一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手及方法与流程

本发明涉及矿用搬运机械，尤其是一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、单元支架是深井、冲击地压矿井采面顺槽普遍采用的超前加强支护方式，单个单元支架的质量是较大的，现有单元支架搬运方式主要有履带行走式搬运装置和单轨吊搬运装置两种形式，前者对巷道底鼓的适应性较差，只能用于少数符合条件的现场；后者搬运单元支架时，需要人工将单元支架从巷道两侧移到轨道下方，搬到支护点后再人工将单元支架从轨道下方移至巷道两侧，操作程序复杂，单元支架侧向移动时还容易歪倒甚至伤人。

3、有一种单元支架搬运机械手，采用走向承重梁配合横向伸缩臂的结构布局，通过伸缩臂从支架一侧水平伸出以托举支架顶梁底部，再由整体升降机构实现左右两架支架的横向移动、起吊与搬运。

4、然而，上述结构在实际作业中存在以下局限：一方面，由于伸缩臂需从单元支架侧方水平展开，当巷道侧向空间受限或单元支架紧靠巷道侧臂时，伸缩臂的展开行程受到物理约束，无法有效伸出至支架底部完成托举，导致搬运作业范围受限；另一方面，在机械手悬吊两架单元支架时搬运宽度大，而采面顺槽超前支护范围巷道压力，巷道变形较严重，巷道断面较小，一次搬运两架单元支架无法通过，这种方式往往不适用。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手，合理布设整体结构，占用空间小，在搬运或卸载单元支架时向单元支架提供稳定的支撑力，有效带动单元支架向左或右侧向移动，搬运宽度小，可广泛应用于单元支架支护的各类复杂场景。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手，包括：

4、底座，底座具有设定的长度和宽度；

5、摆动框，摆动框为门型结构件，包括前摆臂、后摆臂和管梁，前摆臂、后摆臂底部与底座分别铰接连接，摆动框顶部设置管梁，管梁的长度方向与底座的长度方向一致，摆动驱动件的一端安装于底座上，摆动驱动件的另一端与摆动框的摆臂连接，摆动驱动件带动前摆臂、后摆臂相对于底座摆动，以使得管梁摆动至单元支架的上方；

6、悬吊机构，悬吊机构环套于管梁的中部，悬吊机构能够绕管梁转动；悬吊机构两端通过柔性连接件与单元支架连接；

7、侧向支撑机构，侧向支撑机构置于摆动框远离摆动框中心的外侧，侧向支撑机构一端与底座铰接，另一端与地面接触以在起吊单元支架时提供反作用力平衡单元支架所产生的偏载，防止整机在偏载工况下倾覆。

8、本实施例提供的机械手，摆动框、侧向支撑机构常态下相对于底座处于收回状态，不会占用过多的空间，通过摆动框可带动管梁摆动至单元支架的上方，通过柔性连接件与单元支架连接后，摆动框即可带动单元支架横向移动，同时，侧向支撑机构伸出落地，与地面形成支撑反力，有效抵抗单元支架偏载产生的侧向力矩，消除了整机倾覆风险。

9、如上所述的一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手，所述前摆臂、所述后摆臂均为伸缩结构，分别由内臂、外臂和伸缩驱动件组成，内臂置于外臂内部，伸缩驱动件一端固定于外臂，另一端固定于内臂。

10、如上所述的一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手，所述前摆臂、所述后摆臂的一则或两侧设有所述的摆动驱动件，通过摆动驱动件对摆动框施加摆动驱动力；

11、如上所述的一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手，所述底座为长方形，底座包括多个纵向梁，多个纵向梁之间通过多根横向梁连接，各纵向梁之间的距离大于单元支架的长度，相邻两横向梁之间间隔距离设置。

12、如上所述的一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手，所述侧向支撑机构包括底梁，底梁的一端与所述的底座铰接，底梁与所述底座之间设置支撑驱动件，支撑驱动件驱动底梁相对于底座展开；

13、所述支撑驱动件的一端与铰接座连接，支撑驱动件的另一端铰接于底座。

14、如上所述的一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手，所述侧向支撑机构包括固定臂，固定臂沿着所述底座的宽度方向布设，固定臂中空设置，固定臂的两侧分别设置伸缩臂，伸缩臂相对于固定臂可伸缩，伸缩臂远离固定臂的一端设置支腿，支腿能够与地面接触，固定臂沿底座宽度方向布设，两侧伸缩臂向外伸出后由支腿落地支撑，支撑跨距可根据实际需要调节，适应性更强。

15、如上所述的一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手，所述摆动框或所述底座或所述侧向支撑机构处设有多个吊环，用于连接单轨吊起吊装置的起吊链或起吊绳；实现机械手整体的起吊与起吊高度调节，结构简单可靠，现场拆装方便。

16、如上所述的一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手，所述悬吊机构包括套管，套管中部设有直径大于所述管梁直径的通孔，套管环套在管梁的中部；

17、所述柔性连接件布设于所述悬吊机构的两端，柔性连接件为吊链或吊绳，用于连接单元支架。

18、如上所述的一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手，还包括控制器，控制器与所述的摆动驱动件、所述侧向支撑机构、所述伸缩驱动件分别单独连接，控制器分别独立控制摆动驱动件、伸缩驱动件和侧向支撑机构，实现各动作的顺序协调控制，确保搬运流程的安全可靠。

19、第二方面，本发明还提供了一种单元支架单轨吊侧向移动搬运方法，包括所述的一种单元支架双向侧移单轨吊吊运机械手，如下内容：

20、机械手移动至单元支架处；

21、打开侧向支撑机构，形成落地支撑；

22、摆动驱动件动作使得管梁摆动至待搬单元支架的上方；

23、通过柔性连接件连接单元支架；

24、摆动驱动件动作，使管梁回摆，将单元支架移至底座上方；

25、通过单轨吊牵引机车的起吊装置起吊机械手并牵引至单元支架支设处；

26、机械手落地；打开侧向支撑机构，形成落地支撑；侧向摆动管梁，将单元支架侧移至支设位置，并进行支设；

27、重复以上动作，进行下一架单元支架的搬运。

28、上述本发明的有益效果如下：

29、本发明通过将摆动框设计为门型结构件，门型结构件为容纳单元支架让出空间，门型结构件底部两侧与底座铰接，以在摆动驱动件驱动时带动摆动框绕底座侧向摆动，使管梁能够在不向单元支架两侧横向展开的前提下摆动至单元支架上方，从根本上消除了横向伸缩臂对巷道侧向空间的依赖，使机械手在巷道侧向空间受限或单元支架紧靠巷道侧壁的工况下仍能顺利完成搬运作业，显著扩展了作业适用范围；

30、通过在底座上设置侧向支撑机构，侧向支撑机构在搬运作业时展开，并落地与地面接触，形成对整机的侧向支撑反力，有效平衡了悬吊单元支架时偏载产生的侧向力矩，消除了整机在偏载工况下的倾覆风险，保障了搬运作业全过程的稳定性与安全性；

31、整体结构合理设置，侧向支撑机构位于摆动框的外侧，不会干涉到摆动框的摆动，在搬运或卸载结束后可以收回，不会干涉到机械手的正常移动。