CN116066097A - 一种采煤截割运输机构及采煤机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采煤截割运输机构及采煤机，涉及采煤设备技术领域，包括包括截割臂，截割臂前端纵置有可沿轴向伸缩的截割滚筒，截割臂的内部具有第一运煤通道；集料槽的前端具有靠近截割滚筒设置的进料口，集料槽上设置有集料板和第一伸缩机构，沿截割滚筒的截割方向，集料板铰接位于截割滚筒后方的集料槽的侧壁上，集料板的中部与第一伸缩机构的伸缩端铰接；本发明通过纵置可伸缩的截割滚筒，横向摆动截割，一次能够采全高，其截割效率更高，并且由于截割滚筒竖向布置，截割时滚筒上下两个端面被煤岩限位截割过程更加稳定。

Description

一种采煤截割运输机构及采煤机

技术领域

本发明涉及采煤设备技术领域，特别是涉及一种采煤截割运输机构及采煤机。

背景技术

在煤巷掘进、房柱式采煤中，悬臂式掘进机是应用最多的采掘装备。悬臂式巷道掘进机是一种综合掘进设备，集截割、行走、装运、喷雾灭尘于一体，包含多种机构，具有多重功能。但是目前施工场地应用的悬臂掘进机，如申请号为“201310510949.1”，名称为“悬臂式掘进机”的发明专利，其截割臂上的截割滚筒通常横置，截割臂上下左右摆动不灵敏，不能截割任意形状的巷道断面，而且截割出的表面不够精确、平整，不能很好的起到支护作用。同时悬臂掘进机在把煤层割破下来时，不能及时将煤进行输送，截割时底板存料严重，在进行破碎转载机、运输过程中操作不方便。

在一些顶板条件较好的煤层中，连续采煤机、掘锚一体机也有大量应用。掘锚一体机虽然具有最好的掘进、锚护效率，但是设备投入大，仅适用于长巷掘进并且对巷道断面大小有较高要求。连续采煤机具备截割高效、调动灵活特点，但是用于巷道掘进时掘进后顶板空顶暴露时间长，不利于顶板管理。

因此，需要研发一种新型的采煤设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种采煤截割运输机构及采煤机，以解决现有技术存在的问题，能够在截割过程中将落料向外输送，截割、运输效率更高，截割过程也更加稳定。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种采煤截割运输机构，包括截割臂，所述截割臂前端纵置有可沿轴向伸缩的截割滚筒，所述截割臂的内部具有空腔，所述空腔的前端铰接有集料槽，所述集料槽与所述空腔连通形成第一运煤通道，所述第一运煤通道中设置有第一运煤机构；所述集料槽的前端具有靠近所述截割滚筒设置的进料口，所述集料槽上设置有集料板和第一伸缩机构，沿所述截割滚筒的截割方向，所述集料板铰接位于所述截割滚筒后方的所述集料槽的侧壁上，所述集料板的中部与所述第一伸缩机构的伸缩端铰接，所述第一伸缩机构的固定端固定在所述集料板所在的所述集料槽的侧壁上。

优选的，所述集料槽的末端铰接在所述空腔的侧壁上，所述空腔的侧壁上还铰接有第二伸缩机构的固定端，所述第二伸缩机构的伸缩端铰接在所述集料槽上，用于带动所述集料槽绕铰接端进行转动。

优选的，所述集料槽的前端呈喇叭口形状，所述输送机构的前端位于所述喇叭口形状的中部，所述集料槽的侧壁内表面上设置有将煤向所述输送机构引流的引流部。

优选的，所述集料板所在的所述集料槽的侧壁前端还设置有用于测量所述集料槽前端与同侧巷道帮部距离的物位传感器。

本发明还提供一种采煤机，包括行走车体，所述行走车体上设置有第二运煤通道、回转体和如上述的采煤截割运输机构；所述第二运煤通道中设置有第二运煤机构，所述回转体的进煤口与所述第一运煤通道的末端连通，落煤口与所述第二运煤通道的前端开口转动连接；所述行走车体上还设置有用于带动所述回转体旋转的回转驱动部，所述回转体的旋转轴与所述截割滚筒的旋转轴平行。

优选的，所述回转体的进煤口位于所述回转体落煤口的上方。

优选的，所述第二运煤通道的开口处设置有沿所述第二运煤通道的输送方向可滑动回转支撑体，所述回转体通过回转轴承设置在所述回转支撑体上，所述回转支撑体连接有用于带动其沿所述第二运煤通道方向滑动的滑移驱动部。

优选的，所述行走车体的两侧通过支撑驱动部对称连接有支撑架，所述支撑驱动部带动所述支撑架抵接在巷道侧壁上。

优选的，所述第一输送机构与所述第二输送机构均为刮板输送机；所述回转驱动部、所述滑移驱动部和所述支撑驱动部均为油缸。

优选的，所述行走车体的底部设置有行走履带，所述行走车体上还设置有智能控制系统。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明通过纵置可伸缩的截割滚筒，横向摆动截割，一次能够采全高，其截割效率远超一般悬臂式掘进机，高于分段开采的连续采煤机，与一次采全宽的掘锚一体机截割效率相当，在截割稳定性方面，由于截割滚筒竖向布置，截割时滚筒上下两个端面被煤岩限位，相比上下截割的悬臂式掘进机和连续采煤机、掘锚一体机，设备上下振动小，无前后倾覆力矩，截割过程更加稳定；

2、本发明在截割臂上设置第一运煤通道，使得第一运煤通道与截割滚筒同步摆动，能够及时将落料向外运输，输送更方便，效率更高；并且，第一集料板能够将煤向第一运煤通道的进料口处聚集，避免落料在第一运煤通道进料口与巷道迎头间隙漏出，进一步提高了输送效率；

3、本发明中第一运煤机构与第二运煤机构分体设置，并且截割臂能够进行转动，使得本发明中的采煤机具有更小的转弯半径，调动灵活性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中采煤机的整体结构示意图；

图2为采煤机的俯视图；

图3为截割臂的侧剖视图；

图4为回转体的连接结构示意图；

图5为回转体的结构示意图；

图6为采煤机的截割示意图；

其中，1、截割臂；2、截割滚筒；3、集料槽；4、第一运煤通道；5、第一运煤机构；6、伸展油缸；7、集料板；8、伸缩油缸；9、行走车体；10、第二运煤通道；11、回转体；12、进煤口；13、落煤口；14、第二运煤机构；15、支撑架；16、支撑油缸；17、行走履带；18、智能控制系统；19、回转油缸连接部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种采煤截割运输机构及采煤机，以解决现有技术存在的问题，能够在截割过程中将落料向外输送，截割、运输效率更高，截割过程也更加稳定。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

如图1～图3所示，本实施例提供一种采煤截割运输机构，包括截割臂1，截割臂1前端纵置有可沿轴向伸缩的截割滚筒2，截割臂1的内部具有空腔，空腔的前端铰接有集料槽3，集料槽3与空腔连通形成第一运煤通道4，第一运煤通道4中设置有第一运煤机构，第一运煤机构可以选择刮板输送机；集料槽3的前端具有靠近截割滚筒2设置的进料口，集料槽3上设置有集料板7和第一伸缩机构，沿截割滚筒2的截割方向，集料板7铰接位于截割滚筒2后方的集料槽3的侧壁上，集料板7的中部与第一伸缩机构的伸缩端铰接，第一伸缩机构采用伸展油缸6，伸展油缸6的固定端固定在集料板7所在的集料槽3的侧壁上。

工作过程中，截割滚筒2伸长，上下两端部分别抵接在煤层顶面、底面，截割臂1横向摆动，进行采煤，采煤过程中，伸展油缸6将集料板7推出，使其位于截割滚筒2后方并向截割滚筒2靠拢，并且集料板7前端尽量靠近煤层表面，在集料板7的作用下，落料逐渐聚集并自进料口进入第一运煤通道4中，第一运煤通道4中的第一运煤机构将煤向外运输。

因此，本实施例通过纵置可伸缩的截割滚筒2，横向摆动截割，一次能够采全高，其截割效率远超一般悬臂式掘进机，高于分段开采的连续采煤机，与一次采全宽的掘锚一体机截割效率相当，在截割稳定性方面，由于截割滚筒2竖向布置，截割时滚筒上下两个端面被煤岩限位，相比上下截割的悬臂式掘进机和连续采煤机、掘锚一体机，设备上下振动小，无前后倾覆力矩，截割过程更加稳定。同时本实施例在截割臂1上设置第一运煤通道4，使得第一运煤通道4与截割滚筒2同步摆动，能够及时将落料向外运输，输送更方便，效率更高；并且，第一集料板7能够将煤向第一运煤通道4的进料口处聚集，避免落料在第一运煤通道4进料口与巷道迎头间隙漏出，进一步提高了输送效率。

可伸缩的截割滚筒2是本领域的常用设备，本实施例中的截割滚筒2至少具有上、中、下三段，上段与下段分别能够进行伸缩，中段与截割臂1固定连接。本实施例中集料槽3的末端铰接在空腔的侧壁上，空腔的侧壁上还铰接有第二伸缩机构的固定端，第二伸缩机构的伸缩端铰接在集料槽3上，用于带动集料槽3绕铰接端进行转动，第二伸缩机构可以采用伸缩油缸8，第二伸缩机构伸出，调整集料槽3高度，使其前端轻触巷道底板，避免落料进入集料槽3底部而不便于收集。

为了提高集料口的进料口大小，本实施例中集料槽3的前端呈喇叭口形状，输送机构的前端位于喇叭口形状的中部，集料槽3的侧壁内表面上设置有将煤向输送机构引流的引流部，引流部为设置在喇叭口形状内壁面的凸起结构，凸起结构的上表面为弧形。

进一步的，本实施例中集料板7所在的集料槽3的侧壁前端还设置有用于测量集料槽3前端与同侧巷道帮部距离的物位传感器；当物位传感器测得集料槽3前端与同侧巷道帮部的距离大于集料板7长度时，伸展油缸6伸长，将集料板7逐渐展开，并向截割滚筒2聚拢，避免集料板7在展开过程中与巷道帮部产生干涉。

实施例2：

本实施例还提供一种采煤机，包括行走车体9，行走车体9上设置有第二运煤通道10、回转体11和实施例1中的采煤截割运输机构；第二运煤通道10中设置有第二运煤机构14，回转体11的进煤口12与第一运煤通道4的末端连通，落煤口13与第二运煤通道10的前端开口转动连接；行走车体9上还设置有用于带动回转体11旋转的回转驱动部，回转体11的旋转轴与截割滚筒2的旋转轴平行。工作时，回转驱动部带动回转体11和截割臂1横向摆动，回转驱动部可以采用回转油缸，回转体11上设置有用于连接回转油缸的回转油缸连接部19。

进一步的，本实施例中回转体11的进煤口12位于回转体11落煤口13的上方，第一运煤通道4的末端与第二运煤通道10的前端上下重叠，第一运煤通道4中的煤进入回转体11后，在重力的作用下自回转体11的落煤口13落在第二运煤机构14上，然后经第二运煤机构14运出。第二运煤机构14也可以采用刮板输送机。

由于本实施例中第一运煤机构与第二运煤机构14分体设置，并且截割臂1能够进行转动，使得本实施例中的采煤机具有更小的转弯半径，调动灵活性更高。在设备投入方面，基于巷道宽高比大于1的现状，采煤机中截割滚筒2竖向布置结构投入小于连续采煤机和掘锚一体机，特别是在薄煤层开采中，其经济性达到最高。

进一步的，本实施例中第二运煤通道10的开口处设置有沿第二运煤通道10的输送方向可滑动回转支撑体，回转体11通过回转轴承设置在回转支撑体上，回转支撑体连接有用于带动其沿第二运煤通道10方向滑动的滑移驱动部。通过设置滑移驱动部还能够带动回转体11和截割臂1进行前后滑移；滑移驱动部可以是滑移油缸。

进一步的，本实施例中行走车体9的两侧通过支撑驱动部对称连接有支撑架15，支撑驱动部带动支撑架15抵接在巷道侧壁上，支撑驱动部为支撑油缸16。

行走车体9的底部设置有行走履带17，行走车体9上还设置有智能控制系统18。并且在行走车体9的左前角、左后角、右前角、右后角均设置有用于检测行走车体9与巷道帮部之间的距离，行走车体9的前端中部设置有用于检测行走车体9与巷道迎头的距离。同时还设置有用于测量回转体11、截割臂1摆动角度的角度传感器，用于测量行走车体9俯仰角的倾角传感器，用于测量截割滚筒2伸长量的位移传感器。智能控制系统18包括中央处理器和电液控制系统。具体的电液控制系统的设置是本领域技术人员所熟知的，本实施例并不进行赘述。

工作过程中，启动电液控制系统，液压马达驱动行走履带17转动，使行走车体9行进至巷道迎头，行进过程中，行走车体9上四角的物位传感器测量各点至巷道两帮距离并传输至中央处理器，经过计算行走姿态后中央处理器发送控制信号至电液控制系统中的电磁阀，控制两行走履带17的液压马达动作保证行走车体9和巷道中心线重合。行走车体9前端中部的物位传感器测量行走车体9前端至巷道迎头距离，达到一定位置后，行走履带17停止，支撑油缸16推出，使支撑架15贴紧巷道两帮，行走车体9被固定。以图示位置为例，截割滚筒2顺指针转动，截割臂1摆动至巷道左侧，截割滚筒2、两刮板输送机均启动；滑移油缸推动回转体11前移，并带动截割臂1进刀掏槽；回转油缸动作牵引截割臂1向右摆动截割。截割过程中，集料槽3上的物位传感器测量集料槽3前端和同侧巷道帮部距离，当距离大于集料板7长度时，伸展油缸6伸长，推动集料板7向截割滚筒2方向靠拢，集料板7防止落料沿集料槽3前端与巷道迎头之间的间隙漏出。落料被第一运煤机构输送至回转体11处，经过回转体11的落煤口13落至第二运煤机构14上，再经由第二运煤机构14输送至行走车体9后部的运输系统。根据巷道宽度和机器人位姿信息，当截割滚筒2达到巷道边界时，电液控制系统停止回转油缸动作，滑移油缸收缩，截割臂1后移，完成巷道帮部修形；伸展油缸6收缩，集料板7收回，回转油缸反向摆动至巷道左侧，支撑油缸16收缩，支撑梁，行走车体9再次前进至巷道迎头合适位置。

变坡过程中，倾角传感器测量行走车体9俯仰角，达到巷道坡度要求时，截割滚筒2调整至和行走车体9底部齐平，变坡完成。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种采煤截割运输机构，其特征在于，包括截割臂，所述截割臂前端纵置有可沿轴向伸缩的截割滚筒，所述截割臂的内部具有空腔，所述空腔的前端铰接有集料槽，所述集料槽与所述空腔连通形成第一运煤通道，所述第一运煤通道中设置有第一运煤机构；所述集料槽的前端具有靠近所述截割滚筒设置的进料口，所述集料槽上设置有集料板和第一伸缩机构，沿所述截割滚筒的截割方向，所述集料板铰接位于所述截割滚筒后方的所述集料槽的侧壁上，所述集料板的中部与所述第一伸缩机构的伸缩端铰接，所述第一伸缩机构的固定端固定在所述集料板所在的所述集料槽的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的采煤截割运输机构，其特征在于，所述集料槽的末端铰接在所述空腔的侧壁上，所述空腔的侧壁上还铰接有第二伸缩机构的固定端，所述第二伸缩机构的伸缩端铰接在所述集料槽上，用于带动所述集料槽绕铰接端进行转动。

3.根据权利要求2所述的采煤截割运输机构，其特征在于，所述集料槽的前端呈喇叭口形状，所述输送机构的前端位于所述喇叭口形状的中部，所述集料槽的侧壁内表面上设置有将煤向所述输送机构引流的引流部。

4.根据权利要求3所述的采煤截割运输机构，其特征在于，所述集料板所在的所述集料槽的侧壁前端还设置有用于测量所述集料槽前端与同侧巷道帮部距离的物位传感器。

5.一种采煤机，其特征在于，包括行走车体，所述行走车体上设置有第二运煤通道、回转体和如权利要求1～4任意一项所述的采煤截割运输机构；所述第二运煤通道中设置有第二运煤机构，所述回转体的进煤口与所述第一运煤通道的末端连通，落煤口与所述第二运煤通道的前端开口转动连接；所述行走车体上还设置有用于带动所述回转体旋转的回转驱动部，所述回转体的旋转轴与所述截割滚筒的旋转轴平行。

6.根据权利要求5所述的采煤机，其特征在于，所述回转体的进煤口位于所述回转体的落煤口的上方。

7.根据权利要求6所述的采煤截割运输机构，其特征在于，所述第二运煤通道的开口处设置有沿所述第二运煤通道的输送方向可滑动回转支撑体，所述回转体通过回转轴承设置在所述回转支撑体上，所述回转支撑体连接有用于带动其沿所述第二运煤通道方向滑动的滑移驱动部。

8.根据权利要求7所述的采煤截割运输机构，其特征在于，所述行走车体的两侧通过支撑驱动部对称连接有支撑架，所述支撑驱动部带动所述支撑架抵接在巷道侧壁上。

9.根据权利要求8所述的采煤截割运输机构，其特征在于，所述第一输送机构与所述第二输送机构均为刮板输送机；所述回转驱动部、所述滑移驱动部和所述支撑驱动部均为油缸。

10.根据权利要求9所述的采煤截割运输机构，其特征在于，所述行走车体的底部设置有行走履带，所述行走车体上还设置有智能控制系统。

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