一种可变自由度的巷道顶板超前支护装置制造方法及图纸

一种可变自由度的巷道顶板超前支护装置，解决现有技术存在的超前支架安设过程中存在空顶作业现象，安设质量难于保证，劳动强度大、安全性差的问题。包括可变自由度的液压支护机构、与液压支护机构相连的迈步行走移动机构、双动力液压系统，和随迈步行走移动机构移动的机械手和机械手抓握的悬壁梁。液压支护机构由摇块四杆机构和平行四边形机构组成；迈步行走移动机构由主臂、滑臂、伸缩臂构成，主臂内部设有连接伸缩臂的驱动液压油缸。其设计合理，结构紧凑，能够利用巷道顶部空间来完成自身前后迈步行走，充分利用巷道空间，可与其它工作机构并行作业。

A Variable Degree of Freedom Roadway Roof Advance Support Device

A variable degree of freedom roadway roof advance support device solves the problem of empty roof operation during the installation of advance support in the existing technology, which is difficult to ensure the installation quality, high labor intensity and poor safety. It includes hydraulic support mechanism with variable degrees of freedom, walking mechanism connected with hydraulic support mechanism, dual power hydraulic system, and cantilever beam grasped by mobile manipulator and manipulator. Hydraulic support mechanism is composed of four-bar rocker mechanism and parallelogram mechanism. Walking moving mechanism is composed of main arm, sliding arm and telescopic arm. There is a driving hydraulic cylinder connected with telescopic arm in the main arm. The design is reasonable and the structure is compact. It can use the top space of the roadway to complete its own forward and backward walking, make full use of the roadway space, and can work in parallel with other working organizations.

【技术实现步骤摘要】
一种可变自由度的巷道顶板超前支护装置
本专利技术属于煤矿支护设备
，具体涉及一种可在巷道顶部前后移动，结构强度高、安全性能好，避免空顶作业的可变自由度的巷道顶板超前支护装置。
技术介绍
我国煤炭企业伤亡事故中，由于支护设备产生问题而造成顶板事故的伤亡人数接近40%，占煤矿事故中相当大的一部分。矿井支护对煤矿安全生产来说至关重要。锚杆支护由于其简单、安全、耗资低等优点近几十年来得到了迅速的发展，在矿井支护设备中具有广泛的发展前景。在煤矿生产过程中由于永久支护模式的缺陷还经常会产生顶空作业的现象，对煤矿工人的人身安全造成很大的危险。国内外技术人员对煤矿支护的超前临时支护进行了一定的研究，但均存在着超前梁的强度问题，无论是架棚巷道，还是锚网支护巷道，都需要用固定卡固定在永久支护上，超前梁和固定卡的制作，包括所使用的材料和材料之间的焊接，如果强度达不到要求，将会给安全工作带来隐患。并且，当地质条件发生严重变化时，架棚巷道绞顶工作量大，作业危险；锚网支护巷道顶板高低不平，超前梁不宜使用，需做长短不一的超前梁卡。另外，超前支架在安设过程中，仍存在空顶作业的现象，且安设质量不易保证，劳动强度大、安全性差。故有必要对现有技术的巷道顶板超前支护装置进行改进。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，提供一种可在巷道顶部前后移动，结构强度高、安全性能好，避免空顶作业的可变自由度的巷道顶板超前支护装置。本专利技术所采用的技术方案是：该可变自由度的巷道顶板超前支护装置包括可变自由度的液压支护机构，与液压支护机构相连的迈步行走移动机构，双动力液压系统，和随迈步行走移动机构由移动的机械手和机械手抓握的悬壁梁，其特征在于：所述液压支护机构由摇块四杆机构和平行四边形机构组成；迈步行走移动机构由主臂，设在主臂上的滑臂、与主臂相套合、且可在主臂内伸缩的伸缩臂构成；主臂内部设有连接伸缩臂的驱动液压油缸，其外部设有可使滑座随其移动的驱动液压缸；机械手成对设置、分别设在滑臂、主臂和伸缩臂的支承座上。所述摇块四杆机构由驱动液压缸、活塞杆、支撑臂和伸缩臂构成，支撑臂上间隔设有两根或两根以上与其相垂直的横杆；所述平行四边形机构由左右两侧平行臂支杆、伸缩臂和平行臂构成；所述机械手由升降机构，与升降机构相连的机爪座，铰接在机爪座上的左机爪和右机爪构成，左机爪和右机爪之间设在复位拉簧，左机爪上设有安全钩及复位拉簧；所述升降机构由丝杆、依次设在丝杆上的手轮、机爪滑道机爪滑块构成。所述双动力液压系统包括工作动力源、工作泵组、应急动力源、应急泵、泵送液压系统、臂架液压系统、摆动液压系统和应急控制装置，所述工作动力源与所述工作泵组驱动连接，所述工作泵组分别与所述泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统连接以向三个液压系统供油，所述应急动力源与所述应急泵驱动连接，所述应急泵的出口与所述泵送液压系统、所述臂架液压系统和所述摆动液压系统分别连接所述三个液压系统供油，并且所述应急泵的出口与所述三个液压系统中的至少两个液压系统通过所述应急控制装置连接，所述应急控制装置能够控制所述应急泵向所述至少两个液压系统同时供油，所述应急泵能够向所述三个液压系统同时供油。本专利技术的有益效果：由于该可变自由度的巷道顶板超前支护装置主要由可变自由度的液压支护机构、迈步行走移动机构和双动力液压系统组成；其中液压支护机构由摇块四杆机构和平行四边形机构组成，平行四边形机构因限位弹簧的限制开始不运动，组成摇块四杆机构的驱动液压缸首先驱动装有网的支撑臂向上转动，当转动到水平位置时碰到组成平行四边形机构的平行臂挡块上，支撑臂和平行臂成为一个构件水平平动上升到顶板，从而可以适应顶板的高度，并锁紧驱动液压缸使液压支护机构不动起到支护作用；迈步行走移动机构可使该超前支架基于锚杆支护的基础上实现井下自由前后移动，充分利用锚杆支护简便和强度大的特点，有别于传统的支护模式，利用巷道顶部空间来完成自身前后迈步行走，实现了巷道空间的充分利用，并可与其它工作机构并行作业。附图说明为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1是本专利技术的一种结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是本专利技术双动力液压系统的一种原理示意图。图中序号说明：1滑臂、2主臂、3伸缩臂、4驱动液压缸、5驱动液压缸、6平行臂支杆、7平行臂、8支撑臂、9驱动液压缸、10横杆、11伸缩杆、12悬壁梁、13巷道顶板。具体实施方式根据附图详细说明本专利技术的具体结构。该可变自由度的巷道顶板超前支护装置由可伸缩、可变自由度的液压支护机构、迈步行走移动机构和双动力液压系统，和机械手和机械手抓握的悬壁梁12，液压支护机构与迈步行走移动机构相连，随迈步行走移动机构移动。可变自由度的液压支护机构位于迈步行走机构的前段，通过驱动液压缸9来实现对巷道顶板的临时支护，可变自由度的液压支护机构由摇块四杆机构和平行四边形机构组成，摇块四杆机构由依次铰接为一体的驱动液压缸9、活塞杆、支撑臂8和伸缩臂3构成，支撑臂8上间隔设有两根或两根以上与其相垂直的横杆10。平行四边形机构由铰接为一体的左右两侧平行臂支杆6、伸缩臂3和平行臂7构成。平行四边形机构因限位弹簧的限制初始不运动，驱动液压缸9首先驱动支撑臂8向上转动，当转动到水平位置时碰到平行臂7上的挡块时，支撑臂8和平行臂7变成一个构件，此时液压支护机构成为由驱动液压缸9、活塞杆、平行臂7与支撑臂8合二为一的构件、左右两侧平行臂支杆6、伸缩臂3构成的一个六杆机构，自由度为1，以六杆机构的形式使平行臂7与支撑臂8合二为一的构件水平平动上升，一旦接触到巷道顶板13，驱动液压缸9自锁，以适应顶板的高度，此时驱动液压缸9与活塞杆变成一个构件，液压支护机构由驱动液压缸9与活塞杆合二为一的构件、平行臂7与支撑臂8合二为一的构件、左右两侧平行臂支杆6、伸缩臂3构成的一个五杆机构，自由度为零，液压支护机构不动，起到支护顶板的作用。当驱动液压缸9驱动支撑臂下降时，依靠平行四边形支撑机构转动轴上的限位弹簧使支撑臂8和平行四边形支撑机构的平行臂7一起下降，当平行臂7下降至限定位置时，支撑臂8改变运动方向，旋转下降至初始位置。迈步行走移动机构由主臂2，设在主臂2上的滑臂1、与主臂2相套合、且可在主臂2内伸缩的伸缩臂3构成，主臂2内部设有连接伸缩臂3的驱动液压油缸5，其外部设有可使滑座1随其移动的驱动液压缸4；机械手成对设置、分别设在滑臂1、主臂2和伸缩臂3的支承座上。双动力液压系统包括工作动力源、工作泵组、应急动力源、应急泵、泵送液压系统、臂架液压系统、摆动液压系统和应急控制装置。工作动力源与工作泵组驱动连接。工作泵组分别与泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统连接以向三个液压系统供油。应急动力源与应急泵驱动连接。应急泵的出口与泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统分别连接以向三个液压系统供油。其中，应急泵的出口与三个液压系统中的至少两个液压系统通过应急控制装置连接，应急控制装置能够控制应急泵向至少两个液压系统同时供油，从而应急泵能够向三个液压系统同时供油。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术作的进一步详细说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变自由度的巷道顶板超前支护装置，包括可变自由度的液压支护机构、与液压支护机构相连的迈步行走移动机构，双动力液压系统，以及随迈步行走移动机构移动的机械手和机械手抓握的悬壁梁，其特征在于：所述液压支护机构由摇块四杆机构和平行四边形机构组成；迈步行走移动机构由主臂，设在主臂上的滑臂、与主臂相套合、且可在主臂内伸缩的伸缩臂构成；主臂内部设有连接伸缩臂的驱动液压油缸，其外部设有可使滑座随其移动的驱动液压缸；机械手成对设置、分别设在滑臂、主臂和伸缩臂的支承座上。

【技术特征摘要】
1.一种可变自由度的巷道顶板超前支护装置，包括可变自由度的液压支护机构、与液压支护机构相连的迈步行走移动机构，双动力液压系统，以及随迈步行走移动机构移动的机械手和机械手抓握的悬壁梁，其特征在于：所述液压支护机构由摇块四杆机构和平行四边形机构组成；迈步行走移动机构由主臂，设在主臂上的滑臂、与主臂相套合、且可在主臂内伸缩的伸缩臂构成；主臂内部设有连接伸缩臂的驱动液压油缸，其外部设有可使滑座随其移动的驱动液压缸；机械手成对设置、分别设在滑臂、主臂和伸缩臂的支承座上。2.根据权利要求1所述的可变自由度的巷道顶板超前支护装置，其特征在于：所述摇块四杆机构由驱动液压缸、活塞杆、支撑臂和伸缩臂构成。3.根据权利要求2所述的可变自由度的巷道顶板超前支护装置，其特征在于：所述支撑臂上间隔设有两根或...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄荟，
申请(专利权)人：沈阳知源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21