一种运输顺槽单体液压支柱撤运支装备、机械手和方法与流程

1.本发明涉及矿山超前支护技术领域，尤其涉及一种运顺平巷单体液压支柱撤运支装备、该装备中使用的机械手和一种运输顺槽单体液压支柱撤运支方法。


背景技术：

2.运输顺槽是煤矿采煤工作面的安全出口和煤炭运输通道，受采煤工作面的影响，运输顺槽靠近采煤工作面的一段，支承压力大、顶板变形破坏范围大、冒落安全风险高，因此《煤矿安全规程》规定，该区域必须进行加强支护。该区域有煤炭转运设备，无法采用大型超前支护装备，目前采用多根单体液压支柱进行加强支护。随着采煤工作面的不断推进，需要将近端的液压单体支柱回撤，并运移至液压单体支柱队列的远端，与最远端的液压单体支柱间隔设定后，重新架设，从而达到超前支护的目的。
3.目前，液压单体支柱在回撤、运送前移和再次架设的环节上，都是通过人工完成的，在回撤和架设环节，至少需要2个人协同作业，在操作沉重的液压单体支柱时存在倾倒伤人的安全隐患，在运移环节，人工搬运的劳动强度大、效率低，并且随着巷道高度的增加，液压单体支柱重量会随之增加，这导致人工搬运的难度越来越大。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种运顺平巷单体液压支柱撤运支装备，已解决液压单体支柱在超前支护过程中自动化程度不足的问题。本发明的目的之二在于提供一种在运顺平巷单体液压支柱撤运支装备中使用的机械手，本发明的目的之三在于提供一种运输顺槽单体液压支柱撤运支方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种运输顺槽单体液压支柱撤运支装备，该装备至少包括：支撑平台，所述的支撑平台安装设置于转载机本体上；运送机构，所述的运送机构位于所述的支撑平台上，沿巷道长度方向运动；机械手，所述的机械手连接在所述运送机构上，用于调控巷道中的单体液压支柱。
8.进一步的，所述支撑平台包括平台部分和支撑部分，所述的平台部分在巷道长度方向固定设置于转载机本体上方，所述的支撑部分以转载机本体为基础稳定支撑起所述的平台部分。
9.进一步的，所述的运送机构包括动力装置和滑动平台，所述的滑动平台与所述动力装置连接，并在所述动力装置的驱动下带动与其连接的所述机械手沿巷道长度方向往复运动；所述的机械手连接于滑动平台，与滑动平台沿沿巷道长度方向往复运动。
10.进一步的，所述的滑动平台接触连接于所述的支撑平台，在所述支撑平台的平台部分上沿巷道长度方向往复运动；所述的机械手连接于所述的滑动平台，与所述的滑动平
台沿沿巷道长度方向往复运动。
11.进一步的，所述动力装置固定安装在所述支撑平台或者所述的滑动平台上。
12.一种在上述所述的运输顺槽单体液压支柱撤运支装备中使用的机械手，所述机械手包括位置调整机构以及连接在所述位置调整机构上的夹紧装置，其中位置调整机构安装在滑动平台上，用于调整所述夹紧装置的位置，夹紧装置在与其连接的位置调整机构的带动下按需求夹紧或放松单体液压支柱。
13.进一步的，所述的位置调整机构包括：巷道宽度方向上的内外伸缩机构以及重力方向上的上下伸缩机构；其中，所述内外伸缩机构安装在滑动平台上，用以调整机械手的内外位置；所述上下伸缩机构安装在内外伸缩机构的伸缩部件上，用以调整机械手的上下位置；所述的夹紧装置与所述位置调整机构之间活动连接。
14.一种运输顺槽单体液压支柱撤运支方法，包括如下步骤：
15.所述运移机构的动力装置带动所述机械手由所述支撑平台移至单体液压支柱所处的位置；
16.机械手抓住所述单体液压支柱离开巷道底板；
17.机械手在所述动力装置的带动下由运移机构将单体液压支柱运移至工作位置；
18.机械手控制单体液压支柱支撑于巷道顶底板之间；
19.机械手完全撤离单体液压支柱，完成一个单体液压支柱撤运支循环。
20.进一步的，在将所述单体液压支柱运移至所述工作位置的步骤中，还包括对单体液压支柱进行支撑位置进一步调整的步骤。
21.本专利的优点有：
22.首先，本发明利用了随着开采工作面的推进，转载机也会随之前移特性，以转载机作为安装基础，将撤支运装备安装在转载机上方的空间，充分利用巷道的上部空间；随着转载机移动，使得装备整机方便的移动，进而解决了单体液压支柱撤支运装置随着采场的推进，需要向前同步推进费工费时的问题。
23.其次，本发明中设置在转载机上的运移机构，借助于转载机的移动以及本身的移动功能，实现了单体液压支柱的机械化运移，很大程度上降低了工人劳动强度，提升了作业效率；
24.另外，本发明方案中机械手的使用，实现了单体液压支柱在回撤、运移、架设全工序的机械化作业，单体液压支柱的作业效率明显改善，提高了超前支护领域的自动化程度，降低工人劳动强度，避免了支柱倾倒伤人的安全隐患。
25.且本发明的方案通用性强，适用于所有具有桥式转载机的工作面。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
27.图1为本发明在实施例一中运顺平巷单体液压支柱撤支装备的安装示意图；
28.图2为本发明在实施例一中运顺平巷单体液压支柱撤支装备的结构示意图；
29.图3为本发明在实施例二中运顺平巷单体液压支柱撤支装备的安装示意图；
30.图4为本发明在实施例三中运顺平巷单体液压支柱撤支装备的安装示意图；
31.图5为本发明中机械手的第一种结构形式的示意图；
32.图6为本发明中机械手的第二种结构形式的示意图；
33.其中，1液压单体支柱、2转载机本体、3支撑平台、4导轨、5机械手、6横向前支撑架、7顺梁、8横向后支撑架、9动力装置、10主动链轮、11滑动平台、12内外伸缩机构、13上下伸缩机构、14夹紧装置、15从动链轮、16链条、17滑套、18内外伸缩套、19内外伸缩板。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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。
37.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
38.实施例一
39.结合图1和图2所示，为本实施例提供的一种运顺平巷单体液压支柱撤运支装备的第一种具体实施例，本实施例中，巷道内设有转载机以及用于支撑巷道顶板的单体液压支柱，在工作中，在转载机本体2的一侧设置有单排的多个单体液压支柱1，本发明的装备安装在转载机本体上，在本实施例中，在运顺平巷单体液压支柱撤运支装备的近单体液压支柱侧安装有机械手5，其中单体液压支柱1为液压伸缩结构，单体液压支柱1的两端通过支顶在巷道底板和巷道顶板，起到支撑巷道顶板的作用。
40.进一步参考图1以及图2可见，在本实施例中的撤运支装备具体包括有：支撑平台3，支撑平台3安装设置于转载机本体2上；支撑平台3包括：平台部分和支撑部分，在本实施例中，平台部分具体可由由两根顺梁7平行且间隔一定距离构成，在巷道长度方向固定设置于转载机本体2上方，支撑部分具体由前支撑架6和横向后支撑架8构成，横向前支撑架6和横向后支撑架8设置在顺梁7的长向两端，横向前支撑架6和横向后支撑架8具有设定高度，该设定高度根据转载机本体2的倾斜程度而定，其目的是使顺梁7保持水平，这样在运送机构做直线的往复移动时，能够保持匀速移动。通过横向前支撑架6和横向后支撑架8以转载机本体2为基础稳定支撑起平台部分。另外在本实施例中，由于转载机本体2本身具有一定
的倾斜角度，因此可以按照需求，平台部分的前端可以直接固定在转载机本体2上，利用横向后支撑架8以及转载机本体前端的支撑点将本装备的平台部分固定支撑于转载机本体上方。另外本装备的平台部分也可以采用转载机侧面设置的支撑点将平台部分支撑于转载机本体2上方，鉴于该支撑方式可采用现有的焊接，铰接等其他现有方式实现，因此不在此进行赘述。
41.本装备的运送机构位于支撑平台3上，并可沿巷道长度方向上运动；进一步参考图1以及图2所示的结构，在本实施例中，运送机构包括：动力装置9和滑动平台11，滑动平台11接触连接在顺梁7上，具体在本实施例中，在顺梁7上部设置有导轨4的结构，滑动平台11下部设置有与导轨4相配合的滑槽结构，通过滑槽结构使滑动平台11连接在顺梁7上，并沿顺梁7的长度方向往复运动，由于顺梁7是沿着巷道的长度方向设置的，使得滑动平台11在支撑平台3上沿巷道长度方向往复运动。
42.滑动平台11与动力装置9连接，在本实施例中，动力装置9具体为电动机以及与其相连的链条传动装置，动力装置9固定在顺梁7的端部，或者固定在顺梁7端部的横向后支撑架8上，动力装置9与链条传动装置动力连接，具体的说，链条转动装置包括：主动链轮10、从动链轮15和链条16，主动链轮10与动力装置9的动力输出端连接，链条16啮合在主动链轮10和从动链轮15上。
43.在本实施例中，滑动平台11与动力装置9的连接方式还可以是：动力装置9为活塞缸，活塞缸是液压缸或气缸中的一种，活塞缸沿顺梁7长度方向设置，动力装置9固定在顺梁7的端部，或者固定在顺梁7端部的横向后支撑架8上，活塞缸的活塞杆连接在滑动平台11上，通过活塞杆的伸缩，带动滑动平台11往复运动。
44.在本实施例中，滑动平台11与动力装置9的连接方式还可以是：在滑动平台11上设置有齿轮，沿顺梁7长度方向设置有与所示齿轮相啮合的齿条。动力装置9为设置在滑动平台11上的电动马达，由电动马达驱动齿轮正向转动或反向转动，通过齿轮在齿条上的移动，带动滑道平台11往复运动。
45.在本实施例中，在单侧设置有单体液压支柱1时，在运顺平巷单体液压支柱撤运支装备的同侧设置一个或者多个机械手5，根据具体需求，多个机械手可以同时或者间隔的进行单排或同侧多排单体液压支柱的撤运支以及位置调整的动作。另外，单体液压支柱可以设置在转载机本体的两侧，因此机械手5也可以成对地安装在运送机构的滑动平台11上的两侧，在动力装置9的驱动下与滑动平台11沿巷道长度方向往复运动，用于调控巷道中位于转载机本体两侧的单排或多排单体液压支柱1。在本实施例中，所述的机械手可采用现有技术中的技术来实现，其原理和功能在此不进行赘述。
46.在巷道内工作时，转载机本体2随着采场的前进不断推进，设置在转载机本体2上方的运顺平巷单体液压支柱撤支装备也随着转载机本体2同步向前推进。在推进过程中，本发明的装备对单体液压支柱进行撤运支的循环操作以对工作面的巷道顶板做出支撑。
47.实施例二
48.如图3所示，为本实施例提供的一种运顺平巷单体液压支柱撤运支装备的第二种具体实施例，本实施例中在巷道内的转载机本体2的两侧分别设置了单排的单体液压支柱1，并在运顺平巷单体液压支柱撤运支装备的两侧均安装了机械手5。与实施例一相同的部分不再赘述，不同之处在于，在顺梁7上设置两个相邻的滑动平台11，在每个滑动平台11上
设置一个机械手5，两个机械手5分置在相对的两侧，通过机械手5手完成对应侧的液压单体支柱1回撤、运移、支护。两个滑动平台11同时与动力装置9连接，由动力装置9同时驱动两个滑动平台11同步移动。
49.机械手5和滑动平台11的数量可以根据使用情况灵活配置，并不局限于本实施例中的两个，可以是两个以上得到多个机械手5和滑动平台11。
50.当动力装置9为电动机，并与链条转动装置连接时，两个滑动平台11均固定在链条16上，由链条16带动两个滑动平台11往复移动；当动力装置9为活塞缸时，两个滑动平台11固定在活塞杆上，由活塞缸带动两个滑动平台11往复移动；当动力装置9为设置在滑动平台11上的电动马达时，在每个滑动平台11上均设置有齿轮，通过齿轮在齿条上移动的方式带动两个滑动平台11往复移动。对于实施例一中在巷道内转载机本体2的一侧设置了单排的单体液压支柱1的情况而言，也可采用本实施例的运顺平巷单体液压支柱撤运支装备。
51.实施例三
52.如图4所示，为本实施例提供的一种运顺平巷单体液压支柱撤运支装备的第三种具体实施例，本实施例中在巷道内转载机本体2的一侧设置了多排的单体液压支柱1，并在运顺平巷单体液压支柱撤运支装备的同一侧安装了两个机械手5。与实施例一相同的部分不再赘述，不同之处在于，在顺梁7上设置两个相邻的滑动平台11，在每个滑动平台11上设置一个机械手5，两个机械手5设置在靠近单体液压支柱1的同侧，通过机械手5手完成对应侧的液压单体支柱1回撤、运移、支护。两个滑动平台11同时与动力装置9连接，由动力装置9同时驱动两个滑动平台11同步移动。
53.机械手5和滑动平台11的数量可以根据使用情况灵活配置，并不局限于本实施例中的两个，可以是两个以上得到多个机械手5和滑动平台11。
54.当动力装置9为电动机，并与链条转动装置连接时，两个滑动平台11固定在链条16上，由链条16带动两个滑动平台11往复移动；当动力装置9为活塞缸，两个滑动平台11固定在活塞杆上，由活塞缸带动两个滑动平台11往复移动；当动力装置9为设置在滑动平台11上的电动马达时，在每个滑动平台11上均设置有齿轮，通过齿轮在齿条上移动的方式带动两个滑动平台11往复移动。对于实施例一中在巷道内转载机本体2的一侧设置了单排的单体液压支柱1的情况而言，也可采用本实施例的运顺平巷单体液压支柱撤运支装备。
55.实施例四
56.如图5和图6所示为，一种在上述实施例一至实施例四的运输顺槽单体液压支柱撤运支装备中使用的机械手的具体实施例，在本实施例中，机械手包括位置调整机构以及连接在位置调整机构上的夹紧装置14，夹紧装置14，位置调整机构安装在滑动平台11上，用于调整夹紧装置14的位置，夹紧装置14在与其连接的位置调整机构的带动下按需求夹紧或放松单体液压支柱。
57.位置调整机构包括：巷道宽度方向上的内外伸缩机构12以及重力方向上的上下伸缩机构13；其中，内外伸缩机构12安装在滑动平台11上，在本实施例中，滑动平台11由两个滑套17构成，滑套17安装在顺梁7上部的导轨4上，能够沿导轨4往复滑动，两个滑套17之间连接有内外伸缩套18，内外伸缩板19插置在滑套17和内外伸缩套18中，由推动装置推动内外伸缩板19在巷道的宽度方向上移动，用以调整机械手5的内外位置；当滑动平台11不限于图5中的形式时，参考图6，内外伸缩套18固定在滑动平台11上，内外伸缩板19插置在内外伸
缩套18中，由推动装置推动内外伸缩板19在巷道的宽度方向上移动，用以调整机械手5的内外位置；上下伸缩机构13安装在内外伸缩机构13的内外伸缩板19上，在本实施例中上下伸缩机构13具体为伸缩油缸，加紧机构14活动连接在伸缩油缸的活塞杆上，加紧机构14为左右两个夹爪，其中，一个固定夹爪，一个活动夹爪，通过控制活动夹爪与固定夹爪的间距来实现抓取和释放。
58.在本发明的方案中，结合附图可见，采用本发明的装备进行的运顺平巷单体液压支柱撤支方法可包括以下步骤：
59.设置在转载机本体上支撑平台上的运移机构带动机械手在转载机本体长度范围内移动；
60.所述的机械手在所述运移机构的带动下调控所述单体液压支柱的位置。
61.根据上述步骤并结合附图可见，本方法具体可采用以下步骤：
62.1.本装备中的动力装置9驱动主动链轮10带动机械手5平移到支撑在转载机侧面距离采场最近的单体液压支柱附近即单体液压支柱1位置；
63.2.调整机械手5的上下伸缩机构13和内外伸缩机构12，使夹紧装置14处于指定位置，也就是单体液压支柱1的位置；
64.3.夹紧装置14夹紧离采场最近的单体液压支柱1后，通过内置的油路对接装置将单体液压支柱1活塞杆收缩后，调整上下伸缩机构13，带动单体液压支柱1完全离开巷道底板解除对巷道顶板的支撑；
65.4.调整机械手上的内外伸缩机构12，带动单体液压支柱1离开液压单体支柱组一定距离；向运送机构一侧移动，使其置于其他单体液压支柱与运送机构之间；
66.5.动力装置9，带动驱动链轮9将机械手5和单体液压支柱1调整液压单体支柱组的尾部；
67.6.调整内外伸缩机构12，带动单体液压支柱1与液压单体支柱组对齐；
68.7.调整上下伸缩机构13，带动单体液压支柱1完全接触巷道底板；打出液压单体支柱1的活塞杆，使其支护与于巷道顶底板之间；
69.8.调整夹紧装置14松开该位于支柱组尾部的单体液压支柱1；调整内外伸缩机构12，使得机械手完全离开单体支柱，进而单体液压支柱支撑于巷道顶板；
70.9.转载机本体2随着采场的推进向前推进一个步距时，设置在转载机本体2上方的单体液压支柱撤支运装置装备也随着转载机本体2同步向前推进一个步距，至此重复步骤1-8，完成液压单体液压支柱的撤支运循环。
71.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。