一种矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺设备及工艺制造技术

一种矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺设备及工艺，适用于煤矿巷道中使用。包括单轨吊系统、矿用混凝土罐车、小型混凝土摊铺设备以及智能虚拟摊铺系统，智能虚拟摊铺系统采用前、后两组三维扫描仪以及信号处理系统，可采集并分析巷道内的三维图像，进行虚拟摊铺，获得巷道虚拟摊铺所需的入料量、行驶速度、限位器高度、滑模宽度变化量的参数，给出优化后的推荐值，并通过虚拟摊铺时的数据实时调节螺旋输料系统和可调节抹平振动梁，并判断实际摊铺和虚拟摊铺的差异。其能够扫描巷道内部三维形貌，对变形巷道进行分析以调整摊铺系统夹角，改变摊铺宽度；安全可靠，便于安装和运输，具有较强的创新性和广泛的实用性。较强的创新性和广泛的实用性。较强的创新性和广泛的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺设备及工艺


[0001]本专利技术涉及一种小型混凝土摊铺设备及工艺，尤其适用于煤矿井下巷道中使用的矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺设备及工艺。

技术介绍

[0002]混凝土路面摊铺机，用于混凝土路面的施工，具有混凝土混合料的摊铺、振实、整平等功能的自行式机组。主要由动力装置、传动系统、行走装置、供料装置、操纵机构等组成。动力装置多选用柴油机，各装置及仪表等均安装在特制的专用机架上。分为轨道式摊铺机和滑模式摊铺机，按摊铺宽度分类混凝土路面摊铺机可分为小型、中型、大型、超大型等四类,其中小型机的最大摊铺宽度一般在3600mm左右。
[0003]煤矿巷道宽度一般为2000mm
‑
4400mm，而且随着掘进完成、巷道内部应力释放结束，巷道宽度会出现一定的变形。现有的混凝土路面摊铺设备尺寸较为庞大，难以进入井下巷道；并且摊铺设备宽度固定，遇到宽度变形的井下巷道难以进行完整的铺设，特别是由于井下特殊的防爆要求，现阶段煤矿巷道路面，特别是主巷道，多采用人工铺设的混凝土路面，自动化程度低、铺设质量差，路面极易发生破损，增加了煤矿巷道建设的时间和成本。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的上述不足，提供一种矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺设备及工艺，能够满足高度有限或者底板条件较差的普通巷道混凝土路面摊铺需求。在巷道内假设可回收的单轨吊系统，将防爆驱动系统集成在单轨吊上，并通过扫描巷道内部三维形貌，对变形巷道进行分析以调整摊铺系统夹角，改变摊铺宽度，具有结构简单、底板称重较小、摊铺过程虚拟化和可视化的优点，既可满足井下摊铺要求，又方便井下拆装和输送需要。
[0005]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺设备，包括单轨吊系统、矿用混凝土罐车、小型混凝土摊铺设备以及智能虚拟摊铺系统，
[0006]所述单轨吊系统包括支架、工字钢、驱动车和防爆液压泵站；其中工字钢横向设置在多组支架之间组成单轨吊系统的临时吊轨轨道，驱动车和防爆液压泵站悬挂在由工字钢构成的临时吊轨轨道上，防爆液压泵站内设有防爆电机、分动箱以及多组液压泵；
[0007]所述小型混凝土摊铺设备包括液压履带，液压履带前方设有入料螺旋料斗，液压履带上设有清洗水箱和速凝剂仓，入料螺旋料斗出料口下方通过螺旋输料系统向可调节螺旋分料系统送料，螺旋输料系统由两组旋向相反的螺旋输送器和倾斜料仓组成，液压履带两侧位于清洗水箱与液压履带之间设有机身调整液压系统，机身调整液压系统包括两组伸缩液压缸，液压履带左右两侧向后设置有摊铺机构托梁，速凝剂仓左右两侧之间分别设有由液压缸构成的摊铺机构调整液压系统，速凝剂仓通过信号处理系统实时控制速凝剂的加入量；摊铺机构托梁通过滑模板调整液压缸连接有摊铺铺设装置，所述摊铺铺设装置由前向后顺序设置有可调节螺旋分料系统、可调节混凝土振动系统、可调节混凝土成型板、可调
节抹平振动梁和滑模板调整液压缸，防爆液压泵站内的多组液压泵为小型混凝土摊铺设备提供液压动力；
[0008]所述智能虚拟摊铺系统包括前置三维扫描仪、后置三维扫描仪、信号处理系统、显示系统以及控制系统组成，信号处理系统、显示系统以及控制系统均安装在单轨吊系统的驱动车内，前置三维扫描仪设置在驱动车前端，摊铺机构托梁的最后段之间通过横杆设置有后置三维扫描仪，前置三维扫描仪和后置三维扫描仪通过蓝牙模块和无线电模块与信号处理系统连接，信号处理系统将前、后两组三维扫描仪获得的巷道实时数据进行对比和矫正，并将最终结果显示在显示系统上。
[0009]所述摊铺铺设装置包括左右平行设置的滑模侧板，滑模侧板的前端设有滑模前置连接耳，中段设有滑模中置连接耳，后端设有滑模后置连接耳，前置连接耳、滑模中置连接耳和滑模后置连接耳分别通过六组滑模板调整液压缸与摊铺机构托梁连接。
[0010]所述可调节螺旋分料系统设置在小型混凝土摊铺设备的滑模侧板之间并位于最前方，可调节螺旋分料系统包括球形可调式分动器，球形可调式分动器包括设置在外壳中的球形齿轮，球形齿轮连接有输入轴，球形齿轮上通过两个相对设置的伞齿轮连接有两个输出轴，通过调整伞齿轮在球形齿轮(C)上的位置从而改变两个输出轴之间的夹角；可调节螺旋分料系统的两个输出轴分别连接有两组螺旋叶片，可调节螺旋分料系统的两组螺旋叶片两端与滑模侧板铰接相连，球形可调式分动器(3
‑8‑
2)能够在传动过程中改变两个输出轴之间的夹角a，夹角a的取值范围为150
°
～180
°
；球形可调式分动器(3
‑8‑
2)前方设有两块与两个输出轴同步移动且与滑模侧板连接的滑模挡板。
[0011]所述的可调节混凝土振动系统包括设置在可调节螺旋分料系统后方的振动系统固定座，振动系统固定座两侧与滑模侧板之间活动链接有两组使水泥混凝土充分密实的振动棒集成，振动棒集成与滑模侧板之间设有振动系统连接耳，两侧的振动棒集成之间的夹角为a，夹角a的取值范围为150
°
～180
°
。
[0012]所述的可调节混凝土振动系统后方位于滑模侧板之间设有成型板固定座，成型板固定座两侧与滑模侧板之间活动链接有两组成型板集成，成型板集成与滑模侧板之间通过成型板连接耳活动链接，振动系统固定座与成型板固定座之间设有振动系统固定连接臂，振动棒集成与成型板集成之间设有多组振动系统转动连接臂，两侧的成型板集成之间的夹角为a，夹角a的取值范围为150
°
～180
°
。
[0013]所述的成型板固定座通过成型板固定连接臂连接有抹平振动梁固定座，抹平振动梁固定座两侧活动链接有抹平振动梁集成，抹平振动梁集成与滑模侧板之间设有抹平振动梁连接耳，两组成型板集成与两组抹平振动梁集成之间设有多组成型板移动连接臂，两侧的抹平振动梁集成之间的夹角为a，夹角a的取值范围为150
°
～180
°
。
[0014]一种矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺工艺，其步骤如下：
[0015]步骤1，准备工作：在需要摊铺的巷道内架设临时的单轨吊系统，在巷道底板设置地面行进标记物，为了保证摊铺工艺的可行性，在巷道底板设置地面行进标记物之间的间距应严格相同，在的巷道左右两侧分别布置带有尺度的激光标定尺，将驱动车和防爆液压泵站通过工字钢驶入将矿用摊铺机驶入临时架设的单轨吊系统中，并向小型混凝土摊铺设备提供液压动力，使小型混凝土摊铺设备进入巷道中；
[0016]步骤2，扫描仪标定：开启单轨吊系统的前置三维扫描仪和小型混凝土摊铺设备的
后置三维扫描仪，通过前后地面行进标记物和左右激光标定尺，对三组扫描仪进行标定；
[0017]步骤3，工作参数设置：两组三维扫描仪标定后，通过驱动车内的控制系统设置摊铺路面的基准高度、摊铺平整度、路面拱度参数，驱动车的信号处理系统获得控制系统的设置参数；
[0018]步骤4，三维图像采集：驱动车和防爆液压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺设备，其特征在于：包括单轨吊系统(1)、矿用混凝土罐车(2)、小型混凝土摊铺设备(3)以及智能虚拟摊铺系统，所述单轨吊系统(1)包括支架(1
‑
1)、工字钢(1
‑
2)、驱动车(1
‑
3)和防爆液压泵站(1
‑
4)；其中工字钢(1
‑
2)横向设置在多组支架(1
‑
1)之间组成单轨吊系统(1)的临时吊轨轨道，驱动车(1
‑
3)和防爆液压泵站(1
‑
4)悬挂在由工字钢(1
‑
2)构成的临时吊轨轨道上，防爆液压泵站(1
‑
4)内设有防爆电机、分动箱以及多组液压泵；所述小型混凝土摊铺设备(3)包括液压履带(3
‑
2)，液压履带(3
‑
2)前方设有入料螺旋料斗(3
‑
1)，液压履带(3
‑
2)上设有清洗水箱(3
‑
4)和速凝剂仓(3
‑
6)，入料螺旋料斗(3
‑
1)出料口下方通过螺旋输料系统(3
‑
14)向可调节螺旋分料系统(3
‑
8)送料，螺旋输料系统(3
‑
14)由两组旋向相反的螺旋输送器和倾斜料仓组成，液压履带(3
‑
2)两侧位于清洗水箱(3
‑
4)与液压履带(3
‑
2)之间设有机身调整液压系统(3
‑
3)，机身调整液压系统(3
‑
3)包括两组伸缩液压缸，液压履带(3
‑
2)左右两侧向后设置有摊铺机构托梁(3
‑
5)，速凝剂仓(3
‑
6)左右两侧之间分别设有由液压缸构成的摊铺机构调整液压系统(3
‑
7)，速凝剂仓(3
‑
6)通过信号处理系统实时控制速凝剂的加入量；摊铺机构托梁(3
‑
5)通过滑模板调整液压缸(3
‑
12)连接有摊铺铺设装置，所述摊铺铺设装置由前向后顺序设置有可调节螺旋分料系统(3
‑
8)、可调节混凝土振动系统(3
‑
9)、可调节混凝土成型板(3
‑
10)、可调节抹平振动梁(3
‑
11)和滑模板调整液压缸(3
‑
12)，防爆液压泵站(1
‑
4)内的多组液压泵为小型混凝土摊铺设备(3)提供液压动力；所述智能虚拟摊铺系统包括前置三维扫描仪(1
‑
5)、后置三维扫描仪(3
‑
13)、信号处理系统、显示系统以及控制系统组成，信号处理系统、显示系统以及控制系统均安装在单轨吊系统(1)的驱动车(1
‑
3)内，前置三维扫描仪(1
‑
5)设置在驱动车(1
‑
3)前端，摊铺机构托梁(3
‑
5)的最后段之间通过横杆设置有后置三维扫描仪(3
‑
13)，前置三维扫描仪(1
‑
5)和后置三维扫描仪(3
‑
13)通过蓝牙模块和无线电模块与信号处理系统连接，信号处理系统将前、后两组三维扫描仪获得的巷道实时数据进行对比和矫正，并将最终结果显示在显示系统上。2.根据权利要求1所述的矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺设备，其特征在于：所述摊铺铺设装置包括左右平行设置的滑模侧板(3
‑
15
‑
1)，滑模侧板(3
‑
15
‑
1)的前端设有滑模前置连接耳(3
‑
15
‑
2)，中段设有滑模中置连接耳(3
‑
15
‑
3)，后端设有滑模后置连接耳(3
‑
15
‑
4)，前置连接耳(3
‑
15
‑
2)、滑模中置连接耳(3
‑
15
‑
3)和滑模后置连接耳(3
‑
15
‑
4)分别通过六组滑模板调整液压缸(3
‑
12)与摊铺机构托梁(3
‑
5)连接。3.根据权利要求1所述的矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺设备，其特征在于：所述可调节螺旋分料系统(3
‑
8)设置在小型混凝土摊铺设备(3)的滑模侧板(3
‑
15
‑
1)之间并位于最前方，可调节螺旋分料系统(3
‑
8)包括球形可调式分动器(3
‑8‑
2)，球形可调式分动器(3
‑8‑
2)包括设置在外壳中的球形齿轮(C)，球形齿轮(C)连接有输入轴(A)，球形齿轮(C)上通过两个相对设置的伞齿轮(D)连接有两个输出轴(B)，通过调整伞齿轮(D)在球形齿轮(C)上的位置从而改变两个输出轴(B)之间的夹角；可调节螺旋分料系统(3
‑
8)的两个输出轴(B)分别连接有两组螺旋叶片(3
‑8‑
1)，可调节螺旋分料系统(3
‑
8)的两组螺旋叶片(3
‑8‑
1)两端与滑模侧板(3
‑
15
‑
1)铰接相连，球形可调式分动器(3
‑8‑
2)能够在传动过程中改变两个输出轴(B)之间的夹角a，夹角a的取值范围为150范围为过程中；球形可调式分动器(3
‑8‑
2)
前方设有两块与两个输出轴(B)同步移动且与滑模侧板(3
‑
15
‑
1)连接的滑模挡板。4.根据权利要求1所述的矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺设备，其特征在于：所述的可调节混凝土振动系统(3
‑
9)包括设置在可调节螺旋分料系统(3
‑
8)后方的振动系统固定座(3
‑9‑
2)，振动系统固定座(3
‑9‑
2)两侧与滑模侧板(3
‑
15
‑
1)之间活动链接有两组使水泥混凝土充分密实的振动棒集成(3
‑9‑
1)，振动棒集成(3
‑9‑
1)与滑模侧板(3
‑
15
‑
1)之间设有振动系统连接耳(3
‑9‑
3)，两侧的振动棒集成(3
‑9‑
1)之间的夹角为a，夹角a的取值范围为150范围为为棒集。5.根据权利要求1所述的矿用单轨吊驱动的小型混凝土摊铺设备，其特征在于：可调节混凝土振动系统(3
‑
9)后方位于滑模侧板(3
‑
15
‑
1)之间设有成型板固定座(3
‑
10
‑
2)，成型板固定座(3
‑
10
‑
2)两侧与滑模侧板(3
‑
15
‑
1)之间活动链接有两组成型板集成(3
‑
10
‑
1)，成型板集成(3
‑
10
‑
1)与滑模侧板(3
‑
15
‑
1)之间通过成型...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨道龙，王雁翔，马小雷，江红祥，曹展，王研成，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：