一种液压支架智能安装机及其使用方法技术

技术编号:14638389 阅读:72 留言:0更新日期:2017-02-15 12:37
本发明专利技术涉及一种液压支架智能安装机及其使用方法,该智能安装机包括安装执行系统、销轴孔定位组件及控制系统,控制系统与安装执行系统、销轴孔定位组件电连接用于智能控制安装执行系统、销轴孔定位组件的作业;本发明专利技术通过销轴孔定位组件中的激光灯组件获取液压支架底座、前连杆、后连杆上的铰接孔的坐标信息,通过控制系统在预设的坐标系内完成前连杆、后连杆的移动完成铰接孔的对中,并使用安装执行系统中的机械手抓取特定位置的销轴后将销轴插入铰接孔内,完成前连杆、后连杆和底座的安装以及顶梁与掩护梁的安装。本发明专利技术智能安装机改变了传统的液压支架安装方式,节省人力物力,实现了智能化控制,安装精度高,提升了安装效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液压支架智能安装机及其使用方法,属于液压支架辅助设备

技术介绍
中厚煤层一直是煤矿开采的主采区,作为井下重要支护设备的液压支架,对煤矿安全开采与高效开采具有重要意义。随着煤层开采厚度的不断增加,液压支架的支护高度与调节范围也不断增加,目前我国一些企业甚至研制出了最大支撑高度可达8.8米的特大采高液压支架。液压支架要求具有较强的承载能力,一般为钢铁材料构件焊接而成,因此液压支架质量很大,其部件一般也具有较大的质量,这对液压支架的安装与安装完成后的运输带来了困难。很多液压支架生产企业都是在支架组件焊接完成后,人工完成支架的整架组装,效率低下,液压支架体积庞大、笨重导致人工操作误差很大,液压支架销轴的对心、安装存在很多亟待解决的问题,而且一些生产企业的行车不能满足液压支架整架提升的要求,无法实现整架运输装车。由于液压支架尺寸、重量较大,无法整机直接下井,一般将整机分解成底座、掩护梁、顶梁与前梁等三部分,形成分体下井及巷道运输,当分体液压支架拉运至采煤面后,必须在工作面入口处重新组装,方可运到工作面整体安装。中国专利文献CN201696064U公开了一种液压支架组装机,该技术方案包括起吊转动机构包括底座、顶梁、支座、折叠臂杆、起吊液压缸、丝杠调解支座、起吊转臂、固定起吊杆、滑动起吊杆、旋转液压缸;还设有转动机构、调车机构、底车升降机构、侧向调偏机构和双侧操作台等诸多机构。而现有的液压支架组装机大多解决的是液压支架在综采工作面的安装问题,并且现有的安装设备结构相对复杂,安装过程繁琐,安装精度及安装效率低下。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供一种液压支架智能安装机。本专利技术还提供一种液压支架智能安装机的使用方法。本专利技术的技术方案如下:一种液压支架智能安装机,包括安装执行系统、销轴孔定位组件及控制系统,控制系统与安装执行系统、销轴孔定位组件电连接用于智能控制安装执行系统、销轴孔定位组件的作业;所述安装执行系统包括移动平台组件、起吊装置、夹固装置、机械手组件及后连杆推移油缸组件;移动平台组件用于将液压支架底座移动到目标位置,起吊装置用于将液压支架前连杆、后连杆、顶梁和掩护梁移送到目标位置,机械手组件用于抓取销轴并完成销轴的安装,后连杆推移油缸组件用于推动后连杆;所述销轴孔定位组件包括激光灯组件和投影板组件,通过激光灯组件发射的激光穿过销轴孔在投影板组件上投影,以获取销轴孔的坐标信息并将坐标信息传输给控制系统,用于对销轴孔定位;所述控制系统包括中央控制器、数据存储单元、信号采集处理单元、显示单元和参数设置单元,数据存储单元、信号采集处理单元、显示单元和参数设置单元均与中央控制器连接,所述信号采集处理单元一端连接控制系统,另一端连接投影板。此设计的好处在于,通过信号采集处理单元可以采集激光灯组件发射的激光穿过销轴孔在投影板组件上投影得到的光信号,转化为控制系统可以识别和处理的电信号或数字信号,并将信号处理后传送到控制系统内部。优选的,所述移动平台组件包括中部台座和移动平台,中部台座上设置有三条滑槽,三条滑槽分别为左滑槽、中滑槽和右滑槽,移动平台的底部设置有移动块,移动块设置在中滑槽内并可在中滑槽内滑动;激光灯组件和投影板组件的底端分别滑动设置在右滑槽和左滑槽内。优选的,所述移动平台的上表面设置有后端夹具、左侧向夹具和右侧向夹具,后端夹具位于移动平台上表面中后部开设的滑槽内,移动平台上表面的两侧还开设有左右滑槽,在左右滑槽内分别设置有侧向夹具滑台,左侧向夹具和右侧向夹具分别位于左右两侧的侧向夹具滑台内。此设计的好处在于,当将液压支架底座放置在移动平台上时,通过后端夹具、左侧向夹具和右侧向夹具可以有效夹紧底座,保证底座在移动平台运行过程中的稳定性,同时能够获取准确的销轴孔坐标信息。优选的,所述激光灯组件包括激光灯支撑架和设置在激光灯支撑架顶端的激光灯,激光灯支撑架的底端滑动设置在右滑槽内。优选的,所述投影板组件包括投影板支撑架和设置在投影板支撑架顶端的投影板,投影板支撑架的底端滑动设置在左滑槽内。优选的,所述激光灯支撑架和投影板支撑架对称设置且由控制系统同步控制。优选的,所述激光灯支撑架和投影板支撑架均选用多级伸缩杆。优选的,所述起吊装置包括行车架、第一行车和第二行车,第一行车和第二行车平行设置在行车架上,第一行车和第二行车上设置有两组钢丝绳控制器,两组钢丝绳控制器分别为第一钢丝绳控制器和第二钢丝绳控制器,第一钢丝绳控制器和第二钢丝绳控制器上缠绕有钢丝绳,钢丝绳的底端连接有钢钩。优选的,在中部台座的两侧对称设置所述的夹固装置,夹固装置包括端部台座、机械手滑台、第一固定装置和第二固定装置,在端部台座上两端分别设置第一支撑架,第一支撑架内套设有第二支撑架,第二支撑架的顶端连接机械手滑台,机械手滑台上设置有上滑道和侧滑道;第一固定装置和第二固定装置均包括依次连接的第一支撑杆、第二支撑杆、伸缩杆和紧固板。优选的,所述机械手组件包括滑动块及设置在滑动块上的机械手,滑动块的底端位于上滑道内。此设计的好处在于,机械手具有多自由度,可方便抓取固定位置的销轴,并通过中央控制器设定的路线完成销轴的安装。优选的,所述后连杆推移油缸组件包括缸座、推移板、推移油缸、推移缸座和升降缸座,缸座的底端滑动设置在中滑槽内,升降缸座套设在缸座内,升降缸座的顶端连接推移缸座,推移缸座内设置有推移油缸,推移油缸的活塞杆穿出推移缸座后与推移板铰接。此设计的好处在于,后连杆推移油缸组件前后可移动、上下可升降,并且推移板可实现一定角度的倾斜,能够与后连杆实现完美的贴合。一种液压支架智能安装机的使用方法,包括以下步骤,(1)首先将液压支架的掩护梁、前连杆和后连杆连接起来,形成组装件,备用;将立柱安装在液压支架的底座上,备用;(2)开启液压支架智能安装机,由控制系统确定参考坐标系,智能安装机处于初始位置,即移动平台组件位于中滑槽的最前端、激光灯组件位于右滑槽的最前端、投影板组件位于左滑槽的最前端,此时可得到智能安装机各组成部件在参考坐标系内的初始位置坐标;然后将所需安装液压支架的初始参数通过参数设置单元输入控制系统,控制系统通过内部嵌入算法计算安装运行轨迹;(3)启动起吊装置将底座吊放到移动平台上,再通过后端夹具、左侧向夹具和右侧向夹具的配合作用使底座中轴面与移动平台的中轴面平齐并对底座进行三面夹紧,将底座固定在移动平台上;(4)移动平台组件启动并移动到控制系统指定的坐标位置后,由于控制系统已知智能安装机各组成部件的初始位置坐标,移动平台移动的路径已知,便可以得到移动平台到达指定位置后移动平台的坐标,并且液压支架的初始参数已设定好,底座固定在移动平台上的相对坐标也已知,所以控制系统可以计算出此时底座在控制系统内所处的位置坐标,进而可得到底座上各个销轴孔K5、K6的初步坐标值;(5)控制系统控制激光灯组件和投影板组件同时启动并同步运行,激光灯组件从初始位置逐渐向底座销轴孔K5的初步坐标值位置移动,当激光灯发出的激光穿过底座销轴孔透射在投影板上为一圆形时,控制系统控制激光灯组件停止运行,通过信号采集处理单元由控制系统记录此时销轴孔K5的坐标K5(X5,Y5);然后激光灯组件继续运行逐渐向底座销轴孔K6的初步坐标值位置移动,当激光灯发本文档来自技高网...
一种液压支架智能安装机及其使用方法

【技术保护点】
一种液压支架智能安装机,其特征在于,包括安装执行系统、销轴孔定位组件及控制系统,控制系统与安装执行系统、销轴孔定位组件电连接用于智能控制安装执行系统、销轴孔定位组件的作业;所述安装执行系统包括移动平台组件、起吊装置、夹固装置、机械手组件及后连杆推移油缸组件;移动平台组件用于将液压支架底座移动到目标位置,起吊装置用于将液压支架前连杆、后连杆、顶梁和掩护梁移送到目标位置,机械手组件用于抓取销轴并完成销轴的安装,后连杆推移油缸组件用于推动后连杆;所述销轴孔定位组件包括激光灯组件和投影板组件,通过激光灯组件发射的激光穿过销轴孔在投影板组件上投影,以获取销轴孔的坐标信息并将坐标信息传输给控制系统,用于对销轴孔定位;所述控制系统包括中央控制器、数据存储单元、信号采集处理单元、显示单元和参数设置单元,数据存储单元、信号采集处理单元、显示单元和参数设置单元均与中央控制器连接,所述信号采集处理单元一端连接控制系统,另一端连接投影板。此设计的好处在于,通过信号采集处理单元可以采集激光灯组件发射的激光穿过销轴孔在投影板组件上投影得到的光信号,转化为控制系统可以识别和处理的电信号或数字信号,并将信号处理后传送到控制系统内部。...

【技术特征摘要】
1.一种液压支架智能安装机,其特征在于,包括安装执行系统、销轴孔定位组件及控制系统,控制系统与安装执行系统、销轴孔定位组件电连接用于智能控制安装执行系统、销轴孔定位组件的作业;所述安装执行系统包括移动平台组件、起吊装置、夹固装置、机械手组件及后连杆推移油缸组件;移动平台组件用于将液压支架底座移动到目标位置,起吊装置用于将液压支架前连杆、后连杆、顶梁和掩护梁移送到目标位置,机械手组件用于抓取销轴并完成销轴的安装,后连杆推移油缸组件用于推动后连杆;所述销轴孔定位组件包括激光灯组件和投影板组件,通过激光灯组件发射的激光穿过销轴孔在投影板组件上投影,以获取销轴孔的坐标信息并将坐标信息传输给控制系统,用于对销轴孔定位;所述控制系统包括中央控制器、数据存储单元、信号采集处理单元、显示单元和参数设置单元,数据存储单元、信号采集处理单元、显示单元和参数设置单元均与中央控制器连接,所述信号采集处理单元一端连接控制系统,另一端连接投影板。此设计的好处在于,通过信号采集处理单元可以采集激光灯组件发射的激光穿过销轴孔在投影板组件上投影得到的光信号,转化为控制系统可以识别和处理的电信号或数字信号,并将信号处理后传送到控制系统内部。2.如权利要求1所述的液压支架智能安装机,其特征在于,所述移动平台组件包括中部台座和移动平台,中部台座上设置有三条滑槽,三条滑槽分别为左滑槽、中滑槽和右滑槽,移动平台的底部设置有移动块,移动块设置在中滑槽内并可在中滑槽内滑动;激光灯组件和投影板组件的底端分别滑动设置在右滑槽和左滑槽内。3.如权利要求2所述的液压支架智能安装机,其特征在于,所述移动平台的上表面设置有后端夹具、左侧向夹具和右侧向夹具,后端夹具位于移动平台上表面中后部开设的滑槽内,移动平台上表面的两侧还开设有左右滑槽,在左右滑槽内分别设置有侧向夹具滑台,左侧向夹具和右侧向夹具分别位于左右两侧的侧向夹具滑台内。4.如权利要求2所述的液压支架智能安装机,其特征在于,所述激光灯组件包括激光灯支撑架和设置在激光灯支撑架顶端的激光灯,激光灯支撑架的底端滑动设置在右滑槽内。5.如权利要求4所述的液压支架智能安装机,其特征在于,所述投影板组件包括投影板支撑架和设置在投影板支撑架顶端的投影板,投影板支撑架的底端滑动设置在左滑槽内。6.如权利要求5所述的液压支架智能安装机,其特征在于,所述激光灯支撑架和投影板支撑架对称设置且由控制系统同步控制;所述激光灯支撑架和投影板支撑架均选用多级伸缩杆。7.如权利要求1所述的液压支架智能安装机,其特征在于,所述起吊装置包括行车架、第一行车和第二行车,第一行车和第二行车平行设置在行车架上,第一行车和第二行车上设置有两组钢丝绳控制器,两组钢丝绳控制器分别为第一钢丝绳控制器和第二钢丝绳控制器,第一钢丝绳控制器和第二钢丝绳控制器上缠绕有钢丝绳,钢丝绳的底端连接有钢钩。8.如权利要求2所述的液压支架智能安装机,其特征在于,在中部台座的两侧对称设置所述的夹固装置,夹固装置包括端部台座、机械手滑台、第一固定装置和第二固定装置,在端部台座上两端分别设置第一支撑架,第一支撑架内套设有第二支撑架,第二支撑架的顶端连接机械手滑台,机械手滑台上设置有上滑道和侧滑道;第一固定装置和第二固定装置均包括依次连接的第一支撑杆、第二支撑杆、伸缩杆和紧固板;所述机械手组件包括滑动块及设置在滑动块上的机械手,滑动块的底端位于上滑道内。9.如权利要求2所述的液压支架智能安装机,其特征在于,所述后连杆推移油缸组件包括缸座、推移板、推移油缸、推移缸座和升降缸座,缸座的底端滑动设置在中滑槽内,升降缸座套设在缸座内,升降缸座的顶端连接推移缸座,推移缸座内设置有推移油缸,推移油缸的活塞杆穿出推移缸座后与推移板铰接。10.一种如权利要求1-9任一项所述的液压支架智能安装机的使用方法,包括以下步骤,(1)首先将液压支架的掩护梁、前连杆和后连杆连接起来,形成组装件,备用;将立柱安装在液压支架的底座上,备用;(2)开启液压支架智能安装机,由控制系统确定参考坐标系,智能安装机处于初始位置,即移动平台组件位于中滑槽的最前端、激光灯组件位于右滑槽的最前端、投影板组件位于左滑槽的最前端,此时可得到智能安装机各组成部件在参考坐标系内的初始位置坐标;然后将所需安装液压支架的初始参数通过参数设置单元输入控制系统,控制系统通过内部嵌入算法计算安装运行轨迹;(3)启动起吊装置将底座吊放到移动平台上,再通过后端夹具、左侧向夹具和右侧向夹具的配合作用使底座中轴面与移动平台的中轴面平齐并对底座进行...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾庆良杨扬万丽荣尹广俊高魁东姜考王志文刘鹏李勇庆芦艳洁于鹏飞胡延清王通赵森庆邱志伟
申请(专利权)人:山东科技大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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