CN112647386A - 一种矿用智能混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺 - Google Patents

Abstract

本发明的一种矿用智能混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺，适用于煤矿井下巷道中使用。包括动力系统、混凝土路面可调节摊铺系统以及智能虚拟摊铺系统组成，凝土路面可调节摊铺系统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前、中、后三组激光扫描系统以及信号处理系统，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参数，并给出优化后的推荐值。在实际摊铺过程中，通过虚拟摊铺的数据实时调节螺旋输料系统和可调节抹平振动梁，并判断实际摊铺和虚拟摊铺的差异，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；满足井下安全同时方便拆装和输送需要。

Description

一种矿用智能混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺

技术领域

本发明涉及一种混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺，适用于煤矿井下巷道中使用的一种矿用智能混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺。

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，提供一种自动化程度高，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，改变摊铺宽度；同时结构简单且安全，便于井下拆装和输送的矿用智能混凝土路面摊铺设备及其摊铺工艺。

为实现上述技术目的，本发明的矿用智能混凝土路面摊铺设备，其包括动力系统、混凝土路面可调节摊铺系统以及智能虚拟摊铺系统组成，

其中动力系统包括防爆动力系统、防爆电机水箱及散热器和设有机架的液压驱动履带，防爆动力系统和防爆电机水箱及散热器设置在机架上，其中防爆动力系统包括为液压泵提供动力的防爆电机、用以传递防爆电机动力的分动箱以及多组提供动力输出的液压泵等组成；

混凝土路面可调节摊铺系统包括入料螺旋料斗、清洗水箱、速凝剂仓、后置滑模梁、螺旋输料系统；其中螺旋输料系统设置在液压驱动履带的机架下，至于两条履带之间，其包括倾斜料仓，倾斜料仓内设有两组旋向相反的螺旋输送器，入料螺旋料斗包括螺旋叶片和搅拌叶片，入料螺旋料斗出料端与倾斜料仓的前端相连接，清洗水箱安装在矿用智能混凝土路面摊铺设备最上方可对整机进行清洗，速凝剂仓安装在螺旋输料系统的倾斜料仓的后部上方，根据需要实时控制速凝剂的输出量，螺旋输料系统的出料口与可调节螺旋分料系统相连接，后置滑模梁设置在液压驱动履带的后端机架上，后置滑模梁向后延伸并设有混凝土路面成型装置；所述混凝土路面成型装置包括滑模系统，滑模系统通过液压缸与后置滑模梁连接，后置滑模梁下方连接有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和可调节抹平振动梁与滑模系统匹配工作；

智能虚拟摊铺系统包括设置在液压驱动履带前方的前置激光扫描系统，液压驱动履带后方的中置激光扫描系统，以及设置在后置滑模梁尾部的后置激光扫描系统，其中前置激光扫描系统、中置激光扫描系统和后置激光扫描系统分别与信号处理器相连接，信号处理器分别与远程控制装置以及显示设备相连接，信号处理器将前置激光扫描系统、中置激光扫描系统和后置激光扫描系统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设备上，远程控制装置通过蓝牙模块和无线电模块与路面铺设区域外的手持式控制器进行双通路通讯。

所述的滑模系统包括分别平行设置在两侧的滑模侧板，两侧滑模侧板的最前端分别设有滑模前置连接耳，在滑模侧板的中段位置分别设有滑模中置连接耳，在滑模侧板的尾部分别设有滑模后置连接耳，所述六个滑模前置连接耳、滑模中置连接耳、滑模后置连接耳分别与后置滑模梁通过六根液压缸相连接。

所述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和可调节抹平振动梁顺序从前向后设置在滑模系统的两侧的滑模侧板之间；

所述可调节螺旋分料系统包括球形可调式分动器，球形可调式分动器的壳体通过连接杆件与后置滑模梁固定连接，球形可调式分动器前端通过转轴设有两组与滑模侧板连接的滑模挡板，球形可调式分动器的两侧输出轴分别设有两组螺旋叶片，两组螺旋叶片的两端与滑模侧板活动连接，球形可调式分动器的动力输入轴通过链传动与防爆动力系统中分动箱的一个动力输出轴连接球形可调式分动器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°。

所述可调节混凝土振动系统包括振动系统固定座，振动系统固定座与两侧的滑模侧板之间通过振动系统连接耳活动连接有两组振动棒集成；所述可调节混凝土成型板包括成型板固定座，振动系统固定座后方通过振动系统固定连接臂与成型板固定座相连接，成型板固定座与两侧的滑模侧板之间通过成型板连接耳活动连接有两块成型板集，其中振动棒集成与成型板集之间设有多个振动系统转动连接臂；所述可调节抹平振动梁包括抹平振动梁固定座，成型板固定座与抹平振动梁固定座之间设有成型板固定连接臂，抹平振动梁固定座与两侧的滑模侧板之间通过抹平振动梁连接耳连接有两组抹平振动梁集成，抹平振动梁集成与成型板集之间设有成型板移动连接臂；所述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跟随球形可调式分动器10-2的输出轴夹角a的调整而统一调整，保证夹角调整后两侧滑模侧板15-1依旧平行，仅改变两侧滑模侧板15-1之间的宽度距离，从而调整两侧滑模侧板15-1施工混凝土路面的宽度。

一种矿用智能混凝土路面摊铺工艺，其步骤如下：

步骤1，准备工作：在巷道底板设置地面行进标记物，为了保证智能虚拟摊铺方法的可行性，在巷道底板设置的定位点直接间距应严格相同，在的巷道左右两侧分别布置带有尺度的激光标定尺，并将矿用摊铺机驶入需要铺设的巷道中；

步骤2，开机标定：开启矿用摊铺机主机的前置激光扫描系统、中置激光扫描系统和后置激光扫描系统，通过前后地面行进标记物和左右激光标定尺，对三组扫描仪进行标定；

步骤3，工作参数设置：前置激光扫描系统、中置激光扫描系统和后置激光扫描系统标定后，通过控制器设置摊铺路面的基准高度、摊铺平整度、路面拱度等参数，矿用摊铺机主机前端的信号处理系统获得手持式控制器的设置参数；

步骤4，巷道三维图像采集：矿用摊铺机按照巷道底板设置的地面行进标记物行驶一遍并返回初始位置，同时三组激光扫描系统采集巷道内的三维图像以获取巷道内的最小通行高度以及左右壁面变形情况，并将图像数据发送给信号处理系统；

步骤5，虚拟摊铺：信号处理系统将激光扫描系统获得的图像数据和手持式控制器的设置参数相结合，进行虚拟摊铺，并分析摊铺过程中的入料量、螺旋输送速度、行驶速度、限位高度、滑模宽度的参数，并给出预摊铺方案；

步骤6，确认摊铺参数：操作工人在手持式控制器上确认上述摊铺参数后，摊铺机开始工作；

步骤7，料仓拌料：混凝土通过矿用混凝土罐车输送到矿用摊铺机的入料螺旋料斗中，入料螺旋料斗的搅拌螺旋将混凝土料充分搅拌后，开启料仓门；

步骤8，混凝土输送：在搅拌螺旋的作用下，混凝土通过料仓门进入螺旋输料系统，通过转速仪和扭矩传感器获得螺旋输料系统的两组螺旋输送器的转速和扭矩，并发送到信号处理系统以预测混凝土的实时输送量，通过对比虚拟摊铺的入料量，调节螺旋输料系统两组螺旋输送器的转速；

步骤9，摊铺机构调节：根据采集的巷道内三维图形以及摊铺机构实时位置，判断左右巷道壁面突出情况。当发现壁面突出时，后置滑模梁上的调节液压缸回缩一定距离，带动的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、可调节抹平振动梁以及与之相连的滑模侧板向内收缩，减少摊铺宽度；当两侧壁面恢复正常时，后置滑模梁上的调节液压缸伸出至预设位置，带动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、可调节抹平振动梁以及与之相连的滑模侧板回到预设位置；

步骤10，混凝土分料：混凝土通过螺旋输料系统到达可调节螺旋分料系统，可调节螺旋分料系统将混凝土输送至左右两侧，并通过可调节混凝土成型板控制混凝土初始摊铺高度；

步骤11，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之后摊铺基本成型，中置激光扫描系统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12，摊铺调整：信号处理系统获得中置激光扫描系统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上的液压缸，对摊铺结果进行修正，并通过后置激光扫描系统对最后摊铺结果进行三维扫描校核；

步骤13，摊铺结果分析：信号处理系统获得后置激光扫描系统和虚拟摊铺时后端参数的差异，如差异较大，则停机报警，信号处理系统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。

有益效果：

本装置包括动力系统、凝土路面可调节摊铺系统以及智能虚拟摊铺系统，动力系统采用防爆措施满足煤矿进行防爆需求；凝土路面可调节摊铺系统采用球形可调式分动器改变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以及可调节抹平振动梁的夹角，以实时改变滑膜系统摊铺宽度；智能虚拟摊铺系统采用前、中、后三组激光扫描系统以及信号处理系统，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，给出预摊铺方案。同时，在实际摊铺过程中，通过虚拟摊铺时的数据实时调节螺旋输料系统和可调节抹平振动梁，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，改变摊铺宽度；同时采用防爆系统和简化结构，既可满足井下防爆要求，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

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例的巷道设备布置图。

图2为本发明实施例的矿用智能混凝土路面摊铺设备结构图。

图3为本发明实施例的混凝土输送结构示意图。

图4为本发明实施例的混凝土输送结构变形示意图。

图5为本发明实施例的混凝土摊铺机构结构示意图。

图6为本发明实施例的球形可调式分动器结构示意图。

图中：1-入料螺旋料斗，2-前置激光扫描系统，3-防爆动力系统，4-清洗水箱，5-防爆电机水箱及散热器，6-中置激光扫描系统，7-速凝剂仓，8-液压驱动履带，9-后置滑模梁，10-可调节螺旋分料系统，11-可调节混凝土振动系统，12-可调节混凝土成型板，13-可调节抹平振动梁，14-后置激光扫描系统，15-滑模系统，16-螺旋输料系统，10-1-螺旋叶片，10-2-球形可调式分动器，11-1-振动系统连接耳，11-2-振动棒集成，11-3-振动系统固定座，11-4-振动系统固定连接臂，11-5-振动系统转动连接臂，12-1-成型板连接耳，12-2-成型板集成，12-3-成型板固定座，12-4-成型板固定连接臂，12-5-成型板移动连接臂，13-1-抹平振动梁连接耳，13-2-抹平振动梁集成，13-3-抹平振动梁固定座，15-1-滑模侧板，15-2-滑模前置连接耳，15-3-滑模中置连接耳，15-4-滑模后置连接耳；A-输入轴，B-输出轴，C-球形齿轮，D-伞齿轮。

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所示，矿用智能混凝土路面摊铺设备，其包括动力系统、混凝土路面可调节摊铺系统以及智能虚拟摊铺系统组成，

其中动力系统包括防爆动力系统3、防爆电机水箱及散热器5和设有机架的液压驱动履带8，防爆动力系统3和防爆电机水箱及散热器5设置在机架上，其中防爆动力系统3包括为液压泵提供动力的防爆电机、用以传递防爆电机动力的分动箱以及多组提供动力输出的液压泵等组成；

如图2所示，混凝土路面可调节摊铺系统包括入料螺旋料斗1、清洗水箱4、速凝剂仓7、后置滑模梁9、螺旋输料系统16；其中螺旋输料系统16设置在液压驱动履带8的机架下，至于两条履带之间，其包括倾斜料仓，倾斜料仓内设有两组旋向相反的螺旋输送器，入料螺旋料斗1包括螺旋叶片和搅拌叶片，入料螺旋料斗1出料端与倾斜料仓的前端相连接，清洗水箱4安装在矿用智能混凝土路面摊铺设备最上方可对整机进行清洗，速凝剂仓7安装在螺旋输料系统16的倾斜料仓的后部上方，根据需要实时控制速凝剂的输出量，螺旋输料系统16的出料口与可调节螺旋分料系统10相连接，后置滑模梁9设置在液压驱动履带8的后端机架上，后置滑模梁9向后延伸并设有混凝土路面成型装置；所述混凝土路面成型装置包括滑模系统15，滑模系统15通过液压缸与后置滑模梁9连接，后置滑模梁9下方连接有可调节螺旋分料系统10、可调节混凝土振动系统11、可调节混凝土成型板12和可调节抹平振动梁13与滑模系统15匹配工作；智能虚拟摊铺系统包括设置在液压驱动履带8前方的前置激光扫描系统2，液压驱动履带8后方的中置激光扫描系统6，以及设置在后置滑模梁9尾部的后置激光扫描系统14，其中前置激光扫描系统2、中置激光扫描系统6和后置激光扫描系统14分别与信号处理器相连接，信号处理器分别与远程控制装置以及显示设备相连接，信号处理器将前置激光扫描系统2、中置激光扫描系统6和后置激光扫描系统14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设备上，远程控制装置通过蓝牙模块和无线电模块与路面铺设区域外的手持式控制器进行双通路通讯。

如图3、图4和图5所示，所述的滑模系统15包括分别平行设置在两侧的滑模侧板15-1，两侧滑模侧板15-1的最前端分别设有滑模前置连接耳15-2，在滑模侧板15-1的中段位置分别设有滑模中置连接耳15-3，在滑模侧板15-1的尾部分别设有滑模后置连接耳15-4，所述六个滑模前置连接耳15-2、滑模中置连接耳15-3、滑模后置连接耳15-4分别与后置滑模梁9通过六根液压缸相连接。可调节螺旋分料系统10、可调节混凝土振动系统11、可调节混凝土成型板12和可调节抹平振动梁13顺序从前向后设置在滑模系统15的两侧的滑模侧板15-1之间；

如图6所示，所述可调节螺旋分料系统10包括球形可调式分动器10-2，球形可调式分动器10-2包括壳体，壳体内设有输入轴A，输入轴A上设有球形齿轮C，球形齿轮C上通过伞齿轮D连接有输出轴B，输出轴B的伞齿轮C在球形齿轮上移动从而改变输出轴B的角度；球形可调式分动器10-2的壳体通过连接杆件与后置滑模梁9固定连接，球形可调式分动器10-2前端通过转轴设有两块与滑模侧板15-1连接的滑模挡板，球形可调式分动器10-2的两侧输出轴分别设有两组螺旋叶片10-1，两组螺旋叶片10-1的两端与滑模侧板15-1活动连接，球形可调式分动器10-2的动力输入轴通过链传动与防爆动力系统3中分动箱的一个动力输出轴连接球形可调式分动器10-2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°。

所述可调节混凝土振动系统11包括振动系统固定座11-3，振动系统固定座11-3与两侧的滑模侧板15-1之间通过振动系统连接耳11-1活动连接有两组振动棒集成11-2；所述可调节混凝土成型板12包括成型板固定座12-3，振动系统固定座11-3后方通过振动系统固定连接臂11-4与成型板固定座12-3相连接，成型板固定座12-3与两侧的滑模侧板15-1之间通过成型板连接耳12-1活动连接有两块成型板集12-2，其中振动棒集成11-2与成型板集12-2之间设有多个振动系统转动连接臂11-5；所述可调节抹平振动梁13包括抹平振动梁固定座13-3，成型板固定座12-3与抹平振动梁固定座13-3之间设有成型板固定连接臂12-4，抹平振动梁固定座13-3与两侧的滑模侧板15-1之间通过抹平振动梁连接耳13-1连接有两组抹平振动梁集成13-2，抹平振动梁集成13-2与成型板集12-2之间设有成型板移动连接臂12-5；所述可调节混凝土振动系统11、可调节混凝土成型板12和可调节抹平振动梁13跟随球形可调式分动器10-2的输出轴夹角a的调整而统一调整，保证夹角调整后两侧滑模侧板15-1依旧平行，仅改变两侧滑模侧板15-1之间的宽度距离，从而调整两侧滑模侧板15-1施工混凝土路面的宽度。

一种矿用智能混凝土路面摊铺设备的摊铺工艺，其步骤如下：

步骤1，准备工作：在巷道底板设置地面行进标记物，为了保证智能虚拟摊铺方法的可行性，在巷道底板设置的定位点直接间距应严格相同，在的巷道左右两侧分别布置带有尺度的激光标定尺，并将矿用摊铺机驶入需要铺设的巷道中；

步骤2，开机标定：开启矿用摊铺机主机的前置激光扫描系统2、中置激光扫描系统6和后置激光扫描系统14，通过前后地面行进标记物和左右激光标定尺，对三组扫描仪进行标定；

步骤3，工作参数设置：前置激光扫描系统2、中置激光扫描系统6和后置激光扫描系统14标定后，通过控制器设置摊铺路面的基准高度、摊铺平整度、路面拱度等参数，矿用摊铺机主机前端的信号处理系统获得手持式控制器的设置参数；

步骤4，巷道三维图像采集：矿用摊铺机按照巷道底板设置的地面行进标记物行驶一遍并返回初始位置，同时三组激光扫描系统采集巷道内的三维图像以获取巷道内的最小通行高度以及左右壁面变形情况，并将图像数据发送给信号处理系统；

步骤5，虚拟摊铺：信号处理系统将激光扫描系统获得的图像数据和手持式控制器的设置参数相结合，进行虚拟摊铺，并分析摊铺过程中的入料量、螺旋输送速度、行驶速度、限位高度、滑模宽度的参数，并给出预摊铺方案；

步骤6，确认摊铺参数：操作工人在手持式控制器上确认上述摊铺参数后，摊铺机开始工作；

步骤7，料仓拌料：混凝土通过矿用混凝土罐车输送到矿用摊铺机的入料螺旋料斗1中，入料螺旋料斗1的搅拌螺旋将混凝土料充分搅拌后，开启料仓门；

步骤8，混凝土输送：在搅拌螺旋的作用下，混凝土通过料仓门进入螺旋输料系统16，通过转速仪和扭矩传感器获得螺旋输料系统16的两组螺旋输送器的转速和扭矩，并发送到信号处理系统以预测混凝土的实时输送量，通过对比虚拟摊铺的入料量，调节螺旋输料系统16两组螺旋输送器的转速；

步骤9，摊铺机构调节：根据采集的巷道内三维图形以及摊铺机构实时位置，判断左右巷道壁面突出情况。当发现壁面突出时，后置滑模梁9上的调节液压缸回缩一定距离，带动的可调节螺旋分料系统10、可调节混凝土振动系统11、可调节混凝土成型板12、可调节抹平振动梁13以及与之相连的滑模侧板向内收缩，减少摊铺宽度；当两侧壁面恢复正常时，后置滑模梁9上的调节液压缸伸出至预设位置，带动可调节螺旋分料系统10、可调节混凝土振动系统11、可调节混凝土成型板12、可调节抹平振动梁13以及与之相连的滑模侧板回到预设位置；

步骤10，混凝土分料：混凝土通过螺旋输料系统16到达可调节螺旋分料系统10，可调节螺旋分料系统10将混凝土输送至左右两侧，并通过可调节混凝土成型板12控制混凝土初始摊铺高度；

步骤11，混凝土摊铺：初始摊铺的混凝土通过可调节混凝土成型板11和可调节抹平振动梁13之后摊铺基本成型，中置激光扫描系统6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12，摊铺调整：信号处理系统获得中置激光扫描系统6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13上的液压缸，对摊铺结果进行修正，并通过后置激光扫描系统14对最后摊铺结果进行三维扫描校核；

步骤13，摊铺结果分析：信号处理系统获得后置激光扫描系统14和虚拟摊铺时后端参数的差异，如差异较大，则停机报警，信号处理系统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。

Claims (5)

1.一种矿用智能混凝土路面摊铺设备，其特征在于：其包括动力系统、混凝土路面可调节摊铺系统以及智能虚拟摊铺系统组成，

其中动力系统包括防爆动力系统(3)、防爆电机水箱及散热器(5)和设有机架的液压驱动履带(8)，防爆动力系统(3)和防爆电机水箱及散热器(5)设置在机架上，其中防爆动力系统(3)包括为液压泵提供动力的防爆电机、用以传递防爆电机动力的分动箱以及多组提供动力输出的液压泵等组成；

混凝土路面可调节摊铺系统包括入料螺旋料斗(1)、清洗水箱(4)、速凝剂仓(7)、后置滑模梁(9)、螺旋输料系统(16)；其中螺旋输料系统(16)设置在液压驱动履带(8)的机架下，至于两条履带之间，其包括倾斜料仓，倾斜料仓内设有两组旋向相反的螺旋输送器，入料螺旋料斗(1)包括螺旋叶片和搅拌叶片，入料螺旋料斗(1)出料端与倾斜料仓的前端相连接，清洗水箱(4)安装在矿用智能混凝土路面摊铺设备最上方可对整机进行清洗，速凝剂仓(7)安装在螺旋输料系统(16)的倾斜料仓的后部上方，根据需要实时控制速凝剂的输出量，螺旋输料系统(16)的出料口与可调节螺旋分料系统(10)相连接，后置滑模梁(9)设置在液压驱动履带(8)的后端机架上，后置滑模梁(9)向后延伸并设有混凝土路面成型装置；所述混凝土路面成型装置包括滑模系统(15)，滑模系统(15)通过液压缸与后置滑模梁(9)连接，后置滑模梁(9)下方连接有可调节螺旋分料系统(10)、可调节混凝土振动系统(11)、可调节混凝土成型板(12)和可调节抹平振动梁(13)与滑模系统(15)匹配工作；

智能虚拟摊铺系统包括设置在液压驱动履带(8)前方的前置激光扫描系统(2)，液压驱动履带(8)后方的中置激光扫描系统(6)，以及设置在后置滑模梁(9)尾部的后置激光扫描系统(14)，其中前置激光扫描系统(2)、中置激光扫描系统(6)和后置激光扫描系统(14)分别与信号处理器相连接，信号处理器分别与远程控制装置以及显示设备相连接，信号处理器将前置激光扫描系统(2)、中置激光扫描系统(6)和后置激光扫描系统(14)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设备上，远程控制装置通过蓝牙模块和无线电模块与路面铺设区域外的手持式控制器进行双通路通讯。

2.根据权利要求1所述的矿用智能混凝土路面摊铺设备，其特征在于：所述的滑模系统(15)包括分别平行设置在两侧的滑模侧板(15-1)，两侧滑模侧板(15-1)的最前端分别设有滑模前置连接耳(15-2)，在滑模侧板(15-1)的中段位置分别设有滑模中置连接耳(15-3)，在滑模侧板(15-1)的尾部分别设有滑模后置连接耳(15-4)，所述六个滑模前置连接耳(15-2)、滑模中置连接耳(15-3)、滑模后置连接耳(15-4)分别与后置滑模梁(9)通过六根液压缸相连接。

3.根据权利要求1所述的矿用智能混凝土路面摊铺设备，其特征在于：所述可调节螺旋分料系统(10)、可调节混凝土振动系统(11)、可调节混凝土成型板(12)和可调节抹平振动梁(13)顺序从前向后设置在滑模系统(15)的两侧的滑模侧板(15-1)之间；

所述可调节螺旋分料系统(10)包括球形可调式分动器(10-2)，球形可调式分动器(10-2)的壳体通过连接杆件与后置滑模梁(9)固定连接，球形可调式分动器(10-2)前端通过转轴设有两组与滑模侧板(15-1)连接的滑模挡板，球形可调式分动器(10-2)的两侧输出轴(B)分别设有两组螺旋叶片(10-1)，两组螺旋叶片(10-1)的两端与滑模侧板(15-1)活动连接，球形可调式分动器(10-2)的动力输入轴(A)通过链传动与防爆动力系统(3)中分动箱的一个动力输出轴连接，球形可调式分动器(10-2)在传动过程中改变输出轴(B)与输入轴(A)的夹角a，夹角a的取值范围为150°～180°。

4.根据权利要求3所述的矿用智能混凝土路面摊铺设备，其特征在于：所述可调节混凝土振动系统(11)包括振动系统固定座(11-3)，振动系统固定座(11-3)与两侧的滑模侧板(15-1)之间通过振动系统连接耳(11-1)活动连接有两组振动棒集成(11-2)；所述可调节混凝土成型板(12)包括成型板固定座(12-3)，振动系统固定座(11-3)后方通过振动系统固定连接臂(11-4)与成型板固定座(12-3)相连接，成型板固定座(12-3)与两侧的滑模侧板(15-1)之间通过成型板连接耳(12-1)活动连接有两块成型板集(12-2)，其中振动棒集成(11-2)与成型板集(12-2)之间设有多个振动系统转动连接臂(11-5)；所述可调节抹平振动梁(13)包括抹平振动梁固定座(13-3)，成型板固定座(12-3)与抹平振动梁固定座(13-3)之间设有成型板固定连接臂(12-4)，抹平振动梁固定座(13-3)与两侧的滑模侧板(15-1)之间通过抹平振动梁连接耳(13-1)连接有两组抹平振动梁集成(13-2)，抹平振动梁集成(13-2)与成型板集(12-2)之间设有成型板移动连接臂(12-5)；所述可调节混凝土振动系统(11)、可调节混凝土成型板(12)和可调节抹平振动梁(13)跟随球形可调式分动器(10-2)的输出轴夹角a的调整而统一调整，保证夹角调整后两侧滑模侧板(15-1)依旧平行，仅改变两侧滑模侧板(15-1)之间的宽度距离，从而调整两侧滑模侧板(15-1)施工混凝土路面的宽度。

5.一种使用上述任一权利要求所述矿用智能混凝土路面摊铺设备的摊铺工艺，其特征在于，步骤如下：

步骤1，准备工作：在巷道底板设置地面行进标记物，为了保证智能虚拟摊铺方法的可行性，在巷道底板设置的定位点直接间距应严格相同，在的巷道左右两侧分别布置带有尺度的激光标定尺，并将矿用摊铺机驶入需要铺设的巷道中；

步骤2，开机标定：开启矿用摊铺机主机的前置激光扫描系统(2)、中置激光扫描系统(6)和后置激光扫描系统(14)，通过前后地面行进标记物和左右激光标定尺，对三组扫描仪进行标定；

步骤3，工作参数设置：前置激光扫描系统(2)、中置激光扫描系统(6)和后置激光扫描系统(14)标定后，通过控制器设置摊铺路面的基准高度、摊铺平整度、路面拱度等参数，矿用摊铺机主机前端的信号处理系统获得手持式控制器的设置参数；

步骤4，巷道三维图像采集：矿用摊铺机按照巷道底板设置的地面行进标记物行驶一遍并返回初始位置，同时三组激光扫描系统采集巷道内的三维图像以获取巷道内的最小通行高度以及左右壁面变形情况，并将图像数据发送给信号处理系统；

步骤5，虚拟摊铺：信号处理系统将激光扫描系统获得的图像数据和手持式控制器的设置参数相结合，进行虚拟摊铺，并分析摊铺过程中的入料量、螺旋输送速度、行驶速度、限位高度、滑模宽度的参数，并给出预摊铺方案；

步骤6，确认摊铺参数：操作工人在手持式控制器上确认上述摊铺参数后，摊铺机开始工作；

步骤7，料仓拌料：混凝土通过矿用混凝土罐车输送到矿用摊铺机的入料螺旋料斗(1)中，入料螺旋料斗(1)的搅拌螺旋将混凝土料充分搅拌后，开启料仓门；

步骤8，混凝土输送：在搅拌螺旋的作用下，混凝土通过料仓门进入螺旋输料系统(16)，通过转速仪和扭矩传感器获得螺旋输料系统(16)的两组螺旋输送器的转速和扭矩，并发送到信号处理系统以预测混凝土的实时输送量，通过对比虚拟摊铺的入料量，调节螺旋输料系统(16)两组螺旋输送器的转速；

步骤9，摊铺机构调节：根据采集的巷道内三维图形以及摊铺机构实时位置，判断左右巷道壁面突出情况。当发现壁面突出时，后置滑模梁(9)上的调节液压缸回缩一定距离，带动的可调节螺旋分料系统(10)、可调节混凝土振动系统(11)、可调节混凝土成型板(12)、可调节抹平振动梁(13)以及与之相连的滑模侧板向内收缩，减少摊铺宽度；当两侧壁面恢复正常时，后置滑模梁(9)上的调节液压缸伸出至预设位置，带动可调节螺旋分料系统(10)、可调节混凝土振动系统(11)、可调节混凝土成型板(12)、可调节抹平振动梁(13)以及与之相连的滑模侧板回到预设位置；

步骤10，混凝土分料：混凝土通过螺旋输料系统(16)到达可调节螺旋分料系统(10)，可调节螺旋分料系统(10)将混凝土输送至左右两侧，并通过可调节混凝土成型板(12)控制混凝土初始摊铺高度；

步骤11，混凝土摊铺：初始摊铺的混凝土通过可调节混凝土成型板(11)和可调节抹平振动梁(13)之后摊铺基本成型，中置激光扫描系统(6)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12，摊铺调整：信号处理系统获得中置激光扫描系统(6)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(13)上的液压缸，对摊铺结果进行修正，并通过后置激光扫描系统(14)对最后摊铺结果进行三维扫描校核；

步骤13，摊铺结果分析：信号处理系统获得后置激光扫描系统(14)和虚拟摊铺时后端参数的差异，如差异较大，则停机报警，信号处理系统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。

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