用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的制作方法

1.本发明涉及清障设备技术领域，尤其涉及一种用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置。


背景技术：

2.受采煤掘进工程的影响，巷道顶底板和围岩受压力影响产生变形并向巷道内产生位移，巷道底板向上隆起，形成底鼓。巷道内的超前液压支架配合采煤工作进程顺向推进，在超前液压支架群组移架过程中，超前液压支架的底座前端或两侧会碰撞到底鼓，造成液压支架底座与水平面的夹角过大，倾斜角过大会导致支架倾倒或故障，影响超前液压支架的正常工作需要，延误采矿工期，不能满足计划生产量并造成经济损失，甚至威胁到煤矿工作人员的生命安全。
3.现有的采前修复装置大多采用机械臂结构，并且机械臂安装于移动平台，由工作人员手动操作采前修复装置来清除巷道内的底鼓，完成巷道修复工作，采前修复装置不能自动完成巷道修复工作。


技术实现要素：

4.本发明提供一种用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置，以解决现有采前修复装置需要工作人员手动操作来清除巷道内的底鼓，完成巷道修复工作，不能自动完成巷道修复工作的问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置，包括控制器、检测识别模块和修复模块，控制器安装在超前液压支架底座内部，检测识别模块包括摄像头和毫米波雷达，摄像头、毫米波雷达分别与控制器信号连接，摄像头固定安装在超前液压支架的中部上方，毫米波雷达固定安装在超前液压支架底座的前方，修复模块包括滚筒支架、第一伺服电机、第二伺服电机、第一液压缸、第二液压缸、第一滚筒、第二滚筒、第二转轴、第一支撑板、第二支撑板、第三转轴，滚筒支架通过第一转轴与超前液压支架底座转动连接，滚筒支架的前端固定安装第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机的输出轴与第二转轴固定连接，第二伺服电机的输出轴与第三转轴固定连接，滚筒支架与第一支撑板通过第二转轴转动连接，第二转轴与第一支撑板固定连接，滚筒支架与第二支撑板通过第三转轴转动连接，第三转轴与第二支撑板固定连接，第一支撑板与第一滚筒连接，第二支撑板与第二滚筒连接，第一滚筒和第二滚筒上均设置截齿，第一滚筒内安装第三伺服电机，第二滚筒内安装第四伺服电机，超前液压支架底座的前方对称安装第一液压缸和第二液压缸，第一液压缸和第二液压缸上端的伸缩杆均与滚筒支架连接。
6.在上述的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置中，可选的是，第一滚筒包括第一外筒、第一内筒和第一连接部，第一内筒远离第二滚筒的一端与第一支撑板固定连接，第一内筒的内部固定安装第三伺服电机，第三伺服电机的输出轴上固定安装第一连接部，第一连接部的外壁与第一外筒的内壁固定连接；第二滚筒包括第二外筒、第二内筒和
第二连接部，第二内筒远离第一滚筒的一端与第二支撑板固定连接，第二内筒的内部固定安装第四伺服电机，第四伺服电机的输出轴固定安装第二连接部，第二连接部的外壁与第二外筒的内壁固定连接。
7.在上述的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置中，可选的是，第一外筒远离第一支撑板的一端的凹槽内固定滚筒连接轴座，第二外筒远离第二支撑板的一端的凹槽内固定直线电机，直线电机的伸缩轴与滚筒连接轴固定连接。
8.在上述的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置中，可选的是，还包括清障导向模块，清障导向模块包括第三液压缸、第四液压缸、清障导向板和滑轨，超前液压支架底座的前方对称固定安装第三液压缸和第四液压缸，第三液压缸的前方伸缩杆和第四液压缸的前方伸缩杆均连接清障导向板，清障导向板与超前液压支架底座上的滑轨配合。
9.在上述的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置中，可选的是，超前液压支架的中部安装平衡油缸。
10.在上述的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置中，可选的是，检测识别模块还包括红外传感器，红外传感器与控制器信号连接，红外传感器固定安装在超前液压支架底座的中部下方，超前液压支架的中部安装阻拦装置，阻拦装置与控制器电性连接。
11.在上述的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置中，可选的是，滚筒支架的内侧壁上对称固定安装喷雾装置。
12.本发明提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置，通过第一滚筒和第二滚筒的第一次旋转，达到第一工作状态，第三伺服电机和第四伺服电机分别带动第一滚筒、第二滚筒高速旋转对超前液压支架前方的底鼓进行清理；再通过第一滚筒和第二滚筒的第二次旋转，达到第二工作状态，第三伺服电机和第四伺服电机分别带动第一滚筒、第二滚筒高速旋转对超前液压支架两侧的底鼓进行清理；利用该采前修复装置清除底鼓对超前液压支架群组移架的影响，无需矿下工作人员手动清除底鼓，在控制器的控制下，利用检测识别模块识别底鼓，利用修复模块自动破碎底鼓，利用清障导向模块清除破碎后的底鼓，自动完成巷道修复工作，提高井下工作的效率与智能化程度。
13.本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
14.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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的初始状态结构示意图；
16.图2为本发明实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的第一工作状态结构示意图；
17.图3为本发明实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的第一工作状态的前视结构示意图；
18.图4为本发明实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的第一工作状态的侧视结构示意图；
19.图5为本发明实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的第一工作状态的俯视结构示意图；
20.图6为本发明实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的第二工作状态结构示意图；
21.图7为本发明实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的第二工作状态的前视结构示意图；
22.图8为本发明实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的第一滚筒和第二滚筒的剖视结构示意图；
23.图9为本发明实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的滚筒连接轴座的结构示意图；
24.图10为本发明实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的滚筒连接轴的结构示意图。
25.附图标记说明：
26.1-超前液压支架；
27.2-滚筒支架；
28.3-第一转轴；
29.4-超前液压支架底座；
30.5-第一伺服电机；
31.6-第二伺服电机；
32.7-第一液压缸；
33.8-第二液压缸；
34.9-第一滚筒；
35.901-第一外筒；902-第一内筒；903-第一连接部；
36.10-第二滚筒；
37.1001-第二外筒；1002-第二内筒；1003-第二连接部；
38.11-截齿；
39.12-第二转轴；
40.13-第三液压缸；
41.14-第四液压缸；
42.15-清障导向板；
43.16-滑轨；
44.17-平衡油缸；
45.18-阻拦装置；
46.19-红外传感器；
47.20-摄像头；
48.21-喷雾装置；
49.22-滚筒连接轴座；
50.23-滚筒连接轴；
51.24-毫米波雷达；
52.25-第一支撑板；
53.26-第二支撑板；
54.27-第三转轴；
55.28-第三伺服电机；
56.29-第四伺服电机；
57.30-直线电机。
具体实施方式
58.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
59.如图1、图2所示，本发明提供一种用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置，包括控制器、检测识别模块和修复模块，控制器安装在超前液压支架底座4内部，检测识别模块包括摄像头20和毫米波雷达24，摄像头20、毫米波雷达24分别与控制器信号连接，摄像头20固定安装在超前液压支架1的中部上方，毫米波雷达24固定安装在超前液压支架底座4的前方，修复模块包括滚筒支架2、第一伺服电机5、第二伺服电机6、第一液压缸7、第二液压缸8、第一滚筒9、第二滚筒10、第二转轴12、第一支撑板25、第二支撑板26、第三转轴27，滚筒支架2通过第一转轴3与超前液压支架底座4转动连接，滚筒支架2的前端固定安装第一伺服电机5和第二伺服电机6，第一伺服电机5的输出轴与第二转轴12固定连接，第二伺服电机6的输出轴与第三转轴27固定连接，滚筒支架2与第一支撑板25通过第二转轴12转动连接，第二转轴12与第一支撑板25固定连接，滚筒支架2与第二支撑板26通过第三转轴27转动连接，第三转轴27与第二支撑板26固定连接，第一支撑板25与第一滚筒9连接，第二支撑板26与第二滚筒10连接，第一滚筒9和第二滚筒10上均设置截齿11，第一滚筒9内安装第三伺服电机28，第二滚筒10内安装第四伺服电机29，超前液压支架底座4的前方对称安装第一液压缸7和第二液压缸8，第一液压缸7和第二液压缸8上端的伸缩杆均与滚筒支架2连接。
60.需要说明的是，摄像头20和毫米波雷达24检测巷道内底鼓的大小、形状以及底鼓到超前液压支架1的距离，并将检测到的底鼓数据发送至控制器；通过第一液压缸7和第二液压缸8上端的伸缩杆伸缩控制滚筒支架2绕第一转轴3转动；第一液压缸7和第二液压缸8伸展至最长时，第一滚筒9和第二滚筒10能够修复巷道的顶板；第三伺服电机28和第四伺服电机29分别带动第一滚筒9和第二滚筒10高速旋转，从而带动截齿11将底鼓破碎。
61.进一步地，如图1、图2、图8所示，第一滚筒9包括第一外筒901、第一内筒902和第一连接部903，第一内筒902远离第二滚筒10的一端与第一支撑板25固定连接，第一内筒902的内部固定安装第三伺服电机28，第三伺服电机28的输出轴上固定安装第一连接部903，第一
连接部903的外壁与第一外筒901的内壁固定连接；第二滚筒10包括第二外筒1001、第二内筒1002和第二连接部1003，第二内筒1002远离第一滚筒9的一端与第二支撑板26固定连接，第二内筒1002的内部固定安装第四伺服电机29，第四伺服电机29的输出轴固定安装第二连接部1003，第二连接部1003的外壁与第二外筒1001的内壁固定连接。
62.需要说明的是，第一内筒902的外壁与第一外筒901的内壁之间设置间隙，防止第一外筒901转动过程中与第一内筒902发生碰撞，第二内筒1002的外壁与第二外筒1001的内壁之间设置间隙，防止第二外筒1001转动过程中与第二内筒1002发生碰撞，第一内筒902和第二内筒1002上均设置通孔，以允许第三伺服电机28和第四伺服电机29的线路通过。
63.进一步地，如图1-图2、图8-图10所示，第一外筒901远离第一支撑板25的一端的凹槽内固定滚筒连接轴座22，第二外筒1001远离第二支撑板26的一端的凹槽内固定直线电机30，直线电机30的伸缩轴与滚筒连接轴23固定连接。
64.需要说明的是，滚筒连接轴座22始终全部处于第一外筒901一端的凹槽内，初始状态下，滚筒连接轴23全部处于第二外筒1001一端的凹槽内，当第一滚筒9和第二滚筒10转动到两者轴线重合，需要对超前液压支架1前方的底鼓进行清除时，直线电机30的伸缩轴外伸带动滚筒连接轴23从第二外筒1001一端的凹槽伸出与滚筒连接轴座22配合，滚筒连接轴23与滚筒连接轴座22的配合能够增加第一滚筒9和第二滚筒10的工作稳定性。
65.进一步地，如图1-图7所示，采前修复装置还包括清障导向模块，清障导向模块包括第三液压缸13、第四液压缸14、清障导向板15和滑轨16，超前液压支架底座4的前方对称固定安装第三液压缸13和第四液压缸14，第三液压缸13的前方伸缩杆和第四液压缸14的前方伸缩杆均连接清障导向板15，清障导向板15与超前液压支架底座4上的滑轨16配合。
66.需要说明的是，清障导向板15设有两个，对称设置在超前液压支架底座4的前方，清障导向板15呈圆弧状，即使两侧单液压支架的相对位置产生偏差，清障导向板15也可以清除超前液压支架1前方底鼓破碎物，清障导向板15与超前液压支架底座4上的滑轨16配合，使得清障导向板15工作更加稳定，第三液压缸13和第四液压缸14用于带动清障导向板15沿滑轨16滑动；截齿11破碎底鼓期间，第三液压缸13和第四液压缸14不断伸缩带动清障导向板15沿滑轨16从超前液压支架底座4的中间向外侧来回滑动，将破碎后的底鼓清扫至巷道两侧，保障巷道内道路平缓，使得超前液压支架群组正常移动，开采工作正常进行。
67.进一步地，如图1所示，超前液压支架1的中部安装平衡油缸17。
68.需要说明的是，在超前液压支架1移架过程中，与初始状态相比，两侧单液压支架的相对位置会发生错位，此时，通过平衡油缸17来平衡两侧单液压支架的相对位置。
69.进一步地，如图1所示，检测识别模块还包括红外传感器19，红外传感器19与控制器信号连接，红外传感器19固定安装在超前液压支架底座4的中部下方，超前液压支架1的中部安装阻拦装置18，阻拦装置18与控制器电性连接。
70.需要说明的是，阻拦装置18采用道闸结构，道闸是专门用于道路上限制机动车行驶的通道出入口管理设备，巷道内安装报警器，报警器与控制器信号连接。在采前修复装置工作时，阻拦装置18禁止工作人员通行，当红外传感器19检测到超前液压支架1中间通道中有工作人员时，报警器报警，在采前修复装置不工作时，阻拦装置18自动解除，方便工作人员通行。
71.进一步地，如图2、图6所示，滚筒支架2的内侧壁上对称固定安装喷雾装置21。
72.需要说明的是，第一滚筒9和第二滚筒10破碎底鼓时，喷雾装置21启动，喷雾装置21喷向截齿11，起除尘作用。
73.初始状态下(如图1所示)，滚筒支架2与水平面的夹角为60
°
，所有电机处于不工作状态，第三液压缸13和第四液压缸14处于收缩状态，两个清障导向板15位于超前液压支架1的前端两侧，阻拦装置18处于不工作状态，方便矿井下工作人员在巷道内通行；若检测识别模块未检测到底鼓，采前修复装置则处于初始状态。
74.第一滚筒9和第二滚筒10处于初始状态时(如图1所示)，第一滚筒9和第二滚筒10均处于滚筒支架2的空腔内；第一滚筒9和第二滚筒10处于第一工作状态时(如图2-图5所示)，第一滚筒9和第二滚筒10的轴线重合；第一滚筒9和第二滚筒10处于第二工作状态时(如图6-图7所示)，第一滚筒9和第二滚筒10处于滚筒支架2的空腔外。
75.若检测识别模块检测到超前液压支架前部的底鼓位于超前液压支架1的前方(采前修复装置需要处于第一工作状态)，检测识别模块将检测到的底鼓数据发送至控制器，控制器控制第一伺服电机5转动，第一伺服电机5通过第二转轴12带动第一支撑板25转动，转动的第一支撑板25带动第一滚筒9以第二转轴12为圆心向外旋转90
°
；随后控制器控制第二伺服电机6转动，第二伺服电机6通过第三转轴27带动第二支撑板26转动，转动的第二支撑板26带动第二滚筒10以第三转轴27为圆心向外旋转90
°
，此时第一滚筒9和第二滚筒10处于第一工作状态；接着控制器控制直线电机30带动滚筒连接轴23伸出，与第一滚筒9上的滚筒连接轴座22啮合，加强采前修复装置的工作强度；然后控制器控制第一液压缸7和第二液压缸8伸缩，从而使得滚筒支架2旋转靠近底鼓；接着控制器控制第三伺服电机28和第四伺服电机29分别带动第一滚筒9、第二滚筒10高速旋转，使得第一滚筒9、第二滚筒10上的截齿11破碎底鼓。
76.若检测识别模块检测到超前液压支架前部的底鼓位于超前液压支架1的两侧(采前修复装置需要处于第二工作状态)，检测识别模块将检测到的底鼓数据发送至控制器，在第一工作状态的基础上，控制器控制直线电机30带动滚筒连接轴23缩回，接着控制器控制第一伺服电机5转动，第一伺服电机5通过第二转轴12带动第一支撑板25转动，转动的第一支撑板25带动第一滚筒9以第二转轴12为圆心继续向外旋转90
°
；随后控制器控制第二伺服电机6转动，第二伺服电机6通过第三转轴27带动第二支撑板26转动，转动的第二支撑板26带动第二滚筒10以第三转轴27为圆心继续向外旋转90
°
，此时第一滚筒9和第二滚筒10处于第二工作状态；然后控制器控制第三伺服电机28和第四伺服电机29分别带动第一滚筒9、第二滚筒10高速旋转，使得第一滚筒9、第二滚筒10上的截齿11破碎底鼓。
77.采前修复装置需要从初始状态直接进入第二工作状态时，控制器控制第一伺服电机5转动，第一伺服电机5通过第二转轴12带动第一支撑板25转动，转动的第一支撑板25带动第一滚筒9以第二转轴12为圆心向外旋转180
°
；随后控制器控制第二伺服电机6转动，第二伺服电机6通过第三转轴27带动第二支撑板26转动，转动的第二支撑板26带动第二滚筒10以第三转轴27为圆心向外旋转180
°
；第一滚筒9和第二滚筒10依次旋转，避免两者在旋转过程中发生碰撞，第一滚筒9和第二滚筒10的长度之和与超前液压支架1的宽度相同，使得超前液压支架1前的底鼓能被全面清除。
78.本发明提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置，通过第一滚筒和第二滚筒的第一次旋转，达到第一工作状态，第三伺服电机和第四伺服电机分别带动第一滚
筒、第二滚筒高速旋转对超前液压支架前方的底鼓进行清理；再通过第一滚筒和第二滚筒的第二次旋转，达到第二工作状态，第三伺服电机和第四伺服电机分别带动第一滚筒、第二滚筒高速旋转对超前液压支架两侧的底鼓进行清理；利用该采前修复装置清除底鼓对超前液压支架群组移架的影响，无需矿下工作人员手动清除底鼓，在控制器的控制下，利用检测识别模块识别底鼓，利用修复模块自动破碎底鼓，利用清障导向模块清除破碎后的底鼓，自动完成巷道修复工作，提高井下工作的效率与智能化程度。
79.在本发明的描述中，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”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。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。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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，而不是指示或者暗示所指的装置或者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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
80.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
81.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。