本发明专利技术涉及一种自动循环放顶煤的液压支架放煤与煤矸识别实验平台及其应用，包括物料收集装置、物料输送机、物料提升倾倒装置、液压支架、刮板输送机和挡煤板收纳盒；刮板输送机位于液压支架下方，物料收集装置位于刮板输送机的一端，物料提升倾倒装置位于液压支架一侧，物料输送机的两端分别连接物料收集装置和物料提升倾倒装置；液压支架四周通过前挡板、后挡板、左挡板及右挡板围合起来形成一放顶煤空间，挡煤板收纳盒位于左挡板和后挡板一侧，挡煤板收纳盒内设置有多个不同高度可抽插的挡煤板。本发明专利技术实验平台第一次实现了液压支架相关放顶煤实验的自动化装煤、运煤、倒煤等一系列动作，节省人力，提高了实验的可操作性及实验效率。实验效率。实验效率。
【技术实现步骤摘要】
一种自动循环放顶煤的液压支架放煤与煤矸识别实验平台及其应用
[0001]本专利技术涉及一种自动循环放顶煤的液压支架放煤与煤矸识别实验平台及其应用，属于放顶煤实验设备
技术介绍
[0002]放顶煤与煤矸识别实验平台是对综放开采放煤过程的模拟再现，设计放顶煤与煤矸识别实验平台可以将放顶煤操作从复杂危险的井下环境转移到实验室中进行模拟，使教师和学生在虚拟场景中通过安全操作的方式进行各类实验，由被动学习转化为主动学习，在放顶煤实验过程中还可以进行煤矸识别以及煤矸识别感知模块最佳布置方式的研究，具有重要意义。
[0003]中国专利文献CN114033494A公开了一种基于放顶煤模拟试验系统和试验方法，该系统包括：基座；平台，与基座之间通过多个伸缩装置相联接，其中，多个伸缩装置能够独立或同步作伸缩运动；储料箱，固定联接在平台的上端面，且至少具有投料口和排料口；至少一个推送组件，沿着平台的纵向方向布置且与平台可相对运动地联接，用于将位于储料箱内的顶煤推送出排料口，其中，推送组件上具有用于称量被推送顶煤的称重传感器；支撑组件，具有挡煤板，挡煤板倾斜放置在排料口的下端，挡煤板上设置有振动传感器和声音传感器；输送组件，配置在挡煤板的下端，用于在横向方向上输送顶煤。该放顶煤模拟试验系统为现场实现智能化放煤提供理论基础。
[0004]经检索后发现，目前仍缺少成型的自动化放顶煤与煤矸识别实验平台，还无法实现放顶煤的自动收集、运输、倾倒在液压支架上，所以进行放顶煤与煤矸识别的实验仍具有很大难度。
技术实现思路
<br/>[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种自动循环放顶煤的液压支架放煤与煤矸识别实验平台，该实验平台可实现煤块的自动收集、转运、提升及倾倒动作，可替代人工作业，能够轻松进行放顶煤实验。
[0006]本专利技术还提供上述实验平台的作业方法。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种自动循环放顶煤的液压支架放煤与煤矸识别实验平台，包括物料收集装置、物料输送机、物料提升倾倒装置、液压支架、刮板输送机和挡煤板收纳盒；
[0009]刮板输送机位于液压支架下方，物料收集装置位于刮板输送机的一端，物料提升倾倒装置位于液压支架一侧，物料输送机的两端分别连接物料收集装置和物料提升倾倒装置；
[0010]液压支架四周通过前挡板、后挡板、左挡板及右挡板围合起来形成一放顶煤空间，挡煤板收纳盒位于左挡板和后挡板一侧，挡煤板收纳盒内设置有多个不同高度可抽插的挡
煤板。
[0011]本专利技术技术方案，挡煤板收纳盒紧靠着左挡板和后挡板一侧，根据尾梁不同的角度，插入不同高度的挡煤板，在实验开始前挡煤板和尾梁封堵住放煤口。实验过程中，液压支架支撑住堆积于放顶煤空间内的顶煤，通过抽出挡煤板或控制液压支架尾梁与插板的动作打开放煤口，使煤块落在刮板输送机上被运出，通过刮板输送机一端的物料收集装置将刮板输送机运出的煤块收集起来，再通过物料输送机将煤块运输到物料提升倾倒装置处，最后通过物料提升倾倒装置将煤块提升起来并倒入放顶煤空间，实现煤块的自动收集、运输、提升和倾倒。
[0012]优选的，所述物料收集装置包括物料收集支架、丝杠驱动电机、丝杠、丝杠导轨、油缸座、升降油缸和物料盒夹持器；丝杠和丝杠导轨安装在物料收集支架的顶部，丝杠驱动电机安装在物料收集支架顶部一侧并与丝杠驱动连接，油缸座滑动连接在丝杠导轨上并与丝杠螺纹连接，升降油缸连接在油缸座的底部，升降油缸的活塞杆连接物料盒夹持器。
[0013]优选的，所述物料盒夹持器包括夹持臂、夹紧电机、夹紧齿轮和夹紧导轨架，夹紧导轨架与活塞杆端部固定连接，夹紧电机固定安装在夹紧导轨架上且夹紧电机的输出轴连接夹紧齿轮，两侧的夹持臂与夹紧齿轮啮合。
[0014]优选的，所述物料收集装置还包括至少一个物料收集盒，物料收集盒上设置有开孔，两侧的夹持臂上设置有与开孔相配合的凸块。此设计的好处是，设计特制的物料收集盒能够满足快速提升、安全倾倒的要求，当两侧夹持臂夹紧特制的物料收集盒时，凸块正好插入开孔中，能够稳定地提升物料收集盒，在进行倾倒作业时，不会造成物料收集盒滑脱的危险。
[0015]优选的，所述物料收集盒叠放在地坑内，地坑底部设置有弹性部件。此设计的好处是，物料收集盒的数量可以根据放煤量自适应调整，除了被物料盒夹持器夹持的物料收集盒，其余的备用物料收集盒放置在其正下方的地坑中，地坑的底部有弹簧，对备用物料收集盒起到支撑以及补偿高度的作用，方便物料盒夹持器夹取。如果一个物料收集盒的容量达不到要求，下方地坑中备用的多个物料收集盒可由物料盒夹持器移动，快速补充到工作位置。
[0016]优选的，所述物料提升倾倒装置包括龙门架、绞车、升降架、倾倒电机、倾倒杆和物料盒夹持器；升降架滑动连接在龙门架上，绞车设置在龙门架一侧并通过绞车上的缆绳连接升降架，倾倒电机安装在升降架一侧且倾倒电机的输出轴驱动连接倾倒杆，物料盒夹持器固定连接在倾倒杆上。
[0017]优选的，所述升降架的两端安装有升降滑轮，龙门架的内侧开设有滑槽，升降滑轮位于滑槽内。此设计的好处是，升降滑轮沿着滑槽上下滑动，使得升降架上升下降的动作更顺滑更稳定。
[0018]优选的，所述绞车设置在龙门架底部的一侧，龙门架顶端设置有缆绳滚筒，缆绳绕过缆绳滚筒后连接升降架。
[0019]优选的，所述左挡板和右挡板与液压支架固定连接，左挡板和右挡板上均开设有滑槽，左挡板和右挡板外侧分别设置有挡板移动电机，挡板移动电机的输出轴连接有行走轮，挡板移动电机的机壳上设置有连接杆，连接杆穿过滑槽分别与前挡板、后挡板固定连接。此设计的好处是，行走轮与左挡板、右挡板外侧面相接触，挡板移动电机驱动行走轮转
动，行走轮与左挡板、右挡板外侧面产生摩擦力使得行走轮沿着左挡板、右挡板外侧面移动，从而带着前挡板、后挡板沿着滑槽移动。
[0020]优选的，所述挡板移动电机为双输出轴电机，双输出轴电机的两端连接两个行走轮。此设计的好处是，采用双输出轴电机带动两个行走轮移动，前、后挡板受力更均匀、移动过程更稳定。
[0021]优选的，所述前挡板包括上支板和下支板，上支板开设有滑槽，上支板外侧面设置有支板移动电机，支板移动电机的输出轴连接有行走轮，支板移动电机的机壳上设置有连接杆，连接杆穿过滑槽与下支板固定连接。此设计的作用是，通过支板移动电机和连接杆带动下支板上下移动。
[0022]优选的，所述支板移动电机为双输出轴电机，双输出轴电机的两端连接两个行走轮。
[0023]优选的，所述上支板开设有两个滑槽，支板移动电机的机壳上设置有两根连接杆，两根连接杆分别穿过两个滑槽与下支板固定连接。
[0024]优选的，所述液压支架包括顶梁、掩护梁、尾梁、插板、尾梁千斤顶、液压千斤顶、液压立柱和底座；顶梁、掩护梁、尾梁和插板依次连接，液压立柱安装在底座上并与顶梁连接，尾梁千斤顶一端连接掩护梁，另一端连接尾梁，插板与尾梁通过矩形套筒副链接，液压千斤顶一端连接尾梁，另一端连接插板。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自动循环放顶煤的液压支架放煤与煤矸识别实验平台，其特征在于，包括物料收集装置、物料输送机、物料提升倾倒装置、液压支架、刮板输送机和挡煤板收纳盒；刮板输送机位于液压支架下方，物料收集装置位于刮板输送机的一端，物料提升倾倒装置位于液压支架一侧，物料输送机的两端分别连接物料收集装置和物料提升倾倒装置；液压支架四周通过前挡板、后挡板、左挡板及右挡板围合起来形成一放顶煤空间，挡煤板收纳盒位于左挡板和后挡板一侧，挡煤板收纳盒内设置有多个不同高度可抽插的挡煤板。2.如权利要求1所述的自动循环放顶煤的液压支架放煤与煤矸识别实验平台，其特征在于，所述物料收集装置包括物料收集支架、丝杠驱动电机、丝杠、丝杠导轨、油缸座、升降油缸和物料盒夹持器；丝杠和丝杠导轨安装在物料收集支架的顶部，丝杠驱动电机安装在物料收集支架顶部一侧并与丝杠驱动连接，油缸座滑动连接在丝杠导轨上并与丝杠螺纹连接，升降油缸连接在油缸座的底部，升降油缸的活塞杆连接物料盒夹持器。3.如权利要求2所述的自动循环放顶煤的液压支架放煤与煤矸识别实验平台，其特征在于，所述物料盒夹持器包括夹持臂、夹紧电机、夹紧齿轮和夹紧导轨架，夹紧导轨架与活塞杆端部固定连接，夹紧电机固定安装在夹紧导轨架上且夹紧电机的输出轴连接夹紧齿轮，两侧的夹持臂与夹紧齿轮啮合。4.如权利要求3所述的自动循环放顶煤的液压支架放煤与煤矸识别实验平台，其特征在于，所述物料收集装置还包括至少一个物料收集盒，物料收集盒上设置有开孔，两侧的夹持臂上设置有与开孔相配合的凸块。5.如权利要求3所述的自动循环放顶煤的液压支架放煤与煤矸识别实验平台，其特征在于，所述物料提升倾倒装置包括龙门架、绞车、升降架、倾倒电机、倾倒杆和物料盒夹持器；升降架滑动连接在龙门架上，绞车设置在龙门架一侧并通过绞车上的缆绳连接升降架，倾倒电机安装在升降架一侧且倾倒电机的输出轴驱动连接倾倒杆，物料盒夹持器固定连接在倾倒杆上。6.如权利要求5所述的自动循环...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨扬，曾庆良，解博文，祝衍鹏，万丽荣，张鑫，张强，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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