CN219012662U - 一种掘锚机用铺网机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种掘锚机用铺网机械臂，主要由机械臂组件与取网组件构成，机械臂组件包括回转驱动、臂座、固定大臂、伸缩臂、大臂仰俯油缸、大臂伸缩油缸、X轴旋转油缸、Y轴旋转油缸、Z轴旋转油缸、第一转向支架、第二转向支架，取网组件与Z轴旋转油缸输出端连接、包括取网架和电磁铁，电磁铁设有多个并设置在取网架的下侧、用于通电后吸附锚网。掘锚机用铺网机械臂能够进行多自由度活动，可满足锚网以不同角度和位置进行转移、放置、铺设的需求，有效降低人工劳动强度、提高作业安全性，提升锚护、整体掘进效率。

Description

一种掘锚机用铺网机械臂

技术领域

本实用新型涉及井下巷道掘进设备技术领域，更具体地说，它涉及一种掘锚机用铺网机械臂。

背景技术

近年来，由于对煤矿工作巷道快速掘进的需求，在悬臂式掘进机基础上增加锚杆钻机、铺网托架等工作设备组成的掘锚机(又称掘锚一体机)得到大范围应用。智能、高效的掘锚机在国内一些大中型矿井快速推广应用，掘锚机能够实现一次成巷、掘锚同步、连续运输等功能，并兼具多种智能控制功能，月进尺一般在1200-2000米范围内，最大单月掘进尺已经超过3000米。

目前大多数矿井采用钢筋焊接式锚网，锚网大小根据巷道宽度、高度进行设计，采取顶部锚网分为两片、帮部锚网分为两片的形式，锚网重量最大可达到20-40kg。掘锚机巷道掘进过程中锚网铺设过程如下：掘锚机截割完成后，人工运送锚网到掘锚机后部，采用接力方式将锚网运输至掘锚机机身上放置，锚网被人工托举或借助托架托举至顶板处，再经人工调整位置后，通过锚杆钻机钻孔安装锚杆后固定，每一个循环工序都需要重复以上工序。锚护效率特别是锚网铺设效率直接影响到钻锚效率、继而影响掘锚机整体效率的提升，锚网运输、抓取、托举、调整基本需要人工或人工辅助完成，锚网铺设时间长，人工劳动强度大且存在很大安全隐患。

国内一些厂家的掘锚机上配备有自动铺网机构，然而经现场使用情况和效果来看，并没有真正实现自动铺网，主要存在以下问题：1、锚网输送至截割头附近后仍需要人工接力将其运送至锚网库中；2、锚网库一般设有多层锚网，取网功能无法实现单片取网；3、锚网无法被托举至顶板下方准确位置，仍需人工手动对锚网位置进行调整；4、基本无法实现帮部锚网的运输、铺设，帮部锚网铺设仍以人工的方式进行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种掘锚机用铺网机械臂，能够解决目前铺网设备存在的运送、单片取网、调整、帮网铺设依赖人工的技术问题。

本实用新型提供了如下技术方案：一种掘锚机用铺网机械臂，主要由机械臂组件与取网组件构成，机械臂组件包括回转驱动、臂座、固定大臂、伸缩臂、大臂仰俯油缸、大臂伸缩油缸、X轴旋转油缸、Y轴旋转油缸、Z轴旋转油缸、第一转向支架、第二转向支架，回转驱动包括回转马达且回转驱动用于设置在掘锚机上，臂座安装在回转驱动上、用于受到回转驱动作用转动，固定大臂一端与臂座上端铰接，大臂仰俯油缸的两端分别与臂座和固定大臂铰接、用于控制固定大臂上下摆动，伸缩臂与固定大臂另一端滑动插套配合，大臂伸缩油缸两端分别与伸缩臂和固定大臂铰接、用于驱动伸缩臂相对固定大臂伸出、收回，X轴旋转油缸的旋转轴线、Y轴旋转油缸的旋转轴线、Z轴旋转油缸的旋转轴线两两相互垂直，X轴旋转油缸缸体安装在伸缩臂外端，第一、第二转向支架均为L型，第一转向支架的两垂直侧边分别与X轴旋转油缸输出端、Y轴旋转油缸缸体连接，第二转向支架的两垂直侧边分别与Y轴旋转油缸输出端、Z轴旋转油缸缸体连接；

所述取网组件与Z轴旋转油缸输出端连接、包括取网架和电磁铁，电磁铁设有多个并设置在取网架的下侧、用于通电后吸附锚网。

有益效果：本实用新型提供的一种掘锚机用铺网机械臂，可进行多自由度活动：臂座旋转、固定大臂俯仰调节、伸缩臂伸缩、取网组件绕X、Y、Z轴进行旋转，通过电磁铁通电吸附抓取锚网，断电后即可释放锚网，可达到较大吸附力；锚网吸取后可满足各种角度及位置的运送、放置，实现准确单片取网，铺设顶网时能够直接对锚网位置进行调整，基于其运动灵活度、自由度较高，受外部限制小，也可以实现帮部锚网的运送与铺设。

进一步的，取网架包括十字型支架，十字型支架包括四条悬臂，所述电磁铁设有四个并位于四条悬臂的外端。

有益效果：十字型支架上设置四个电磁吸附点，吸附稳定性好，吸附抓取范围较大。

进一步的，四条悬臂包括两条固定悬臂和两条伸缩悬臂，伸缩悬臂主要由空腔悬臂、伸缩杆以及悬臂伸缩油缸构成，所述伸缩杆内端伸入空腔悬臂内部并与空腔悬臂滑动配合，伸缩悬臂上的电磁铁位于伸缩杆的外端，所述悬臂伸缩油缸两端分别与取网架的中间位置、伸缩杆连接，用于控制伸缩悬臂长度伸长、缩短。

有益效果：两条伸缩悬臂长度可根据抓取锚网的尺寸进行调整，使用灵活，抓取锚网尺寸范围大。

进一步的，所述取网架还包括位于十字型支架中间位置上侧的安装轴，安装轴上端设置防脱板，Z轴旋转油缸输出端设有连接筒，所述安装轴上端伸入连接筒内部且连接筒底部设置用于与防脱板相挡的封堵板，所述连接筒内部设有位于连接筒上端与所述防脱板之间的缓冲弹簧。

有益效果：一方面，缓冲弹簧起到缓冲作用，避免电磁铁吸附锚网时产生刚性碰撞损坏电磁铁或者十字型支架；另一当面，缓冲弹簧向下抵压十字型支架，保证电磁铁与锚网紧密吸附，提高吸附效果。

附图说明

图1是本实用新型的一种掘锚机用铺网机械臂的具体实施例1的使用状态立体示意图；

图2是本实用新型的一种掘锚机用铺网机械臂的具体实施例1于侧面视角的使用状态示意图；

图3是本实用新型的一种掘锚机用铺网机械臂的具体实施例1中取网架与机械臂组件连接处的细节结构图；

图4是本实用新型的一种掘锚机用铺网机械臂的具体实施例1应用状态示意图；

附图标记：1-回转驱动；2-臂座；3-固定大臂；4-伸缩臂；5-大臂伸缩油缸；6-X轴旋转油缸；7-第一转向支架；8-Y轴旋转油缸；9-第二转向支架；10-Z轴旋转油缸；11-固定悬臂；12-空腔悬臂；13-伸缩杆；14-悬臂伸缩油缸；15-电磁铁；16-大臂俯仰油缸；17-连接筒；18-安装轴；19-防脱板；20-封堵板；21-缓冲弹簧；30-掘锚机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

本实用新型的一种掘锚机用铺网机械臂的具体实施例1：

本掘锚机用铺网机械臂的结构如图1-图3所示，主要由机械臂组件和取网组件构成，机械臂组件包括回转驱动1、臂座2、固定大臂3、伸缩臂4、大臂伸缩油缸5、X轴旋转油缸6、第一转向支架7、Y轴旋转油缸8、第二转向支架9、Z轴旋转油缸10、大臂俯仰油缸16，回转驱动1用于设置在掘锚机上，回转驱动1包括回转马达、蜗杆、蜗轮转盘、外壳，臂座2下端设置在回转驱动的蜗轮转盘输出端，回转马达通过蜗杆、蜗轮传动使臂座转动。固定大臂3的一端与臂座2上端铰接，大臂俯仰油缸16两端分别与固定大臂3、臂座2铰接，大臂俯仰油缸16伸缩过程中可改变固定大臂3的俯仰角度、使其上下摆动。固定大臂3的另一端内部供伸缩臂4插入并与伸缩臂4滑动导向配合，固定大臂3的内部设置大臂伸缩油缸5，大臂伸缩油缸5的两端分别与固定大臂3、伸缩臂4铰接，用于驱动伸缩臂4相对固定大臂3伸出、收回。

X轴旋转油缸6、Y轴旋转油缸8和Z轴旋转油缸9位于伸缩臂4的外端(即伸缩臂4远离固定大臂3的一端)。X轴旋转油缸6的旋转轴线、Y轴旋转油缸8的旋转轴线、Z轴旋转油缸10的旋转轴线两两相互垂直。X轴旋转油缸6缸体安装在伸缩臂4的外端，为达到两垂直轴之间的方向转换，第一转向支架7、第二转向支架9均为L型结构，第一转向支架7的两垂直侧边分别与X轴旋转油缸6输出端、Y轴旋转油缸8缸体连接，第二转向支架9的两垂直侧边分别与Y轴旋转油缸8输出端、Z轴旋转油缸10缸体连接。

Z轴旋转油缸10的输出端朝下设置，其上设有用于与取网组件连接的连接筒17。取网组件包括取网架和位于取网架下侧的电磁铁15，取网架包括下侧的十字型支架以及位于十字型支架中间位置上侧的安装轴18，十字型支架包括四条悬臂，而电磁铁15设有四个、分别设置在四条悬臂的外端下侧，通入DC24V或DC36V安全电压之后，电磁铁15产生吸附力吸附锚网。四条悬臂分为两条固定悬臂11和两条伸缩悬臂，固定悬臂11的长度不可调节，两条伸缩悬臂的长度可调节。伸缩悬臂主要由空腔悬臂12、伸缩杆13以及悬臂伸缩油缸14构成，伸缩杆13内端伸入空腔悬臂12内部并与空腔悬臂12滑动配合，悬臂伸缩油缸14的两端分别连接伸缩杆13和取网架上的安装轴18，用于驱动伸缩悬臂的长度伸长/缩短，继而扩大取网组件的锚网抓取范围。

除此之外，为防止电磁铁、锚网吸附瞬间产生刚性碰撞损坏电磁铁和十字型支架，如图3所示，连接筒17和安装轴18之间设置有缓冲弹簧21，安装轴18上端伸入连接筒17内部并且安装轴18上端设有防脱板19，连接筒17的下端则设置有与防脱板19相挡、防止安装轴18脱出的封堵板20，缓冲弹簧21位于连接筒17内部并处于连接筒17上端和防脱板19之间。缓冲弹簧21向取网架施加缓冲力，防止十字型支架和电磁铁受碰撞损坏，缓冲弹簧21还向下抵压取网架，使电磁铁和锚网紧密相吸。

本实用新型的一种掘锚机用铺网机械臂，主要由以下优点：

1.具有多自由度：回转驱动带动臂座旋转；固定大臂在大臂俯仰油缸作用下上下摆动；伸缩臂在大臂伸缩油缸作用下进行伸缩；X轴旋转油缸、Y轴旋转油缸、Z轴旋转油缸分别驱动取网组件绕三个互相垂直的旋转轴线旋转；取网架的两条伸缩悬臂长度可调节，本实用新型的角度转动灵活性高，运输行程大，可轻松实现机械化单片取网、输网和铺网，满足顶部锚网、帮部锚网的铺设需求。

2.采用十字型支架作为取网组件主要支撑骨架，电磁铁(吸点)呈四点式分布，可提供较大的吸附力、吸附效果稳定，十字型支架中的两个悬臂长度可调节，实用性好，适用范围大。

3.所有执行元件(回转马达、各旋转油缸、大臂俯仰油缸、大臂伸缩油缸)均采用液压控制，动作速度可调。

如图4所示，本实用新型安装在掘锚机30机身上时，可根据情况布置一个或两个，除用于铺网运网之外，还可以作为掘锚机机身上元器件检修和维保等工序的起吊臂，进行液压油和润滑油的起吊加注、锚网整形、锚索锚杆的辅助吊运、安装、拉拔，使用灵活，功能全面。

综上，本实用新型结构灵活、运动稳定，通过多自由度的机械臂结构实现锚网的转移、放置和调整，配合锚杆钻机使用则能够实现顶部锚网、帮部锚网的铺设，使机械代替人工工作，减轻人工劳动强度并提高了作业安全性，大大提高掘锚机的锚护效率、从而提升巷道掘进效率。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种掘锚机用铺网机械臂，其特征是，主要由机械臂组件与取网组件构成，机械臂组件包括回转驱动、臂座、固定大臂、伸缩臂、大臂仰俯油缸、大臂伸缩油缸、X轴旋转油缸、Y轴旋转油缸、Z轴旋转油缸、第一转向支架、第二转向支架，回转驱动包括回转马达且回转驱动用于设置在掘锚机上，臂座安装在回转驱动上、用于受到回转驱动作用转动，固定大臂一端与臂座上端铰接，大臂仰俯油缸的两端分别与臂座和固定大臂铰接、用于控制固定大臂上下摆动，伸缩臂与固定大臂另一端滑动插套配合，大臂伸缩油缸两端分别与伸缩臂和固定大臂铰接、用于驱动伸缩臂相对固定大臂伸出、收回，X轴旋转油缸的旋转轴线、Y轴旋转油缸的旋转轴线、Z轴旋转油缸的旋转轴线两两相互垂直，X轴旋转油缸缸体安装在伸缩臂外端，第一、第二转向支架均为L型，第一转向支架的两垂直侧边分别与X轴旋转油缸输出端、Y轴旋转油缸缸体连接，第二转向支架的两垂直侧边分别与Y轴旋转油缸输出端、Z轴旋转油缸缸体连接；

所述取网组件与Z轴旋转油缸输出端连接、包括取网架和电磁铁，电磁铁设有多个并设置在取网架的下侧、用于通电后吸附锚网。

2.如权利要求1所述的一种掘锚机用铺网机械臂，其特征是，取网架包括十字型支架，十字型支架包括四条悬臂，所述电磁铁设有四个并位于四条悬臂的外端。

3.如权利要求2所述的一种掘锚机用铺网机械臂，其特征是，四条悬臂包括两条固定悬臂和两条伸缩悬臂，伸缩悬臂主要由空腔悬臂、伸缩杆以及悬臂伸缩油缸构成，所述伸缩杆内端伸入空腔悬臂内部并与空腔悬臂滑动配合，伸缩悬臂上的电磁铁位于伸缩杆的外端，所述悬臂伸缩油缸两端分别与取网架的中间位置、伸缩杆连接，用于控制伸缩悬臂长度伸长、缩短。

4.如权利要求2或3所述的一种掘锚机用铺网机械臂，其特征是，所述取网架还包括位于十字型支架中间位置上侧的安装轴，安装轴上端设置防脱板，Z轴旋转油缸输出端设有连接筒，所述安装轴上端伸入连接筒内部且连接筒底部设置用于与防脱板相挡的封堵板，所述连接筒内部设有位于连接筒上端与所述防脱板之间的缓冲弹簧。

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