CN114017051A - 支架安装车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及巷道支护技术领域，公开了一种支架安装车，包括第一车体、第一支架、第一滑道、第一螺母滑块、第一丝杠、第一驱动装置和安装臂。第一支架为两个并分别设在第一车体宽度方向上的两侧；第一滑道与第一支架相连并沿第一车体的长度方向延伸；第一螺母滑块可滑动地设在第一滑道内；第一丝杠沿第一滑道的长度方向可转动地设在第一滑道内，第一丝杠与第一螺母滑块螺纹配合；第一驱动装置设在第一滑道的一端并与第一丝杠相连，第一驱动装置用于驱动第一丝杠转动并带动第一螺母滑块沿第一滑道滑动；安装臂用于将支护棚架支护在巷道内。本发明可可以实现支护棚架的自动安装，有利于实现工作面掘进时的自动化和无人化，提高施工效率。

Description

支架安装车

技术领域

本发明涉及巷道支护技术领域，尤其涉及一种支架安装车。

背景技术

现有矩形巷道机械化掘进一般都采用随掘随支护的掘进方法，巷道工作面需要大量工作人员同时协同工作，这些工作人员都处于极端恶劣的工作环境中。根据国家卫健委统计，截止2018年底，全国累计报告职业病例超过97万，居世界首位，其中大部分都集中在矿井从业劳动者中。矿井中，尤其是矿井掘进工作面环境恶劣，粉尘、热害、噪声和有毒有害气体组成“四害”，严重威胁劳动者健康，导致各类职业病的发生，尘肺病，耳聋，皮肤病，风湿病，神经系统疾病等，每年因职业病而死亡人数已远超事故死亡人数。

另外，现有矩形巷道掘进施工过程中，巷道的支护工作是制约其实现自动化、无人化的最主要原因。目前，普通的用锚杆支护的方式，其锚护工作暂时还难以实现自动化，虽然有部分厂家的装备正在进行测试，但是故障率高，目前还没有大规模普及。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：目前巷道工作面的支护作业还需要大量工作人员同时协同工作，难以实现自动化，不仅效率较低，而且这些工作人员都处于极端恶劣的工作环境中，工作人员的健康受到严重的威胁。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种支架安装车，包括第一车体、第一支架、第一滑道、第一螺母滑块、第一丝杠、第一驱动装置和安装臂。所述第一车体为掘进机；所述第一支架为两个并分别设在第一车体宽度方向上的两侧；所述第一滑道与所述第一支架相连并沿所述第一车体的长度方向延伸；所述第一螺母滑块可滑动地设在所述第一滑道内，且所述第一螺母滑块的至少部分位于所述第一滑道外侧；所述第一丝杠沿所述第一滑道的长度方向可转动地设在所述第一滑道内，所述第一丝杠与所述第一螺母滑块螺纹配合；所述第一驱动装置设在所述第一滑道的一端并与所述第一丝杠相连，所述第一驱动装置用于驱动所述第一丝杠转动并带动所述第一螺母滑块沿所述第一滑道滑动；所述安装臂用于将支护棚架支护在巷道内。

本发明提供的支架安装车可以实现支护棚架的自动安装，从而实现工作面掘进时的自动化和无人化，避免人员在充满粉尘与噪音的环境中进行支护工作，降低工作人员患职业病的风险，而且也有利于提高施工效率、节省人力成本。

在一些实施例中，所述第一驱动装置包括第一电机和第一减速器，所述第一电机通过所述第一减速器与所述第一丝杠的一端传动连接。

在一些实施例中，所述安装臂包括大臂、小臂、大臂倾斜缸和小臂倾斜缸。所述大臂可伸缩，所述大臂的第一端与所述第一车体可转动地相连；所述小臂可伸缩，所述小臂的第一端与所述大臂的第二端可转动地相连，所述小臂上设有至少两个撑手，所述撑手适于与支护棚架可拆卸地相连；所述大臂倾斜缸的第一端与所述第一车体可转动地相连，所述大臂倾斜油缸的第二端与所述大臂可转动地相连；所述小臂倾斜油缸的第一端与所述大臂可转动地相连，所述小臂倾斜油缸的第二端与所述小臂可转动地相连。

在一些实施例中，所述安装臂还包括解锁组件，所述解锁组件包括解锁缸和解锁杆，所述解锁缸沿所述小臂的长度方向设在所述小臂的外壁上，所述解锁缸的一端与所述小臂相连，另一端与所述解锁杆相连。

在一些实施例中，所述安装臂还包括大臂伸缩缸和小臂伸缩缸。所述大臂包括第一大臂和第二大臂，所述第一大臂可滑动地设在所述第二大臂内，所述大臂伸缩缸设在所述大臂内，且所述大臂伸缩缸的第一端与所述第一大臂相连，所述大臂伸缩缸的第二端与所述第二大臂相连；所述小臂包括第一小臂和第二小臂，所述第一小臂可滑动地设在所述第二小臂内，所述小臂伸缩缸设在所述小臂内，且所述小臂伸缩缸的第一端与所述第一小臂相连，所述小臂伸缩缸的第二端与所述第二小臂相连。

在一些实施例中，所述第二大臂的侧面开设有条形孔，所述条形孔内设置有与第一大臂固定的第一耳板，所述大臂在伸缩时所述第一耳板可在所述条形孔内滑动；所述大臂倾斜缸远离铰接座的一端与第一耳板铰接；所述第二大臂上设置有第二耳板，所述小臂倾斜缸的一端与第二耳板铰接，所述小臂倾斜缸的另一端与第二小臂的中段铰接。

在一些实施例中，所述撑手为两个，两个撑手固定在所述小臂的同一侧；其中一个撑手与第一小臂的侧面固定，另一个撑手与第二小臂的侧面固定。

在一些实施例中，所述第二小臂固定有撑手的侧面上开设有U形槽，在第一小臂上固定的撑手可在U形槽内移动；所述U形槽内设置有与第二小臂固定的第三耳板，所述小臂在伸缩时所述第三耳板可在U形槽内滑动，所述解锁缸的一端与第三耳板固定连接。

在一些实施例中，所述撑手包括安装座、第一支撑件、第二支撑件、第一拉杆、第二拉杆和调节杆。所述安装座与所述小臂固定；所述第一支撑件的第一端和所述第二支撑件的第一端均与所述安装座可转动地相连；所述第一拉杆的第一端与所述第一支撑件的第二端可转动地相连，所述第二拉杆的第一端与所述第二支撑件的第二端可转动地相连；所述调节杆的一端分别与所述第一拉杆的第二端和第二拉杆的第二端可转动地相连，所述调节杆贯穿所述安装座并且沿所述安装座的长度方向可移动。

在一些实施例中，在同一个撑手上，所述第一支撑件、所述第二支撑件彼此相背离的面为圆柱面。

附图说明

图1是本发明的整体配套示意图。

图2是本发明中支架安装车的结构图，本图中未予示出第一支架。

图3是本发明中支架安装车的结构图，本图中未予示出安装臂。

图4是图3中的局部放大视图。

图5是本发明中支架拆卸车的结构图。

图6是本发明中安装臂的结构图。

图7是本发明中撑手的结构图。

图8是本发明中支护棚架在安装时的示意图。

图9是本发明中支架拆卸车将支护棚架从巷道内拆卸下来后的示意图。

图10是本发明中支护棚架的转运过程示意图。

图11图10的俯视图。

图12是图10中G处的局部放大视图。

图13是本发明中支护棚架的结构图。

图14是本发明中支护棚架在安装时的受力分析图。

图15是本发明中支护棚架在顶梁来压时的受力分析图。

图16是本发明中接帮靴的结构图。

图17是本发明中的支撑柱在收缩状态时的主视图。

图18是本发明中的支撑柱在收缩状态时的俯视图。

图19是本发明中的支撑柱在收缩状态时的后视图。

图20是图17中沿A-A线的剖视图。

图21是图17中沿B-B线的剖视图。

图22是图17中沿C-C线的剖视图。

图23是图21中D处的局部放大视图。

图24是图18中沿E-E线的剖视图。

图25是图24中F处的局部放大视图。

图26是本发明中锁止销与锁止销导向杆的装配示意图。

图27是本发明中的支撑柱在展开之后的结构图。

图28是图17中底部部分的局部放大视图。

图29是图20中底部部分的局部放大视图。

图30是本发明中连接盘与底脚本体固定之后的立体图。

图31是本发明中大臂的结构示意图。

图32是本发明中小臂的结构示意图。

附图标记：100、支护棚架；200、支架安装车；300、支架拆卸车；1、顶梁；2、柔性垫；3、肩梁；4、接帮靴；401、连接部；402、接帮部；403、倒刺；5、上支腿；501、第一通孔；6、下支腿；601、槽口；7、第一转轴；8、第二转轴；9、棘齿条；10、第二复位弹簧；11、棘爪；12、壳体；13、操纵杆；1301、滑槽；14、连接杆；15、销轴；16、第一止挡件；17、第一复位弹簧；18、锁止销；1801、第二通孔；19、锁止销导向杆；20、张紧杆；21、张紧弹簧；22、底脚本体；2201、防滑钉；23、连接盘；24、收脚滑块；2401、推板；2402、滑块本体；25、底脚连杆；26、第三转轴；27、滑轨；28、第三复位弹簧；29、第三复位弹簧导向杆；30、第一车体；31、第二车体；32、第一支架；33、第一滑道；34、第一丝杠；35、第一电机；36、第一减速器；37、安装臂；38、第一螺母滑块；39、第二滑道；40、第二螺母滑块；41、第二丝杠；42、连接板；43、第一升降油缸；44、第二升降油缸；45、顶板；46、支撑架；47、钻箱；48、大臂；4801、第一大臂；4802、第二大臂；4803、大臂伸缩缸；49、小臂；4901、第一小臂；4902、第二小臂；4903、小臂伸缩缸；50、大臂倾斜缸；51、小臂倾斜缸；52、撑手；5201、安装座；5202、第一支撑件；5203、第二支撑件；5204、第一拉杆；5205、第二拉杆；5206、调节杆；53、内撑孔；54、第四转轴；55、解锁缸；56、解锁杆；57、巷道侧帮；58、第二止挡件；59、第二驱动装置；60、条形孔；61、第一耳板；62、第二耳板；63、第三耳板；64、U形槽；65、铰接座。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参见图1至图32所示，本实施例提供了一种巷道支护装置，包括支护棚架100、支架安装车200和支架拆卸车300。所述支护棚架100可拆卸地支护在巷道内；所述支架安装车200包括第一车体30(可以为掘进机)和安装在所述第一车体30上的安装组件，所述安装组件用于将所述支护棚架支护在巷道内；所述支架拆卸车300包括第二车体31和安装在所述第二车体31上的拆卸组件，所述拆卸组件用于将所述支护棚架100从巷道内拆卸下来并转移至所述支架安装车200上。

本发明所提供的巷道支护装置可以实现随掘随支，自动支护，实现工作面掘进时的自动化和无人化，避免人员在充满粉尘与噪音的环境中进行支护工作，降低工作人员患职业病的风险。

在本实施例中，所述的支护棚架包括一条顶梁1、两个肩梁3、两个支撑柱和两个接帮靴4。所述顶梁1适于与巷道的顶部相抵；两个肩梁3分别设置在顶梁1的两端，所述肩梁3的第一端通过第一转轴7与顶梁1的端部铰接；所述支撑柱的一端通过第二转轴8与肩梁的第二端铰接，两个支撑柱分别与两个肩梁相连，所述支撑柱可伸缩，通过支撑柱的伸缩可以实现对支护棚架整体高度的调节；所述接帮靴4同样通过第二转轴8与肩梁3的第二端铰接，所述接帮靴4位于肩梁3和支撑柱的外侧，所述接帮靴4适于与巷道的侧壁相抵。所述顶梁1、肩梁3和支撑柱始终处于同一平面内，因此所述的第一转轴7和第二转轴8的轴线相互平行。

参见图8所示，在使用时通过安装组件使顶梁1与巷道顶部接触并保持压紧状态，使接帮靴4与巷道侧帮57接触并保持压紧状态，使支撑柱伸长并接底，整体支护棚架形成一个近似Ω形的支撑状态。支护棚架处于支护状态时，其肩梁与顶梁呈现梯形姿态，这样在顶梁来压时，来自顶部的压力通过肩梁会对接帮靴产生正压分力，正压分力会使接帮靴与巷道侧帮产生向上的摩擦阻力，该摩擦阻力与顶部压力成正向相关，达到自增力的效果，这样就减少了对下方的支撑柱的压力，降低了对于支撑柱的支撑力的要求，这样便可实现支撑柱结构的轻巧化，减小占用体积。

根据支护棚架100的支护状态和使用过程，对其进行受力分析，其安装过程受力分析如图14所示，设支撑柱与巷道侧帮57夹角设为α，肩梁3与巷道侧帮57夹角设为β。

为了便于计算，忽略巷道侧帮57摩擦力分布位置的影响，将其对接帮靴的摩擦力平移至铰接中心点，并全部按照竖直方向与水平方向进行受力分解与合成。

支撑力竖直方向分力：

F₁₁＝F₁·cosα，式中F₁为支撑柱支撑力；

支撑力水平方向分力：

F₁₂＝F₁·sinα

肩梁的反作用力对巷道侧帮正压力：

F₁₁₂＝F₁₁·tgβ＝F₁·cosα·tgβ

初撑时巷道侧帮对接帮靴的向下摩擦力：

F_μ1＝(F₁₂+F₁₁₂)·μ₁＝F₁(sinα+cosα·tgβ)μ₁

初撑时支护棚架的初撑力：

F_初＝F₁₁-F_μ1＝F₁·cosα-F₁(sinα+cosα·tgβ)μ₁

＝F₁(cosα-μ₁·sinα-μ₁·cosα·tgβ)

当顶梁来压时，支护棚架受力分析如图15所示，此时设顶梁压力的一半(支护棚架两边对称设计)为F₂，其与支护棚架支撑力F₁₁在摩擦力的作用下取得新的平衡，此时巷道侧帮对接帮靴的摩擦力向上，设为F_μ2，此时：

F₁₁＝F₂-F_μ2

此时，F₂通过分解为肩梁对巷道侧帮作用力F₂₀，由于肩梁上下两铰接点受力分解角度相同，作用力与反作用力相同，所以其中对巷道侧帮正压力F₂₁为：

F₂₁＝F₂·tgβ

此时，支护棚架支撑力F₁的各向分力与初撑时一样，但是由于顶梁来压，接帮靴有向下运动趋势，巷道侧帮对接帮靴的摩擦力向上，为了更好地利用巷道侧帮对接帮靴的摩擦力可以在接帮靴接触面设置倒刺结构，使其向上与向下的摩擦系数不同，如图15所示，设其向下时的摩擦系数为μ₂，则此时巷道侧帮对接帮靴的摩擦力为：

F_μ2＝(F₁₂+F₂₁)·μ₂＝(F₁·sinα+F₂·tgβ)·μ₂

另外，

F₁₁＝F₂-F_μ2＝F₂-(F₁·sinα+F₂·tgβ)·μ₂

由于F₁₁＝F₁·cosα，即

F₁·cosα＝F₂-(F₁·sinα+F₂·tgβ)·μ₂

求解即得：

F₁＝F₂(1-μ₂·tgβ)/(cosα+μ₂·sinα)

从式中可以看出，接帮靴与巷道侧帮的摩擦力会随着顶板45来压F₂的增大而增大，产生自增力效应，当β与α取适当值时，F₁远小于F₂，即当支护棚架提供很小的支撑力时，便可取得极大的工作阻力。比如，在取β＝40°，α＝3°，μ₂＝1(经验值)时，F₁≈0.15F₂。

在一些实施例中，所述支护棚架还包括沿顶梁的长度方向设在顶梁上的柔性垫2。所述柔性垫2的纵截面形状为弓形，所述柔性垫2的厚度从中间向两端逐渐减小。支护棚架的顶部采用柔性垫的设计制造方式，使支护棚架顶梁处于支撑状态时，其对顶部的支撑载荷呈现两端相对较小，中间相对较大的弓形分布，从而使其对巷道的支撑效果达到最佳状态，这样可以极大的降低对支护棚架的初始支撑力的要求。

在具体实施时，所述接帮靴4包括相连的接帮部402和连接部401，所述连接部401通过第二转轴8与肩梁3的第二端铰接，连接部401上开设有用于第二转轴8穿过的圆孔，所述接帮部402上设有倒刺403。支护棚架100在使用时接帮部402上的倒刺403结构与巷道侧帮57接触，从而使接帮靴4向下滑动的摩擦系数远大于向上滑动的摩擦系数，进一步增强顶梁1来压时的自增力效应。

本实施例中所述支撑柱包括上支腿5、下支腿6和锁止组件。所述上支腿的内部为中空结构，即上支腿的内部开设有用于容纳下支腿的空腔，所述上支腿的内壁面上设置有棘齿条9；作为优选的实施方式，所述棘齿条9可以与上支腿一体成型。此外，所述棘齿条9也可以与上支腿之间采用可拆卸的方式进行连接，例如棘齿条9也可以通过螺栓等连接件与上支腿的内壁固定。所述下支腿沿上支腿的长度方向可滑动地配合在上支腿内，在装配时下支腿可以通过插入的方式安装在上支腿的空腔内。

所述锁止组件与下支腿相连，所述锁止组件包括棘爪11，棘爪11在打开位置和闭合位置之间可转动。在打开位置时，棘爪11与棘齿条9啮合以将上支腿和下支腿锁止，此时上支腿与下支腿之间不能相对滑动；在闭合位置时，棘爪11与棘齿条9分离，此时上支腿与下支腿之间可以相对滑动，从而实现支撑柱的伸缩调节。

本实施例中的支撑柱，通过棘爪11与棘齿条9配合的方式，实现了上支腿与下支腿之间的可控伸缩，并且能够达到稳定的支撑效果。本发明所提供的支撑柱可以代替传统的油缸类型的支撑柱，不需要采用液压油缸进行支撑，杜绝了油液泄露导致的环境污染。而且，该支撑柱安装拆装过程更加简单化，相较于压油缸类支撑柱无需人工连接管路，无需辅助泵站，易于实现自动化，具有重量轻、易于搬运的优点。此外，该支撑柱处于长时间支撑状态时，不会像液压油缸类支撑柱由于泄漏而导致的支撑时效，从而提高支撑安全性。

所述锁止组件还包括壳体12、操纵杆13和连接杆14。所述壳体12同样设置在上支腿的空腔内，壳体12的一端与下支腿的上端相连，当下支腿在上支腿内部滑动时壳体12与下支腿同步运动。所述操纵杆13的一端位于壳体12内并与连接杆14的尾端相连，操纵杆13沿壳体12的长度方向(该方向与下支腿的长度方向一致)可滑动以带动棘爪11在打开位置和闭合位置之间转动。

在具体实施时，所述壳体12的顶部中心开设用于操纵杆13穿过的通孔，所述的操纵杆13插入壳体12上的通孔内并可在通孔内沿着下支腿的长度方向滑动。所述操纵杆13的横截面形状设计为非圆形(例如矩形)，壳体12上用于操纵杆13穿过的通孔的形状与操纵杆13的横截面形状相匹配，以此来防止操纵杆13绕着自身轴线转动。所述连接杆14位于壳体12内，连接杆14的一端与操纵杆13的杆体铰接，连接杆14的另一端与棘爪11的尾端铰接。所述棘爪11至少部分位于壳体12内，棘爪11远离连接杆14的一端用于与棘齿条9啮合。所述棘爪11与壳体12可转动地枢接，在具体实施时可以在棘爪11上开设贯穿其两侧面的销孔，在棘爪11上的销孔内插入销轴15并且使销轴15的两端与壳体12固定，在连接杆14的牵拉作用下棘爪11可以绕着销轴15转动，由此实现棘爪11远离连接杆14的一端与棘齿条9之间的啮合与分离。

参见图25所示，所述的棘齿条9、棘爪11和连接杆14均为两个且一一对应，两个棘齿条9相对设置在上支腿的内壁面上，在打开位置时，两个棘爪11的尾部相互压紧，两个棘齿条9、两个棘爪11以及两个连接杆14对称的分布在操纵杆13的两侧。两个棘爪11通过两个连接杆14与操纵杆13连接，从而实现两个棘爪11同步开合，通过对操纵杆13的操纵可以保证两个棘爪11同时处于锁止或者打开的状态，在支撑柱工作时使两个棘爪11与两个棘齿条9同时受力，并且其整体结构可以对两个棘爪11与两个棘齿条9的受力起到一个平衡作用，从而降低棘爪11与棘齿条9的强度要求，并提高支撑柱支撑的稳定性与安全性。

在一些实施例中，所述锁止组件还包括第一止挡件16和第一复位弹簧17，所述操纵杆13的一端伸至壳体12的外部并与第一止挡件16固定连接。所述第一复位弹簧17为压缩弹簧，第一复位弹簧17套设在第一止挡件16与壳体12之间的操纵杆13外侧，第一复位弹簧17的一端与壳体12的外壁面相抵，另一端与第一止挡件16相抵。

在使用时可以通过第一止挡件16来操纵操纵杆13上下运动，从而实现棘爪11与棘齿条9的啮合与分离，具体原理为：通过按压第一止挡件16使操纵杆13向下运动，第一复位弹簧17被压缩，操纵杆13底部连接的连接杆14推动棘爪11转动，棘爪11靠近棘齿条9的一端向操纵杆13的方向转动，同时由于壳体12以及下支腿具有向下运动的趋势，因此能够轻易的实现棘爪11与棘齿条9的分离，最终使棘爪11运动至闭合位置，此时即可使上支腿与下支腿之间相对滑动，实现支撑柱的伸长或缩短；在支撑柱伸长或者缩短至所需要的长度之后，移除对第一止挡件16施加的按压力，随后在第一复位弹簧17的弹力作用下，操纵杆13向上滑动，操纵杆13底部连接的连接杆14驱使棘爪11转动，最后棘爪11远离连接杆14的一端将卡进棘齿条9的齿牙之间，同时两个棘爪11的一端相互接触，此时上支腿与下支腿之间相互锁止，支撑柱不可伸缩。

在一些实施例中，所述锁止组件还包括锁止销18，所述锁止销18与操纵杆13相连且沿壳体12的厚度方向(图22中箭头G所示的左右方向)贯穿壳体12，所述锁止销18沿壳体12的厚度方向可滑动，所述上支腿的上端设有第一通孔501，所述锁止销18可以插入第一通孔501内以使上支腿下支腿相对固定。所述锁止销18上设置有沿其径向开设的第二通孔1801，所述操纵杆13贯穿第二通孔1801，为了保证锁止销18可以沿着壳体12的厚度方向滑动，第二通孔1801在锁止销18长度方向上的尺寸大于操纵杆13在锁止销18长度方向(与图22中箭头G所示的左右方向相同)上的尺寸。

所述锁止组件还包括锁止销导向杆19，所述操纵杆13的侧壁上沿操纵杆13的长度方向开设有滑槽1301。所述锁止销导向杆19与锁止销18固定连接，在装配时可以在锁止销18两个相对的侧面各开设一个与第二通孔1801贯穿的导向杆安装孔，两个锁止销导向杆19以过盈配合的方式安装在相应的导向杆安装孔内。所述锁止销导向杆19的一端可滑动地配合在滑槽1301内，参见图23所示，所述的滑槽1301内设置有与操纵杆13的横截面倾斜的斜面，当锁止销18的一端插入上支腿上的第一通孔501内时，按压第一止挡件16使操纵杆13向下滑动，在此过程中滑槽1301内的斜面与锁止销导向杆19接触，在锁止销导向杆19与滑槽1301斜面的相互作用下锁止销18将朝着远离第一通孔501的方向运动，锁止销18逐渐从第一通孔501内脱离，实现锁止销18的解锁滑动。所述锁止组件还包括第二复位弹簧10，所述第二复位弹簧10套设在锁止销18的外侧，所述锁止销18的周侧设有环形凸起，所述第二复位弹簧10的一端与环形凸起相抵相连，另一端与所述壳体12的内壁相抵。当支撑柱收缩至最短状态时，在第二复位弹簧10的弹力作用下锁止销18将自动进入第一通孔501内，使上、下支腿处于锁止状态，通过设置的第二复位弹簧10使得该支撑柱使用更加方便。

根据本发明实施例的支撑柱还设置了由张紧杆20和张紧弹簧21组成的张紧组件，所述张紧杆20的一端与壳体12相连，另一端与下支腿的上端相连，所述张紧弹簧21套设在张紧杆20的外侧，所述张紧弹簧21的一端与壳体12相抵，另一端与下支腿相抵。在支撑柱工作时张紧组件可起到预紧与防松的作用，并且使支撑柱行程位置有一定的缓冲距离，从而适应棘爪11与棘齿条9的离散锁止特性。

在一些实施例中，所述支护棚架还包括与下支腿的下端可转动地相连的底脚组件，当支撑柱由收缩状态变为展开状态时底脚可以旋转至图19所示的状态，通过设置的底脚组件来增大接触面接，防止压碎接触面，同时起到更好的支撑效果。

参见图28和29所示，所述底脚组件包括底脚本体22、连接盘23、收脚滑块24和底脚连杆25。所述连接盘23与底脚本体22固定连接，连接盘23通过第三转轴26与下支腿的下端铰接。所述底脚本体22背离连接盘23的一面可设计为弧面或者球面，并且在该表面设置防滑钉2201，以改善接触性能和达到防滑的效果。所述下支腿上设有滑轨27，所述收脚滑块24可滑动地设在滑轨27内，且收脚滑块24的至少部分位于下支腿的外侧，以使上支腿可与收脚滑块24相接触。所述底脚连杆25的一端通过第四转轴54与连接盘23铰接，另一端与收脚滑块24铰接。由于底脚连杆25、下支腿分别与连接盘23的不同部位铰接，因此当收脚滑块24在滑轨27内滑动时，底脚连杆25可带动底脚本体22转动。

进一步的，所述的收脚滑块24由相连的滑块本体2402和推板2401组成，所述滑轨27设在下支腿内，滑块本体2402可滑动地安装在滑轨27内，所述推板2401位于下支腿的外侧，在下支腿的底部侧面上开设有与滑轨27连通的槽口601，所述推板2401穿过该槽口601与滑轨27内的滑块本体2402固定。在上支腿、下支腿相对滑动时，所述上支腿可推动推板2401移动，进而带动所述滑块本体2402在滑轨27内滑动。

在本实施例中，所述底脚组件还包括第三复位弹簧28、第三复位弹簧导向杆29和第二止挡件58，所述第三复位弹簧导向杆29的一端沿滑轨27的长度方向贯穿滑轨27的一端并与收脚滑块24相连，所述第三复位弹簧导向杆29的另一端与第二止挡件58相连。所述第三复位弹簧28可以有两种安装方式，其中一种安装方式为第三复位弹簧28套设在第三复位弹簧导向杆29上，且第三复位弹簧28的一端与所述第二止挡件58相抵，另一端与滑轨27的一端相抵。第三复位弹簧28的另一种安装方式为，第三复位弹簧28安装在第三复位弹簧导向杆29的一侧，参见图28所示，第三复位弹簧导向杆29的两侧各设置了一个第三复位弹簧28，每个第三复位弹簧28的上端与第二止挡件接触，每个第三复位弹簧28的下端与滑轨27的上端接触。

当支撑柱缩短至最短状态时，上支腿的底部与推板2401接触并推动推板2401向下滑动一段距离，与推板2401相连的滑块同样向下滑动一段距离，在第二止挡块的作用下第三复位弹簧28被压缩，收脚滑块24、底脚连杆25、连接盘23依次联动从而使连接盘23绕着第三转轴26转动，最终底脚本体22折叠至图29所示状态，不仅使用便捷，而且可以节约空间。而在支撑柱伸长时，下支腿的下端与推板2401分离，在第三复位弹簧28的弹力作用下推动第二止挡块向上运动，通过第三复位弹簧导向杆29与第二止挡块连接的滑块向上滑动，进而由底脚连杆25拉动连接盘23绕着第三转轴26转动，使底脚本体22转动至展开状态(参见图27所示)。当支护棚架在使用时，底脚本体22处于展开状态，由此可以保证下支腿与巷道之间具有较大的接触面积，防止接触面被压碎，提供更好的支撑效果。

本申请所提供的支护棚架结构设计轻巧，易于安装和拆装，可以有效的提高矩形巷道支护效率，同时可以实现自动化安装与拆装，。

参见图2和图3所示，所述安装组件包括第一支架32、第一滑道33、第一螺母滑块38、第一丝杠34、第一驱动装置和安装臂37。所述第一支架32为相互平行的两个并分别安装在第一车体宽度方向上的两侧，第一支架32的底部与第一车体固定连接，第一支架32主要作为第一滑道33的安装载体；每个第一支架32的顶部均安装一个第一滑道33，第一滑道33沿第一车体的长度方向延伸，即第一滑道33的长度方向与第一车体的行进方向一致；所述第一螺母滑块38可滑动地设在第一滑道33内，且第一螺母滑块38的一部分位于第一滑道33外侧，第一螺母滑块38位于第一滑道33外侧的部分用于推动支护棚架移动；所述第一丝杠34沿第一滑道33的长度方向可转动地设在第一滑道33内，在具体实施时为了实现第一丝杠34与第一滑道33之间的可转动连接，第一丝杠34的两端可以通过轴承座与第一滑道33固定，所述第一丝杠34与第一螺母滑块38螺纹配合；所述第一驱动装置设在第一滑道33的一端并与第一丝杠34传动连接，所述第一驱动装置用于驱动第一丝杠34转动并带动第一螺母滑块38沿第一滑道33滑动；安装组件中的安装臂37可以与支护棚架可拆卸地相连，安装组件中的安装臂37用于将支护棚架支护在巷道内。

由第一车体和安装组件组成的支架安装车可以实现支护棚架的自动安装，从而实现工作面掘进时的自动化和无人化，避免人员在充满粉尘与噪音的环境中进行支护工作。

其中，所述第一驱动装置由第一电机35和第一减速器36组成，第一电机35通过第一减速器36与第一丝杠34的一端传动连接。在使用时第一驱动装置驱动第一丝杠34转动，转动的第一丝杠34带动第一螺母滑块38前后移动，两个第一滑道33上的第一螺母滑块38同步移动，可将放置于第一滑道33上方的支护棚架进行推移移动。为了防止第一滑道33内部落入煤渣，所述第一滑道33的开口方向向下或者朝向左右两侧的任意一侧，而第一螺母滑块38仍需要有一部分伸至第一滑道33的上方。

参见图5所示，所述拆卸组件包括第二支架、第二滑道39、第二螺母滑块40、第二丝杠41、第二驱动装置59和安装臂37。所述第二支架与所述第二车体连接，并且第二支架的高度可以升降调节；所述第二滑道39与第二支架的顶部固定，第二滑道39沿所述第二车体的长度方向延伸，即在图5中第二滑道39的长度方向与第二车体的行进方向一致。所述第二滑道39为相互平行的两个，两个第二滑道39沿第二车体的宽度方向间隔布置；所述第二螺母滑块40安装在第二滑道39内并可沿着第二滑道39滑动，第二螺母滑块40的一部分位于第二滑道39外侧；所述第二丝杠41沿第二滑道39的长度方向可转动地安装在第二滑道39内，所述第二丝杠41与所述第二螺母滑块40螺纹配合；所述第二驱动装置安装在第二滑道39的一端并与第二丝杠41传动连接，通过第二驱动装置驱动第二丝杠41转动并带动第二螺母滑块40沿第二滑道39滑动。为了防止第二滑道39内部落入煤渣，所述第二滑道39的开口方向向下或者朝向左右两侧的任意一侧，而第二螺母滑块40仍需要有一部分伸至第二滑道39的上方。拆卸组件中的安装臂37同样可以与支护棚架可拆卸地相连，拆卸组件中的安装臂37用于将支护棚架从巷道内拆卸下来。其中，所述第二驱动装置59包括第二电机和第二减速器，其结构与第一驱动装置的结构相同，所述第二电机通过所述第二减速器与所述第二丝杠41的一端传动连接。

参见图6所示，安装组件和拆卸组件中的安装臂37均由大臂48、小臂49、大臂倾斜缸50和小臂倾斜缸51组成。所述大臂48可伸缩，大臂48的第一端通过铰接座65与第一车体或第二车体铰接。所述小臂49可伸缩，小臂49的第一端与大臂48的第二端铰接，小臂49上设有两个撑手52，撑手52适于与支护棚架可拆卸地相连。所述大臂倾斜缸50的第一端同样通过铰接座65与第一车体或第二车体铰接，所述大臂48倾斜油缸的第二端与大臂48铰接。所述小臂49倾斜油缸的第一端与大臂48铰接，所述小臂49倾斜油缸的第二端与小臂49铰接。

在本实施例中，所述安装臂37还包括大臂48伸缩缸和小臂49伸缩缸。所述大臂48包括第一大臂4801和第二大臂4802，所述第一大臂4801可滑动地套设在第二大臂4802内，所述大臂48伸缩缸设置在所述大臂48内，且大臂48伸缩缸的第一端与第一大臂4801相连，所述大臂48伸缩缸的第二端与第二大臂4802相连，通过大臂伸缩杠4803的伸缩来控制大臂48的伸缩；所述小臂49包括第一小臂4901和第二小臂4902，所述第一小臂4901可滑动地套设在第二小臂4902内，所述小臂49伸缩缸设置在所述小臂49内，且所述小臂49伸缩缸的第一端与所述第一小臂4901相连，所述小臂49伸缩缸的第二端与所述第二小臂4902相连，通过小臂伸缩杠4903的伸缩来控制小臂49的伸缩。

在具体实施时，所述第二大臂4802的侧面开设有条形孔60，所述条形孔60内设置有与第一大臂4801焊接固定的第一耳板61，所述大臂在伸缩时所述第一耳板61可在所述条形孔内滑动；所述大臂倾斜缸远离铰接座的一端与第一耳板61铰接；所述第二大臂4802上焊接有第二耳62板，所述小臂倾斜缸51的一端与第二耳板62铰接，所述小臂倾斜缸的另一端与第二小臂4902的中段铰接。

所述第二小臂4902固定有撑手的侧面上开设有U形槽64，在第一小臂4901上固定的撑手52可在U形槽64内移动；所述U形槽64内设置有与第二小臂4902焊接固定的第三耳板63，所述小臂49在伸缩时所述第三耳板63可在U形槽64内滑动，所述解锁缸55的一端与第三耳板63固定连接。

参见图7所示，所述撑手52由安装座5201、第一支撑件5202、第二支撑件5203、第一拉杆5204、第二拉杆5205和调节杆5206组成。所述安装座5201与所述小臂固定；所述第一支撑件5202的第一端和第二支撑件5203的第一端均与安装座5201铰接；所述第一拉杆5204的第一端与第一支撑件5202的第二端铰接，所述第二拉杆的第一端与第二支撑件5203的第二端铰接；所述调节杆5206的一端分别与所述第一拉杆5204的第二端和第二拉杆的第二端铰接，所述调节杆5206贯穿安装座5201并且沿安装座5201的长度方向可移动。支护棚架的上支腿和下支腿的内侧面上均开设有内撑孔53，撑手52上的第一支撑件5202和第二支撑件5203可插入支护棚架的内撑孔53内，调节杆5206伸出从而带动第一支撑件5202和第二支撑件5203向外撑开，小臂49上的其中一个撑手52用于撑抓上支腿，小臂49上的另外一个撑手52用于撑抓下支腿。

所述撑手52为两个，两个撑手固定在所述小臂49的同一侧；其中一个撑手与第一小臂的侧面固定，另一个撑手与第二小臂的侧面固定，小臂49在伸缩时，两个撑手52之间的距离也相应的发生改变。在同一个撑手上，所述第一支撑件5202、所述第二支撑件5203彼此相背离的面为圆柱面。

在一些实施例中，所述安装臂37还包括解锁组件，所述解锁组件包括解锁缸55和解锁杆56，所述解锁缸沿小臂49的长度方向设在小臂49的外壁上，所述解锁缸55的一端与小臂49相连，另一端与解锁杆56相连。

安装组件安装支护棚架的过程如下：首先通过大臂倾斜缸50和小臂倾斜缸51的协调作业，使安装组件中的各个撑手52伸进上支腿或下支腿的内撑孔53内(此时上支腿与下支腿处于收缩状态)，实现支护棚架的抓取，然后安装臂37将支护棚架转移至待安装位置，随后使解锁杆56插入支护棚架的第一止挡件16内，通过解锁缸55的收缩来使解锁杆56按压第一止挡件16，进而使锁止组件的棘爪11处于打开位置，接着小臂伸缩杠4903伸长进而使上支腿与下支腿逐渐展开，最终使顶梁与巷道侧顶部接触，支护棚架两侧的侧帮靴与巷道的侧帮接触；在上支腿与下支腿展开之后，底脚本体22旋转至图27所示状态，底脚本体22的底面与巷道地面接触；最后解锁缸伸长，移除对第一止挡件16的按压力，在第一复位弹簧17的作用下棘爪11与棘齿条9啮合，上支腿与下支腿相互锁紧，接着将撑手52从内撑孔53内移除，至此完成整个支护棚架的安装作业过程。拆卸组件拆卸支护棚架的过程与安装过程相反，因此不再赘述。

参见图5所示，所述第二支架包括连接板42、两个第一升降油缸43和两个第二升降油缸44。所述连接板42的一端与所述第二车体铰接，所述连接板42的另一端与所述第二滑道39铰接；每个第一升降油缸43的一端与所述第二车体铰接，第一升降油缸43的另一端与所述第二滑道39的第一端铰接；每个第二升降油缸44的一端与所述第二车体铰接，所述第二升降油缸44的另一端与所述第二滑道39的第二端铰接。在第一升降油缸43和第二升降油缸44的调节下可以实现第二支架的升降。

在一些实施例中，所述支架拆卸车还包括钻架，所述钻架可转动地设在第二车体上。其中，钻架用于给钻杆或者锚杆提供导向作用，锚杆支护一般先打钻孔，再在钻孔内进行锚杆支护，可转动设置可以实现不同角度的锚杆支护作业。在具体实施时，所述钻架由支撑架46、顶板45、钻箱47组成；所述支撑架为两个并且分别固定在第二车体的两侧；所述顶板45上设有定位孔，所述顶板45与所述支撑架46的上端相连，所述顶板45可沿所述支撑架46的长度方向移动；支护时，顶板45顶到巷道的壁面上；所述钻箱47与支撑架46的下端相连，所述钻箱47用于连接钻杆或者锚杆。本实施例中，拆卸组件的安装臂37可以固定在钻架的一侧。

其中上述各装置功能与实施步骤如下：

①随着第一车体的掘进，以一定的间隔距离将背负于支架安装车上的支护棚架一个一个迅速的安装于巷道中，起到支护作用，实现随掘随支，并且通过简单的自动化控制，实现工作面自动支护，进而实现无人化。

②在设置于支架安装车的支护棚架用完之后，第一车体停机，工作面进行通风降尘，跟随其后的支架拆卸车上的钻架进行锚杆支护，锚杆支护完毕后拆卸组件便可拆装紧邻的展开的支护棚架，并将拆下来的收缩的支护棚架放置于支架拆卸车的第二滑道39上，支架拆卸车上的第二螺母滑块40将支护棚架向前推移一个支护棚架身位后退回原位，为下一个收回来的支护棚架预留位置。如此每进行一排锚杆支护，拆装一架支护棚架，如此反复。

③支架拆卸车满载或者拆装一定数量的支护棚架后，第二车体上行走至第一车体正后方，通过两个第一升降油缸43和两个第二升降油缸44将第二滑道39调整至适当高度，第二螺母滑块40将第二滑道39上的支护棚架前推，卸至支架安装车的第一滑道33上，而后第一螺母滑块38将支护棚架向前推至适当位置，然后退回原位，重复上述过程，直至支架安装车装满或者支护棚架拆装至适当位置。

④支架安装车上的安装组件装满或者装有一定数量的支护棚架之后便可重复步骤①。如此反复，避免工作人员在掘进机组工作时的极端恶劣的工作环境中工作，从根源上杜绝职业病的发生，并且实现掘进工作面掘进的自动化高效掘进、无人化安全施工。

本发明还具有以下的优点：

1、通过本发明中巷道支护装置的应用，可以将掘进时支护工作效率极大提高，彻底解决巷道掘进中采掘、支护工作进度不匹配问题，极大的提高巷道掘进效率。

2、通过本发明中巷道支护装置的应用，可以随掘随支，有效缩短空顶距离(掘进段无支护距离)，最大程度上降低冒顶等巷道灾害的发生，极大的降低安全隐患。

3、本发明所提供的巷道支护装置，不仅对巷道顶部进行了支护，同时对巷道侧帮也进行了支护，最大程度避免片帮，以及由此可能造成的事故。

4、本发明中的支护棚架设计巧妙，对顶部来压会产生自增力工作阻力，降低了支护棚架对工作阻力的要求，结构简单，轻巧，空间占用小，对于矿井巷道空间利用高效。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种支架安装车，其特征在于，包括：

第一车体，所述第一车体为掘进机；

第一支架，所述第一支架为两个并分别设在第一车体宽度方向上的两侧；

第一滑道，所述第一滑道与所述第一支架相连并沿所述第一车体的长度方向延伸；

第一螺母滑块，所述第一螺母滑块可滑动地设在所述第一滑道内，且所述第一螺母滑块的至少部分位于所述第一滑道外侧；

第一丝杠，所述第一丝杠沿所述第一滑道的长度方向可转动地设在所述第一滑道内，所述第一丝杠与所述第一螺母滑块螺纹配合；

第一驱动装置，所述第一驱动装置设在所述第一滑道的一端并与所述第一丝杠相连，所述第一驱动装置用于驱动所述第一丝杠转动并带动所述第一螺母滑块沿所述第一滑道滑动；

安装臂，所述安装臂用于将支护棚架支护在巷道内。

2.根据权利要求1所述的支架安装车，其特征在于，所述第一驱动装置包括第一电机和第一减速器，所述第一电机通过所述第一减速器与所述第一丝杠的一端传动连接。

3.根据权利要求1所述的支架安装车，其特征在于，所述安装臂包括：

大臂，所述大臂可伸缩，所述大臂的第一端与所述第一车体可转动地相连；

小臂，所述小臂可伸缩，所述小臂的第一端与所述大臂的第二端可转动地相连，所述小臂上设有至少两个撑手，所述撑手适于与支护棚架可拆卸地相连；

大臂倾斜缸，所述大臂倾斜缸的第一端与所述第一车体可转动地相连，所述大臂倾斜油缸的第二端与所述大臂可转动地相连；

小臂倾斜缸，所述小臂倾斜油缸的第一端与所述大臂可转动地相连，所述小臂倾斜油缸的第二端与所述小臂可转动地相连。

4.根据权利要求3所述的支架安装车，其特征在于，所述安装臂还包括解锁组件，所述解锁组件包括解锁缸和解锁杆，所述解锁缸沿所述小臂的长度方向设在所述小臂的外壁上，所述解锁缸的一端与所述小臂相连，另一端与所述解锁杆相连。

5.根据权利要求4所述的支架安装车，其特征在于，所述安装臂还包括：

大臂伸缩缸，所述大臂包括第一大臂和第二大臂，所述第一大臂可滑动地设在所述第二大臂内，所述大臂伸缩缸设在所述大臂内，且所述大臂伸缩缸的第一端与所述第一大臂相连，所述大臂伸缩缸的第二端与所述第二大臂相连；

小臂伸缩缸，所述小臂包括第一小臂和第二小臂，所述第一小臂可滑动地设在所述第二小臂内，所述小臂伸缩缸设在所述小臂内，且所述小臂伸缩缸的第一端与所述第一小臂相连，所述小臂伸缩缸的第二端与所述第二小臂相连。

6.根据权利要求5所述的支架安装车，其特征在于，所述第二大臂的侧面开设有条形孔，所述条形孔内设置有与第一大臂固定的第一耳板，所述大臂在伸缩时所述第一耳板可在所述条形孔内滑动；所述大臂倾斜缸远离铰接座的一端与第一耳板铰接；所述第二大臂上设置有第二耳板，所述小臂倾斜缸的一端与第二耳板铰接，所述小臂倾斜缸的另一端与第二小臂的中段铰接。

7.根据权利要求5所述的支架安装车，其特征在于，所述撑手为两个，两个撑手固定在所述小臂的同一侧；其中一个撑手与第一小臂的侧面固定，另一个撑手与第二小臂的侧面固定。

8.根据权利要求7所述的支架安装车，其特征在于，所述第二小臂固定有撑手的侧面上开设有U形槽，在第一小臂上固定的撑手可在U形槽内移动；所述U形槽内设置有与第二小臂固定的第三耳板，所述小臂在伸缩时所述第三耳板可在U形槽内滑动，所述解锁缸的一端与第三耳板固定连接。

9.根据权利要求3至8任一项所述的支架安装车，其特征在于，所述撑手包括：

安装座，所述安装座与所述小臂固定；

第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件的第一端和所述第二支撑件的第一端均与所述安装座可转动地相连；

第一拉杆和第二拉杆，所述第一拉杆的第一端与所述第一支撑件的第二端可转动地相连，所述第二拉杆的第一端与所述第二支撑件的第二端可转动地相连；

调节杆，所述调节杆的一端分别与所述第一拉杆的第二端和第二拉杆的第二端可转动地相连，所述调节杆贯穿所述安装座并且沿所述安装座的长度方向可移动。

10.根据权利要求9所述的支架安装车，其特征在于，在同一个撑手上，所述第一支撑件、所述第二支撑件彼此相背离的面为圆柱面。

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