液压支架和采矿系统的制作方法

1.本发明涉及工程机械技术领域，具体而言涉及一种液压支架和一种采矿系统。


背景技术：

2.相关技术中，液压支架为了适应采高的大范围变化，立柱通常为二级液压油缸并且需要有较大的行程，导致在进行大采高工作面作业时，立柱的行程存在浪费。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决或者改善现有技术中存在的技术问题之一。
4.为此，本发明的第一方面提供了一种液压支架。
5.本发明的第二方面提供了一种采矿系统。
6.有鉴于此，根据本发明第一方面提出了一种液压支架，包括：底座；连杆组件，连杆组件的一端与底座相铰接；顶梁，顶梁与连杆组件的另一端相铰接；驱动部，驱动部的一端与底座相铰接，驱动部的另一端与连杆组件相铰接；其中，驱动部用于驱动连杆组件运动，并带动顶梁相对于底座升高或降低。
7.本发明提出的液压支架包括有底座、连杆组件、顶梁和驱动部，其中，底座可以为液压支架中的其余组件提供安装位置以及可靠支撑，保证液压支架在工作时的稳定性。驱动部的一端铰接于底座，且另一端与连杆组件相铰接，从而驱动部可以向连杆组件输出动力，以驱动连杆组件运动。同时，连杆组件的一端设置为与底座相铰接，且另一端设置为与顶梁相铰接，从而当连杆组件在驱动部的驱动下产生运动时，可以带动顶梁同时运动，使顶梁相对于底座升高或降低，进而实现液压支架整体高度的调整，令液压支架能够在举升状态和缩回状态之间切换，使液压支架的整体高度能够满足综采工作面的作业要求。
8.并且，在驱动部的工作过程中，通过采用连杆组件进行传动，可以令驱动部的行程变化量转化为顶梁相对于底座的高度变化量，并且具有较高转化率，从而相比于采用驱动部直接驱动顶梁运动的方式，本发明提出的液压支架可以在驱动部的行程变化量较小的情况下，令顶梁相对于底座产生更大的高度变化，进而在面对大采高工作面作业时，可以采用行程量相对更小的设备作为液压支架的驱动部，在满足作业要求的同时，减少驱动部的行程，避免驱动部的行程浪费，并能够降低液压支架的生产成本，提高液压支架的工作效率。
9.另外，根据本发明提供的上述技术方案中的液压支架，还可以具有如下附加技术特征：
10.在上述技术方案中，进一步地，连杆组件包括：支撑梁，包括第一连接端和第二连接端，第一连接端与底座相铰接；斜梁，包括第三连接端和第四连接端，第三连接端与第二连接端相铰接，第四连接端与顶梁相铰接；其中，驱动部的一端与第二连接端和第三连接端通过复合铰链相连接。
11.在该技术方案中，连杆组件包括有支撑梁和斜梁。其中，支撑梁包括有第一连接端和第二连接端，斜梁包括有第三连接端和第四连接端，第一连接端与底座相铰接，第二连接
端和第三连接端相铰接，第四连接端与顶梁相铰接，且驱动部的一端与第二连接端和第三连接端通过复合铰链连接于一处，通过这一连接方式，驱动部可以向支撑梁和斜梁同时输出动力，提升对连杆组件的驱动效果，进而顶梁可以在连杆组件运动时，产生相对于底座的高度变化，实现液压支架的高度调整。同时，连杆组件的结构形式相对简单，易于实现，也进一步有利于控制液压支架的生产成本。
12.在上述任一技术方案中，进一步地，驱动部包括伸缩端和缸体端，缸体端与底座相铰接，伸缩端与第二连接端和第三连接端通过复合铰链相连接；其中，驱动部通过伸缩端相对于缸体端进行伸缩运动，以驱动支撑梁和斜梁运动，并带动顶梁相对于底座升高或降低。
13.在该技术方案中，驱动部包括有伸缩端和缸体端，缸体端铰接于底座上，伸缩端可以相对于缸体端进行伸缩，且伸缩端通过复合铰链与第二连接端和第三连接端铰接于一处，从而驱动部的伸缩端在进行相对于缸体端的伸缩运动时，可以驱动支撑梁和斜梁以及顶梁进行剪叉运动，进而使顶梁相对于底座升高或降低。具体地，当伸缩端相对于缸体端伸出时，顶梁会在支撑梁和斜梁的带动下，相对于底座升高，使液压支架进入到举升状态；当伸缩端相对于缸体端缩回时，顶梁会在支撑梁和斜梁的带动下，相对于底座降低，使液压支架进入到缩回状态。同时，将伸缩端、第二连接端和第三连接端铰接于一处，也能够使连接处的支撑强度大幅提升，进一步改善了液压支架的支撑效果，提高了液压支架的安全性和可靠性。
14.在上述任一技术方案中，进一步地，液压支架还包括：掩护组件，掩护组件的一端与顶梁相铰接，掩护组件的另一端可活动地连接于底座。
15.在该技术方案中，液压支架还包括有掩护组件，掩护组件的一端铰接于顶梁，另一端可活动地连接于底座，从而在液压支架的工作过程中，一方面，顶梁所承担的压力中的一部分，可以通过掩护组件传递至底座，减轻顶梁的负荷，延长液压支架的使用寿命；另一方面，掩护组件也可以采矿作业过程中形成的采空区，防止冒落的矸石进入到工作区。
16.在上述任一技术方案中，进一步地，掩护组件包括：第一掩护件，第一掩护件的一端与顶梁相铰接，第一掩护件的另一端可活动地连接于底座；第二掩护件，第二掩护件的一端与顶梁相铰接，第二掩护件的另一端与第一掩护件相铰接；其中，第二掩护件位于第一掩护件靠近底座的一侧。
17.在该技术方案中，掩护组件包括有第一掩护件和第二掩护件。其中，第一掩护件的一端铰接于顶梁，另一端可活动地连接于底座，从而顶梁承受的部分压力可以通过第一掩护件传递至底座，并利用第一掩护件对采空区进行隔离；第二掩护件的一端铰接于顶梁，另一端铰接于第一掩护件上，通过这一设置，可以进一步提升掩护组件的整体强度，并进一步增强掩护组件的隔离效果和防护效果。
18.在上述任一技术方案中，进一步地，液压支架还包括：连接组件，连接组件的一端与掩护组件的相铰接，连接组件的另一端与底座相铰接。
19.在该技术方案中，提供了掩护组件的另一端可活动地连接于底座的具体方式。通过在液压支架中进一步设置连接组件，并将连接组件的一端铰接于掩护组件上，将连接组件的另一端铰接于底座上，顶梁所承担的部分压力可以经由掩护组件和连接组件传递至底座，进一步改善了压力传递的方式，减轻了顶梁的负荷，并提高了液压支架的整体结构可靠性和稳定性。
20.在上述任一技术方案中，进一步地，连接组件包括：第一连接柱，第一连接柱的一端与掩护组件相铰接，第一连接柱的另一端与底座相铰接；第二连接柱，第二连接杆的一端与掩护组件相铰接，第二连接柱的另一端与底座相铰接。
21.在该技术方案中，连接组件包括有第一连接柱和第二连接柱，第一连接柱的一端和第二连接柱的一端均铰接于掩护组件，且第一连接柱的另一端和第二连接柱的另一端均铰接于掩护组件，从而通过第一连接柱和第二连接柱形成两条压力传递通道，进而在液压支架的工作过程中，能够进一步减轻顶梁承担的压力，提升液压支架的结构稳定性和可靠性，有利于保证液压支架的作业安全。
22.在上述任一技术方案中，进一步地，驱动部为单伸缩立柱。
23.在该技术方案中，驱动部可以为单伸缩立柱，单伸缩立柱的行程变化量可以通过连杆组件的传动，转化为顶梁相对于底座的高度变化量，从而在期望的液压支架举升高度相同时，相比于直接采用立柱驱动顶梁运动的方式，本技术可以采用行程量相对较小的单伸缩立柱作为驱动部，进而节省了立柱的行程，降低了液压支架的整体生产成本。
24.在上述任一技术方案中，进一步地，驱动部为双伸缩立柱。
25.在该技术方案中，当采矿作业对液压支架的高度要求更大时，驱动部可以采用双伸缩立柱，从而进一步提升驱动部的行程量，并通过连杆组件带动顶梁达到更高的高度位置，进而提升液压支架的整体高度，满足作业要求。
26.在上述任一技术方案中，进一步地，液压支架还包括：安全阀，设置于单伸缩立柱或双伸缩立柱上，用于限定单伸缩立柱或双伸缩立柱的内部的液压油压力。
27.在该技术方案中，单伸缩立柱或双伸缩立柱上设置有安全阀，安全阀可以对单伸缩立柱或双伸缩立柱内部的液压油压力加以限定，从而在液压支架举升到一定高度后并进行支撑作业时，可以通过安全阀锁定单伸缩立柱或双伸缩立柱内部的液压油压力，保证液压支架能够提供可靠的支撑力并维持当前高度，进一步提升了液压支架的工作可靠性和稳定性，保证了液压支架的作业安全。
28.根据本发明第二方面提出了一种采矿系统，包括：如第一方面中任一技术方案提出的液压支架。
29.本发明提出的采矿系统，因包括如第一方面中任一技术方案提出的液压支架，因此，具有如第一方面中任一技术方案中提出的液压支架的全部的有益效果，在此不再一一陈述。
30.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
31.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
32.图1示出相关技术中的液压支架的结构示意图；
33.图2示出本发明一个实施提供的液压支架的举升状态下的结构示意图；
34.图3示出本发明一个实施提供的液压支架的缩回状态下的结构示意图。
35.其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
36.100’液压支架，400’顶梁，500’驱动部。
37.其中，图2和图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
38.100液压支架，200底座，300连杆组件，320支撑梁，340斜梁，400顶梁，500驱动部，600掩护组件，620第一掩护件，640第二掩护件，700连接组件，720第一连接柱，740第二连接柱。
具体实施方式
39.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
40.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
41.下面参照图2和图3来描述根据本发明第一方面中一些实施例提供的液压支架100。
42.实施例1：
43.如图2和图3所示，根据本发明第一方面提出了一种液压支架100，包括：底座200；连杆组件300，连杆组件300的一端与底座200相铰接；顶梁400，顶梁400与连杆组件300的另一端相铰接；驱动部500，驱动部500的一端与底座200相铰接，驱动部500的另一端与连杆组件300相铰接；其中，驱动部500用于驱动连杆组件300运动，并带动顶梁400相对于底座200升高或降低。
44.具体地，本发明提出的液压支架100包括有底座200、连杆组件300、顶梁400和驱动部500，其中，底座200可以为液压支架100中的其余组件提供安装位置以及可靠支撑，保证液压支架100在工作时的稳定性。驱动部500的一端铰接于底座200，且另一端与连杆组件300相铰接，从而驱动部500可以向连杆组件300输出动力，以驱动连杆组件300运动。同时，连杆组件300的一端设置为与底座200相铰接，且另一端设置为与顶梁400相铰接，从而当连杆组件300在驱动部500的驱动下产生运动时，可以带动顶梁400同时运动，使顶梁400相对于底座200升高或降低，进而实现液压支架100整体高度的调整，令液压支架100能够在举升状态和缩回状态之间切换，使液压支架100的整体高度能够满足综采工作面的作业要求。
45.并且，在驱动部500的工作过程中，通过采用连杆组件300进行传动，可以令驱动部500的行程变化量转化为顶梁400相对于底座200的高度变化量，并且具有较高转化率。
46.从而，如图1所示，相比于采用驱动部500’直接驱动顶梁400’运动的液压支架100’，本发明提出的液压支架100可以在驱动部500的行程变化量较小的情况下，令顶梁400相对于底座200产生更大的高度变化，进而在面对大采高工作面作业时，可以采用行程量相对更小的设备作为液压支架100的驱动部500，在满足作业要求的同时，减少驱动部500的行程，避免驱动部500的行程浪费，并能够降低液压支架100的生产成本，提高液压支架100的工作效率。
47.实施例2：
48.如图2和图3所示，在实施例1的基础上，进一步地，连杆组件300包括：支撑梁320，
包括第一连接端和第二连接端，第一连接端与底座200相铰接；斜梁340，包括第三连接端和第四连接端，第三连接端与第二连接端相铰接，第四连接端与顶梁400相铰接；其中，驱动部500的一端与第二连接端和第三连接端通过复合铰链相连接。
49.具体地，连杆组件300包括有支撑梁320和斜梁340。其中，支撑梁320包括有第一连接端和第二连接端，斜梁340包括有第三连接端和第四连接端，第一连接端与底座200相铰接，第二连接端和第三连接端相铰接，第四连接端与顶梁400相铰接，且驱动部500的一端与第二连接端和第三连接端通过复合铰链连接于一处，通过这一连接方式，驱动部500可以向支撑梁320和斜梁340同时输出动力，提升对连杆组件300的驱动效果，进而顶梁400可以在连杆组件300运动时，产生相对于底座200的高度变化，实现液压支架100的高度调整。同时，连杆组件300的结构形式相对简单，易于实现，也进一步有利于控制液压支架100的生产成本。
50.实施例3：
51.如图2和图3所示，在实施例1或实施例2的基础上，进一步地，驱动部500包括伸缩端和缸体端，缸体端与底座200相铰接，伸缩端与第二连接端和第三连接端通过复合铰链相连接；其中，驱动部500通过伸缩端相对于缸体端进行伸缩运动，以驱动支撑梁320和斜梁340运动，并带动顶梁400相对于底座200升高或降低。
52.具体地，驱动部500包括有伸缩端和缸体端，缸体端铰接于底座200上，伸缩端可以相对于缸体端进行伸缩，且伸缩端通过复合铰链与第二连接端和第三连接端铰接于一处，从而驱动部500的伸缩端在进行相对于缸体端的伸缩运动时，可以驱动支撑梁320和斜梁340以及顶梁400进行剪叉运动，进而使顶梁400相对于底座200升高或降低。
53.具体地，当伸缩端相对于缸体端伸出时，顶梁400会在支撑梁320和斜梁340的带动下，相对于底座200升高，使液压支架100进入到举升状态；当伸缩端相对于缸体端缩回时，顶梁400会在支撑梁320和斜梁340的带动下，相对于底座200降低，使液压支架100进入到缩回状态。
54.同时，将伸缩端、第二连接端和第三连接端铰接于一处，也能够使连接处的支撑强度大幅提升，进一步改善了液压支架100的支撑效果，提高了液压支架100的安全性和可靠性。
55.实施例4：
56.如图2和图3所示，在实施例1至实施例3中任一项的基础上，进一步地，液压支架100还包括：掩护组件600，掩护组件600的一端与顶梁400相铰接，掩护组件600的另一端可活动地连接于底座200。
57.具体地，液压支架100还包括有掩护组件600，掩护组件600的一端铰接于顶梁400，另一端可活动地连接于底座200，从而在液压支架100的工作过程中，一方面，顶梁400所承担的压力中的一部分，可以通过掩护组件600传递至底座200，减轻顶梁400的负荷，延长液压支架100的使用寿命；另一方面，掩护组件600也可以采矿作业过程中形成的采空区，防止冒落的矸石进入到工作区。
58.实施例5：
59.如图2和图3所示，在实施例1至实施例4中任一项的基础上，进一步地，掩护组件600包括：第一掩护件620，第一掩护件620的一端与顶梁400相铰接，第一掩护件620的另一
端可活动地连接于底座200；第二掩护件640，第二掩护件640的一端与顶梁400相铰接，第二掩护件640的另一端与第一掩护件620相铰接；其中，第二掩护件640位于第一掩护件620靠近底座200的一侧。
60.具体地，掩护组件600包括有第一掩护件620和第二掩护件640。其中，第一掩护件620的一端铰接于顶梁400，另一端可活动地连接于底座200，从而顶梁400承受的部分压力可以通过第一掩护件620传递至底座200，并利用第一掩护件620对采空区进行隔离；第二掩护件640的一端铰接于顶梁400，另一端铰接于第一掩护件620上，通过这一设置，可以进一步提升掩护组件600的整体强度，并进一步增强掩护组件600的隔离效果和防护效果。
61.实施例6：
62.如图2和图3所示，在实施例1至实施例5中任一项的基础上，进一步地，液压支架100还包括：连接组件700，连接组件700的一端与掩护组件600的相铰接，连接组件700的另一端与底座200相铰接。
63.具体地，通过在液压支架100中进一步设置连接组件700，并将连接组件700的一端铰接于掩护组件600上，将连接组件700的另一端铰接于底座200上，顶梁400所承担的部分压力可以经由掩护组件600和连接组件700传递至底座200，进一步改善了压力传递的方式，减轻了顶梁400的负荷，并提高了液压支架100的整体结构可靠性和稳定性。
64.实施例7：
65.如图2和图3所示，在实施例1至实施例6中任一项的基础上，进一步地，连接组件700包括：第一连接柱720，第一连接柱720的一端与掩护组件600相铰接，第一连接柱720的另一端与底座200相铰接；第二连接柱740，第二连接柱740的一端与掩护组件600相铰接，第二连接柱740的另一端与底座200相铰接。
66.具体地，连接组件700包括有第一连接柱720和第二连接柱740，第一连接柱720的一端和第二连接柱740的一端均铰接于掩护组件600，且第一连接柱720的另一端和第二连接柱740的另一端均铰接于掩护组件600，从而通过第一连接柱720和第二连接柱740形成两条压力传递通道，进而在液压支架100的工作过程中，能够进一步减轻顶梁400承担的压力，提升液压支架100的结构稳定性和可靠性，有利于保证液压支架100的作业安全。
67.实施例8：
68.如图2和图3所示，在实施例1至实施例7中任一项的基础上，进一步地，驱动部500为单伸缩立柱。
69.具体地，驱动部500可以为单伸缩立柱，单伸缩立柱的行程变化量可以通过连杆组件300的传动，转化为顶梁400相对于底座200的高度变化量，从而在期望的液压支架100举升高度相同时，相比于直接采用立柱驱动顶梁400运动的方式，本技术可以采用行程量相对较小的单伸缩立柱作为驱动部500，进而节省了立柱的行程，降低了液压支架100的整体生产成本。
70.实施例9：
71.如图2和图3所示，在实施例1至实施例7中任一项的基础上，进一步地，驱动部500为双伸缩立柱。
72.具体地，当采矿作业对液压支架100的高度要求更大时，驱动部500可以采用双伸缩立柱，从而进一步提升驱动部500的行程量，并通过连杆组件300带动顶梁400达到更高的
高度位置，进而提升液压支架100的整体高度，满足作业要求。
73.具体地，驱动部500还可以为能够进行多级伸缩的液压油缸，从而可以进一步提升液压支架100举升高度。
74.实施例10：
75.如图2和图3所示，在实施例1至实施例9中任一项的基础上，进一步地，液压支架100还包括：安全阀(图中未示出)，设置于单伸缩立柱或双伸缩立柱上，用于限定单伸缩立柱或双伸缩立柱的内部的液压油压力。
76.具体地，单伸缩立柱或双伸缩立柱上设置有安全阀，安全阀可以对单伸缩立柱或双伸缩立柱内部的液压油压力加以限定，从而在液压支架100举升到一定高度后并进行支撑作业时，可以通过安全阀锁定单伸缩立柱或双伸缩立柱内部的液压油压力，保证液压支架100能够提供可靠的支撑力并维持当前高度，进一步提升了液压支架100的工作可靠性和稳定性，保证了液压支架100的作业安全。
77.实施例11：
78.根据本发明第二方面的实施例提出了一种采矿系统，包括：如第一方面中任一实施例提出的液压支架100。
79.本发明提出的采矿系统，因包括如第一方面中任一实施例提出的液压支架100，因此，具有如第一方面中任一实施例提出的液压支架100的全部的有益效果，在此不再一一陈述。
80.具体实施例：
81.如图2和图3所示，本发明提出了一种液压支架，包括：底座200、支撑梁320、斜梁340、顶梁400、驱动部500、掩护组件600、第一连接柱720和第二连接柱740。
82.具体地，支撑梁320的第一连接端铰接于底座200上，支撑梁320的第二连接端与斜梁340的第三连接端，均铰接于驱动部500的伸缩端上设置的铰接孔，从而驱动部500的伸缩端、支撑梁320的第二连接端和斜梁340的第三连接端铰接于一处，驱动部500的缸体端铰接于底座200上。
83.进一步地，驱动部500为单伸缩立柱。
84.掩护组件600的一端铰接于顶梁400上，第一连接柱720的一端和第二连接柱740的一端均铰接于掩护组件600的另一端上，且第一连接柱720的另一端和第二连接柱740的另一端均铰接于底座200上。
85.液压支架100在作业过程中，液压油会进入到单伸缩立柱内，在液压油的推动下单伸缩立柱会逐步伸长，并在伸长的过程中，单伸缩立柱会带动斜梁340和支撑梁320以及顶梁400进行相应的剪叉运动，随着剪叉运动时间的增长，液压支架100的整体高度会逐步上升，并进入举升状态。
86.参考图3举例说明，假设斜梁340的长度ab＝2800mm，支撑梁320的长度bc＝1775mm，第一连接端与缸体端之间的距离cd＝2200mm，掩护组件600和顶梁400的铰接处与第四连接端之间的距离ae＝2800mm，第一连接柱720和底座200的铰接处与第二连接端之间的距离ci＝3400mm，分析液压支架100的整体高度变化后可知，本发明提出的液压支架100，在单伸缩立柱的伸缩后长度约1000mm的情况下，液压支架100便可满足在实际生产中的支护高度变化需求，并且通过表1可以明显看出，当液压支架100的整体高度相同时，本发明提
出的液压支架100的单伸缩立柱对应的长度远小于现有技术中同种规格的液压支架的对应的立柱长度，从而可以节省驱动部500的行程，并在相同高度要求下采用行程量更小的单伸缩立柱作为驱动部500，大幅降低液压支架100的生产成本。
87.表1
[0088][0089][0090]
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。
[0091]
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。
[0092]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0093]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。