CN112722711A - 一种可伸缩自移式转载机器人及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可伸缩自移式转载机器人及其工作方法，机器人包括机头装置、机尾装置、设置在机头装置和机尾装置之间的伸缩式皮带机构，所述机头装置包括机头机架、位于机头机架底部的第一调高单元以及位于第一调高单元底部的第一行走机构；所述机尾装置包括机尾机架、位于所述机尾机架底部的第二调高单元以及位于第二调高单元底部的第二行走机构，第二行走机构上设有二运拖曳连接座；搭载小车上端连接转载机，下端由滑移轨道连接在第一行走机构上方，转载机可在轨道上滑移一段距离；伸缩式皮带机构可实现机器人在长度方向上的自由伸缩。本发明机器人能够在减少二运搬运、接续频率的同时辅助二运机尾进行拖拽，提高巷道运输设备的自动化水平。

Description

一种可伸缩自移式转载机器人及其工作方法

技术领域

本发明属于煤矿机械设计领域，特别是涉及一种可伸缩自移式转载机器人及其使用方法。

背景技术

皮带机凭借其输送量大、适应性强、结构简单等优点，广泛应用于煤矿运输作业。随着煤矿综掘工作面掘锚护一体机的投用以及掘进机械化程度的不断提高，巷道掘进速度不断加快，然而许多辅组工序繁琐、缓慢，直接影响了掘进速度，尤其是掘进工作面配套的皮带机延长工作繁琐，用掘进机牵引皮带机尾来实现机尾偏斜和延长长度准确性较低且用时较长，皮带机机尾每延长一次需用锚杆进行固定，增加了成本投入及工作量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可伸缩自移式转载机器人及其使用方法，与转载机和二运配合使用，位于转载机与二运之间，皮带机机头和机尾具备单独的驱动力，伸缩皮带架配合行走机构实现设备的伸缩自移，提供配套的储带机构以及张紧、调高等装置，还可辅助拉移二运。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下的技术方案：

一种可伸缩自移式转载机器人，包括：

机头装置、机尾装置、设置在机头装置和机尾装置之间的伸缩式皮带机构，其中，所述机头装置包括机头机架、位于机头机架底部的第一调高单元以及位于第一调高单元底部的第一行走机构；

所述机尾装置包括机尾机架、位于所述机尾机架底部的第二调高单元以及位于第二调高单元底部的第二行走机构，所述第二行走机构上设有二运拖曳连接座；

所述伸缩式皮带机构包括：储带机构、张紧机构、剪式伸缩架和支撑组，所述储带机构安装在所述机头机架内部，包括固定滚筒组和移动滚筒组，皮带按一定的顺序绕在滚筒组上，固定滚筒组与机头机架连接，移动滚筒组通过滑移副与机头机架连接；

所述张紧机构包括第一伸缩单元和张紧力传感器，所述第一伸缩单元带着移动滚筒组沿滑移副的滑移方向来回移动，所述张紧力传感器用于检测皮带的张紧力；

所述剪式伸缩架包括多个，多个剪式伸缩架依次串联连接在机头装置和机尾装置之间；

所述支撑组包括储带机构支撑和中间架支撑，所述储带机构支撑包括若干托辊、支架和第一滚轮，若干托辊夹住储带机构内的绕组皮带，把各层皮带隔开，支架连接并支撑若干托辊，第一滚轮安装在支架下方，第一滚轮在机头机架内底部滑动；

所述中间架支撑包括若干第二伸缩单元和第二滚轮，若干第二伸缩单元竖直安装，第二伸缩单元上部连接并支撑所述剪式伸缩架，第二伸缩单元下端与所述第二滚轮连接，第二滚轮接触地面；

所述机头机架的上部前端设有滑移轨道，所述滑移轨道上设有搭载小车，滑移轨道的前端和后端分别设有限位开关；

位置传感器，设置在所述搭载小车上，用于检测搭载小车与转载机之间的高度差；

皮带偏移检测单元，用于检测皮带的偏移量；

控制单元，与所述第一调高单元、第二调高单元、第一伸缩单元、第二伸缩单元、张紧力传感器、位置传感器以及皮带偏移检测单元电连接。

所述第一伸缩单元、第二伸缩单元、第一调高单元以及第二调高单元均为油缸。

所述张紧力传感器为油液压传感器。

所述第一行走机构和第二行走机构均为履带式行走机构。

本发明所述可伸缩自移式转载机器人的工作方法，包括以下步骤：

S1、在现场准备一辆掘进设备、转载机、配套二运和一台已安装好的可伸缩自移式转载机器人；

S2、启动第一伸缩单元和第二伸缩单元，使得皮带运输系统的中间架得到一定程度的支撑，启动第一调高单元和第二调高单元，使得机器人与搭载小车处在合适的高度位置，利于搭载，二运位于第二行走机构后方，便于接料，整机开始运行；

S3、当前端一个工作步结束以后，转载机开始向前移动，此时搭载小车率先移动，直到几个工步以后，搭载小车到达了滑移轨道前方限位处，限位开关检测到信号，下一次转载机移动时伸缩架开始延展；

S4、当转载机继续前移，启动第一行走机构，启动第一伸缩单元和第二伸缩单元，转载机器人伸展，其动作内容为：第一行走机构缓慢向前行驶，皮带变紧，同时张紧力传感器检测到皮带张紧力的压力值超过设定值开始回程，靠近前部的剪式伸缩架的伸缩油缸伸出，剪式伸缩架慢慢展开，中间架支撑组的第二滚轮向前滚动，这个过程要使皮带一直处于动态张紧状态，重复此步骤若干次，直到所述剪式伸缩架全部展开，第一伸缩单元处于最小行程，至此实现了转载机器人的自动伸展功能，继续行驶第一行走机构，使得转载机的搭载小车到达滑移轨道后方限位处，限位开关检测到信号；

S5、启动第二行走机构，转载机器人收缩，其动作内容为：第二行走机构向前行驶，靠近后部的剪式伸缩架的伸缩油缸缩回，剪式伸缩架慢慢收缩，中间架支撑组的第二滚轮向前滚动，皮带变松，同时张紧力传感器检测到皮带张紧力低于设定值，第一伸缩单元开始伸出，这个过程要使皮带一直处于动态张紧状态，重复此步骤若干次，直到所有剪式伸缩架全部缩回，第一伸缩单元处于最大行程，至此实现了转载机器人的自动收缩功能；

S6、自动收缩的同时第二行走机构上的二运拉移连接座带动二运机尾滚筒向前行走，辅助实现二运移动、皮带接续的功能；

S7、当搭载小车上的位置传感器检测到设备需要调高调平时，第一调高单元和第二调高单元动作，使得整机高度上升或下降，同时中间架支撑组上的第二伸缩单元也动作，始终保持皮带上方水平；

S8、当皮带偏移检测装置检测到皮带的偏向后，将处理信号发送给控制系统，控制器接受信号调整行走机构的前进方向。

有益效果：

本发明一种可伸缩自移式转载机器人，用于转载机与二运输送机之间的过渡运输，具备自移、自伸缩、自调整等功能，可以解决巷道掘进过程中的煤渣运输设备自动跟机拉移困难等问题。前后两组履带行走装置驱动设备向前行驶；搭载小车上端连接转载机，搭载小车下端由滑移轨道连接在机头装置上方，转载机可在滑移轨道上滑移一段距离；剪式伸缩架可实现机器人在长度方向上的自由伸缩，伸缩范围约为本机的二分之一；调高单元可实现自移设备的高度调节。本发明动作机构稳定、使用安全性好，能够在减少二运搬运、接续频率的同时辅助二运机尾进行拖拽，提高巷道运输设备的自动化水平。

附图说明

图1为本发明的转载机器人主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明的储带机构示意图；

图4为本发明的储带机构支撑装置结构示意图；

图5为本发明的张紧机构结构示意图；

图6为图5中A-A局部放大示意图；

图7为本发明剪式伸缩架剪式伸缩架其中一段的结构示意图；

图8为本发明的应用场景示意图。

图中，1-机头装置，2-机尾装置，3-皮带偏移检测装置，4-搭载小车，5-伸缩式皮带机构，6-调高单元，7-第一履带架，8-机头机架，9-第二履带架，10-机尾机架，11-储带机构，12-张紧机构，14-第二伸缩单元，15-固定滚筒组，16-移动滚筒组，17-滑移副，18-第一伸缩单元，19-压力传感器，20-活塞杆，22-机头机架连接座，23-机尾机架连接座，24-储带机构支撑，25-中间架支撑，26-托辊，27-支架，28-第一滚轮，29-皮带，31-第二滚轮，32-剪式伸缩架伸缩油缸。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～4所示，一种可伸缩自移式转载机器人，包括机头装置1、机尾装置2、搭载小车4、剪式伸缩架5、张紧机构12、储带机构11、调高单元6和皮带偏移检测装置3；

机头装置1位于整机前部，包括第一履带架7、机头机架8，机头机架8固定安装在第一履带架7上方；

机尾装置2位于整机尾部，包括第二履带架9、机尾机架10、二运拖拽连接座33；

搭载小车4通过底部滑移轨道安装在机头机架上，位于皮带上方；

伸缩式皮带机构5一部分位于机头机架内部，另一部分位于整机中部，连接机头装置和机尾装置的机架；

调高单元6包括机头调高和机尾调高，分别用四根液压油缸连接机头机架/机尾机架和履带行走机构组成，油缸在机头机架和机尾机架与履带行走机构之间伸展和收缩，负责皮带机的调高、调平和纠偏；

皮带偏移检测装置3安装在机尾机架10上方中心，检测皮带的偏移和机器人前进方向的偏移量，给皮带机行驶方向控制器提供履带行走转向信号，给调高油缸提供调整信号。

伸缩式皮带机构5包括：储带机构11、张紧机构12、剪式剪式伸缩架13和支撑组14；储带机构11安装于第一行走机构内部，由若干大小不一的滚筒组成，分为固定滚筒组15和移动滚筒组16，皮带按一定的顺序绕在滚筒组上，固定滚筒组15连接在机架上，移动滚筒组16通过滑移副连接在机架上；张紧机构12由油缸18和油液压力传感器19组成，活塞杆前端与移动滚筒组固定连接，带着移动滚筒组前后移动，油液压力传感器安装在油缸上，检测油缸的工作压力；

剪式伸缩架13连接在机头装置和机尾装置之间；支撑组14包括储带机构支撑24和中间架支撑25，储带机构支撑包括若干托辊26、支架27、滚轮28，若干托辊夹住储带机构内的绕组皮带29，把各层皮带隔开，支架连接并支撑若干托辊，滚轮安装在支架下方，滚轮在机头机架内底部滑动；

中间架支撑包括若干第二伸缩单元30和第二滚轮31，若干第二伸缩单元竖直安装，上部连接并支撑剪式伸缩架，下方与第二滚轮31连接，第二滚轮31滚轮接触地面。

本发明可伸缩自移式转载机器人的使用方法步骤如下：

S1、在现场准备一辆掘进设备、转载机、配套二运和一台已安装好的可伸缩自移式转载机器人；

S2、启动第一伸缩单元和第二伸缩单元，使得皮带运输系统的中间架得到一定程度的支撑，启动第一调高单元和第二调高单元，使得机器人与搭载小车处在合适的高度位置，利于搭载，二运位于第二行走机构后方，便于接料，整机开始运行；

S3、当前端一个工作步结束以后，转载机开始向前移动，此时搭载小车率先移动，直到几个工步以后，搭载小车到达了轨道前方限位处，限位开关检测到信号，下一次转载机移动时伸缩架开始延展；

S4、当转载机继续前移，启动第一行走机构，启动第一伸缩单元和第二伸缩单元，转载机器人伸展，其动作内容为：行走机构缓慢向前行驶，皮带变紧，同时张紧力传感器检测到皮带张紧力的压力值超过设定值开始回程，靠近前部的剪式伸缩架的伸缩油缸伸出，剪式伸缩架慢慢展开，中间架支撑组的第二滚轮向前滚动，这个过程要使皮带一直处于动态张紧状态，重复此步骤若干次，直到所述剪式伸缩架全部展开，第一伸缩单元处于最小行程，至此实现了转载机器人的自动伸展功能，继续行驶第一行走机构，使得转载机的搭载小车到达后方限位处；

S5、启动第二行走机构，转载机器人收缩，其动作内容为：第二行走机构向前行驶，靠近后部的剪式伸缩架的伸缩油缸缩回，剪式伸缩架慢慢收缩，中间架支撑组的第二滚轮向前滚动，皮带变松，同时张紧力传感器检测到皮带张紧力低于设定值，第一伸缩单元开始伸出，这个过程要使皮带一直处于动态张紧状态，重复此步骤若干次，直到所有剪式伸缩架全部缩回，第一伸缩单元处于最大行程，至此实现了转载机器人的自动收缩功能；

S6、自动收缩的同时第二行走机构上的二运拉移连接座带动二运机尾滚筒向前行走，辅助实现二运移动、皮带接续的功能；

S7、当搭载小车上的位置传感器检测到设备需要调高调平时，第一调高单元和第二调高单元动作，使得整机高度上升或下降，同时中间架支撑组上的第二伸缩单元也动作，始终保持皮带上方水平；

S8、当皮带偏移检测装置检测到皮带的偏向后，将处理信号发送给控制系统，控制器接受信号调整行走机构的前进方向。

Claims (5)

1.一种可伸缩自移式转载机器人，其特征在于，包括：

机头装置、机尾装置、设置在机头装置和机尾装置之间的伸缩式皮带机构，其中，所述机头装置包括机头机架、位于机头机架底部的第一调高单元以及位于第一调高单元底部的第一行走机构；

所述机尾装置包括机尾机架、位于所述机尾机架底部的第二调高单元以及位于第二调高单元底部的第二行走机构，所述第二行走机构上设有二运拖曳连接座；

所述伸缩式皮带机构包括：储带机构、张紧机构、剪式伸缩架和支撑组，所述储带机构安装在所述机头机架内部，包括固定滚筒组和移动滚筒组，皮带按一定的顺序绕在滚筒组上，固定滚筒组与机头机架连接，移动滚筒组通过滑移副与机头机架连接；

所述张紧机构包括第一伸缩单元和张紧力传感器，所述第一伸缩单元带着移动滚筒组沿滑移副的滑移方向来回移动，所述张紧力传感器用于检测皮带的张紧力；

所述剪式伸缩架包括多个，多个剪式伸缩架依次串联连接在机头装置和机尾装置之间；

所述支撑组包括储带机构支撑和中间架支撑，所述储带机构支撑包括若干托辊、支架和第一滚轮，若干托辊夹住储带机构内的绕组皮带，把各层皮带隔开，支架连接并支撑若干托辊，第一滚轮安装在支架下方，第一滚轮在机头机架内底部滑动；

所述中间架支撑包括若干第二伸缩单元和第二滚轮，若干第二伸缩单元竖直安装，第二伸缩单元上部连接并支撑所述剪式伸缩架，第二伸缩单元下端与所述第二滚轮连接，第二滚轮接触地面；

所述机头机架的上部前端设有滑移轨道，所述滑移轨道上设有搭载小车，滑移轨道的前端和后端分别设有限位开关；

位置传感器，设置在所述搭载小车上，用于检测搭载小车与转载机之间的高度差；

皮带偏移检测单元，用于检测皮带的偏移量；

控制单元，与所述第一调高单元、第二调高单元、第一伸缩单元、第二伸缩单元、张紧力传感器、位置传感器以及皮带偏移检测单元电连接。

2.根据权利要求1所述的可伸缩自移式转载机器人，其特征在于，所述第一伸缩单元、第二伸缩单元、第一调高单元以及第二调高单元均为油缸。

3.根据权利要求2所述的可伸缩自移式转载机器人，其特征在于，所述张紧力传感器为油液压传感器。

4.根据权利要求1所述的可伸缩自移式转载机器人，其特征在于，所述第一行走机构和第二行走机构均为履带式行走机构。

5.一种基于权利要求1~4中任一所述可伸缩自移式转载机器人的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在现场准备一辆掘进设备、转载机、配套二运和一台已安装好的可伸缩自移式转载机器人；

S2、启动第一伸缩单元和第二伸缩单元，使得皮带运输系统的中间架得到一定程度的支撑，启动第一调高单元和第二调高单元，使得机器人与搭载小车处在合适的高度位置，利于搭载，二运位于第二行走机构后方，便于接料，整机开始运行；

S3、当前端一个工作步结束以后，转载机开始向前移动，此时搭载小车率先移动，直到几个工步以后，搭载小车到达了滑移轨道前方限位处，限位开关检测到信号，下一次转载机移动时伸缩架开始延展；

S4、当转载机继续前移，启动第一行走机构，启动第一伸缩单元和第二伸缩单元，转载机器人伸展，其动作内容为：第一行走机构缓慢向前行驶，皮带变紧，同时张紧力传感器检测到皮带张紧力的压力值超过设定值开始回程，靠近前部的剪式伸缩架的伸缩油缸伸出，剪式伸缩架慢慢展开，中间架支撑组的第二滚轮向前滚动，这个过程要使皮带一直处于动态张紧状态，重复此步骤若干次，直到所述剪式伸缩架全部展开，第一伸缩单元处于最小行程，至此实现了转载机器人的自动伸展功能，继续行驶第一行走机构，使得转载机的搭载小车到达滑移轨道后方限位处，限位开关检测到信号；

S5、启动第二行走机构，转载机器人收缩，其动作内容为：第二行走机构向前行驶，靠近后部的剪式伸缩架的伸缩油缸缩回，剪式伸缩架慢慢收缩，中间架支撑组的第二滚轮向前滚动，皮带变松，同时张紧力传感器检测到皮带张紧力低于设定值，第一伸缩单元开始伸出，这个过程要使皮带一直处于动态张紧状态，重复此步骤若干次，直到所有剪式伸缩架全部缩回，第一伸缩单元处于最大行程，至此实现了转载机器人的自动收缩功能；

S6、自动收缩的同时第二行走机构上的二运拉移连接座带动二运机尾滚筒向前行走，辅助实现二运移动、皮带接续的功能；

S7、当搭载小车上的位置传感器检测到设备需要调高调平时，第一调高单元和第二调高单元动作，使得整机高度上升或下降，同时中间架支撑组上的第二伸缩单元也动作，始终保持皮带上方水平；

S8、当皮带偏移检测装置检测到皮带的偏向后，将处理信号发送给控制系统，控制器接受信号调整行走机构的前进方向。

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