CN211777399U - 摇臂截割装置及掘锚机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及掘锚机技术领域，尤其涉及一种摇臂截割装置及掘锚机，摇臂截割装置包括第一摇臂组件、第二摇臂组件和截割部，第一摇臂组件包括第一摇臂和第一驱动件，第一驱动件与第一摇臂的一端连接，第二摇臂组件的一端与第一摇臂的另一端转动连接，截割部与第二摇臂组件的另一端转动连接。本实用新型通过控制第一摇臂组件与第二摇臂组件的摆动速度及角度，从而控制截割部在待采断面的截割轨迹并提供截割所需的截割力与进刀力，完成截割部对待采断面的截割破岩。摇臂截割装置可以实现掘锚机的机身不左右移动的全断面截割，有利于截割自动化和锚杆锚索快速定位；摇臂截割装置的小型截割部有利于破岩，提升了截割部对地质条件的适应性。

Description

摇臂截割装置及掘锚机

技术领域

本实用新型涉及掘锚机技术领域，尤其涉及一种摇臂截割装置及掘锚机。

背景技术

我国煤矿巷道掘进通过悬臂式掘锚机截割破岩，悬臂式掘锚机截割部由控制截割臂上下摆动的2根油缸、控制回转台水平回转的2根油缸实现截割大臂上下左右摆动截割头、完成断面截割。施工过程中，需左右移动机身完成设计断面的开挖及巷道表面的平整，没有相对固定的位置，支护机具与材料不能以掘锚机为标定点流程化搬运到预定作业位置，需要人工辅助搬运到作业位置，耗时较长。我国煤矿还采用滚筒式截割的掘锚机组来提升掘进速度，此机型截割部是与巷道宽度相同的水平方向的圆柱筒，截割时通过2根油缸控制截割大臂上下摆动实现断面截割。由于一次截割煤岩宽度过大，在遇到断层、顶板破碎地带时滚筒截割断层岩石能力不足、对顶板扰动大，掘锚机组适应差，仅在岩石较软、全煤巷适用。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是现有的掘锚机难以完成全断面截割的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种摇臂截割装置，包括第一摇臂组件、第二摇臂组件和截割部，所述第一摇臂组件包括第一摇臂和第一驱动件，所述第一驱动件与所述第一摇臂的一端连接，所述第二摇臂组件的一端与所述第一摇臂的另一端转动连接，所述截割部与所述第二摇臂组件的另一端转动连接。

其中，所述第二摇臂组件包括第二摇臂和第二驱动件，所述第二摇臂与所述第一摇臂连接的回转轴处安装所述第二驱动件。

其中，所述截割部包括截割炮头和第三驱动件，所述截割炮头与所述第二摇臂连接的回转轴处安装所述第三驱动件。

其中，所述第一驱动件、所述第二驱动件和所述第三驱动件均包括驱动器和减速器，所述驱动器与所述减速器连接。

其中，所述驱动器为油缸或马达或电机。

其中，还包括控制器，所述控制器与所述驱动器连接。

其中，所述截割炮头沿S形运动轨迹在待采断面上移动截割。

本实用新型还提供了一种掘锚机，包括机身和如上所述的摇臂截割装置，所述第一摇臂与所述机身转动连接。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型实施例的摇臂截割装置及掘锚机，通过第一摇臂组件与第二摇臂组件的连接形成两级摇臂，两级摇臂带动截割部，实现截割部的移动并提供截割部的进刀力，第一摇臂的摆动是通过第一驱动件驱动实现的，第一摇臂运动的同时带动第二摇臂组件移动，从而带动截割部移动截割待采断面。通过控制第一摇臂组件与第二摇臂组件的摆动速度及角度，从而控制截割部在待采断面的截割轨迹并提供截割所需的截割力与进刀力，完成截割部对待采断面的截割破岩。相比于悬臂式掘锚机截割，摇臂截割装置可以实现掘锚机的机身不左右移动的全断面截割，有利于截割自动化和锚杆锚索快速定位；相比于连采机、掘锚机组滚筒式截割，摇臂截割装置的小型截割部有利于破岩，提升了截割部对地质条件的适应性。

除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本实用新型的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例摇臂截割装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例摇臂截割装置的截割炮头的截割轨迹的示意图。

图中：1：第一摇臂组件；2：第二摇臂组件；3：截割部；4：控制器；5：待采断面；6：S形运动轨迹；11：第一摇臂；12：第一驱动件；21：第二摇臂；22：第二驱动件；31：截割炮头；32：第三驱动件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1所示，本实用新型实施例提供的摇臂截割装置，包括第一摇臂组件1、第二摇臂组件2和截割部3，第一摇臂组件1包括第一摇臂11和第一驱动件12，第一驱动件12与第一摇臂11的一端连接，第二摇臂组件2的一端与第一摇臂11的另一端转动连接，截割部3与第二摇臂组件2的另一端转动连接。

本实用新型实施例的摇臂截割装置，通过第一摇臂组件1与第二摇臂组件2的连接形成两级摇臂，两级摇臂带动截割部3，实现截割部3的移动并提供截割部3的进刀力，第一摇臂11的摆动是通过第一驱动件12驱动实现的，第一摇臂11运动的同时带动第二摇臂组件2移动，从而带动截割部3移动截割待采断面。通过控制第一摇臂组件1与第二摇臂组件2的摆动速度及角度，从而控制截割部3在待采断面的截割轨迹并提供截割所需的截割力与进刀力，完成截割部3对待采断面的截割破岩。相比于悬臂式掘锚机截割，摇臂截割装置可以实现掘锚机的机身不左右移动的全断面截割，有利于截割自动化和锚杆锚索快速定位；相比于连采机、掘锚机组滚筒式截割，摇臂截割装置的小型截割部3有利于破岩，提升了截割部3对地质条件的适应性。

其中，第二摇臂组件2包括第二摇臂21和第二驱动件22，第二摇臂21与第一摇臂11连接的回转轴处安装第二驱动件22。第二驱动件22设置在第一摇臂11与第二摇臂21的连接的回转轴处，驱动回转轴转动，从而带动第二摇臂21回转。本实施例中第一驱动件12驱动第一摇臂11在平行于待采断面的竖直平面内摆动，摆动角度可为水平位置上的0-180°，第二驱动件22驱动第二摇臂21在平行于待采断面的竖直平面内回转，回转角度为360°。

其中，截割部3包括截割炮头31和第三驱动件32，截割炮头31与第二摇臂21回转轴处安装通过第三驱动件32连接。第三驱动件32设置在第二摇臂21与截割炮头31的连接的回转轴处，驱动回转轴转动，从而带动截割炮头31回转。本实施例中第一驱动件12驱动第一摇臂11在平行于待采断面的竖直平面内摆动，摆动角度可为水平位置上的0-180°，第二驱动件22驱动第二摇臂21在平行于待采断面的竖直平面内回转，回转角度为360°，第三驱动件32驱动截割炮头31自身旋转。

其中，第一驱动件12、第二驱动件22和第三驱动件23均包括驱动器和减速器，驱动器与减速器连接。各驱动件均由驱动器和减速器组成，驱动器提供驱动力，减速器将驱动器的转速减弱到合适的范围并传递至各被驱动件上。

其中，驱动器为油缸或马达或电机。本实施例中驱动器可采用油缸或液压马达或电机。例如第一摇臂11在油缸的驱动下摆动，第二摇臂21在液压马达的驱动下回转，截割炮头31在电机的驱动下旋转截割岩体。

其中，本实用新型实施例的摇臂截割装置还包括控制器4，控制器4与驱动器连接。第一摇臂11与第二摇臂21的摆动通过控制器4控制，通过预先设定的截割轨迹完成设计断面的截割，在遇到夹矸、半煤岩巷、顶板倾斜时能够根据围岩强度优化形成最优路径、调整截割部旋转速度，减小能耗比及截齿消耗。控制器4控制第一摇臂11和第二摇臂21中布置的电机或液压马达旋转以及减速器传动，实现第一摇臂11、第二摇臂21绕各自回转轴按一定速度旋转，使截割炮头31按设定截割轨迹移动并提供截割所需的截割力与进刀力，使截割炮头31旋转实现截割破岩，在移动完整个截割轨迹后，形成断面轮廓。

其中，如图2所示，截割炮头31沿S形运动轨迹6在待采断面5上移动截割。本实施例中控制器4控制第一摇臂11与第二摇臂21运动后形成的截割炮头31的截割轨迹为S形，首先将整个待采断面5分为左右两个断面，截割炮头31先于右断面的左下角为截隔起始点，之后横向移动，在右断面上自下而上形成S形截割轨迹，移动至右断面的左上角后进入左断面的右上角，继续横向移动，在右断面上自上而下形成S形截隔轨迹，直至截割至左断面的右下角时停止。在移动完整个截割轨迹后，形成断面轮廓。

本实用新型实施例还提供了掘锚机，包括机身如上实施例的摇臂截割装置，第一摇臂11与机身转动连接。摇臂截割装置安装在掘锚机的机身上。相比于悬臂式掘锚机，本实用新型的掘锚机可以实现机身不左右移动的全断面截割，有利于截割自动化和锚杆锚索快速定位；相比于连采机、掘锚机组滚筒式截割，本实用新型的掘锚机有利于破岩，提升了其对地质条件的适应性。掘锚机的机身无需左右移动，并按固定步距前行，有利于截割轨迹自动化截割。

本实用新型实施例还提供了摇臂截割方法，第一摇臂通过第一驱动件驱动回转，第二摇臂通过第二驱动件驱动回转，以此改变截割炮头的位置，截割炮头可通过第三驱动件驱动高速自转，为切割媒体提供动力。摇臂截割方法包括：

S1，控制摇臂截割装置的第一摇臂和第二摇臂回转，截割炮头与第一摇臂与机身连接的回转轴的位置重合，与第一摇臂与机身连接的回转轴同轴设置的油缸伸出，将截割炮头抵在煤壁表面上，通过推进机构为截割炮头提供垂直于煤壁表面的进刀力，使截割炮头切入煤体，在待切割煤壁内开槽，此时第一摇臂与第二摇臂均处于水平位置起始角度为0°；

S2，控制第一摇臂作顺时针或逆时针回转，控制第二摇臂作与第一摇臂反向的回转，实现截割炮头在水平方向进刀，截割炮头自转切割煤体；在步骤S2中，第一摇臂与第二摇臂配合带动截割炮头横向移动。

S3，控制第一摇臂作与S2中第一摇臂反向的回转，控制第二摇臂作与S2中第一摇臂同向的回转，实现截割炮头在竖直方向进刀，截割炮头自转切割煤体；在步骤S3中，第一摇臂与第二摇臂配合带动截割炮头竖向移动。

S4，控制第一摇臂作与S2中第一摇臂反向的回转，控制第二摇臂作与S2中第一摇臂同向的回转，实现截割炮头在水平方向进刀，截割炮头自转切割煤体；在步骤S4中，第一摇臂与第二摇臂配合带动截割炮头横向移动。

步骤S4结束后，截割炮头沿S形运动轨迹在待采断面上移动截割完成，在次循环上述S1-S4的步骤，完成下一煤壁的截割。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种摇臂截割装置，其特征在于：包括第一摇臂组件、第二摇臂组件和截割部，所述第一摇臂组件包括第一摇臂和第一驱动件，所述第一驱动件与所述第一摇臂的一端连接，所述第二摇臂组件的一端与所述第一摇臂的另一端转动连接，所述截割部与所述第二摇臂组件的另一端转动连接。

2.根据权利要求1所述的摇臂截割装置，其特征在于：所述第二摇臂组件包括第二摇臂和第二驱动件，所述第二摇臂与所述第一摇臂连接的回转轴处安装所述第二驱动件。

3.根据权利要求2所述的摇臂截割装置，其特征在于：所述截割部包括截割炮头和第三驱动件，所述截割炮头与所述第二摇臂连接的回转轴处安装所述第三驱动件。

4.根据权利要求3所述的摇臂截割装置，其特征在于：所述第一驱动件、所述第二驱动件和所述第三驱动件均包括驱动器和减速器，所述驱动器与所述减速器连接。

5.根据权利要求4所述的摇臂截割装置，其特征在于：所述驱动器为油缸或马达或电机。

6.根据权利要求4所述的摇臂截割装置，其特征在于：还包括控制器，所述控制器与所述驱动器连接。

7.根据权利要求3所述的摇臂截割装置，其特征在于：所述截割炮头沿S形运动轨迹在待采断面上移动截割。

8.一种掘锚机，其特征在于：包括机身和如权利要求1-7任一项所述的摇臂截割装置，所述第一摇臂与所述机身转动连接。

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