一种用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的制作方法

1.本实用新型涉及自动化装备领域，尤其涉及一种用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置。


背景技术：

2.随着煤矿开采工作的进行，国内浅层煤矿数量逐渐减少，伴随着开采技术的进步，煤矿开采工作逐渐向深层煤层进行，由于深处围岩压力不断增大，为了保证巷道的安全，超前液压支架群组应运而生。但是由于巷道两侧围岩的压力，巷道底部被挤压隆起，形成了底鼓，从而导致巷道底面不平，会阻碍超前液压支架群组移架的顺利推进。
3.挤压形成的底鼓不仅会降低开采效率，当底鼓过大时，还会导致力的严重不平衡，甚至导致超前液压支架损坏，严重威胁到井下工人的生命安全。现有的采前工作面修复作业大多由人工操作，工作噪音大，工作环境十分恶劣，而且底鼓清除效果由工人熟练度决定。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置，以解决现有采前工作面修复作业需要人工手动操作来清除巷道内的底鼓，不能实现自动化作业的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置，包括控制器、检测识别模块和修复模块，控制器安装在超前液压支架的底座内部；
6.修复模块包括支撑滑轨，支撑滑轨固定安装在超前液压支架的前端，支撑滑轨上滑动安装滑块，滑块与转轴的下部转动连接，转轴的中部与支撑板固定连接，支撑板位于滑块上方，转轴的上部与机械臂固定台固定连接，转轴的上端与固定在机械臂固定台内部的第三电机的输出轴固定连接，支撑滑轨的水平段的下端面上固定安装第一电机，第一电机的输出轴与齿轮箱连接，齿轮箱固定在支撑滑轨上，齿轮箱的外置齿轮与滑块上固定安装的齿条啮合，机械臂固定台的上端与第一机械臂转动连接，支撑板的上端与第三液压缸转动连接，第三液压缸的第三液压缸活塞杆的端部与第一机械臂转动连接，第一机械臂与第一液压缸转动连接，第一液压缸的第一液压缸活塞杆的端部与第二机械臂转动连接，第一机械臂的一端与第二机械臂转动连接，第二机械臂与第二液压缸转动连接，第二液压缸的第二液压缸活塞杆的端部通过转动连接件与冲击钻转动连接，冲击钻与第二机械臂转动连接，冲击钻上安装冲击钻头，超前液压支架的前端安装清扫机构，清扫机构与第二电机的输出轴固定连接，第二电机固定在超前液压支架上；
7.检测识别模块包括第一摄像头、第二摄像头、喷雾装置、距离传感器、限位传感器、超声波传感器和烟尘传感器，第一摄像头和第二摄像头固定在支撑滑轨两侧，距离传感器固定在冲击钻上，限位传感器固定在支撑滑轨上，喷雾装置固定在超前液压支架上方，超声波传感器和烟尘传感器固定在支撑滑轨上。
8.在上述的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置中，可选的是，转动连接件包括连接轴和夹板，连接轴的下端与冲击钻转动连接，连接轴的上端同时与夹板、第二液压缸活塞杆的端部转动连接，夹板的一端与第二机械臂转动连接。
9.在上述的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置中，可选的是，齿轮箱包括齿轮箱外壳，齿轮箱外壳一侧的伸出部固定在支撑滑轨上，齿轮箱外壳的内部设置齿轮箱支架，齿轮箱支架上转动安装第二轴和第一轴，第二轴和第一轴均与齿轮箱外壳转动连接，第二轴上固定安装第二齿轮，第二齿轮伸出齿轮箱外壳且与滑块上固定安装的齿条啮合，第一轴上固定安装与第二齿轮啮合的第一齿轮，第一轴的一端固定安装第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，第一锥齿轮固定安装在第一电机的输出轴上。
10.在上述的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置中，可选的是，清扫机构包括第一碎石挡板和第二碎石挡板，第一碎石挡板和第二碎石挡板转动连接，第二碎石挡板与第四液压缸转动连接，第四液压缸的第四液压缸活塞杆的端部与第一碎石挡板转动连接，第二碎石挡板与第二电机的输出轴固定连接。
11.在上述的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置中，可选的是，喷雾装置的喷头与超前液压支架的前端面呈80
°‑
100
°
。
12.本实用新型提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置，安装在超前液压支架上，通过检测识别模块对巷道底部的底鼓进行检测，通过修复模块自动破碎底鼓，通过清扫机构清除破碎后的底鼓，保证超前液压支架群组移架前工作面的平整，无需人工手动操作来清除巷道内的底鼓，自动完成巷道修复工作，改善了工人的工作环境，提高井下工作的效率与智能化程度。
13.本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的整体结构示意图；
16.图2为本实用新型实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的侧视结构示意图；
17.图3为本实用新型实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的齿轮箱内部结构示意图；
18.图4为本实用新型实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的正视结构示意图；
19.图5为本实用新型实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的俯视结构示意图；
20.图6为本实用新型实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的
第一工作状态结构示意图；
21.图7为本实用新型实施例提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置的第二工作状态结构示意图。
22.附图标记说明：
23.1-超前液压支架；
24.2-机械臂固定台；
25.3-第一机械臂；
26.4-第一液压缸；
27.5-第一液压缸活塞杆；
28.6-第二机械臂；
29.7-第二液压缸；
30.8-第二液压缸活塞杆；
31.9-连接轴；
32.10-夹板；
33.11-冲击钻；
34.12-冲击钻头；
35.13-第三液压缸活塞杆；
36.14-第三液压缸；
37.15-齿轮箱；
38.1501-齿轮箱外壳；1502-齿轮箱支架；1503-第二轴；1504-第二齿轮；1505-第一轴；1506-第一齿轮；1507-第二锥齿轮；1508-第一锥齿轮；
39.16-第一电机；
40.17-第四液压缸；
41.18-第四液压缸活塞杆；
42.19-清扫机构；
43.1901-第一碎石挡板；1902-第二碎石挡板；
44.20-转轴；
45.21-支撑板；
46.22-滑块；
47.23-支撑滑轨；
48.24-第一摄像头；
49.25-距离传感器；
50.26-第二摄像头；
51.27-限位传感器；
52.28-喷雾装置；
53.29-超声波传感器；
54.30-烟尘传感器；
55.31-第二电机。
具体实施方式
56.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
57.如图1-图7所示，本实用新型提供一种用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置，包括控制器、检测识别模块和修复模块，控制器安装在超前液压支架1的底座内部；
58.修复模块包括支撑滑轨23，支撑滑轨23固定安装在超前液压支架1的前端，支撑滑轨23上滑动安装滑块22，滑块22与转轴20的下部转动连接，转轴20的中部与支撑板21固定连接，支撑板21位于滑块22上方，转轴20的上部与机械臂固定台2固定连接，转轴20的上端与固定在机械臂固定台2内部的第三电机的输出轴固定连接，支撑滑轨23的水平段的下端面上固定安装第一电机16，第一电机16的输出轴与齿轮箱15连接，齿轮箱15固定在支撑滑轨23上，齿轮箱15的外置齿轮与滑块22上固定安装的齿条啮合，机械臂固定台2的上端与第一机械臂3转动连接，支撑板21的上端与第三液压缸14转动连接，第三液压缸14的第三液压缸活塞杆13的端部与第一机械臂3转动连接，第一机械臂3与第一液压缸4转动连接，第一液压缸4的第一液压缸活塞杆5的端部与第二机械臂6转动连接，第一机械臂3的一端与第二机械臂6转动连接，第二机械臂6与第二液压缸7转动连接，第二液压缸7的第二液压缸活塞杆8的端部通过转动连接件与冲击钻11转动连接，冲击钻11与第二机械臂6转动连接，冲击钻11上安装冲击钻头12，超前液压支架1的前端安装清扫机构19，清扫机构19与第二电机31的输出轴固定连接，第二电机31固定在超前液压支架1上；
59.检测识别模块包括第一摄像头24、第二摄像头26、喷雾装置28、距离传感器25、限位传感器27、超声波传感器29和烟尘传感器30，第一摄像头24和第二摄像头26固定在支撑滑轨23两侧，距离传感器25固定在冲击钻11上，限位传感器27固定在支撑滑轨23上，喷雾装置28固定在超前液压支架1上方，超声波传感器29和烟尘传感器30固定在支撑滑轨23上。
60.需要说明的是，第二机械臂6做成短小且宽厚的形状，使其具有较大的惯性，即使在清除质地坚硬的底鼓时，也能尽量保证机械臂不发生较大振动；第一电机16、第二电机31、第三电机、第一液压缸4、第二液压缸7、第三液压缸14均与控制器连接，第三液压缸14设置两个，对称设置在第一机械臂3的两侧，增加第一机械臂3的稳定性；清扫机构19构成施工时的屏障，保护巷道中工人及设备的安全，第二电机31带动清扫机构19进行180
°
清扫，来保持工作路段的畅通；通过限位传感器27来检测机械臂在支撑滑轨23上的移动距离；冲击钻11用以清除巷道底部底鼓，转轴20、支撑板21、滑块22、支撑滑轨23给机械臂提供一定的移动空间，保证充分击碎底鼓；
61.第一摄像头24、第二摄像头26、喷雾装置28、距离传感器25、限位传感器27、超声波传感器29、烟尘传感器30分别与控制器信号连接，第一摄像头24、第二摄像头26用于对巷道底部底鼓进行检测，确定底鼓的位置；喷雾装置28与第一摄像头24、第二摄像头26配合，通过水雾加速灰尘降落，达到较好的检测效果；距离传感器25用于检测冲击钻11打入底鼓的
深度，确保底鼓被清除的同时而不毁坏巷道；限位传感器27用于检测第一机械臂3在支撑滑轨23上的移动距离。
62.通过第一摄像头24、第二摄像头26对巷道底鼓进行图像捕捉，当检测到底鼓时，首先利用超声波传感器29检测出底鼓的高度，以确定冲击钻11的清除深度；通过第一电机16带动齿轮箱15的外置齿轮转动，进而带动滑块22在支撑滑轨23上滑动，通过第三电机带动机械臂固定台2支撑板21和转轴20绕着滑块22转动，通过第三液压缸14的第三液压缸活塞杆13伸缩，带动第一机械臂3绕着机械臂固定台2转动，第一液压缸4的第一液压缸活塞杆5伸缩，带动第二机械臂6绕着第一机械臂3转动，第二液压缸7的第二液压缸活塞杆8伸缩带动冲击钻11转动，实现冲击钻11的角度调节以及机械臂的转动和水平移动，冲击钻11移动到底鼓的上方后开始作业；冲击钻11冲击底鼓结束后，第二电机31带动清扫机构19左右摆动，将碎石移到一侧，对碎石进行清理；在冲击钻11清除底鼓过程中，烟尘传感器30对作业产生的烟尘进行检测，当烟尘超过限值时，喷雾装置28喷水雾以中和灰尘，保证摄像头的工作效果，当底鼓清除至预设深度时，冲击钻11在机械臂的带动下回归非工作位置；第一摄像头24、第二摄像头26定时对巷道底部进行监测，若又出现底鼓，则再重复上述过程。
63.如图1-图2所示，转动连接件包括连接轴9和夹板10，连接轴9的下端与冲击钻11转动连接，连接轴9的上端同时与夹板10、第二液压缸活塞杆8的端部转动连接，夹板10的一端与第二机械臂6转动连接。
64.需要说明的是，夹板10设置两个，对称设置于连接轴9的两侧，第二液压缸7的第二液压缸活塞杆8伸缩通过推拉连接轴9和夹板10带动冲击钻11绕着第二机械臂6的端部转动，从而改变冲击钻11打入底鼓的角度。
65.如图1-图3所示，齿轮箱15包括齿轮箱外壳1501，齿轮箱外壳1501一侧的伸出部固定在支撑滑轨23上，齿轮箱外壳1501的内部设置齿轮箱支架1502，齿轮箱支架1502上转动安装第二轴1503和第一轴1505，第二轴1503和第一轴1505均与齿轮箱外壳1501转动连接，第二轴1503上固定安装第二齿轮1504，第二齿轮1504伸出齿轮箱外壳1501且与滑块22上固定安装的齿条啮合，第一轴1505上固定安装与第二齿轮1504啮合的第一齿轮1506，第一轴1505的一端固定安装第二锥齿轮1507，第二锥齿轮1507与第一锥齿轮1508啮合，第一锥齿轮1508固定安装在第一电机16的输出轴上。
66.需要说明的是，第一电机16的转动带动第一锥齿轮1508转动，第一锥齿轮1508转动通过第二锥齿轮1507带动第一轴1505转动，第一轴1505上的第一齿轮1506带动第二齿轮1504转动，第二齿轮1504通过与滑块22上固定安装的齿条啮合带动滑块22在支撑滑轨23上滑动，实现机械臂固定台2及其上部的第一机械臂3、第二机械臂6等在超前液压支架1上水平移动。
67.如图1-图5所示，清扫机构19包括第一碎石挡板1901和第二碎石挡板1902，第一碎石挡板1901和第二碎石挡板1902转动连接，第二碎石挡板1902与第四液压缸17转动连接，第四液压缸17的第四液压缸活塞杆18的端部与第一碎石挡板1901转动连接，第二碎石挡板1902与第二电机31的输出轴固定连接。
68.需要说明的是，第二电机31带动清扫机构19左右摆动，将碎石移到一侧，通过第四液压缸活塞杆18的伸缩改变第一碎石挡板1901和第二碎石挡板1902之间的角度，进而改变清扫装置形态，从而更好的对碎石进行清理。
69.如图1-图4所示，喷雾装置28的喷头与超前液压支架1的前端面呈80
°‑
100
°
。
70.需要说明的是，喷雾装置28的喷头设置成一定角度，能够尽可能增大除尘范围，配合第一摄像头24和第二摄像头26完成底鼓检测工作。
71.本实用新型提供的用于超前液压支架群组移架前的采前修复装置，安装在超前液压支架上，通过检测识别模块对巷道底部的底鼓进行检测，通过修复模块自动破碎底鼓，通过清扫机构清除破碎后的底鼓，保证超前液压支架群组移架前工作面的平整，无需人工手动操作来清除巷道内的底鼓，自动完成巷道修复工作，改善了工人的工作环境，提高井下工作的效率与智能化程度。
72.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
73.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
74.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。