一种井下可移动式智能升降液压支架及其探测装置

1.本发明涉及煤矿开采技术领域，具体的说，尤其涉及一种井下可移动式智能升降液压支架及其探测装置。


背景技术：

2.液压支架是指以液压为动力实现升降、前移等运动，是用来控制采煤工作面矿山压力的设备。同时，采煤工作面矿压以外载的形式作用在液压支架上，可靠地支撑顶板，有效地隔离采空区，防止矸石进入工作面。所以液压支架是综采工作面回采的主要支护设备，但由于本身体积重、吨位大，在巷道中安装回收的技术难度高，进架、出架往往要占用很长的工作时间，对矿井生产衔接造成很大影响；同时，井下煤矿巷道支护区域不同支护位置需要的支护强度也不同，而现如今液压支架功能单一，导致井下多种支护设备并存，不利于支护设备的管理；现有的井下液压支架存在支护面积小，顶板和液压支架的稳定性有待提高，不能对巷帮煤壁进行有效支护，难以设计移动装置等缺点，需要借助特殊的搬运设备进行搬移等。
3.公告号cn114017088a公开了一种具有护帮机构的液压支架，对其巷道煤壁进行护帮，设置了辅助支撑千斤顶组件对护帮梁进行辅助支撑，虽解决了支护问题，但支护距离有限，不能形成整体的延伸，且不能够折叠收纳，不利于移动。
4.公告号cn113803101a公开了一种液压支架，通过巷道壁向下凸出位置会挤压支撑快，并将支撑块压入顶板内，提升顶板与巷道顶壁的接触面，但上述结构对巷道顶壁的压力不能随时观测，且液压支架本身过于重大，不易移动。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种井下可移动式智能升降液压支架及其探测装置，针对上述液压支架本身重大，不利于移动，本发明通过加入球形磁悬浮轮子，采用无线控制的方式使其可移动；为了提升了顶板和液压支架固定的稳定性，设置了多级立柱和长度调节器；在巷道顶板凹凸不平，不能更有效的使液压支架和巷道顶板接触紧密，通过加入支撑顶解决该问题；同时，提供一种折叠收纳的结构，通过液压缸进行翻转，形成顶板的翻转延伸，延长了整体的支撑距离，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.本发明实现发明目的采用如下技术方案：
7.一种井下可移动式智能升降液压支架及其探测装置，包括底座、支撑顶板和连接在底座之间的主连杆和次连杆，同时还有多级立柱、伸缩母柱和伸缩子柱支撑在底座和支撑顶板之间，其特征在于：所述底座下方的有4个可移动的球形磁悬浮轮子，所述支撑顶板上设有多个可调节的支撑顶，每个所述支撑顶均包括压力传感器和支撑板，所述每个伸缩母柱和伸缩子柱中间均连接长度调节器，所述连接板通过转动装置和支撑顶板连接，连接板另一端连接前探顶板，前探顶板接连延长整体支撑距离的末端顶板。
8.作为优选，本发明提供的一种井下可移动式智能升降液压支架及其探测装置，其
特征在于：所述可移动液压支架带有球形磁悬浮轮子，所述磁悬浮轮子连接在底板和推移装置之间，所述球形磁悬浮轮子共4个，所述底板中的数据盒、蓄电池、无线发射模块、电磁铁和功率放大器用于控制球形磁悬浮轮子的运行。
9.作为优选，本发明提供的一种井下可移动式智能升降液压支架及其探测装置，其特征在于：所述立柱为多级可伸缩式，增加支撑的高度，各级立柱之间均带有防滑卡扣。所述伸缩母柱和伸缩子柱之间连接长度调节器，所述长度调节器包含信号接收器、固定钢珠和弹簧。
10.作为优选，本发明提供的一种井下可移动式智能升降液压支架及其探测装置，其特征在于：所述测压装置包含支撑顶板和支撑顶，每个所述支撑顶均包括压力传感器和支撑板，所述支撑顶板包括转换、接受压力数据的压力转换器和数据接收器。
11.本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：
12.1、本发明中，通过球形磁悬浮轮子，利用了磁悬浮技术，通电时由电磁铁产生高频电磁场使球形磁悬浮轮子表面产生涡流，来实现轮子的悬浮，不通电时轮子自然吸起，使底座与地面接触，从而达到液压支架静止状态；采用球形的轮子可以使液压支架可以不限方向的运动；在底座中加入无线发射模块，使工作人员可以通过遥控设备控制轮子的运转，从而带动液压支架的运动，使其液压支架可便捷移动。
13.2、本发明中，通过调节支撑顶中的千斤顶，使每个支撑顶与顶板凹凸不平的顶壁紧密贴合，进一步增加了巷道顶壁和顶板的接触面积，明显增加了液压支架的支撑效果；同时在支撑板中加入了压力传感器，通过支撑顶板中的压力转换器将压力的数字信号转换为模拟信号，再通过数据接收器接受信号，最后将模拟信号以脉冲形式(脉冲信号显示为-1、0、1。-1为未紧密接触，0为紧密接触，1为过紧密接触)传递给工作人员，使工作人员可以在矿场外接受到压力数据，从而有效的提高了采煤工作面作业的安全性。
14.3、本发明中，采用多级立柱伸缩结构，立柱通电时可以自由伸缩，断电后防滑卡扣卡死，从而固定立柱，提升了顶板和液压支架固定的稳定性，多级立柱更是增加支撑的高度。
15.4、本发明中，伸缩母柱和伸缩子柱之间的高度调节器通过弹簧可以精准的将固定钢卡入伸缩子柱的限位槽中，增加顶板和底座的稳定性；通过长度调节器上的信号接收器，可以接受工作人员给出的距离信号，再根据工作人员给定的信号进行距离的调节，从而实现远程控制，使其操作更加便捷。
16.5、本发明中，采用连接板连接支撑顶板，连接板另一端连接前探顶板，前探顶板连接末端顶板，延长整体的支撑距离；采用折叠收纳的结构，通过液压缸进行翻转，形成顶板的翻转延伸，兼顾两种支护结构，简化设备，使用方便，使其设备管理更便捷。
附图说明
17.图1是本发明一种井下可移动式智能升降液压支架及其探测装置的侧视图；
18.图2是本发明的底座与球形磁悬浮轮子的立体结构图；
19.图3是本发明的立柱的立体结构图；
20.图4是本发明的测压模块的结构示意图；
21.图5是本发明的支撑顶的结构示意图；
22.图6是本发明的长度调节器的结构示意图；
23.图7是本发明的支撑顶板、连接板、前探顶板和末端顶板的俯视图；
24.其中，一种井下可移动式智能升降液压支架及其探测装置的侧视图：1、底座；2、球形磁悬浮轮子；3、推移装置；4、主连杆；5、次连杆；6、立柱；7、伸缩母柱；8、伸缩子柱；9、支撑顶板；10、支撑顶；11、连接板；12、前探顶板；13、长度调节器；14、末端顶板；15、限位槽；16、液压缸；17、转动装置；
25.底座与球形磁悬浮轮子的立体结构图：1-1、数据盒；1-2、蓄电池；1-3、无线发射模块；1-4电磁铁；1-5功率放大器；
26.立柱的立体结构图：6-1、一级立柱；6-2、二级立柱；6-3、三级立柱；6-4、防滑卡扣；
27.测压模块的结构示意图：9-1、压力转换器；9-2、数据接收器；
28.支撑顶的结构示意图：10-1、压力传感器；10-2、支撑板；
29.长度调节器的结构示意图：13-1、固定钢珠；13-2、弹簧；13-3、信号接收器。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，以下通过具体实施例对本发明做进一步解释说明。
31.在本发明的描述中，需要理解的事，术语：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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，因此不能理解对本发明的限制。
32.此外，术语“主”、“次”、“一级”、“二级”、“三级”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“主”、“次”、“一级”、“二级”、“三级”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“连接”、“调节”应做广义理解。
33.如图1所示，本发明实施方式提供一种井下可移动式智能升降液压支架及其探测装置，包括底座1、支撑顶板9和连接在底座1之间的主连杆4和次连杆5，同时还有多级立柱6、伸缩母柱7和伸缩子柱8支撑在底座1和支撑顶板9之间，其特征在于：所述底座1下方的有4个可移动的球形磁悬浮轮子2，所述支撑顶板9上设有多个可调节的支撑顶10，每个所述支撑顶10均包括压力传感器10-1和支撑板10-2，所述每个伸缩母柱7和伸缩子柱8中间均连接长度调节器13，所述连接板11通过转动装置17和支撑顶板9连接，所述连接板11另一端连接前探顶板12，所述前探顶板12接连延长整体支撑距离的末端顶板14。
34.如图2所示，所述可移动液压支架带有球形磁悬浮轮子2，所述磁悬浮轮子2连接在底板1和推移装置3之间，所述球形磁悬浮轮子2共4个，所述底板1中的数据盒1-1、蓄电池1-2、无线发射模块1-3、电磁铁1-4和功率放大器(1-5)用于控制球形磁悬浮轮子2的运行。
35.如图3和图6所示，所述立柱6为多级可伸缩式，包括一级立柱6-1、二级立柱6-2、三级立柱6-3等多级立柱，增加支撑的高度，同时各级立柱之间均带有防滑卡扣6-4。所述伸缩母柱7和伸缩子柱8之间连接长度调节器13，所述长度调节器13包含信号接收器13-3、固定
钢珠13-1和弹簧13-2。
36.如图4和图5所示，：所述测压装置包含支撑顶板9和支撑顶10，每个所述支撑顶10均包括压力传感器10-1和支撑板10-2，所述支撑顶板9包括转换、接受压力数据的压力转换器9-1和数据接收器9-2。
37.如图7所示，所述支撑顶板9通过转动装置17连接到连接板11，所述连接板11由液压缸支撑连接，所述连接板11另一端再通过转动装置17连接到前探顶板12，所述前探顶板12可以通过长度调节器13调节支撑距离，所述前探顶板12另一端连接末端顶板14。
38.工作原理：底座1上装有电磁铁1-4，采煤工作面地面上则安装线圈，通电时，由地面线圈产生磁场极性与底座1上电磁铁1-4的极性总保持相同，两者“同性相斥”，通过功率放大器1-5增大排斥力使球形磁悬浮轮子2表面产生涡流，实现轮子的悬浮，再通过控制装置(遥控器、plc)控制球形磁悬浮轮子2，达到所需的运动轨迹，将液压支架移动到工作区域后，使轮子断电，地面上线圈与底座1上的电磁铁不在保持相同的极性，则轮子自由落下，底座1与地面密切接触，从而达到液压支架静止状态；然后通过主连杆4和次连杆5对支撑顶板9进行支撑，使支撑顶10与采煤工作面顶壁接触，同时立柱6分别调节一级立柱6-1、二级立柱6-2、三级立柱6-3等多级立柱使其对应到最佳位置，同时伸缩母柱7、伸缩子柱8在长度调节器13上的信号接收器13-3的信号下，接受工作人员给出的距离信号，再根据工作人员给定的信号进行距离的调节，调节至最佳位置，之后防滑卡扣6-4锁死、固定钢珠13-1同时锁死在对应的限位槽15中，使液压支架整体保持稳定，之后每个支撑顶10细微调节支撑板10-2，使每个支撑板10-2与凹凸不平的巷道顶壁紧密结合，同时在支撑板中加入了压力传感器10-1，通过支撑顶板9中的压力转换器9-1将压力的数字信号转换为模拟信号，再通过数据接收器9-2接受信号，最后将模拟信号以脉冲形式传递给工作人员，工作人员通过脉冲信号判断是否紧密结合，工作人员对支撑板10-2进行调节，最终使支撑顶板9和巷道顶壁更紧密的结合，提升了顶板和液压支架的稳定性；最后通过液压缸16控制连接在支撑顶板9的连接板11，使前探顶板12沿着连接板11翻转、展开，通过长度调节器13调节至最佳位置后，前探顶板12、连接板11和支撑顶板9齐平，在井下形成支撑前探，再通过转动装置17将末端顶板14进行翻转，形成延长，完成超长的支撑，提高整体的支撑稳定性，达到对采煤工作面的支护目的，降低安全隐患。
39.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。