CN115717518A - 一种煤矿巷道支护设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿巷道支护设备，包括：两个对称设置的智能底盘，能够沿巷道进行多向移动,右侧智能底盘上表面设有传感器系统，能够勘探路况给设备前进提供信号、方便操作人员判断巷道内的安全情况。整个设备在传感器进而智能底盘的配合下可以实现无人操作的到达指定支护地点进行支护工作；升降液压缸与空气弹簧配合实现整个设备在沿升降液压缸方向上的伸缩；液压缸一在智能底盘的配合下实现在支护导轨方向上的伸缩，可以适应不同尺寸的巷道支护；通过液压缸二对侧防护板进行驱动改变侧防护板和顶防护板夹角，形成一道保护屏障，防止碎石对人员的伤害；通过驱动四个方向液压缸的各自伸缩量实现多角度定点缓冲锚固支护。

Description

一种煤矿巷道支护设备

技术领域

本发明涉及矿采设备领域，更具体地的说，涉及一种煤矿巷道支护设备。

技术背景

我国的煤炭开采大多都要进行开掘巷道式采煤作业。巷道是在开掘采煤的过程中发掘出来的通道，用来运矿、通风、行人、通行各类机械，因此在采矿过程中要对巷道进行专业的支护处理以确保人员的安全和采煤进度。目前巷道的支护设备往往结构较为复杂，体积较为庞大，人员安装工作强度大，在安装支护设备的过程中存在一定的安全隐患。很难满足实际的生产要求。

因此，有必要开发一款安全可靠可以灵活作业的巷道支护设备，以解决上述问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿巷道支护设备，包括：

两个对称设置的智能底盘，所述智能底盘能够沿巷道进行多向移动；

传感器总成，固定在所述智能底盘上；

升降液压缸，固定在所述智能底盘上方中部，且所述升降液压缸能够沿所述智能底盘的垂直方向进行伸缩；

空气弹簧，固定在所述智能底盘上方且对称布置在所述升降液压缸两侧，与所述升降液压缸保持同步伸缩；

纵向伸缩组件，固定在所述升降液压缸和所述空气弹簧上方；

防护组件，固定在所述纵向伸缩组件上方；

定点锚固组件，固定在所述防护组件上方。

进一步，作为优选，所述传感器总成为多个传感器的集成体，内部设有超声波传感器、温度传感器和瓦斯浓度传感器。

进一步，作为优选，所述智能底盘包括：

底盘框架；

麦克纳姆轮，安装在所述底盘框架内部；

液压抓地盘，可相对移动的设置于所述底盘框架的下方，且由伸缩缸所驱动；

驱动装置，用于驱动所述麦克纳姆轮。

进一步，作为优选，所述纵向伸缩组件包括：

支座一，固定于左侧的升降液压缸和空气弹簧上方；

支座二，与所述支座一并列对称布局，且固定于右侧升降液压缸和空气弹簧上方；

至少一个液压缸一，其布置在所述支座一和所述支座二之间；

至少八组伸缩组件，所述伸缩组件布置在所述支座一和所述支座二之间，所述伸缩组件包括伸缩外圆管以及滑动设置于所述伸缩外圆管中的伸缩内圆管。

进一步，作为优选，所述防护组件包括：

中间固定支座，同轴滑动安装于所述伸缩外圆管上，所述中间固定支座的两侧对称设置有伸缩导轨，所述伸缩导轨是内外圆管嵌套组成的伸缩件；

其中左侧伸缩导轨的伸缩端通过液压缸支座固定于所述支座一上，右侧伸缩导轨的伸缩端通过液压缸支座固定于所述支座二上。

顶防护板，其通过中间支撑杆固定在所述中间固定支座上；

侧防护板，对称铰连在所述顶防护板两端，且所述侧防护板和所述顶防护板之间通过弹簧进行缓冲连接。

进一步，作为优选，所述侧防护板通过液压缸二与所述液压缸支座铰连，且通过所述液压缸二进行驱动，能够实现所述侧防护板和所述顶防护板之间的角度调节。

进一步，作为优选，所述中间固定支座包括：

支座块；

转动滚珠，圆周阵列布置于支座块圆孔内壁；

限位盘，对称布置于所述支座块圆孔内壁两侧，且所述限位盘能够进行靠近或远离进给，以便所述中间固定支座在所述伸缩外圆管上固定或滑动，使得所述中间固定支座处于所述纵向伸缩组件的中间位置。

进一步，作为优选，所述定点锚固组件包括：

四个方向液压缸，其一端通过液压缸支座一铰连在所述顶防护板上方，且四个所述方向液压缸的另一端共同铰接支撑有支撑平台；

减震装置，通过不少于四个支撑圆管固定在支撑平台上方，并通过所述方向液压缸进行驱动，能够多角度进行定点锚固；

固定锚件，由下自上依次穿过所述支撑平台中心、所述减震装置中心，与支护板固定连接。

进一步，作为优选，所述固定锚件和所述支护板能够沿所述固定锚件轴线方向滑动，通过布置在所述支撑平台和所述减震装置之间的纵向减震弹簧进行减震缓冲，且所述的纵向减震弹簧同轴于所述固定锚件布置。

进一步，作为优选，所述减震装置包括：

减震箱体，其内部设置有两根减震导轨；

两个对称设置在所述减震导轨上的减震滑块，其通过减震连杆铰连；

横向减震弹簧，同轴于所述减震导轨，且设置在所述减震箱体与所述减震滑块之间，能够对所述减震滑块的运动起到减震缓冲作用。

与现有技术相比，本发明提供了一种煤矿巷道支护设备，具有以下有益效果：

本发明中，通过液压缸的工作可以使整体设备缩小，容易穿梭在狭窄的巷道内；配合超声波传感器探测路况，将信号传递给驱动装置进行智能底盘的驱动，能够实现在无人操作下驱动设备到达煤矿巷道内的指定地点进行工作。

本发明中，通过对液压缸和伸缩杆的配合使用，使得防护板的支护角度能够智能调节，防止巷道内的工作人员受落石伤害。

本发明中，通过调节四个方向液压缸的伸缩量配合减震装置，能够实现多角度的定点锚固减振支护。

本发明中，通过对瓦斯浓度传感器和温度传感器的使用，方便操作人员判断巷道内的安全情况。

附图说明

图1为一种煤矿巷道支护设备的立体图；

图2为一种煤矿巷道支护设备的智能底盘的结构图；

图3为一种煤矿巷道支护设备的纵向伸缩组件的结构图；

图4为一种煤矿巷道支护设备的防护组件的结构图；

图5为一种煤矿巷道支护设备的中间固定支座的结构图；

图6为一种煤矿巷道支护设备的定点锚固组件的结构图；

图7为一种煤矿巷道支护设备的减震装置的结构图；

图中：1、智能底盘；2、传感器总成；3、纵向伸缩组件；4、空气弹簧；5、防护组件；6、升降液压缸；7、定点锚固组件；11、驱动装置；12、底盘框架；13、液压抓地盘；14、麦克纳姆轮；31、支座一；32、伸缩内圆管；33、液压缸一；34、伸缩外圆管；35、支座二；51、伸缩导轨；52、液压缸二；53、侧防护板；54、液压缸支座；55、中间固定支座；56、中间支撑杆；57、顶防护板；58、弹簧；71、液压缸支座一；72、方向液压缸；73、支撑平台；74、支撑圆管；75、减震装置；76、固定锚件；77、纵向减震弹簧；551、支座块；552、转动滚珠；553、限位盘；751、支护板；752、减震连杆；753、减震滑块；754、减震导轨；755、横向减震弹簧、756减震箱体。

具体实施方式

参考阅图1-7，本发明提供一种煤矿巷道支护设备，包括：

两个对称设置的智能底盘1，所述智能底盘1能够沿巷道进行多向移动；

传感器总成2，固定在所述智能底盘1上；

升降液压缸6，固定在所述智能底盘1上方中部，且所述升降液压缸6能够沿所述智能底盘1的垂直方向进行伸缩；

空气弹簧4，固定在所述智能底盘1上方且对称布置在所述升降液压缸6两侧，与所述升降液压缸6保持同步伸缩，所述升降液压缸6进行动力伸缩，所述空气弹簧4对设备进行支撑，防止因液压故障导致设备坍塌；

纵向伸缩组件3，固定在所述升降液压缸6和所述空气弹簧4上方；

防护组件5，固定在所述纵向伸缩组件3上方；

定点锚固组件7，固定在所述防护组件5上方。

本实施例中，所述传感器总成2为多个传感器的集成体，内部设有超声波传感器、温度传感器和瓦斯浓度传感器，能够对巷道内结构路况进行探测和方便人员判断巷道内的安全情况。

在工矿开采过程中，巷道坍塌后工作人员难以进入狭小的巷道中进行支护工作，这时将该设备放入巷道入口，经过伸缩杆的互相配合，缩小设备的占地体积，在配合传感器就能够在狭窄的巷道内来回穿梭进行支护工作，为工作人员打通巷道提供安全的作业环境。

本实施例中，如图2，所述智能底盘1包括：

底盘框架12；

麦克纳姆轮14，安装在所述底盘框架12内部；

液压抓地盘13，可相对移动的设置于所述底盘框架12的下方，且由伸缩缸所驱动，在设备根据巷道情况调整好位置后，驱动伸缩缸能够使所述液压抓地盘13嵌入地下，将该设备固定在指定的支护位置；

驱动装置11，用于驱动所述麦克纳姆轮14，能够根据巷道路况对每个所述麦克纳姆轮14单独驱动，实现任意轨迹的驱动。

本实施例中，如图3，所述纵向伸缩组件3包括：

支座一31，固定于左侧的升降液压缸6和空气弹簧4上方；

支座二35，与所述支座一31并列对称布局，且固定于右侧升降液压缸6和空气弹簧4上方；

至少一个液压缸一33，其布置在所述支座一31和所述支座二35之间；

至少八组伸缩组件，所述伸缩组件布置在所述支座一31和所述支座二35之间，所述伸缩组件包括伸缩外圆管34以及滑动设置于所述伸缩外圆管34中的伸缩内圆管32。

本实施例中，如图4，所述防护组件5包括：

中间固定支座55，同轴滑动安装于所述伸缩外圆管34上，所述中间固定支座55的两侧对称设置有伸缩导轨51，所述伸缩导轨51是内外圆管嵌套组成的伸缩件；

其中左侧伸缩导轨的伸缩端通过液压缸支座54固定于所述支座一31上，右侧伸缩导轨的伸缩端通过所述液压缸支座54固定于所述支座二35上。

顶防护板57，其通过中间支撑杆56固定在所述中间固定支座55上；

侧防护板53，对称铰连在所述顶防护板57两端，且所述侧防护板53和所述顶防护板57之间通过弹簧58进行缓冲连接。

本实施例中，所述侧防护板53通过液压缸二52与所述液压缸支座54铰连，且通过所述液压缸二52进行驱动，能够实现所述侧防护板53和所述顶防护板57之间的角度调节，能够根据巷道的形状对所述侧防护板53进行折叠或展开，对巷道内的工作人员提供屏障，防止泥土或落石滚落；

本实施例中，如图5，所述中间固定支座55包括：

支座块551；

转动滚珠552，圆周阵列布置于支座块551圆孔内壁；

限位盘553，对称布置于所述支座块551圆孔内壁两侧，且所述限位盘553能够进行靠近或远离进给，以便所述中间固定支座55在所述伸缩外圆管34上固定或滑动，使得所述中间固定支座55处于所述纵向伸缩组件3的中间位置。

所述伸缩导轨51在工作时，所述限位盘553远离运动与所述伸缩外圆管34脱离，所述伸缩外圆管34与所述转动滚珠552接触，此时所述中间固定支座55在所述伸缩外圆管34上滑动，且时刻处于所述纵向伸缩组件3的中间位置；

所述伸缩导轨51在静止时，所述限位盘553靠近运动与所述伸缩外圆管34紧密切合，将所述中间固定支座55固定在所述伸缩外圆管34上。

本实施例中，如图6，所述定点锚固组件7包括：

四个方向液压缸72，其一端通过液压缸支座一71铰连在所述顶防护板57上方，且四个所述方向液压缸的另一端共同铰接支撑有支撑平台73；

减震装置75，通过不少于四个支撑圆管74固定在支撑平台73上方，并通过所述方向液压缸72进行驱动，根据所需定点锚固的位置对四个所述方向液压缸72的伸缩量进行独立控制，能够多角度进行定点锚固；

固定锚件76，由下自上依次穿过所述支撑平台73中心、所述减震装置75中心，与支护板751固定连接。

本实施例中，所述固定锚件76和所述支护板751能够沿所述固定锚件76轴线方向滑动，通过布置在所述支撑平台73和所述减震装置75之间的纵向减震弹簧77进行减震缓冲，且所述的纵向减震弹簧77同轴于所述固定锚件76布置。

进一步说明所述支护板751和所述固定锚件76固定为一体，且可以在所述减震装置75和所述支撑平台73中间孔滑动，通过所述纵向减震弹簧77进行减震缓冲。

本实施例中，如图7，所述减震装置75包括：

减震箱体756，其内部设置有两根减震导轨754；

两个对称设置在所述减震导轨754上的减震滑块753，其通过减震连杆752与所述支护板751铰连；

横向减震弹簧755，同轴于所述减震导轨754，且设置在所述减震箱体756与所述减震滑块753之间，能够对所述减震滑块753的运动起到减震缓冲作用，将平行于所述固定锚件76方向的冲击通过所述减震连杆752分散到垂直于所述固定锚件76方向进行减震。

具体实施时，将所述一种煤矿巷道支护设备放置于煤矿巷道入口处，首先超声波传感器工作对巷道内进行路况探测，将信号传递给驱动装置11进行驱动该装置；然后所述液压缸一33进行收缩同时两个所述智能底盘1靠近运动使得两个智能底盘1的距离缩小，整个设备的宽度变小；升降液压缸6进行收缩，使得定点锚固组件7与智能底盘1的距离缩小，整个设备的高度变小；该设备缩小体积后，能够在狭窄坍塌后狭窄复杂的巷道中，智能规划处前行路线，通过驱动麦克纳姆14轮到达指定支护地点。

到达支护地点后，首先驱动液压缸二52实现侧防护板53角度的改变，对巷道内保护，两个限位盘553远离运动与所述伸缩外圆管34脱离，所述伸缩外圆管34与所述转动滚珠552接触，此时所述中间固定支座55在所述伸缩外圆管34上滑动，驱动液压缸一33同时驱动智能底盘1同步运动实现宽度方向的调节，然后驱动液压抓地盘13使得抓地盘嵌入地下，将该设备固定在指定的支护位置。

根据所需锚固支护的位置点，通过驱动四个方向液压缸72的各自伸缩量实现固定锚件76角度调节，最后驱动升降液压缸进行高度方向上的升高对巷道进行支护。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤矿巷道支护设备，其特征在于：包括：

两个对称设置的智能底盘(1)，所述智能底盘(1)能够沿巷道进行多向移动；

传感器总成(2)，固定在所述智能底盘(1)上；

升降液压缸(6)，固定在所述智能底盘(1)上方中部，且所述升降液压缸(6)能够沿所述智能底盘(1)的垂直方向进行伸缩；

空气弹簧(4)，固定在所述智能底盘(1)上方且对称布置在所述升降液压缸(6)两侧，与所述升降液压缸(6)保持同步伸缩；

纵向伸缩组件(3)，固定在所述升降液压缸(6)和所述空气弹簧(4)上方；

防护组件(5)，固定在所述纵向伸缩组件(3)上方；

定点锚固组件(7)，固定在所述防护组件(5)上方。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道支护设备，其特征在于：所述传感器总成(2)为多个传感器的集成体，内部设有超声波传感器、温度传感器和瓦斯浓度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道支护设备，其特征在于：所述智能底盘(1)包括：

底盘框架(12)；

麦克纳姆轮(14)，安装在所述底盘框架(12)内部；

液压抓地盘(13)，可相对移动的设置于所述底盘框架(12)的下方，且由伸缩缸所驱动；

驱动装置(11)，用于驱动所述麦克纳姆轮(14)。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道支护设备，其特征在于：所述纵向伸缩组件(3)包括：

支座一(31)，固定于左侧的升降液压缸(6)和空气弹簧(4)上方；

支座二(35)，与所述支座一(31)并列对向布置，且固定于右侧升降液压缸(6)和空气弹簧(4)上方；

至少一个液压缸一(33)，其布置在所述支座一(31)和所述支座二(35)之间；

至少八组伸缩组件，所述伸缩组件布置在所述支座一(31)和所述支座二(35)之间，所述伸缩组件包括伸缩外圆管(34)以及滑动设置于所述伸缩外圆管(34)中的伸缩内圆管(32)。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿巷道支护设备，其特征在于：所述防护组件(5)包括：

中间固定支座(55)，同轴滑动安装于所述伸缩外圆管(34)上，所述中间固定支座(55)的两侧对称设置有伸缩导轨(51)，所述伸缩导轨(51)是内外圆管嵌套组成的伸缩件；

其中左侧伸缩导轨的伸缩端通过液压缸支座(54)固定于所述支座一(31)上，右侧伸缩导轨的伸缩端通过液压缸支座(54)固定于所述支座二(35)上。

顶防护板(57)，其通过中间支撑杆(56)固定在所述中间固定支座(55)上；

侧防护板(53)，对称铰连在所述顶防护板(57)两端，且所述侧防护板(53)和所述顶防护板(57)之间通过弹簧(58)进行缓冲连接。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿巷道支护设备，其特征在于：所述侧防护板(53)通过液压缸二(52)与所述液压缸支座(54)铰连，且通过所述液压缸二(52)进行驱动，能够实现所述侧防护板(53)和所述顶防护板(57)之间的角度调节。

7.根据权利要求5所述的一种煤矿巷道支护设备，其特征在于：所述中间固定支座(55)包括：

支座块(551)；

转动滚珠(552)，圆周阵列布置于所述支座块(551)圆孔内壁；

限位盘(553)，对称布置于所述支座块(551)圆孔内壁两侧，且所述限位盘(553)能够进行靠近或远离进给，以便所述中间固定支座(55)在所述伸缩外圆管(34)上固定或滑动，使得所述中间固定支座(55)处于所述纵向伸缩组件(3)的中间位置。

8.根据权利要求5所述的一种煤矿巷道支护设备，其特征在于：所述定点锚固组件(7)包括：

四个方向液压缸(72)，其一端通过液压缸支座一(71)铰连在所述顶防护板(57)上方，且四个所述方向液压缸的另一端共同铰接支撑有支撑平台(73)；

减震装置(75)，通过不少于四个支撑圆管(74)固定在支撑平台(73)上方，并通过所述方向液压缸(72)进行驱动，能够多角度进行定点锚固；

固定锚件(76)，由下自上依次穿过所述支撑平台(73)中心、所述减震装置(75)中心，与支护板(751)固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种煤矿巷道支护设备，其特征在于：所述固定锚件(76)和所述支护板(751)能够沿所述固定锚件(76)轴线方向滑动，通过布置在所述支撑平台(73)和所述减震装置(75)之间的纵向减震弹簧(77)进行减震缓冲，且所述的纵向减震弹簧(77)同轴于所述固定锚件(76)布置。

10.根据权利要求8所述的一种煤矿巷道支护设备，其特征在于：所述减震装置(75)包括：

减震箱体(756)，其内部设置有两根减震导轨(754)；

两个对称设置在所述减震导轨(754)上的减震滑块(753)，其通过减震连杆(752)与所述支护板(751)铰连；

横向减震弹簧(755)，同轴于所述减震导轨(754)，且设置在所述减震箱体(756)与所述减震滑块(753)之间，能够对所述减震滑块(753)的运动起到减震缓冲作用。

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