CN113530556A - 一种掘进机配套铺网的智能铺网装置及铺网方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤矿井下掘进工作面掘进技术领域，具体涉及一种掘进机配套的智能铺网装置及铺网方法。本发明包括进行运网和铺网的临时支护装置、进行取网的能够任意角度摆动的机械臂和控制箱；临时支护装置的底部设有移动装置，临时支护装置通过移动装置滑动连接于掘进机顶部的前端；机械臂的底部设有走行装置，机械臂通过走行装置滑动连接于掘进机顶部的后端，机械臂的顶端设有用于抓取锚网的吸盘；控制箱控制吸盘自动取网、控制移动装置移动进行自动运网以及控制临时支护装置的升降自动铺网。本发明提高生产效率，安全高效，降低人工成本及劳动强度；实现了掘锚一体机的自动取网、自动运网、自动铺网功能。
Description
技术领域
本发明属于煤矿井下掘进工作面掘进技术领域，具体涉及一种掘进机配套的智能铺网装置及铺网方法。
背景技术
传统掘进工艺采用掘进和支护交替间歇作业，速度慢、用人多、安全性差，掘进设备功能单一、相互协同性差、效率低，严重制约了煤矿高效生产。随着，井下工人老龄化的加剧，国家对安全生产的重视，以及市场对改善工人作业环境的需求，未来市场将会向着，以减人，降低工人劳动强度，提高综掘效率，改善作业环境的系统化、成套化、智能化方向发展。要从根本上改变综掘工作面的落后状态，必须分析中国煤矿巷道掘进特点，创新掘进装备和工艺，加快研发高效率、高适应、高可靠、高智能的新型掘进成套装备，构建成套装备协同的智能掘进装备群，全面提升掘进装备和工艺的智能化水平。
随着煤矿井下综掘装备集成化、一体化的发展，掘锚一体机的应用越来越多，将临时支护集成在掘进机上，实现集成化，提高生产效率，降低了工人的劳动强度。但是集成后仍然需要人工将锚网搬运到机前部放置于临时支护上，进行铺网。此种方法不可避免存在一定的安全隐患，操作不方便，严重影响着煤矿安全、高效、智能生产，影响了掘锚一体机效率的发挥。
发明内容
本发明要解决上述问题，提供了一种能够自动取网、自动运网和自动铺网的掘进机配套的智能铺网装置。
本发明采用如下的技术方案实现：一种掘进机配套的智能铺网装置，包括进行运网和铺网的临时支护装置、进行取网的能够任意角度摆动的机械臂和控制箱；
所述临时支护装置的底部设有移动装置，临时支护装置通过移动装置滑动连接于掘进机顶部的前端；
所述机械臂的底部设有走行装置，机械臂通过走行装置滑动连接于掘进机顶部的后端，机械臂的顶端设有用于抓取锚网的吸盘；
所述控制箱与走行装置、移动装置、临时支护装置、机械臂以及吸盘电性连接，控制箱控制吸盘自动取网、控制移动装置移动进行自动运网以及控制临时支护装置的升降自动铺网。
进一步的，所述移动装置包括小车运输轨道、四轮小车和驱动装置Ⅰ；
所述小车运输轨道设于掘进机顶部，小车运输轨道的两侧设有凸起的轨道，小车运输轨道的中间位置设有齿条；
所述四轮小车底部的四个角均设有车轮Ⅰ，车轮Ⅰ滚动连接在轨道上；
所述驱动装置Ⅰ连接于四轮小车的底部，驱动装置Ⅰ的输出端设有齿轮，齿轮与齿条啮合。
进一步的，所述走行装置连接于小车运输轨道的后端，走行装置包括双轮小车和驱动装置Ⅱ；
所述双轮小车的底部的两侧均设有车轮Ⅱ，滚动连接在轨道上；
所述驱动装置Ⅱ连接于双轮小车的底部，驱动装置Ⅱ的输出端设有齿轮，齿轮与小车运输轨道的齿条啮合。
进一步的，所述小车运输轨道的轨道顶部设有凸起；
所述车轮Ⅰ和车轮Ⅱ的结构一致，两者外圈的中央位置均设有向内凹的用于与凸起配合连接的凹槽。
进一步的，所述临时支护装置包括两组平行设置的伸缩臂、拖网架和连接杆；
所述拖网架铰接于两组伸缩臂的顶端，两组伸缩臂的底部通过连接杆连接；
所述每组伸缩臂包括第一伸缩臂、第二伸缩臂、第一伸缩油缸和第二伸缩油缸，
第一伸缩臂和第二伸缩臂均具有伸缩功能，两者均包括伸缩部和固定部；
第二伸缩臂铰接于第一伸缩臂前端的顶部，第一伸缩油缸的固定端连接在连接杆上，第一伸缩油缸的伸出端连接在第二伸缩臂的固定部上，第二伸缩油缸的固定端连接在第二伸缩臂的固定部上，第二伸缩油缸伸出端连接在拖网架上。
进一步的，所述临时支护装置的底部设有转盘，转盘连接于四轮小车的顶部。
一种掘进机配套的智能铺网方法，S1，自动取网；所述控制箱控制移动装置带动收缩状态的临时支护装置向后移动，机械臂带动吸盘抓取锚网后放置于临时支护装置上；
S2，自动运网；所述控制箱控制移动装置向前移动直至施工位置；
S3，自动铺网；所述控制箱控制临时支护装置展开进行铺网。
本发明相比现有技术的有益效果：
1.本发明采用能能够自动取网的机械臂，通过机械臂上的吸盘自动吸取锚网，然后通过走行装置移动至临时支护装置的旁侧，直接锚网防止在临时支护装置上，移动装置带动临时支护装置移动至工作面然后控制临时支护装置展开进行铺网；本申请集成在掘进机单位顶部，可满足常用掘进机铺网的全部动作，占用空间小，高度集成化，可广泛应用于各种型号掘进机集成，提高掘进机智能化水平，提高生产效率，安全高效，降低人工成本及劳动强度，具有广泛的应用前景；
2.本申请通过各部件之间的相互配合，实现了掘锚一体机的自动取网、自动运网、自动铺网功能，弥补了国内掘锚一体机自动铺网不足，加快了智能化综掘工作面的建设与发展；
3.本申请的机械臂的端部设有吸盘，利用通电、断电实现自动抓取和放置，通过调整电流的大小来调整吸盘吸力，从而实现在多片锚网叠加的状态下吸取锚网，并运输至前方并置于临时支护装置的顶部；
4.本申请在进行截割煤岩时，可以通过移动装置和走行装置分别将临时支护装置和机械臂移动到掘进机的后方，以免遮挡掘进机司机的视线。
附图说明
图1是本铺网装置的示意图；
图2是临时支护装置的结构示意图；
图3是临时支护装置的的正面投影示意图；
图4是机械臂的结构示意图；
图5是小车运输轨道的结构示意图；
图6是轨道于车轮Ⅰ或车轮Ⅱ的连接示意图；
图中：1-临时支护装置，1.1-第一伸缩臂，1.2-第二伸缩臂，1.3-第一伸缩油缸，1.4-第二伸缩油缸，1.5-拖网架，1.6-连接杆，2-机械臂，3-吸盘，4-小车运输轨道，4.1-轨道，4.1.1-凸起，4.2-齿条，5-车轮Ⅰ，6-四轮小车，7-驱动装置Ⅰ，8-双轮小车，9-转盘，10-驱动装置Ⅱ，11-车轮Ⅱ，12-凹槽，13-控制箱。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
文中所述的“前后”指的是临时支护装置的移动方向，临时支护装置位于前，机械臂位于后。
参照图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种掘进机配套的智能铺网装置，包括进行运网和铺网的临时支护装置1、进行取网的能够任意角度摆动的机械臂2和控制箱13；
所述临时支护装置1的底部设有移动装置，临时支护装置1通过移动装置滑动连接于掘进机顶部的前端；
所述机械臂2的底部设有走行装置，机械臂2通过走行装置滑动连接于掘进机顶部的后端，机械臂2的顶端设有用于抓取锚网的吸盘3；
所述控制箱13与走行装置、移动装置、临时支护装置1、机械臂2以及吸盘3电性连接，控制箱13控制吸盘3自动取网、控制移动装置移动进行自动运网以及控制临时支护装置1的升降自动铺网。
所述移动装置包括小车运输轨道4、四轮小车6和驱动装置Ⅰ7；
所述小车运输轨道4设于掘进机顶部，小车运输轨道4的两侧设有凸起的轨道4.1，小车运输轨道4的中间位置设有齿条4.2；
所述四轮小车6底部的四个角均设有车轮Ⅰ5，车轮Ⅰ5滚动连接在轨道4.1上；
所述驱动装置Ⅰ7连接于四轮小车6的底部，驱动装置Ⅰ7的输出端设有齿轮，齿轮与齿条4.2啮合。
所述走行装置连接于小车运输轨道4的后端，走行装置包括双轮小车8和驱动装置Ⅱ10；
所述双轮小车8的底部的两侧均设有车轮Ⅱ11，滚动连接在轨道4.1上；
所述驱动装置Ⅱ10连接于双轮小车8的底部，驱动装置Ⅱ10的输出端设有齿轮，齿轮与小车运输轨道4的齿条4.2啮合。
所述小车运输轨道4的轨道4.1的顶部设有凸起4.1.1；
如图6所示，所述车轮Ⅰ5和车轮Ⅱ11的结构一致，两者外圈的中央位置均设有向内凹的用于与凸起4.1.1配合连接的凹槽12，便于轨道4.1与车轮Ⅰ5或车轮Ⅱ11的贴合，防止车轮脱轨，偏离行驶方向，造成安全事故。
所述临时支护装置1包括两组平行设置的伸缩臂、拖网架1.5和连接杆1.6；
所述拖网架1.5铰接于两组伸缩臂的顶端，两组伸缩臂的底部通过连接杆1.6连接；
所述每组伸缩臂包括第一伸缩臂1.1、第二伸缩臂1.2、第一伸缩油缸1.3和第二伸缩油缸1.4，
第一伸缩臂1.1和第二伸缩臂1.2均具有伸缩功能，两者均包括伸缩部和固定部；
第二伸缩臂1.2铰接于第一伸缩臂1.1前端的顶部，第一伸缩油缸1.3的固定端连接在连接杆1.6上，第一伸缩油缸1.3的伸出端连接在第二伸缩臂1.2的固定部上，第二伸缩油缸1.4的固定端连接在第二伸缩臂1.2的固定部上，第二伸缩油缸1.4伸出端连接在拖网架1.5上；当四轮小车6带动临时支护装置1前移至工作面最前端，并将锚网放置于拖网架1.5上时（此时临时支护装置1为收缩状态），首先控制两组伸缩臂的第一伸缩油缸1.3同时作用将两个第一伸缩臂1.1伸长并调整第二伸缩臂1.2与第一伸缩臂1.1的角度（将伸缩臂4与伸缩臂5撑起到竖直状态）；其次，控制两组伸缩臂的两个第二伸缩油缸1.4同时作用，将两个第二伸缩臂1.2伸出并将拖网架1.5撑到水平位置顶住顶板完成安全铺网。
所述临时支护装置1的底部设有转盘9，转盘9连接于四轮小车6的顶部，实现临时支护装置1在水平面转动。
一种掘进机配套的智能铺网方法，S1，自动取网；所述控制箱13控制移动装置带动收缩状态的临时支护装置1向后移动，机械臂2带动吸盘3抓取锚网后放置于临时支护装置1上；
S2，自动运网；所述控制箱13控制移动装置向前移动直至施工位置；
S3，自动铺网；所述控制箱13控制临时支护装置1展开进行铺网。
本机械臂2可实现任意角度的摆动。
吸盘3位于机械臂2的前端，通过控制箱控制吸盘3电流的大小来控制即吸盘3的磁力，从而控制所吸物体的重量，进而可以控制提取锚网的数量，从而实现自动取网功能。
临时支护装置1设于四轮小车6顶部，临时支护装置1与四轮小车6通过转盘连接，从而实现临时支护1的移动。
机械臂2设于双轮小车8的顶部，机械臂2的底座通过螺栓和双轮小车8连接，从而实现机械臂2的移动。
本装置的实施过程：
1.初始状态,临时支护装置1和机械臂2都是缩回来在掘进机的后端;
2.当掘进机割完工作面煤层巷道顶板需要支护时，首先通过机械臂2抓取锚网，将锚网放置于临时支护装置1的拖网架1.5上，其次，通过移动四轮小车6，将拖有锚网的临时支护装置1移动至工作面最前端，之后将临时支护装置1升起进行铺网；
3.当第一张网铺设完成后，机械臂2可以抓取第二张锚网并运送到工作面前端；此时，将临时支护装置1缩回并降到最低位置，机械臂2将抓取的锚网放置于拖网架1.5上进行第二张网的铺设；机械臂2再回到后端继续取网运网，直到顶板全部铺设完成；之后，临时支护装置1和机械臂2回归原位即掘进机最后端后，掘进机将继续截割煤岩。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种掘进机配套的智能铺网装置，其特征在于：包括进行运网和铺网的临时支护装置（1）、进行取网的能够任意角度摆动的机械臂（2）和控制箱（13）；
所述临时支护装置（1）的底部设有移动装置，临时支护装置（1）通过移动装置滑动连接于掘进机顶部的前端；
所述机械臂（2）的底部设有走行装置，机械臂（2）通过走行装置滑动连接于掘进机顶部的后端，机械臂（2）的顶端设有用于抓取锚网的吸盘（3）；
所述控制箱（13）与走行装置、移动装置、临时支护装置（1）、机械臂（2）以及吸盘（3）电性连接，控制箱（13）控制吸盘（3）自动取网、控制移动装置移动进行自动运网以及控制临时支护装置（1）的升降自动铺网。
2.根据权利要求1所述的一种掘进机配套的智能铺网装置，其特征在于：所述移动装置包括小车运输轨道（4）、四轮小车（6）和驱动装置Ⅰ（7）；
所述小车运输轨道（4）设于掘进机顶部，小车运输轨道（4）的两侧设有凸起的轨道（4.1），小车运输轨道（4）的中间位置设有齿条（4.2）；
所述四轮小车（6）底部的四个角均设有车轮Ⅰ（5），车轮Ⅰ（5）滚动连接在轨道（4.1）上；
所述驱动装置Ⅰ（7）连接于四轮小车（6）的底部，驱动装置Ⅰ（7）的输出端设有齿轮，齿轮与齿条（4.2）啮合。
3.根据权利要求2所述的一种掘进机配套的智能铺网装置，其特征在于：所述走行装置连接于小车运输轨道（4）的后端，走行装置包括双轮小车（8）和驱动装置Ⅱ（10）；
所述双轮小车（8）的底部的两侧均设有车轮Ⅱ（11），滚动连接在轨道（4.1）上；
所述驱动装置Ⅱ（10）连接于双轮小车（8）的底部，驱动装置Ⅱ（10）的输出端设有齿轮，齿轮与小车运输轨道（4）的齿条（4.2）啮合。
4.根据权利要求3所述的一种掘进机配套的智能铺网装置，其特征在于：所述小车运输轨道（4）的轨道（4.1）的顶部设有凸起（4.1.1）；
所述车轮Ⅰ（5）和车轮Ⅱ（11）的结构一致，两者外圈的中央位置均设有向内凹的用于与凸起（4.1.1）配合连接的凹槽（12）。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种掘进机配套的智能铺网装置，其特征在于：所述临时支护装置（1）包括两组平行设置的伸缩臂、拖网架（1.5）和连接杆（1.6）；
所述拖网架（1.5）铰接于两组伸缩臂的顶端，两组伸缩臂的底部通过连接杆（1.6）连接；
所述每组伸缩臂包括第一伸缩臂（1.1）、第二伸缩臂（1.2）、第一伸缩油缸（1.3）和第二伸缩油缸（1.4），
第一伸缩臂（1.1）和第二伸缩臂（1.2）均具有伸缩功能，两者均包括伸缩部和固定部；
第二伸缩臂（1.2）铰接于第一伸缩臂（1.1）前端的顶部，第一伸缩油缸（1.3）的固定端连接在连接杆（1.6）上，第一伸缩油缸（1.3）的伸出端连接在第二伸缩臂（1.2）的固定部上，第二伸缩油缸（1.4）的固定端连接在第二伸缩臂（1.2）的固定部上，第二伸缩油缸（1.4）伸出端连接在拖网架（1.5）上。
6.根据权利要求5所述的一种掘进机配套的智能铺网装置，其特征在于：所述临时支护装置（1）的底部设有转盘（9），转盘（9）连接于四轮小车（6）的顶部。
7.权利要求1所述的一种掘进机配套的智能铺网装置的铺网方法，其特征在于：S1，自动取网；所述控制箱（13）控制移动装置带动收缩状态的临时支护装置（1）向后移动，机械臂（2）带动吸盘（3）抓取锚网后放置于临时支护装置（1）上；
S2，自动运网；所述控制箱（13）控制移动装置向前移动直至施工位置；
S3，自动铺网；所述控制箱（13）控制临时支护装置（1）展开进行铺网。
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