CN115488619B - 一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压支架销轴拆装设备领域，尤其是一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，其包括三维移动支架及拆装机构，拆装机构包括固定架、启动电机、中心齿轮、中心丝杠及底板，启动电机的输出轴上同轴固定连接主动齿轮；中心齿轮与中心丝杠同轴固定连接，中心丝杠外与轴套螺纹连接，底板上固定设置内齿圈，中部板上固定设置连接杆，连接杆与置位杆铰接，置位杆上铰接离合杆，离合杆两端分别连接同步齿轮及离合齿轮；输出轴位于回缩位时主动齿轮与同步齿轮啮合，且离合齿轮与内齿圈啮合；输出轴位于伸出位时主动齿轮与中心齿轮啮合，且离合齿轮与内齿圈脱开。本发明通过大传动比齿轮组，实现设备的大扭矩输出，能够低速平稳地完成销轴的拆装。

Description

一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构

技术领域

本发明涉及液压支架销轴拆装设备领域，尤其是一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构。

背景技术

液压支架拆分运输时，往往涉及到顶梁、掩护梁等部件的拆除，拆除顶梁、掩护梁的方式是将两结构间连接处的销轴拆除，而现有连接销轴的拆除方式往往是通过操作人员人工拆除，或者通过液压缸、气缸等工具将销轴拆除，其缺陷是均需人工定位费时费力，顶梁处销轴位置过高人工拆除具有较大危险，且液压缸、气缸等需时刻连接压力站，操作时管路较多且易泄露。

液压支架在维修或工作面采煤结束后需进行拆卸以便运回地面，但由于支架在井下长时间工作导致其各结构件铰接处销轴锈蚀且灰尘易进入铰接间隙内，这造成了支架销轴处静摩擦增大，传统的设备或方式难以顺利取出销轴。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，其采用的技术方案如下：

一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，包括三维移动支架及拆装机构，所述三维移动支架上设置有用于识别销轴及销轴孔位置的摄像头、在空间正交方向内移动的承载滑块，拆装机构固定安装在承载滑块上，所述拆装机构包括固定架、启动电机、中心齿轮、中心丝杠及底板，所述启动电机通过中部板与固定架固定连接，启动电机的输出轴上同轴固定连接主动齿轮；中心齿轮与中心丝杠同轴固定连接，中心丝杠外与轴套螺纹连接，轴套远离中心齿轮一端连接联轴器，轴套贯穿底板设置，且轴套相对底板仅沿轴向移动，底板上固定设置内齿圈，所述内齿圈与中心丝杠同轴设置且相对中心丝杠转动；中部板上固定设置连接杆，连接杆与置位杆铰接，置位杆上可滑移地铰接离合杆，离合杆两端分别同轴固定连接同步齿轮及离合齿轮，所述同步齿轮靠近中部板一侧固定连接挡板，所述挡板直径不小于同步齿轮齿顶圆直径，挡板与中部板之间抵接复位弹簧；输出轴位于回缩位时主动齿轮与同步齿轮啮合，且离合齿轮与内齿圈啮合；输出轴位于伸出位时主动齿轮与中心齿轮啮合，且离合齿轮与内齿圈脱开。

在上述方案的基础上，连接杆与置位杆中部铰接，离合杆与置位杆一端铰接，置位杆另一端与锁紧杆可滑移地铰接，锁紧杆远离中部板一端同轴固定连接锁紧齿轮，输出轴位于伸出位时，锁紧齿轮与内齿圈啮合。

优选地，置位杆上沿其延伸方向设置卡槽，离合杆上固定设置沿径向向外凸出的圆形卡块，所述卡块卡接在卡槽内。

优选地，承载滑块与拆装机构之间固定连接冲击液压缸，所述冲击液压缸包括上缸体及下缸体，且上缸体与下缸体沿中心丝杠轴线方向相对移动。

在上述方案的基础上，所述上缸体及下缸体为圆盘形结构，上缸体外径小于下缸体内径，且上缸体与下缸体之间形成环形封闭充液腔，所述上缸体内设置液囊，液囊连通注液口及出液口，注液口设置在上缸体表面外侧，注液口与液囊之间设置注液电磁阀，出液口与液囊之间设置出液电磁阀，所述出液口与充液腔连通。

在上述方案的基础上，下缸体上沿沿径向向内延伸至上缸体外表面形成上挡板，上缸体下沿沿径向向外延伸至下缸体内表面形成下挡板，所述上挡板、上缸体侧壁、下挡板及下缸体侧壁围合成充液腔。

优选地，所述三维移动支架包括支架固定框、X轴电机、Y轴电机及Z轴电机，Y轴电机固定连接在支架固定框上，Y轴电机沿Y向连接Y轴丝杆，Y轴丝杆与Y轴滑块构成滚珠丝杠副，支架固定框上沿Y向固定设置Y轴滑轨，X轴电机可移动地设置在Y轴滑轨上，在X轴电机及Y轴滑块之间沿X向设置X轴丝杆，X轴丝杆与X轴滑块构成滚珠丝杠副，支架固定框上沿Y向固定设置2组Y向导轨，Y向导轨上可移动地设置Y向滑块，2个Y向滑块之间固定连接X向导轨，Z轴电机可滑移地设置在X向导轨上，Z轴电机与X轴滑块之间沿Z向设置Z轴丝杆，Z轴丝杆与承载滑块构成滚珠丝杠副。

优选地，拆装机构外套设保护壳，联轴器贯穿保护壳且相对保护壳沿轴向移动。

优选地，所述摄像头的数量为2个，且相对联轴器对称设置。

本发明的有益效果为：采用齿轮传动结构取代以往的液压或气压传动方式，通过大传动比齿轮组，实现设备的大扭矩输出，能够低速平稳地完成销轴的拆装，有效避免液压或气压传动方式对设备本身及液压支架造成的冲击，保证动作的平顺程度和安全性；通过对齿轮组进行“档位”切换，采用一套设备即可完成销轴的拆卸和安装动作，提高设备的利用效率、降低销轴拆装所需的设备的占地空间；通过设置内置液囊的短行程冲击液压缸，无需配备泵站即可提供瞬时的较大拉力，有效克服销轴锈蚀等原因造成的拆卸困难等问题，同时由于行程较短，不会使销轴全部拔出造成瞬时冲击。

附图说明

图1：本发明拆装机构及冲击液压缸安装示意图；

图2：本发明拆装机构结构示意图；

图3：本发明拆装机构正视图；

图4：本发明启动电机结构示意图；

图5：本发明三维移动支架结构示意图；

图6：本发明冲击液压缸结构示意图；

图7：本发明冲击液压缸俯视图；

图8：本发明冲击液压缸A-A截面剖视图；

图9：本发明冲击液压缸B-B截面剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

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。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图4所示，一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，包括三维移动支架及拆装机构，所述三维移动支架上设置有用于识别销轴及销轴孔位置的摄像头152、在空间正交方向内移动的承载滑块143，拆装机构固定安装在承载滑块143上，所述拆装机构包括固定架311、启动电机、中心齿轮321、中心丝杠322及底板314，所述启动电机通过中部板312与固定架311固定连接，启动电机采用汽车发动机启动电机，其结构如图4所示，包括电磁控制器331、转子电机332及输出轴333，通过控制电磁控制器331的通断电调整输出轴333相对转子电机332的伸出长度，根据输出轴333伸出的长度分为回缩位和伸出位。启动电机的输出轴333上同轴固定连接主动齿轮341；中心齿轮321与中心丝杠322同轴固定连接，中心丝杠322外与轴套323螺纹连接，轴套323远离中心齿轮321一端连接联轴器324，轴套323贯穿底板314设置，且轴套323相对底板314仅沿轴向移动，底板314上固定设置内齿圈325，所述内齿圈325与中心丝杠322同轴设置且相对中心丝杠322转动；中部板312上固定设置连接杆313，连接杆313与置位杆353铰接，置位杆353上可滑移地铰接离合杆351，离合杆351两端分别同轴固定连接同步齿轮342及离合齿轮352，所述同步齿轮342靠近中部板312一侧固定连接挡板343，所述挡板343直径不小于同步齿轮342齿顶圆直径，挡板343与中部板312之间抵接复位弹簧344；输出轴333位于回缩位时主动齿轮341与同步齿轮342啮合，且离合齿轮352与内齿圈325啮合；输出轴333位于伸出位时主动齿轮341与中心齿轮321啮合，且离合齿轮352与内齿圈325脱开。

连接杆313与置位杆353中部铰接，离合杆351与置位杆353一端铰接，置位杆353另一端与锁紧杆356可滑移地铰接，锁紧杆356远离中部板312一端同轴固定连接锁紧齿轮357，输出轴333位于伸出位时，锁紧齿轮357与内齿圈325啮合。置位杆353上沿其延伸方向设置卡槽354，离合杆351上固定设置沿径向向外凸出的圆形卡块355，所述卡块355卡接在卡槽354内。锁紧杆356与置位杆353的连接方式与离合杆351相同。

如图5至图9所示，承载滑块143与拆装机构之间固定连接冲击液压缸，所述冲击液压缸包括上缸体22及下缸体21，且上缸体22与下缸体21沿中心丝杠322轴线方向相对移动。具体地，所述上缸体22及下缸体21为圆盘形结构，上缸体22外径小于下缸体21内径，且上缸体22与下缸体21之间形成环形封闭充液腔29，所述上缸体22内设置液囊26，液囊26连通注液口24及出液口28，注液口24设置在上缸体22表面外侧，注液口24与液囊26之间设置注液电磁阀25，打开注液电磁阀25后，通过注液口24向液囊26内充入液压油或其他介质。出液口28与液囊26之间设置出液电磁阀27，所述出液口28与充液腔29连通。液囊26与注液电磁阀25及出液电磁阀27的连接处分别通过成对设置的弧形夹片进行紧固密封。具体地，下缸体21上沿沿径向向内延伸至上缸体22外表面形成上挡板，上缸体22下沿沿径向向外延伸至下缸体21内表面形成下挡板，所述上挡板、上缸体22侧壁、下挡板及下缸体21侧壁围合成充液腔29。上缸体22表面还设置操作窗盖板23，将操作窗盖板23拆卸后露出操作窗，便于对冲击液压缸进行装配和维修。

如图5所示，所述三维移动支架包括支架固定框11、X轴电机121、Y轴电机131及Z轴电机141，Y轴电机131固定连接在支架固定框11上，Y轴电机131沿Y向连接Y轴丝杆132，Y轴丝杆132与Y轴滑块133构成滚珠丝杠副，支架固定框11上沿Y向固定设置Y轴滑轨134，X轴电机121可移动地设置在Y轴滑轨134上，在X轴电机121及Y轴滑块133之间沿X向设置X轴丝杆122，X轴丝杆122与X轴滑块123构成滚珠丝杠副，支架固定框11上沿Y向固定设置2组Y向导轨145，Y向导轨145上可移动地设置Y向滑块146，2个Y向滑块146之间固定连接X向导轨144，Z轴电机141可滑移地设置在X向导轨144上，Z轴电机141与X轴滑块123之间沿Z向设置Z轴丝杆142，Z轴丝杆142与承载滑块143构成滚珠丝杠副。拆装机构外套设保护壳151，联轴器324贯穿保护壳151且相对保护壳151沿轴向移动。所述摄像头152的数量为2个，且相对联轴器324对称设置，以提高位置识别结果的精确性。通过X轴电机121、Y轴电机131及Z轴电机141分别驱动X轴丝杆122、Y轴丝杆132、Z轴丝杆142转动，进而带动承载滑块143及冲击液压缸、拆装机构在三维空间内移动。

安装销轴时，将指定型号的销轴与配套的螺纹杆配合安装，螺纹杆的自由端与联轴器324连接。通过摄像头152识别销轴孔的位置，配合承载滑块143进行位置调整，直至拆装机构的联轴器324与销轴孔的轴线对齐。启动电机的电磁控制器331控制输出轴333位于伸出位，驱动主动齿轮341带动中心齿轮321及中心丝杠322旋转，此时离合杆351在复位弹簧344的作用下向上移动、锁紧杆356向下移动，锁紧齿轮357与内齿圈325啮合，对内齿圈325及底板314的转动进行锁紧，从而使轴套323相对中心丝杠322进行轴向移动，进而推动螺纹杆、将销轴推入销轴孔中。之后电磁控制器331控制输出轴333调整至回缩位，主动齿轮341向中部板312方向移动且与同步齿轮342啮合，主动齿轮341端面与挡板343抵接并带动挡板343及离合杆351向下移动，使离合齿轮352与内齿圈325啮合，此时锁紧杆356带动锁紧齿轮357向上移动并与内齿圈325脱开，主动齿轮341依次通过同步齿轮342、离合杆351及离合齿轮352驱动内齿圈325及底板314转动，进而带动轴套323及螺纹杆转动，同时轴套323沿中心丝杠322轴线向远离销轴的方向移动，直至螺纹杆与销轴脱开，完成销轴的安装。

拆卸销轴时，通过摄像头152和承载滑块143分别进行位置识别和调整后，将上述过程逆序且反向操作，输出轴333位于回缩位，轴套323带动销轴配套螺纹杆转动的同时进行轴向移动，使螺纹杆与销轴完成配合，之后调整输出轴333位于伸出位，拉动轴套323、螺纹杆及销轴使销轴与销轴孔脱离。若销轴因锈蚀、粉尘等原因造成拆卸摩擦力较大时，在螺纹杆与销轴完成配合后，冲击液压缸的出液电磁阀27打开，使液囊26内的高压液体瞬时通过出液口28进入充液腔29，使上缸体22带动拆装机构向下缸体21的方向进行快速且冲击力较大的瞬时位移，从而克服销轴与销轴孔之间较大的摩擦力，同时冲击液压缸的行程小于销轴与销轴孔的配合长度，防止销轴一次性自销轴孔内脱出造成冲击和振动。

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，其特征在于，包括三维移动支架及拆装机构，所述三维移动支架上设置有用于识别销轴及销轴孔位置的摄像头（152）、在空间正交方向内移动的承载滑块（143），拆装机构固定安装在承载滑块（143）上，所述拆装机构包括固定架（311）、启动电机、中心齿轮（321）、中心丝杠（322）及底板（314），所述启动电机通过中部板（312）与固定架（311）固定连接，启动电机的输出轴（333）上同轴固定连接主动齿轮（341）；中心齿轮（321）与中心丝杠（322）同轴固定连接，中心丝杠（322）外与轴套（323）螺纹连接，轴套（323）远离中心齿轮（321）一端连接联轴器（324），轴套（323）贯穿底板（314）设置，且轴套（323）相对底板（314）仅沿轴向移动，底板（314）上固定设置内齿圈（325），所述内齿圈（325）与中心丝杠（322）同轴设置且相对中心丝杠（322）转动；中部板（312）上固定设置连接杆（313），连接杆（313）与置位杆（353）铰接，置位杆（353）上可滑移地铰接离合杆（351），离合杆（351）两端分别同轴固定连接同步齿轮（342）及离合齿轮（352），所述同步齿轮（342）靠近中部板（312）一侧固定连接挡板（343），所述挡板（343）直径不小于同步齿轮（342）齿顶圆直径，挡板（343）与中部板（312）之间抵接复位弹簧（344）；启动电机包括电磁控制器（331）、转子电机（332）及输出轴（333），通过控制电磁控制器（331）的通断电调整输出轴（333）相对转子电机（332）的伸出长度，根据输出轴（333）伸出的长度分为回缩位和伸出位，输出轴（333）位于回缩位时主动齿轮（341）与同步齿轮（342）啮合，且离合齿轮（352）与内齿圈（325）啮合；输出轴（333）位于伸出位时主动齿轮（341）与中心齿轮（321）啮合，且离合齿轮（352）与内齿圈（325）脱开。

2.根据权利要求1所述的一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，其特征在于，连接杆（313）与置位杆（353）中部铰接，离合杆（351）与置位杆（353）一端铰接，置位杆（353）另一端与锁紧杆（356）可滑移地铰接，锁紧杆（356）远离中部板（312）一端同轴固定连接锁紧齿轮（357），输出轴（333）位于伸出位时，锁紧齿轮（357）与内齿圈（325）啮合。

3.根据权利要求1所述的一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，其特征在于，置位杆（353）上沿其延伸方向设置卡槽（354），离合杆（351）上固定设置沿径向向外凸出的圆形卡块（355），所述卡块（355）卡接在卡槽（354）内。

4.根据权利要求1所述的一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，其特征在于，承载滑块（143）与拆装机构之间固定连接冲击液压缸，所述冲击液压缸包括上缸体（22）及下缸体（21），且上缸体（22）与下缸体（21）沿中心丝杠（322）轴线方向相对移动。

5.根据权利要求4所述的一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，其特征在于，所述上缸体（22）及下缸体（21）为圆盘形结构，上缸体（22）外径小于下缸体（21）内径，且上缸体（22）与下缸体（21）之间形成环形封闭充液腔（29），所述上缸体（22）内设置液囊（26），液囊（26）连通注液口（24）及出液口（28），注液口（24）设置在上缸体（22）表面外侧，注液口（24）与液囊（26）之间设置注液电磁阀（25），出液口（28）与液囊（26）之间设置出液电磁阀（27），所述出液口（28）与充液腔（29）连通。

6.根据权利要求5所述的一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，其特征在于，下缸体（21）上沿沿径向向内延伸至上缸体（22）外表面形成上挡板，上缸体（22）下沿沿径向向外延伸至下缸体（21）内表面形成下挡板，所述上挡板、上缸体（22）侧壁、下挡板及下缸体（21）侧壁围合成充液腔（29）。

7.根据权利要求1所述的一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，其特征在于，所述三维移动支架包括支架固定框（11）、X轴电机（121）、Y轴电机（131）及Z轴电机（141），Y轴电机（131）固定连接在支架固定框（11）上，Y轴电机（131）沿Y向连接Y轴丝杆（132），Y轴丝杆（132）与Y轴滑块（133）构成滚珠丝杠副，支架固定框（11）上沿Y向固定设置Y轴滑轨（134），X轴电机（121）可移动地设置在Y轴滑轨（134）上，在X轴电机（121）及Y轴滑块（133）之间沿X向设置X轴丝杆（122），X轴丝杆（122）与X轴滑块（123）构成滚珠丝杠副，支架固定框（11）上沿Y向固定设置2组Y向导轨（145），Y向导轨（145）上可移动地设置Y向滑块（146），2个Y向滑块（146）之间固定连接X向导轨（144），Z轴电机（141）可滑移地设置在X向导轨（144）上，Z轴电机（141）与X轴滑块（123）之间沿Z向设置Z轴丝杆（142），Z轴丝杆（142）与承载滑块（143）构成滚珠丝杠副。

8.根据权利要求1所述的一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，其特征在于，拆装机构外套设保护壳（151），联轴器（324）贯穿保护壳（151）且相对保护壳（151）沿轴向移动。

9.根据权利要求1所述的一种新型液压支架销轴自动定位拆装机构，其特征在于，所述摄像头（152）的数量为2个，且相对联轴器（324）对称设置。