CN116085022A - 牵引装置以及牵引系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牵引装置以及牵引系统。牵引装置包括底座、大臂、小臂、牵引头、大臂驱动装置和小臂驱动装置，小臂为可伸缩小臂，大臂驱动装置用于沿第一水平方向推拉大臂使其移动，小臂驱动装置用于推拉小臂以使小臂相对大臂摆动。采用本发明提供的牵引装置在出架牵引过程中，通过控制各驱动装置随时调整牵引方向，从而能够更好地实现液压支架的出架和调向，避免各种碰撞、剐蹭，使液压支架回撤工作效率大大提高，实现减人增效强安效果，具有极高的经济价值和社会价值。采用本发明提供的牵引系统驱动牵引装置迈步前移的方式具有更高的移动精度，有效防止前移过度。

Description

牵引装置以及牵引系统

技术领域

本发明涉及矿井工程牵引技术领域，尤其涉及一种牵引装置以及牵引系统。

背景技术

目前煤矿综采液压支架回撤过程中，液压支架的出架牵引工作主要采用绞车通过钢丝绳牵引，由于绞车牵引方向往往与液压支架出架或者移动方向不一致，所以经常需要通过滑轮改变钢丝绳的牵引方向。又由于液压支架比较重(一般几十吨，大采高的液压支架高达100吨)，一方面对滑轮固点提出了非常高的要求，煤矿井下可以用来锚固的滑轮固定点很少，从而使得其牵引力方向相对单一固定，调整困难；另外一方面，操作人员需要手动拖拽、盘绕、安装钢丝绳，以普通承载50吨的钢丝绳为例，其直径为36mm，每米重量超过5.5千克，加上其僵硬的自然特性，从而使钢丝绳拖拽、盘绕、安装等工作变得极其困难，需要许多操作人员齐心协力一起配合操作。由于工况恶劣，所用钢丝绳经常造成非正常损耗，断绳事故频发，由于牵引力很大，钢丝绳断裂的弹性回抽极其危险，经常有造成人员伤亡事故的发生。

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：

液压支架回撤时的出架牵引路线(出架指待回撤液压支架从所在的一排液压支架中单独被牵引出来，并顺着巷道方向完成调向，不指整个回撤牵引路线)的理想路线大致由三段组成：

第一段为一段直线段，长度约为液压支架的底座长度，一般在2.0米至4.0米之间，该段需要的牵引力最大，一般牵引力与液压支架重量相当，一般在20吨至100吨之间；第二段为调向段，与第一段呈约30度的大圆弧段，液压支架在这一段中逐步调向，并且不可使其尾部偏转与掩护支架相撞；第三段为与第一段直线近垂直的近直线段，使液压支架完成调向。

然而，相关技术中的牵引装置的牵引过程很难拟合这一理想路线，导致液压支架出架困难，被牵引的液压支架经常与煤壁、掩护支架、其他液压支架发生碰撞和剐蹭，导致设备损坏并存在安全问题。

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牵引装置以及牵引系统。

本发明实施例的牵引装置包括底座、大臂、小臂、牵引头、大臂驱动装置和小臂驱动装置，所述小臂为可伸缩小臂，所述大臂设置在所述可移动的底座上，所述大臂驱动装置设在所述底座上并与所述大臂相连，所述大臂驱动装置用于沿第一水平方向推拉所述大臂使其移动，所述小臂的第一端与所述大臂的第一端铰接，所述小臂驱动装置设在所述大臂上并与所述小臂相连，所述小臂驱动装置用于推拉所述小臂以使所述小臂相对所述大臂摆动，所述牵引头设在所述小臂的第二端用于与被牵引物体相连。

本发明实施例提供的牵引装置能够实现在最大程度上与理想出架牵引路线的拟合。具体地，大臂移动配合小臂收缩，完成出架牵引路线的第一段牵引工作，之后小臂向前摆动的同时控制小臂适度伸长，使牵引头近似沿着第二段牵引路径方向前进，最后通过伸长小臂并调整小臂摆动角度，使牵引头沿着第三段牵引路线前进。

采用本发明实施例提供的牵引装置在出架牵引过程中，通过控制各驱动装置随时调整牵引方向，从而能够更好地实现液压支架的出架和调向，避免各种碰撞、剐蹭，避免出现设备损坏和危险情况。能够完全避免传统绞车牵引方式中的诸多问题和安全隐患，可以使液压支架回撤工作效率大大提高，并大大减少回撤工作面所需工作人员数量，实现减人增效强安效果，具有极高的经济价值和社会价值。

在一些实施例中，所述大臂驱动装置为大臂伸缩油缸，所述大臂伸缩油缸的第一端与所述底座铰接且第二端与所述大臂铰接，所述大臂伸缩油缸沿所述第一水平方向伸缩以推拉所述大臂；和/或，所述小臂驱动装置为小臂伸缩油缸，所述小臂伸缩油缸的第一端与所述大臂铰接，第二端与所述小臂铰接，所述小臂伸缩油缸伸缩以推拉所述小臂。

在一些实施例中，牵引装置还包括：至少一个连杆，所述连杆的第一端与所述底座铰接，所述连杆的第二端与所述大臂铰接，并且所述连杆与所述大臂的铰接位置位于所述大臂驱动装置与所述大臂的连接位置的远离所述大臂的第一端的一侧，当然，所述大臂可直接与所述底座铰接，也可达到近似效果。

在一些实施例中，所述连杆为两个，分别为第一连杆和第二连杆，所述第一连杆与所述第二连杆相互平行，所述大臂、所述大臂驱动装置、所述第一连杆和所述第二连杆形成四连杆机构。

在一些实施例中，所述小臂包括小臂内套筒、小臂外套筒和内置伸缩油缸，所述小臂外套筒套设所述小臂内套筒且两者可滑动地设置，所述内置伸缩油缸位于所述小臂外套筒内并与所述小臂内套筒相连用于推拉所述小臂内套筒，所述大臂的第一端与所述小臂外套筒铰接，所述牵引头与所述小臂内套筒铰接。

本发明另一方面实施例提出的牵引系统，包括：牵引装置；步进装置，所述步进装置包括至少一个沿第三水平方向可伸缩地设置的平推杆，所述平推杆的端部与所述牵引装置相连，所述步进装置用于沿第三水平方向驱动所述牵引装置步进。

在一些实施例中，所述步进装置包括沿所述第一水平方向依次排布的若干掩护支架，每个所述掩护支架包括一个所述平推杆，若干所述平推杆相互平行，其中所述第一水平方向与所述第三水平方向相互垂直，所述掩护支架具有支撑状态和收缩状态，在支撑状态，所述掩护支架的顶部与巷道顶板相抵，在收缩状态，所述掩护支架回缩以脱离所述顶板。

在一些实施例中，所述掩护支架为三个，包括在所述第一水平方向上依次排布的第一掩护支架、第二掩护支架和第三掩护支架，所述第一掩护支架包括第一平推杆，所述第二掩护支架包括第二平推杆，所述第三掩护支架包括第三平推杆，所述第一平推杆、所述第二平推杆和所述第三平推杆与所述牵引装置的三个连接点呈三角形。

在一些实施例中，每个所述掩护支架均包括液压支撑杆和顶部掩护梁，所述液压支撑杆支撑在所述顶部掩护梁的底部，所述液压支撑杆可伸缩地设置以使所述顶部掩护梁升起或降下，所述掩护支架处于支撑状态时，所述顶部掩护梁升起，所述掩护支架处于收缩状态时，所述顶部掩护梁降下。

在一些实施例中，所述第三掩护支架的远离所述第二掩护支架的一侧设有至少一个侧边掩护梁，所述侧边掩护梁与所述第三掩护支架的所述顶部掩护梁相连并可翻转地设置，所述侧边掩护梁具有展开状态和收拢状态，在展开状态，所述侧边掩护梁与所述顶部掩护梁平行起支撑作用，在收拢状态，所述侧边掩护梁下垂遮挡所述第三掩护支架的内部。

本发明实施例提供的牵引系统的优点在于：采用平推杆驱动牵引装置迈步前移的方式具有更高的移动精度，有效防止前移过度，平推杆在油缸推动下工作，可以提供更大的拉架力，在回撤工作面顶板有冒顶、塌方压架的时候能够有效防止掩护支架被压死，使其前移更加顺畅、高效。

附图说明

图1是本发明实施例提供的牵引系统的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的牵引装置的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的牵引装置的出架牵引过程图。

图4是本发明实施例提供的第一掩护支架的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的第二掩护支架的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的第三掩护支架的结构示意图。

图7是本发明实施例提供的液压支架回撤工作面布置图。

图8是本发明实施例提供的牵引装置对液压支架出架牵引的路线示意图。

图9-图13是本发明实施例提供的牵引系统的步进方法步骤示意图。

附图标记：

牵引装置100、底座101、大臂102、小臂103、牵引头104、大臂伸缩油缸105、小臂伸缩油缸106、第一连杆107、第二连杆108、小臂内套筒109、小臂外套筒110、链条111、

第一掩护支架200、第一平推杆201、第一液压支撑杆202、第一顶部掩护梁203、掩护帘204、座椅205、照明灯206、连接耳207、

第二掩护支架300、第二平推杆301、第二液压支撑杆302、第二顶部掩护梁303、电液控系统304、

第三掩护支架400、第三平推杆401、第三液压支撑杆402、第三顶部掩护梁403、第一侧边掩护梁404、第二侧边掩护梁405、底座侧边掩护板406、

待回撤液压支架500、液压支架501。

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。

下面根据图1-3、7和8描述本发明实施例提供的牵引装置100的基本结构以及基于这种牵引装置100对液压支架501完成出架和调向的出架牵引方法。

如图2所示，牵引装置100包括底座101、大臂102、小臂103、牵引头104、大臂驱动装置和小臂驱动装置。其中小臂103为可伸缩的小臂，大臂102可移动地设置在底座101上。大臂102具有在其延伸方向上相对的第一端和第二端，小臂103具有在其延伸方向上相对的第一端和第二端，小臂103的第一端与大臂102的第一端铰接。大臂102的移动能够带动小臂103移动，且小臂103能够以铰接点为旋转中心相对大臂102摆动。

大臂驱动装置设在底座101上并与大臂102相连，大臂驱动装置用于沿第一水平方向推拉大臂102使其移动，小臂驱动装置设在大臂102上并与小臂103相连，小臂驱动装置用于推拉小臂103以使小臂103相对大臂102摆动，牵引头104设在小臂102的第二端，牵引头104用于与被牵引物体相连。

在一些实施例中，本发明实施例提供的牵引装置100应用于煤矿综采液压支架的回撤过程，被牵引物体为液压支架501。如图7和图8所示，在出架牵引过程中，牵引装置100将待回撤液压支架500中的一个液压支架501沿第一水平方向拉出并最终实现液压支架501的调向。

出架牵引方法包括如下步骤：

步骤1:将待回撤的液压支架501与牵引装置100的牵引头104通过链条111相连，小臂103处于伸长状态，且小臂103的延伸方向沿所述第一水平方向，此时小臂103的伸缩方向沿第一水平方向；

步骤2:大臂驱动装置驱动大臂102沿第一水平方向移动并带动小臂103沿第一水平方向移动，同时小臂103沿第一水平方向收缩，以使牵引装置100沿第一水平方向将液压支架501从待回撤液压支架500中拉出，完成出架牵引路线中的第一段直线段；

步骤3:小臂驱动装置驱动小臂103相对大臂102摆动使牵引头104向远离大臂的方向移动，同时小臂103逐渐伸长，以使牵引装置100牵引着液压支架501逐步调整方向，完成出架牵引路线中的第二段调向段；

步骤4:小臂103继续伸长，同时小臂驱动装置驱动小臂103继续摆动，以使牵引支架100牵引着液压支架501沿第二水平方向移动，完成出架牵引路线中的第三段近直线段。其中第一水平方向与第二水平方向之间的夹角为x，第二水平方向与巷道的延伸方向有关。在一些实施例中，x为90度，即第二水平方向与第一水平方向相互垂直。

需要说明的是，在步骤2中，大臂驱动装置驱动大臂102沿第一水平方向移动中，应该至少保证大臂102的第一端(与小臂103连接的端部)基本保持沿第一水平方向移动，以使大臂102带动小臂103沿第一水平方向移动，使牵引装置100在完成该步骤后，将液压支架501准确地拉出。

本发明实施例提供的牵引装置及其出架牵引方法实现了在最大程度上与理想出架牵引路线的拟合。具体地，大臂移动配合小臂收缩，完成出架牵引路线的第一段牵引工作，之后小臂向前摆动的同时控制小臂适度伸长，使牵引头近似沿着第二段牵引路径方向前进，最后通过伸长小臂并调整小臂摆动角度，使牵引头沿着第三段牵引路线前进。

采用本发明实施例提供的牵引装置在出架牵引过程中，通过控制各驱动装置随时调整牵引方向，从而能够更好地实现液压支架的出架和调向，避免各种碰撞、剐蹭，避免出现设备损坏和危险情况。能够完全避免传统绞车牵引方式中的诸多问题和安全隐患，可以使液压支架回撤工作效率大大提高，并大大减少回撤工作面所需工作人员数量，实现减人增效强安效果，具有极高的经济价值和社会价值。

在一些实施例中，大臂驱动装置为大臂伸缩油缸105，如图2所示，大臂伸缩油缸105的第一端与底座101铰接，且第二端与大臂102铰接，大臂伸缩油缸105沿第一水平方向伸缩以推拉大臂102，使大臂102沿第一水平方向移动。当大臂伸缩油缸105伸长，其推动大臂102，当大臂伸缩油缸105收缩，其拉动大臂102。

在一些可选实施例中，如图8所示，大臂伸缩油缸105设在大臂102的靠近液压支架501的一侧，步骤2中大臂伸缩油缸105伸长以推动大臂102。在另一些可选实施例中，大臂伸缩油缸105可以设在大臂102的远离液压支架501的一侧，步骤2中大臂伸缩油缸105收缩以拉动大臂102。

在一些实施例中，如图2所示，小臂驱动装置为小臂伸缩油缸106，小臂伸缩油缸106的第一端与大臂102铰接，第二端与小臂103铰接，小臂伸缩油缸106伸缩以推拉小臂103。小臂伸缩油缸106伸长，小臂103摆动且其第二端远离大臂102，小臂伸缩油缸106收缩，小臂103反向摆动且其第二端靠近大臂。

在一些可选实施例中，小臂伸缩油缸106伸长，小臂103与大臂102的夹角变大，小臂伸缩油缸106收缩，小臂103与大臂102的夹角变小。

采用伸缩油缸为大臂102的移动和小臂103的摆动提供动力，伸缩油缸可以提供很大的牵引力，能够有效避免别卡现象的发生，使出架牵引过程运行平稳。

在一些实施例中，如图2所示，大臂102的第二端与底座101铰接，为了使大臂102在大臂驱动装置驱动下移动时，能够尽可能地保证其第一端保持沿第一水平方向移动。牵引装置100还包括至少一个连杆，连杆的第一端与底座101铰接，连杆的第二端与大臂102铰接，并且连杆与大臂102的铰接位置位于大臂驱动装置与大臂102的连接位置的远离大臂102的第一端的一侧。连杆的设置形成连杆结构，在大臂驱动装置驱动大臂移动时，大臂102带动连杆摆动，可以使大臂102第一端在摆臂时保持近直线运动。

在另一些可替换实施例中，大臂102可以在大臂驱动装置的驱动下沿第一水平方向整体平移，例如，大臂驱动装置为大臂伸缩油缸105，底座101上设有沿第一水平方向延伸的滑轨，大臂102至少有一个支撑位点支撑在滑轨上并沿滑轨可滑动地设置，大臂伸缩油缸105推动大臂105沿滑轨滑动，使其整体沿第一水平方向平移，从而其第一端能够保持沿第一水平方向移动。

下面以图2、3、7和8为例描述本发明一个具体实施例中的牵引装置100以及采用这种牵引装置100进行的出架牵引方法。

如图2所示，牵引装置100包括底座101、大臂102、小臂103、牵引头104、大臂伸缩油缸105、小臂伸缩油缸106、第一连杆107和第二连杆108。

为了表述方便，第一水平方向定义为左右方向，第二水平方向定义为前后方向，待回撤液压支架500位于牵引装置100的左侧，牵引装置100将待回撤液压支架500中的某一个液压支架501向右方向拉出，并通过调向将液压支架501向前送出。大臂102的第一端为其前端，第二端为其后端。左右方向和前后方向如图8中的箭头所示。

第一连杆107和第二连杆108的延伸方向平行，第一连杆107和第二连杆108的第一端均与底座101铰接，第二端均与大臂102铰接。并且第一连杆107位于第二连杆108的前方，第一连杆107与大臂102的铰接位点位于第二连杆108与大臂102的铰接位点的前方，更靠近大臂102的第一端。如图2所示，第二连杆108与大臂102的后端端部，即第二端铰接。

如图2和图8所示，大臂伸缩油缸105位于大臂102的左侧，其第一端(左端)与底座101铰接，第二端(右端)与大臂102的中部靠前位置铰接，且大臂伸缩油缸105与大臂102的铰接位点位于第一连杆107与大臂102的铰接位点的前方，更靠近大臂102的第一端。如图3所示，大臂伸缩油缸105的伸缩方向基本保持不变。大臂伸缩油缸105伸长推动大臂102向右移动，大臂伸缩油缸105收缩拉动大臂102向左移动。

大臂102、大臂伸缩油缸105、第一连杆107和第二连杆108形成四连杆机构。如图3中图A-图C所示，大臂伸缩油缸105伸长，其推动大臂102向右移动的同时，大臂伸缩油缸105与大臂102之间围绕连接销轴相对摆动，第一连杆107和第二连杆108在大臂102的作用下摆动，使大臂102的前端在摆臂时向右保持近直线运动。

在牵引工作开始之前，如图3和图8所示，小臂103的延伸方向大致沿第一水平方向，即左右方向。此时小臂103的第一端(右端)与大臂102的前端铰接，小臂104的第二端(左端)朝向液压支架501，牵引头104与小臂104的第二端铰接。

小臂伸缩油缸106连接在大臂102与小臂103之间，小臂伸缩油缸106的第一端与大臂102的中部靠前位置铰接，第二端与小臂103的中部铰接。并且，在本实施例中，如图2所示，小臂伸缩油缸106与大臂102的铰接位置位于大臂伸缩油缸105与大臂102的铰接位置的前方。小臂伸缩油缸106伸长，其推动小臂103相对大臂102顺时针摆动，小臂伸缩油缸106收缩，其拉动小臂103相对大臂102逆时针摆动。

进一步地，为了实现小臂103的可伸缩性能，本实施例中，小臂103包括小臂内套筒109、小臂外套筒110和内置伸缩油缸(图中未示出)，其中小臂外套筒110套设小臂内套筒109且两者可相对滑动地设置，即小臂内套筒109与小臂外套筒110套插滑动连接。内置伸缩油缸位于小臂外套筒110内并与小臂内套筒109相连用于推拉小臂内套筒109，大臂102的第一端与小臂外套筒110铰接，牵引头104与小臂内套筒109铰接。内置伸缩油缸伸长，其推动小臂内套筒109滑出小臂外套筒110，小臂103伸长；内置伸缩油缸收缩，其拉动小臂内套筒109滑入小臂外套筒110，小臂103缩短。

如图2所示，牵引头104通过链条111与正在出架的液压支架501连接。可以理解的是，小臂103的伸长或收缩带动牵引头104移动，进而带动牵引头104通过链条111连接的液压支架501移动。

大臂伸缩油缸105驱动大臂102的移动，小臂伸缩油缸106驱动小臂103的摆动，内置伸缩油缸驱动小臂103的伸缩，上述运动方式相互配合，牵引装置100将液压支架501沿理想的出架牵引路线牵引出并完成调向。

下面根据图3、7和8具体描述采用上述实施例中的牵引装置100的出架牵引方法。其中牵引装置100在综采液压支架回撤工作面布置位置以及液压支架的出架牵引路线图参见图7，牵引装置100在出架牵引过程中的状态转换过程示意图参见图3中的A图-E图。出架牵引方法具体地包括如下步骤：

步骤1:如图8、图3A所示，牵引装置100到达工作位置，小臂103此时的延伸方向沿左右方向(第一水平方向)，小臂103的伸缩方向同样沿第一水平方向，牵引头104连接于小臂103的左端并位于待出架的液压支架501的正右方位置，小臂103的内置伸缩油缸驱动小臂使小臂处于伸长状态，大臂伸缩油缸105处于收缩状态，使大臂102位于靠左的位置，小臂伸缩油缸106处于收缩状态，采用链条111将待出架的液压支架501与牵引头104相互连接；

步骤2:如图8、图3B所示，内置伸缩油缸收缩，小臂内套筒109逐渐缩入小臂外套筒110内，小臂103缩短，同时如图3C所示，大臂伸缩油缸105伸长，向右推动大臂102移动，大臂102向右移动带动第一连杆107和第二连杆108逆时针摆动，大臂102的前端向右做近直线移动，带动小臂103向右移动，牵引头104牵引着液压支架501向右移动，直至将液压支架501从一排待回撤液压支架500中拉出，完成出架牵引路线中的第一段直线段；

步骤3:如图8、图3D所示，小臂伸缩油缸106伸长，驱动小臂103相对大臂102做顺时针摆动，同时内置伸缩油缸驱动小臂103逐渐伸长，以使牵引头104牵引着液压支架501逐步调整方向，完成出架牵引路线中的第二段调向段；

步骤4:如图8、图3E所示，内置伸缩油控制小臂103继续伸长，同时小臂伸缩油缸106驱动小臂103继续顺时针摆动，或者，适当的收缩驱动小臂103逆时针摆动，以使牵引头104牵引着液压支架501向前移动，完成出架牵引路线中的第三段近直线段，将液压支架501牵引至巷道中。

采用本发明实施例提供的牵引装置，按照上述出架牵引方法，能够尽可能地按照理想牵引路线对液压支架完成出架牵引。通过控制各个伸缩油缸可以随时调整牵引方向，从而能够很好地实现液压支架的出架和调相过程，避免各种碰撞、剐蹭事故的发生，大大提高了液压支架回撤工作的效率，减少了回撤工作面所需的工作人员数量，节省了人力成本，保护了设备，提升了回撤过程的安全系数，具有极高的经济价值和社会价值。

本发明另一方面实施例还提供了一种具有上述牵引装置100的牵引系统，下面根据图1-6描述本发明实施例提供的牵引系统的基本结构。

如图1所示，牵引系统包括牵引装置100和步进装置，牵引装置100为上述任一项实施例中的牵引装置100，牵引装置100用于进行液压支架的出架牵引工作。步进装置包括至少一个沿第三水平方向可伸缩地设置的平推杆，平推杆的端部与牵引装置100相连，步进装置用于沿第三水平方向驱动牵引装置步进，将牵引装置100带至下一出架位置。

若干液压支架501沿第三水平方向排布，在牵引装置100完成一个液压支架501的出架牵引后，需要将液压支架501沿第三水平方向步进至下一出架位置，以便与下一个液压支架501对应进行出架牵引。平推杆可以在平推油缸的通下伸长或缩短。

在一些实施例中，如图9-13所示，步进装置位于牵引装置100的步进方向的反方向，首先驱动步进装置的平推杆伸长，平推杆推动牵引装置100到达下一出架位置后，驱动步进装置的平推杆缩短，将步进装置的本体向牵引装置100拉进一个步距。

在另一些实施例中，步进装置还可以位于牵引装置100的步进方向的一侧，首先驱动步进装置的平推杆伸长，将步进装置的本体向远离牵引装置100的方向推进一个步距，然后驱动步进装置的平推杆缩短，将牵引装置100向步进装置拉进一个步距。

在一些实施例中，第三水平方向与巷道方向(第二水平方向)相互平行。即待回撤液压支架500沿巷道方向布置，便于回撤。

在一些实施例中，步进装置包括沿第一水平方向依次排布的若干掩护支架，每个所述掩护支架包括一个平推杆，若干平推杆相互平行，其中第一水平方向与第三水平方向相互垂直。掩护支架具有支撑状态和收缩状态，在支撑状态，掩护支架的顶部与巷道顶板相抵，在收缩状态，掩护支架回缩以脱离顶板。每个掩护支架可以在收缩后通过操作平推杆独立步进，也可以在其他掩护支架步进时处于支撑状态以起到掩护作用，完成对牵引装置100的多次平推。

使掩护支架依次独立步进可以保证至少有一个掩护支架可以处于支撑状态起到掩护支撑的作用，增强巷道的安全性。在回撤工作面顶板有冒顶、塌方压架的时候能够有效防止掩护支架被压死，使其前移更加顺畅、高效。

在一些实施例中，如图9-图13所示，步进装置包括在第一水平方向上间隔设置的三个掩护支架，每个掩护支架均包括一个平推杆，且每个平推杆均与牵引装置100上的一个连接位点连接，三个平推杆与牵引装置100的三个连接点呈三角形。三个连接点呈三角形使步进装置与牵引装置100之间形成三角形的稳定固定点，起到稳定定位的功能。

下面以图1-图13为例描述本发明一个具体实施例中的牵引系统以及这种牵引系统的步进方法。

如图1和图7所示，本实施例中的牵引系统包括牵引装置100和步进装置，步进装置包括沿第一水平方向依次排布的第一掩护支架200、第二掩护支架300和第三掩护支架400，第一掩护支架200包括第一平推杆201，第二掩护支架300包括第二平推杆301，第三掩护支架400包括第三平推杆401。

为了表述方便，第一水平方向定义为左右方向，第三水平方向与巷道方向(第二水平方向)相互平行，第三水平方向定义为前后方向。左右方向和前后方向如图9中的箭头所示。第一掩护支架200、第二掩护支架300和第三掩护支架400从右向左依次布置，并且，在本实施例中，牵引装置100的步进方向向前，步进装置位于牵引装置的后方。

如图9和图10所示，第一平推杆201、第二平推杆301和第三平推杆401均沿前后方向延伸，第一平推杆201的前端、第二平推杆301的前端和第三平推杆401的前端分别与牵引装置100的底座101上的三个铰接位点铰接。其中，第二平推杆301的前端位于第一平推杆201的前端和第三平推杆401的前端的后方，第一平推杆201的前端和第三平推杆401的前端在前后方向上基本平齐，三个平推杆的前端形成三角形。在步进装置推动牵引装置100向前步进时，第一平推杆201、第二平推杆301和第三平推杆401同步向前延伸，将牵引装置100向前推动一个步距，在步进装置本体向前步进时，第一掩护支架200、第二掩护支架300和第三掩护支架400分别在第一平推杆201、第二平推杆301和第三平推杆401的作用下依次步进。

进一步地，如图4-图6所示，第一掩护支架200、第二掩护支架300和第三掩护支架400均包括液压支撑杆和顶部掩护梁，液压支撑杆支撑在顶部掩护梁的底部，液压支撑杆可伸缩地设置以使顶部掩护梁升起或降下。掩护支架处于支撑状态时，其顶部掩护梁升起，掩护支架处于收缩状态时，其顶部掩护梁降下。

在掩护支架200步进之前，液压支撑杆收缩使顶部掩护梁降下使其处于收缩状态，步进完成后，液压支撑杆伸长使顶部掩护梁升起使其处于支撑状态。第一掩护支架200、第二掩护支架300和第三掩护支架400分别降架、收缩平推杆就可实现其单独向前移动，移动至合适位置时升架固定，依次轮动，实现三个掩护支架全部前移，如此便可以实现牵引装置100与三个掩护支架迈步前移。

具体地，如图4所示，第一掩护支架200包括基座、第一平推杆201、第一液压支撑杆202和第一顶部掩护梁203，第一平推杆201设在基座上，其前端设有连接耳207用于与底座101相连。第一液压支撑杆202的顶端支撑在第一顶部掩护梁203的底部，底端支撑在基座上。并且，第一顶部掩护梁203的一端与基座铰接，使其相对基座可翻转地设置。第一液压支撑杆202收缩，第一顶部掩护梁203向下翻转，以使第一掩护支架200的高度降低，以向前步进，第一液压支撑杆202伸长，第一顶部掩护梁203向下翻起，以使第一掩护支架200的高度升高，第一掩护支架200支撑在巷道的顶板上，以起到支撑掩护的作用。如图4所示，第一掩护支架200的第一平推杆201为加长平推杆。

进一步地，第一掩护支架200还包括掩护帘204、座椅205、照明灯206。掩护帘204可优选地使用数根圆环链条，使其一端与第一顶部掩护梁203固定连接，另一端自由悬垂，为操作人员隔离出一个安全区域，防止钢丝绳、链条崩断等飞溅伤害，并且能够给操作着提供更好的视眼，更加清楚方便的观察牵引装置、液压支架、掩护支架的位置和状态，拥有良好的人机工效。座椅205固定于第一掩护支架200的基座上，可提供操作人员休息。照明灯206固定于第一顶部掩护梁203的底部，提供照明，解决了煤矿井下三角区照明困难的问题，能使操作人员更加方便、清晰的观察各设备位置与运行状态，进一步提高了安全性。

如图5所示，第二掩护支架300包括基座、第二平推杆301、第二液压支撑杆302和第二顶部掩护梁303。第二平推杆301设在基座上，其前端设有连接耳用于与底座101相连。第二液压支撑杆302的顶端支撑在第二顶部掩护梁303的底部，底端支撑在基座上。并且，第二顶部掩护梁303的一端与基座铰接，使其相对基座可翻转地设置。翻转方式可参照第一掩护支架200。

进一步地，第二掩护支架300上还设有电液控系统304，电液控系统304固定于第二掩护支架300基座上并位于第二顶部掩护梁303的下方，电液控系统304负责整套系统的电液控制，并为照明灯206供电。本发明实施例提供的牵引系统还可以采用智能检测遥控控制，电液控系统304具有的智能检测功能能够适时检测各油缸与压力情况，从而能够适时显示顶板压力与牵引力的变化，能够让操作员根据相应情况适时调整操作策略，使移架、回撤操作更加安全、可靠。牵引系统采用遥控控制，避免对设备的贴身操作，远离移动设备，能够以更加全面的视角适时观察牵引装置100、液压支架501的运行位置与状态，使整个操作过程更加安全。

如图6所示，第三掩护支架400包括基座、第三平推杆401、第三液压支撑杆402和第三顶部掩护梁403。第三平推杆401设在基座上，其前端设有连接耳用于与底座101相连。第三液压支撑杆402的顶端支撑在第三顶部掩护梁403的底部，底端支撑在基座上。并且，第三顶部掩护梁403的一端与基座铰接，使其相对基座可翻转地设置。翻转方式可参照第一掩护支架200。

进一步地，第三掩护支架400远离第二掩护支架300一侧设有至少一个侧边掩护梁，侧边掩护梁与第三顶部掩护梁403相连并可翻转地设置，侧边掩护梁具有展开状态和收拢状态，在展开状态，侧边掩护梁与第三顶部掩护梁403平行起支撑作用，在收拢状态，侧边掩护梁下垂遮挡第三掩护支架400的内部，以起到掩护作用。

具体地，如图6所示，侧边掩护梁包括第一侧边掩护梁404和第二侧边掩护梁405。如图6所示，第一侧边掩护梁404和第二侧边掩护梁405均铰接连接于加长超薄的第三顶部掩护梁403的远离第二掩护支架300的侧边，并分别连接有摆动油缸，使第一侧边掩护梁404和第二侧边掩护梁405可折叠。第一侧边掩护梁404和第二侧边掩护梁405可适时展开与第三顶部掩护梁403的上平面平行，一起对顶板进行支撑。

第三掩护支架400还包括底座侧边掩护板406，底座侧边掩护板406固定在基座上，底座侧边掩护板406用于防止坍塌煤块、石块侵入掩护支架内部。

第一侧边掩护梁404和第二侧边掩护梁405收拢时下垂处于竖直状态，与底座侧边掩护板406一起防止塌陷区碎石、煤块侵入掩护支架内侧。其中加长超薄的第三顶部掩护梁403可以更好的为待回撤液压支架提供掩护，并能给其留足通行空间。

下面根据图9-图13具体描述基于上述实施例中的牵引系统的步进方法。图8为牵引装置100完成一个液压支架501出架牵引后的初始位置，牵引系统的步进方法具体地包括如下步骤：

步骤1：如图9和图10所示，在牵引装置100完成出架牵引后，控制第一平推杆201、第二平推杆301和第三平推杆401向前同时伸长，将牵引装置100向前推进一个步距，牵引装置100到达下一出架位置，与下一个液压支架501相对；

步骤2：如图11所示，第三掩护支架400的第三液压支撑杆402收缩驱动第三顶部掩护梁403降架，控制第三平推杆401收缩，将第三掩护支架400的本体向前拉进一个步距，第三液压支撑杆402伸长驱动第三顶部掩护梁403上升并支撑固定；

步骤3：如图12所示，第二掩护支架300的第二液压支撑杆302收缩驱动第二顶部掩护梁303降架，控制第二平推杆301收缩，将第二掩护支架300的本体向前拉进一个步距，第二液压支撑杆302伸长驱动第二顶部掩护梁303上升并支撑固定；

步骤4：如图13所示，第一掩护支架200的第一液压支撑杆202收缩驱动第一顶部掩护梁203降架，控制第一平推杆201收缩，将第一掩护支架200的本体向前拉进一个步距，第一液压支撑杆202伸长驱动第一顶部掩护梁203上升并支撑固定，由此便完成了整套系统的迈步前移。

相关技术中采用绞车拉架需要人工拉钢丝绳并固定，绞车牵引力有限，在牵引力不够时又需要打动滑轮，工序复杂，费时费力，拉架效果差、效率低下。本发明实施例提供的牵引系统及其步进方法的优点在于：采用平推杆驱动牵引装置迈步前移的方式具有更高的移动精度，有效防止前移过度，平推杆在油缸推动下工作，可以提供更大的拉架力，掩护支架依次迈步前进的方式，在回撤工作面顶板有冒顶、塌方压架的时候能够有效防止掩护支架被压死，使其前移更加顺畅、高效。

液压支架出架后还需要使用绞车牵引至连巷口，然后再次通过铲车等牵引调向，最后装车拉走，在这段时间内，由于出架的液压支架的阻挡，绞车无法牵引掩护支架，而本发明提供的牵引系统的步进方法便可以在这段时间内进行，互不影响，完成工序统筹，进一步提高了效率。

本发明实施例提供的牵引系统的步进方法还可以采用遥控控制，减少对设备的贴身操作，使操作人员远离移动设备，能够以更加全面的视角适时观察牵引装置、液压支架的运行位置与状态，更加安全、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)

1.一种牵引装置，其特征在于，包括：

底座、大臂、小臂、牵引头、大臂驱动装置和小臂驱动装置，所述小臂为可伸缩小臂，所述大臂可移动地设置在所述底座上，所述大臂驱动装置设在所述底座上并与所述大臂相连，所述大臂驱动装置用于沿第一水平方向推拉所述大臂使其移动，所述小臂的第一端与所述大臂的第一端铰接，所述小臂驱动装置设在所述大臂上并与所述小臂相连，所述小臂驱动装置用于推拉所述小臂以使所述小臂相对所述大臂摆动，所述牵引头设在所述小臂的第二端用于与被牵引物体相连。

2.根据权利要求1所述的牵引装置，其特征在于，

所述大臂驱动装置为大臂伸缩油缸，所述大臂伸缩油缸的第一端与所述底座铰接且第二端与所述大臂铰接，所述大臂伸缩油缸沿所述第一水平方向伸缩以推拉所述大臂；

和/或，所述小臂驱动装置为小臂伸缩油缸，所述小臂伸缩油缸的第一端与所述大臂铰接，第二端与所述小臂铰接，所述小臂伸缩油缸伸缩以推拉所述小臂。

3.根据权利要求1或2所述的牵引装置，其特征在于，还包括：

至少一个连杆，所述连杆的第一端与所述底座铰接，所述连杆的第二端与所述大臂铰接，并且所述连杆与所述大臂的铰接位置位于所述大臂驱动装置与所述大臂的连接位置的远离所述大臂的第一端的一侧。

4.根据权利要求3所述的牵引装置，其特征在于，所述连杆为两个，分别为第一连杆和第二连杆，所述第一连杆与所述第二连杆相互平行，所述大臂、所述大臂驱动装置、所述第一连杆和所述第二连杆形成四连杆机构。

5.根据权利要求1或2所述的牵引装置，其特征在于，

所述小臂包括小臂内套筒、小臂外套筒和内置伸缩油缸，所述小臂外套筒套设所述小臂内套筒且两者可滑动地设置，所述内置伸缩油缸位于所述小臂外套筒内并与所述小臂内套筒相连用于推拉所述小臂内套筒，所述大臂的第一端与所述小臂外套筒铰接，所述牵引头与所述小臂内套筒铰接。

6.一种牵引系统，其特征在于，包括：

牵引装置，所述牵引装置为根据权利要求1-5中任一项所述的牵引装置；

步进装置，所述步进装置包括至少一个沿第三水平方向可伸缩地设置的平推杆，所述平推杆的端部与所述牵引装置相连，所述步进装置用于沿第三水平方向驱动所述牵引装置步进。

7.根据权利要求6所述的牵引系统，其特征在于，所述步进装置包括沿所述第一水平方向依次排布的若干掩护支架，每个所述掩护支架包括一个所述平推杆，若干所述平推杆相互平行，其中所述第一水平方向与所述第三水平方向相互垂直，所述掩护支架具有支撑状态和收缩状态，在支撑状态，所述掩护支架的顶部与巷道顶板相抵，在收缩状态，所述掩护支架回缩以脱离所述顶板。

8.根据权利要求7所述的牵引系统，其特征在于，所述掩护支架为三个，包括在所述第一水平方向上依次排布的第一掩护支架、第二掩护支架和第三掩护支架，所述第一掩护支架包括第一平推杆，所述第二掩护支架包括第二平推杆，所述第三掩护支架包括第三平推杆，所述第一平推杆、所述第二平推杆和所述第三平推杆与所述牵引装置的三个连接点呈三角形。

9.根据权利要求7或8所述的牵引系统，其特征在于，每个所述掩护支架均包括液压支撑杆和顶部掩护梁，所述液压支撑杆支撑在所述顶部掩护梁的底部，所述液压支撑杆可伸缩地设置以使所述顶部掩护梁升起或降下，所述掩护支架处于支撑状态时，所述顶部掩护梁升起，所述掩护支架处于收缩状态时，所述顶部掩护梁降下。

10.根据权利要求9所述的牵引系统，其特征在于，所述第三掩护支架的远离所述第二掩护支架的一侧设有至少一个侧边掩护梁，所述侧边掩护梁与所述第三掩护支架的所述顶部掩护梁相连并可翻转地设置，所述侧边掩护梁具有展开状态和收拢状态，在展开状态，所述侧边掩护梁与所述顶部掩护梁平行起支撑作用，在收拢状态，所述侧边掩护梁下垂。

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