掘进机器人系统的制作方法

1.本发明涉及煤矿设备技术领域，具体涉及一种掘进机器人系统。


背景技术：

2.目前煤矿巷道掘进普遍使用掘进机及锚杆钻车，掘进机负责巷道断面截割成型。锚杆钻车是进行巷道中锚杆锚索的锚护作业。
3.在巷道开掘生产中，截割、落料、转载等环节均会产生高浓度粉尘。为了改善井下作业环境，保证工人作业安全，需要对巷道进行排风作业。


技术实现要素：

4.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：
5.相关技术中掘进系统的排风通道通过多段排风管依次拼接形成，有的悬挂在巷道壁上，有的架设在掘进机后面的输送设备上，随着掘进工作面推进，排风管也需要向前移设，从而满足工作面除尘需要。本技术的发明人研究发现，相关技术中掘进系统，排风管悬挂在巷道壁上影响锚护作业空间，人工拆装移设排风管增加工人劳动强度；排风管架设在输送设备上会影响锚杆钻车前后移动，锚杆钻车的作业位置受掘进机位置影响比较大，无法自由作业，影响掘进效率。
6.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掘进机器人系统，锚护机器人与掘进机器人可平行作业，无需频繁移设排风管，也避免锚护机器人对掘进机器人的作业造成影响。
7.根据本发明实施例的掘进机器人系统包括：掘进机器人，所述掘进机器人用于巷道掘进；输送部件，所述输送部件用于输送矿料，且所述输送部件与所述掘进机器人相连；锚护机器人，所述锚护机器人用于支护巷道，所述锚护机器人与所述掘进机器人在所述巷道的延伸方向上间隔布置，所述锚护机器人在所述掘进机器人的掘进方向上位于所述掘进机器人的下游，所述锚护机器人跨设在所述输送部件上，且所述输送部件在所述巷道延伸方向上可移动；柔性排风组件，所述柔性排风组件用于巷道排风，所述柔性排风组件的一端与所述锚护机器人相连，所述柔性排风组件的另一端与所述输送部件相连，所述柔性排风组件在所述巷道的延伸方向上可伸缩。
8.根据本发明实施例的掘进机器人系统，锚护机器人与掘进机器人可平行作业，无需频繁移设排风管，也避免锚护机器人对掘进机的作业造成影响。
9.在一些实施例中，所述柔性排风组件包括柔性风筒、风筒架和风筒接头，所述风筒接头与所述锚护机器人相连，所述风筒架与所述锚护机器人在所述巷道的延伸方向上间隔布置，且所述风筒架与所述输送部件相连，所述柔性风筒的一端与所述风筒接头相连，所述柔性风筒的另一端与所述风筒架相连，所述柔性风筒在所述巷道的延伸方向上可伸缩。
10.在一些实施例中，所述风筒架包括连接套筒和安装架，所述安装架与所述连接套筒相连，所述连接套筒与所述柔性风筒相连，所述安装架与所述输送部件相连。
11.在一些实施例中，所述掘进机器人系统还包括绞车和牵引绳，所述绞车与所述锚护机器人相连，所述牵引绳的一端与所述绞车相连，所述牵引绳的另一端与所述风筒架相连。
12.在一些实施例中，所述柔性排风组件还包括多个吊环，多个所述吊环分别与所述柔性风筒相连，且多个所述吊环在所述柔性风筒的长度方向上间隔布置，所述吊环套设在所述牵引绳上，且所述吊环在所述柔性风筒的长度方向上可移动。
13.在一些实施例中，所述柔性排风组件包括第一柔性排风组件和第二柔性排风组件，所述第一柔性排风组件和第二柔性排风组件在所述巷道的延伸方向上相对布置，且所述第一柔性排风组件和第二柔性排风组件相互连通。
14.在一些实施例中，所述掘进机器人系统还包括连接管，所述连接管固定在所述锚护机器人上，所述连接管的一端与所述第一柔性排风组件中的所述风筒接头连通，所述连接管的另一端与所述第二柔性排风组件中的所述风筒接头连通。
15.在一些实施例中，所述柔性排风组件还包括滑轮，所述滑轮与所述连接套筒相连，所述滑轮相对于所述连接套筒可转动，所述牵引绳的一端与一个所述柔性排风组件中的滑轮固定连接，所述牵引绳的另一端绕设在另一个所述柔性排风组件中的滑轮上并与所述绞车相连。
16.在一些实施例中，所述掘进机器人系统还包括导向部件，所述导向部件包括导向支架、第一导向轮组和第二导向轮组，所述导向支架与所述锚护机器人相连，所述第一导向轮组和第二导向轮组分别与所述导向支架相连，且所述第一导向轮组与第二导向轮组在所述巷道的延伸方向间隔布置，且所述第一导向轮组和第二导向轮组每一个均包括两个导向轮，所述第一导向轮组中的两个导向轮在所述导向支架的高度方向上间隔布置，所述第二导向轮组中的两个导向轮在所述导向支架的宽度方向上间隔布置，所述牵引绳穿设在所述第一导向轮组和第二导向轮组之间，且所述牵引绳与所述第一导向轮组和第二导向轮组中的导向轮的外周相接触。
17.在一些实施例中，所述掘进机器人系统还包括除尘部件，所述除尘部件通过风管与所述柔性排风组件连通。
附图说明
18.图1是本发明实施例的掘进机器人系统的结构示意图。
19.图2是本发明实施例的掘进机器人系统中柔性排风组件与锚护机器人配合示意图。
20.图3是本发明实施例的柔性排风组件中风筒架的结构示意图。
21.图4是本发明实施例的导向部件的结构示意图。
22.图5是本发明实施例的导向部件另一角度的结构示意图。
23.附图标记：
24.掘进机器人1，输送部件2，锚护机器人3，
25.柔性排风组件4，柔性风筒41，风筒架42，连接套筒421，安装架422，固定架4221，滑轮支架4222，
26.风筒接头43，吊环44，滑轮45，
27.绞车5，牵引绳6，
28.导向部件7，导向支架71，第一导向轮组72，第二导向轮组73，，除尘部件8，自移式皮带机尾9，连接管10，第一压轮11，第二压轮12。
具体实施方式
29.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。
30.如图1至图5所示，根据本发明实施例的掘进机器人系统包括掘进机器人1、输送部件2、锚护机器人3和柔性排风组件4。
31.具体地，如图1所示，掘进机器人1和锚护机器人3在左右方向上间隔布置，且掘进机器人1位于锚护机器人3的右侧，掘进机器人1用于巷道掘进。
32.需要说明的是，掘进机器人1可以为掘进机。
33.输送部件2用于输送矿料，且输送部件2与掘进机器人1相连。
34.具体地，如图1所示，输送部件2的右端与掘进机器人1的左端相连，需要说明的是输送部件2为胶带转载机，输送部件2穿设在锚护机器人3下方，输送部件2在掘进机器人1的带动下可以在锚护机器人3下方沿左右方向移动。
35.锚护机器人3用于支护巷道，锚护机器人3与掘进机器人1在巷道的延伸方向上(如图1中所示的左右方向)间隔布置，锚护机器人3在掘进机器人1的掘进方向上位于掘进机器人1的下游，锚护机器人3跨设在输送部件2上，且输送部件2在巷道延伸方向上可移动。
36.需要说明的是，如图1所示，掘进机器人1的掘进方向为向右侧掘进，则锚护机器人3位于掘进机器人1的左侧，可以理解的是，当掘进机器人1的掘进方向为向左侧掘进时，则锚护机器人3位于掘进机器人1的右侧。同样，当掘进机器人1的掘进方向为向右侧掘进时，输送部件2同样位于掘进机器人1的左侧，当掘进机器人1的掘进方向为向左侧掘进时，输送部件2位于掘进机器人1的右侧。
37.具体地，如图1所示，锚护机器人3跨设在输送部件2上，锚护机器人3的下方具有供输送部件2沿左右方向移动的行车通道，输送部件2设在行车通道内且在行车通道内可以沿左右方向移动。
38.柔性排风组件4用于巷道排风，柔性排风组件4的一端与锚护机器人3相连，柔性排风组件4的另一端与输送部件2相连，柔性排风组件4在巷道的延伸方向上可伸缩。
39.根据本发明实施例的掘进机器人系统，通过设置柔性排风组件4，当掘进机器人1掘进时，依靠柔性排风组件4在左右方向上可伸缩，从而无需频繁移设排风管，降低劳动强度并提高掘进效率，柔性排风部件可伸缩，锚护机器人3和掘进机器人1可以独立作业，即掘进机器人1向前掘进时，锚护机器人3可保持在原有位置进行支护作业，避免掘进机器人掘进时对锚护机器人3进行牵引从而影响锚护机器人3的作业。
40.在一些实施例中，柔性排风组件4包括柔性风筒41、风筒架42和风筒接头43，风筒接头43与锚护机器人3相连，风筒架42与锚护机器人3在巷道的延伸方向上间隔布置，且风筒架42与输送部件2相连，柔性风筒41的一端与风筒接头43相连，柔性风筒41的另一端与风筒架42相连，柔性风筒41在巷道的延伸方向上可伸缩。
41.具体地，如图2所示，柔性风筒41沿左右方向延伸且在左右方向上可伸缩，风筒接
头43的一端固定在锚护机器人3上，风筒接头43的另一端与柔性风筒41相连，柔性风筒41的另一端与风筒架42相连，风筒架42的下端与输送部件2相连。
42.需要说明的是，柔性风筒41的一端套设在风筒接头43的外部，且柔性风筒41与风筒接头43通过卡箍相连，柔性风筒41的另一端套设在风筒架42的外部，且柔性风筒41通过卡箍与风筒架42相连。
43.本发明实施例，通过设置可以在左右方向上伸缩的柔性风筒41，无需频繁移设排风管，降低劳动强度并提高掘进效率，还避免掘进机器人掘进时对锚护机器人3进行牵引从而影响锚护机器人3的作业，通过设置风筒接头43和风筒架42实现了柔性风筒41两端的固定，使柔性风筒41的伸缩更加平稳。
44.在一些实施例中，风筒架42包括连接套筒421和安装架422，安装架422与连接套筒421相连，连接套筒421与柔性风筒41相连，安装架422与输送部件2相连。
45.具体地，如图3所示，安装架422的数量为两个，两个安装架422的上端分别与套筒的外周面相连，且两个安装架422在套筒的周向上间隔布置，安装架422的下端面与输送部件2的上端面相接触。需要说明的是，安装架422的下端通过螺栓与输送部件2相连。
46.本发明实施例的掘进机器人系统，通过设置套筒能够实现对柔性风筒41的稳定固定，通过安装架422将柔性风筒41与输送部件2的连接，柔性风筒41能够根据输送部件2的移动实现柔性风筒41的伸缩，从而满足不同的掘进作业要求。
47.在一些实施例中，掘进机器人系统还包括绞车5和牵引绳6，绞车5与锚护机器人3相连，牵引绳6的一端与绞车5相连，牵引绳6的另一端与风筒架42相连。
48.具体地，如图2所示，绞车5设在锚护机器人3上，牵引绳6的一端与绞车5固定连接，牵引绳6的另一端与风筒架42相连。
49.本发明实施例的掘进机器人系统，通过设置绞车5和牵引绳6，可以在柔性风筒41被迫压缩和拉长时通过绞车5收放牵引绳6保证柔性风筒41始终吊挂在输送部件2上方，而不至于悬垂到输送的物料上影响物料输送或磨坏柔性风筒41，同时还可根据需要调整柔性风筒41的收缩和伸展长度。例如，当需要增大柔性风筒41的收缩和伸展长度时，增大风筒架42与风筒接头43在左右方向上的间隔距离，当需要减小柔性风筒41的收缩和伸展长度时，缩小风筒架42与风筒接头43在左右方向上的间隔距离。
50.在一些实施例中，柔性排风组件4还包括多个吊环44，多个吊环44分别与柔性风筒41相连，且多个吊环44在柔性风筒41的长度方向上间隔布置，吊环44套设在牵引绳6上，且吊环44在柔性风筒41的长度方向上可移动。
51.具体地，如图2所示，吊环44的下端与柔性风筒41的外壁面相连，吊环44套设在牵引绳6上，且吊环44在牵引绳6上可以在左右方向上移动。
52.本发明实施例的掘进机器人系统，通过设置多个吊环44可以稳定的固定柔性风筒41，避免柔性风筒41发生弯折从而影响正常排风。
53.在一些实施例中，柔性排风组件4包括第一柔性排风组件和第二柔性排风组件，第一柔性排风组件和第二柔性排风组件在巷道的延伸方向上相对布置，且第一柔性排风组件和第二柔性排风组件相互连通。
54.需要说明的是，第一柔性排风组件和第二柔性排风组件的结构相同。
55.具体地，如图1所示，第一柔性排风组件和第二柔性排风组件分别设在锚护机器人
3的左右两侧，第一柔性排风组件设在锚护机器人3的左侧，第二柔性排风组件设在锚护机器人的右侧。
56.本发明实施例的掘进机器人系统，通过设置左右相对布置的两个柔性排风组件4，不仅可以增大柔性风筒41的收缩和伸展的长度，还可使锚护机器人3可以自由的左右移动且无需拆装排风管，进一步增大了锚护机器人3作业的独立性。
57.在一些实施例中，掘进机器人系统还包括连接管10，连接管10固定在锚护机器人3上，连接管10的一端与第一柔性排风组件4中的风筒接头43连通，连接管10的另一端与第二柔性排风组件中的风筒接头43连通。
58.需要说明的是，连接管10与锚护机器人3相连，且连接管10沿左右方向延伸，连接管10的左端与左侧柔性排风组件4中的风筒接头43相连，连接管10的右端与右侧柔性排风组件4中的风筒接头43相连。
59.本发明实施例的掘进机器人系统，通过在锚护机器人3上设置连接管10，可以节省管道在巷道内占用的空间。
60.在一些实施例中，柔性排风组件4还包括滑轮45，滑轮45与连接套筒421相连，滑轮45设在连接套筒421的上方，且滑轮45相对于连接套筒421可转动，牵引绳6的一端与一个柔性排风组件4中的滑轮45固定连接，牵引绳6的另一端绕设在另一个柔性排风组件4中的滑轮45上并与绞车5相连。
61.具体地，如图3所示，套筒的外周上设有固定架4221，固定架4221上设有滑轮45支架4222，滑轮45设在滑轮45支架4222上，且滑轮45相对于滑轮45支架4222可转动，滑轮45的轴线与套筒的轴线正交布置。如图2所示，牵引绳6的右端与位于右侧的滑轮45固定连接，牵引绳6的左端绕设在位于左侧的滑轮45上并最终与绞车5相连。
62.本发明实施例的掘进机器人系统，通过滑轮45、牵引绳6和绞车5的配合，实现一个绞车5和一条牵引绳6同时调节左右两侧柔性风筒41的收缩和伸展，不仅降低了设备制造成本，还可使锚护机器人3可以自由的左右移动且无需拆装排风管。
63.在一些实施例中，掘进机器人系统还包括导向部件7，导向部件7包括导向支架71、第一导向轮组72和第二导向轮组73，导向支架71与锚护机器人3相连，第一导向轮组72和第二导向轮组73分别与导向支架71相连，且第一导向轮组72与第二导向轮组73在巷道的延伸方向(如图1中所示的左右方向)间隔布置，且第一导向轮组72和第二导向轮组73每一个均包括两个导向轮，第一导向轮组72中的两个导向轮在导向支架71的高度方向(如图4中所述的上下方向)上间隔布置，第二导向轮组73中的两个导向轮在导向支架的宽度方向上(如图5中所示的前后方向)间隔布置，牵引绳6穿设在第一导向轮组72和第二导向轮组73之间，且牵引绳6与第一导向轮组72和第二导向轮组73中的导向轮的外周相接触。
64.具体地，如图1、图4和图5所示，导向支架71的下端与锚护机器人3相连，第一导向轮组72中的两个导向轮分别设在导向支架71上，且第一导向轮组72中的两个导向轮相对于导向支架71可转动，第一导向轮组72中两个导向轮在上下方向上间隔布置，牵引绳6设在第一导向轮组72之间，第二导向轮组73中的两个导向轮分别设在导向支架71上，且第二导向轮组73中的两个导向轮相对于导向支架71可转动，第二导向轮组73中两个导向轮在前后方向上间隔布置，牵引绳6设在第二导向轮组72之间。
65.需要说明的是，导向部件7的数量为两个，两个导向部件7分别与锚护机器人3相
连，两个导向部件7分别设在锚护机器人3的左右两侧。
66.本发明实施例的掘进机器人系统，通过设置导向部件7，能够对牵引绳6实施导向，避免牵引绳6的位置发生偏移并与掘进机器人系统中的其他设备发生缠设从而影响掘进进度和作业安全。
67.优选地，如图2所示，在一些实施例中，掘进机器人系统还包括第一压轮11和第二压轮12，第一压轮11和第二压轮12分别设在锚护机器人3的左右两侧，第一压轮11和第二压轮12均设在牵引绳6的上方，且第一压轮11和第二压轮12的外周与牵引绳6的外壁面相接触。
68.本发明实施例的掘进机器人系统，通过设置第一压轮11和第二压轮12，避免牵引绳6与锚护机器人3上的其他部件发生缠设从而影响掘进进度和作业安全。
69.在一些实施例中，掘进机器人系统还包括除尘部件8，除尘部件8通过风管与柔性排风组件4连通。
70.需要说明的是，除尘部件8安装在与输送部件2相连的小车上。
71.具体地，如图1所示，风管的左端与除尘部件8相连，风管的右端与位于左侧的柔性排风组件4中的风筒架42相连。
72.本发明实施例的掘进机器人系统，通过设置除尘部件8可将巷道内的粉尘去除，改善作业环境，提高掘进效率和作业安全性。
73.在一些实施例中，掘进机器人系统还包括自移式皮带机尾9，在掘进方向上，自移式皮带机尾9设在锚护机器人3的下游，安装除尘部件8的小车和输送部件2的至少部分均位于自移式皮带机尾9上，并一起在自移式皮带机尾9上部的轨道上滚动。
74.具体地，如图1所示，自移式皮带机尾9设在锚护机器人3的左侧，左侧的输送部件2部分位于自移式皮带机尾9上，且除尘部件8也位于自移式皮带机尾9上。
75.需要说明的是，除尘部件8相对于自移式皮带机尾9可左右移动，输送部件2的左侧相对于自移式皮带机尾9也可在左右方向上移动，且自移式皮带机尾9在左右方向上也可移动，当自移式皮带机尾9位置固定时，输送部件2和除尘部件8也可以相对于自移式皮带机尾9左右移动。
76.本发明实施例的掘进机器人系统，通过设置自移式皮带机尾9，使得输送部件2左端与自移式皮带机尾9有部分搭接重叠，在掘进系统向前推进时无需频繁移设并加长后部皮带机的长度，从而影响掘进效率。
77.下面参照图1至图5描述本发明实施例的掘进机器人系统的运行原理。
78.当本发明实施例的掘进机器人系统在巷道内开始掘进时，掘进机器人1在巷道内进行掘进，掘进机器人1将巷道内的矿料截割后，通过掘进机器人1自身的装载和输送系统，将矿料转运到输送部件2内，并由输送部件2将矿料输送至自移式皮带机尾9上，并最终运到巷道外。在掘进机器人1进行掘进后，锚护机器人3在掘进机器人1的下游对巷道进行支护，输送部件2和除尘部件8跟随掘进机器人1一起移动，即掘进机器人1向右运动则输送部件2和除尘部件8也向右移动，若掘进机器人1向左移动则输送部件2和除尘部件8也向左移动。
79.当掘进机器人1的行进速度大于锚护机器人3的行进速度时，即锚护机器人3相对于输送部件2向左侧移动，此时，输送部件2推动左侧的柔性风筒41向右移动，则左侧的柔性风筒41收缩，输送部件2带动右侧的柔性风筒41向右移动，则右侧的柔性风筒41伸展，从而
通过左右两侧柔性风筒41的收缩和伸展，抵消掘进机器人1与锚护机器人3之间行进速度的差别，进而使锚护机器人3依旧维持原有行进速度对巷道进行支护或者锚护机器人3对更加远离掘进机器人1的巷道进行支护。此时为保证柔性风筒41不会悬垂，绞车5会自动卷起牵引绳6，使牵引绳6始终处于拉紧状态。
80.当掘进机器人1的行进速度小于锚护机器人3的行进速度时，则锚护机器人3相对于输送部件2向右移动，此时，输送部件2带动左侧的柔性风筒41向左移动，则左侧的柔性风筒41伸展，锚护机器人3拖动右侧的柔性风筒41向右移动，则右侧的柔性风筒41收缩，从而通过左右两侧柔性风筒41的收缩和伸展，抵消掘进机器人1与锚护机器人3之间行进速度的差别，进而使锚护机器人3对更加邻近掘进机器人1的巷道进行支护。此时缠绕在绞车5上的牵引绳6会被自动拉出，使牵引绳6始终处于拉紧状态，从而保证柔性风筒41不会悬垂。
81.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。
82.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。
83.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。
84.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。
85.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。
86.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。