-20)与滑模侧板(2-16)链接，可调节混凝土振动系统(2-4)后方通过振动系统固定连接臂(2-11)连接有可调节混凝土成型板(2-5)，可调节混凝土成型板(2-5)后方通过成型板固定连接臂(2-13)连接可调节抹平振动梁(2-6)，其中可调节混凝土成型板(2-5)和可调节抹平振动梁(2-6)中间设有活动铰链可实现开合弯折，可调节混凝土成型板(2-5)与滑模侧板(2-16)通过成型板连接耳(2-21)链接，可调节抹平振动梁(2-6)通过抹平振动梁连接耳(2-22)与滑模侧板(2-16)链接，钢板与可调节混凝土成型板(2-5)之间设有多组振动系统转动连接臂(2-12)，可调节混凝土成型板(2-5)和可调节抹平振动梁(2-6)之间设有多组成型板移动连接臂(2-14)；可调节混凝土振动系统(2-4)的两块钢板、可调节混凝土成型板(2-5)和可调节抹平振动梁(2-6)中间形成的弯折角度为a，夹角a的取值范围为150°～180°。

5.一种使用上述任一权利要求所述单轨吊牵引的微型混凝土摊铺设备的摊铺工艺，其特征在于步骤如下：

步骤1，首先在需要摊铺的巷道内架设临时的单轨吊系统(1)，在巷道底板设置地面行进标记物(0-5)，为了保证摊铺工艺的可行性，在巷道底板设置地面行进标记物(0-5)之间的间距应严格相同，在的巷道左右两侧分别布置带有尺度的激光标定尺(0-4)，将驱动车(1-3)、防爆液压泵站车厢(1-4)和入料车厢(1-5)通过单轨吊支架(1-1)驶入临时架设的单轨吊系统(1)中；

步骤2，利用单轨吊系统(1)的前置三维扫描仪(1-2)对巷道中的标记物(0-5)和左右激光标定尺(0-4)进行三维扫描仪标定并存储；

步骤3，前置三维扫描仪(1-2)和后置三维扫描仪(2-7)激光扫描标定后，通过驱动车(1-3)内的控制系统设置摊铺路面的基准高度、摊铺平整度、路面拱度等参数，驱动车(1-3)的计算机获得控制系统的设置参数；

步骤4，启动驱动车(1-3)，驱动车(1-3)牵引防爆液压泵站车厢(1-4)、入料车厢(1-5)以及微型混凝土摊铺设备(2)延单轨吊支架(1-1)前进，按照巷道底板设置的地面行进标记物(0-5)直线往返一遍后，回到初始位置，同时前置三维扫描仪(1-2)采集巷道内的三维图像，并将图像数据发送给计算机；

步骤5，计算机将前置三维扫描仪(1-2)获得的图像数据和控制系统的设置参数相结合，进行虚拟摊铺，并分析摊铺过程中的入料量、行驶速度、限位器高度、滑模宽度变化量等参数，给出预设摊铺参数；

步骤6，将微型混凝土摊铺设备(2)通过摊铺系统调整支架(1-8)与入料车厢(1-5)连接，开启微型混凝土摊铺设备(2)的后置三维扫描仪(2-7)，操作工人在驱动车(1-3)内确认并核对预设摊铺参数后，摊铺机开始工作；

步骤7，主巷道内的矿用混凝土罐车(0-1)将混凝土输送到矿用混凝土泵(0-2)，矿用混凝土泵(0-2)通过可伸缩混凝土管道(0-3)将混凝土输送到入料车厢(1-5)，入料车厢(1-5)通过混凝土入料口(1-7)将混凝土输送到微型混凝土摊铺设备(2)的混凝土入料仓(2-15)中，混凝土入料口(1-7)下料的同时速凝剂管(1-6)向混凝土中混入速凝剂，混凝土入料口(1-7)记录混凝土的实时输送量并发送到计算机，通过对比虚拟摊铺的入料量，调节矿用混凝土泵(0-2)的输送量；

步骤8，混凝土分料：进入混凝土入料仓(2-15)的混凝土通过可调节螺旋分料系统(2-3)将输送至左右两侧，在可调节混凝土振动系统(2-4)的振动提浆后，通过可调节混凝土成型板(2-5)控制混凝土初始摊铺高度；

步骤9，混凝土摊铺：初始摊铺的混凝土通过可调节混凝土成型板(2-5)和可调节抹平振动梁(2-6)，摊铺基本成型，后置三维扫描仪(2-7)获得此时的巷道三维图形，并与虚拟摊铺时后端参数进行实时对比；

步骤10，摊铺调整：计算机获得后置三维扫描仪(2-7)扫描的实际摊铺高度和虚拟摊铺数据的差异，通过调节液压缸从而调节抹平振动梁(2-6)的位置，进行调节混凝土成型板和抹平系统，实现摊铺高度的调整，对摊铺结果进行修正；

步骤11，利用计算机比较获得后置三维扫描仪(2-7)和虚拟摊铺时后端参数的差异，如差异较大，则停机报警，计算机对整个摊铺流程进行重新分析，预判导致摊铺差异的原因；如差异在允许范围内，则重复步骤7继续进行摊铺作业，直至完成整个巷道的摊铺工作。

步骤12，摊铺完成：巷道摊铺完成后，待混凝土路面凝固后，拆除架设的单轨吊系统(1)，并进行下一个巷道的摊铺工作。

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