一種立井施工特種作業(yè)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種立井施工特種作業(yè)機(jī)器人。解決現(xiàn)有立井挖掘設(shè)備機(jī)械化程度低，裝料和破碎勞動(dòng)強(qiáng)度大的問題。本立井施工特種作業(yè)機(jī)器人包括上下兩層吊盤總成，兩層吊盤總成之間通過立柱固連，每層吊盤總成上均設(shè)置喇叭口總成、動(dòng)力電纜蓋門總成、人行孔口蓋門總成、放炮電纜蓋門總成、輪胎支腿總成及壓井壁裝置總成，下層吊盤總成上還設(shè)置底座總成，底座總成上設(shè)置擺動(dòng)缸，下層吊盤總成的中心穿接轉(zhuǎn)軸組件，擺動(dòng)缸通過徑向軸承和推力軸承連接轉(zhuǎn)軸組件，轉(zhuǎn)軸組件的下方連接挖掘總成，轉(zhuǎn)軸組件的下方還設(shè)置控制臺，控制臺上設(shè)置用于操控挖掘總成的電磁比例多路閥。本發(fā)明完善自動(dòng)化程度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率和立井工作面掘進(jìn)進(jìn)尺。
【專利說明】一種立井施工特種作業(yè)機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦用設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種針對立井挖掘的吊盤設(shè)備，特別是一種立井施工特種作業(yè)機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]立井井筒的特點(diǎn)是深度及斷面積大、水文地質(zhì)條件復(fù)雜；相對于平巷(或隧道)而言，施工難度大，施工技術(shù)復(fù)雜，施工工期長。因此，為加快鑿井工期，必須采用先進(jìn)的施工技術(shù)，提高施工機(jī)械化水平。在具有第四紀(jì)沖積層的地域鑿井時(shí)，立井井筒一般要穿過表土與基巖兩個(gè)部分。表土穩(wěn)定時(shí)可采用普通的人工挖掘施工，表土松軟、穩(wěn)定性較差時(shí)須采用特殊鑿井方法(鉆井、沉井)或特殊工法(注漿、凍結(jié)、帷幕)?；鶐r部分目前仍以鉆眼爆破法施工為主。目前金礦建井一般是應(yīng)用氣動(dòng)鑿巖機(jī)或傘形鉆架打眼后裝藥爆破，爆破后產(chǎn)生的大塊礦石需要人工破碎后，由人工手搬或用鐵鍬將井底碎石裝入吊桶內(nèi)，矸石吊桶提至卸矸臺后，通過翻矸裝置將矸石卸出，矸石經(jīng)過溜矸槽或矸石倉卸入自翻汽車或礦車上，然后運(yùn)往排矸場。
[0003]抓巖機(jī)包括中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)(HZ型)、環(huán)形軌道抓巖機(jī)(HH型)、靠壁式抓巖機(jī)(HK型)和鋼絲繩懸吊式抓巖機(jī)(HS型)，它是現(xiàn)有立井施工設(shè)備中最先進(jìn)的設(shè)備，它的合理性與否直接關(guān)系整個(gè)井筒機(jī)械化配套的合理性，它是一種豎井掘進(jìn)時(shí)裝載礦石或巖石的機(jī)械。由抓斗、工作汽缸、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和提升裝置等部件組成，以電或壓縮空氣為動(dòng)力。抓斗與起吊臂之間有鋼絲繩連接，張開的抓斗被拋落在破碎巖石上，抓斗借助汽缸和傳動(dòng)機(jī)械的作用，使葉片做張開或收攏的動(dòng)作進(jìn)行工作，但據(jù)立井施工單位反映抓巖機(jī)存在裝石效果不理想的問題，同時(shí)鏟料的精準(zhǔn)度差，由此降低作業(yè)效率與作業(yè)品質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種在吊盤上結(jié)合挖掘設(shè)備，并通過現(xiàn)場操作控制，改善裝石效果的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人。
[0005]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種立井施工特種作業(yè)機(jī)器人，包括上下兩層吊盤總成，兩層吊盤總成之間通過立柱固連，每層吊盤總成上均設(shè)置喇叭口總成、動(dòng)力電纜蓋門總成、人行孔口蓋門總成、放炮電纜蓋門總成、輪胎支腿總成及壓井壁裝置總成，下層吊盤總成上還設(shè)置底座總成，所述底座總成上設(shè)置擺動(dòng)缸，下層吊盤總成的中心穿接轉(zhuǎn)軸組件，所述擺動(dòng)缸通過徑向軸承和推力軸承連接上述轉(zhuǎn)軸組件，所述轉(zhuǎn)軸組件的下方連接挖掘總成，所述轉(zhuǎn)軸組件的下方還設(shè)置控制臺，所述控制臺上設(shè)置用于操控挖掘總成的電磁比例多路閥。
[0006]本立井施工特種作業(yè)機(jī)器人中，上層的吊盤總成為保護(hù)吊盤，下層的吊盤為工作吊盤，控制臺位于下層吊盤的下面，由此使查看視野清楚，方便對挖掘進(jìn)行現(xiàn)場操控。上層吊盤總成上的喇叭口總成與下層吊盤總成上的喇叭口總成相對正連通，以實(shí)現(xiàn)從喇叭口總成的通道送入設(shè)備和送出礦石。在整體機(jī)器人沿著立井內(nèi)壁下降時(shí)，輪胎支腿總成與立井內(nèi)壁形成滾動(dòng)摩擦，起到導(dǎo)向的作用，保障下降的穩(wěn)定性。當(dāng)整體機(jī)器人沿著立井內(nèi)壁下降至適當(dāng)高度時(shí)，壓井壁裝置總成伸出與井壁形成卡死，從而保障牢靠的固定位置。擺動(dòng)缸通過徑向軸承和推力軸承能帶動(dòng)主軸組件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)挖掘總成的旋轉(zhuǎn)調(diào)位。通過對電磁比例多路閥的轉(zhuǎn)換操作，實(shí)現(xiàn)對擺動(dòng)缸及各個(gè)油缸的驅(qū)動(dòng)，以控制挖掘總成完成挖掘鏟料作業(yè)。
[0007]在上述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人中，所述轉(zhuǎn)軸組件包括通過法蘭連接的上主軸和下主軸，所述上主軸穿接在下層吊盤總成上，所述上主軸上設(shè)置制動(dòng)器連接板，所述制動(dòng)器連接板上設(shè)置抱軸制動(dòng)器，所述下主軸連接上述挖掘總成。抱軸制動(dòng)器的作用為，在擺動(dòng)缸的進(jìn)回油口接一個(gè)梭閥，不論那側(cè)進(jìn)油，都有液體進(jìn)入制動(dòng)缸，克服彈簧力，松閘；一旦回油，通過彈簧力抱緊；從而防止因慣性導(dǎo)致挖掘總成擺動(dòng)，抱緊以增強(qiáng)穩(wěn)定性。
[0008]在上述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人中，所述挖掘總成包括由上至下順次鉸接的動(dòng)臂、斗桿及鏟斗，所述動(dòng)臂的上端鉸接在下主軸上；所述下主軸與動(dòng)臂之間設(shè)置動(dòng)臂油缸，所述動(dòng)臂油缸的定位端鉸接在下主軸上，驅(qū)動(dòng)端鉸接在動(dòng)臂上；所述動(dòng)臂與斗桿之間設(shè)置斗桿油缸，所述斗桿油缸的定位端鉸接在動(dòng)臂上，驅(qū)動(dòng)端鉸接在斗桿上；所述斗桿與鏟斗之間設(shè)置鏟斗油缸，所述鏟斗油缸的定位端鉸接在斗桿上，驅(qū)動(dòng)端鉸接在鏟斗上。操控動(dòng)臂油缸動(dòng)作以驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂進(jìn)行擺動(dòng)，操控斗桿油缸動(dòng)作以驅(qū)動(dòng)斗桿進(jìn)行擺動(dòng)，操控?產(chǎn)斗油缸動(dòng)作以驅(qū)動(dòng)鏟斗進(jìn)行擺動(dòng)，結(jié)合上述各部件的動(dòng)作方式，最終完成挖掘鏟料操作。
[0009]在上述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人中，所述下主軸上連接水平支撐桿，所述水平支撐桿上固設(shè)座椅總成和上述控制臺，所述座椅總成包括座椅，所述座椅的底部設(shè)置彈簧減震器，所述座椅總成的下方設(shè)置梯子總成。操作人員從井下沿梯子總成到達(dá)座椅總成上，在操控中座椅底部的彈簧減震器能有效降低震感，一則保障人身安全，二則提高工作舒適度。
[0010]在上述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人中，所述下層吊盤總成的底側(cè)設(shè)置滑軌，所述滑軌上卡接可滑動(dòng)的吊環(huán)，所述吊環(huán)上通過連接頭連接安全繩，所述安全繩連接于座椅的位置上。在操作控制臺時(shí)，操作人員將安全繩綁在身上，以防止意外發(fā)生，確保人生安全。
[0011]在上述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人中，所述輪胎支腿總成設(shè)置于吊盤總成的頂面上，所述輪胎支腿總成包括若干個(gè)輪胎支座，每個(gè)輪胎支座上鉸接一輪胎，若干輪胎沿吊盤總成的外周圈均勻布置。輪胎均勻布置可使受力均勻，增強(qiáng)下降過程中的平穩(wěn)度。
[0012]在上述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人中，所述壓井壁裝置總成設(shè)置于吊盤總成的底面上，所述壓井壁裝置總成包括若干個(gè)壓井壁油缸，每個(gè)壓井壁油缸驅(qū)動(dòng)連接一個(gè)壓緊定位器，若干壓緊定位器沿吊盤總成的外周圈均勻布置。壓緊定位器均勻布置可使受力均勻，增強(qiáng)定位穩(wěn)定效果。壓井壁油缸進(jìn)液時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓緊定位器向外周伸出與井壁接觸卡死；壓井壁油缸卸液時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓緊定位器向內(nèi)收回與井壁分離。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本立井施工特種作業(yè)機(jī)器人研制一種以立井施工的下層吊盤為放置基礎(chǔ)，以人為本、安全第一的設(shè)計(jì)理念；旨在改善目前金礦或煤礦等非金屬礦山井內(nèi)通風(fēng)條件差，濕度和溫度高，惡劣的工作環(huán)境下，立井施工的裝料、破碎靠人工，機(jī)械化程度差的問題，從而減輕建井施工的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率和立井工作面掘進(jìn)進(jìn)尺。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本立井施工特種作業(yè)機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本立井施工特種作業(yè)機(jī)器人中吊盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本立井施工特種作業(yè)機(jī)器人的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中，1、吊盤總成；2、喇叭口總成；3、輪胎支腿總成；4、動(dòng)力電纜蓋門總成；5、人行孔口蓋門總成；6、放炮電纜蓋門總成；7、壓井壁裝置總成；8、立柱；9、底座總成；10、擺動(dòng)缸；11、上主軸；12、制動(dòng)器連接板；13、抱軸制動(dòng)器；14、法蘭；15、下主軸；16、水平支撐桿；17、電磁比例多路閥；18、座椅；19、彈簧減震器；20、滑軌；21、吊環(huán)；22、連接頭；23、安全繩；24、梯子總成；25、動(dòng)臂油缸；26、動(dòng)臂；27、斗桿油缸；28、斗桿；29、鏟斗油缸；30、鏟斗。

【具體實(shí)施方式】
[0018]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0019]如圖1至圖3所示，本立井施工特種作業(yè)機(jī)器人包括上下兩層吊盤總成1，兩層吊盤總成I之間通過立柱8固連，兩層吊盤總成I下面設(shè)置挖掘總成和控制臺。上層的吊盤總成I為保護(hù)吊盤，下層的吊盤為工作吊盤，控制臺位于下層吊盤的下面，由此使查看視野清楚，方便對挖掘進(jìn)行現(xiàn)場操控。
[0020]每層吊盤總成I上均設(shè)置喇叭口總成2、動(dòng)力電纜蓋門總成4、人行孔口蓋門總成5、放炮電纜蓋門總成6、輪胎支腿總成3及壓井壁裝置總成7。
[0021]輪胎支腿總成3設(shè)置于吊盤總成I的頂面上，輪胎支腿總成3包括若干個(gè)輪胎支座，每個(gè)輪胎支座上鉸接一輪胎，若干輪胎沿吊盤總成I的外周圈均勻布置。輪胎均勻布置可使受力均勻，增強(qiáng)下降過程中的平穩(wěn)度。
[0022]壓井壁裝置總成7設(shè)置于吊盤總成I的底面上，壓井壁裝置總成7包括若干個(gè)壓井壁油缸，每個(gè)壓井壁油缸驅(qū)動(dòng)連接一個(gè)壓緊定位器，若干壓緊定位器沿吊盤總成I的外周圈均勻布置。壓緊定位器均勻布置可使受力均勻，增強(qiáng)定位穩(wěn)定效果。壓井壁油缸進(jìn)液時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓緊定位器向外周伸出與井壁接觸卡死；壓井壁油缸卸液時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓緊定位器向內(nèi)收回與井壁分咼。
[0023]下層吊盤總成I上還設(shè)置底座總成9，底座總成9上設(shè)置擺動(dòng)缸10，下層吊盤總成I的中心穿接轉(zhuǎn)軸組件，擺動(dòng)缸10通過徑向軸承和推力軸承連接轉(zhuǎn)軸組件。轉(zhuǎn)軸組件包括通過法蘭14連接的上主軸11和下主軸15，其中上主軸11穿接在下層吊盤總成I上，該上主軸11上還設(shè)置制動(dòng)器連接板12，制動(dòng)器連接板12上設(shè)置抱軸制動(dòng)器13。抱軸制動(dòng)器13的作用為，在擺動(dòng)缸10的進(jìn)回油口接一個(gè)梭閥，不論那側(cè)進(jìn)油，都有液體進(jìn)入制動(dòng)缸，克服彈簧力，松閘；一旦回油，通過彈簧力抱緊；從而防止因慣性導(dǎo)致挖掘總成擺動(dòng)，抱緊以增強(qiáng)穩(wěn)定性。
[0024]下主軸15上連接水平支撐桿16，水平支撐桿16上固設(shè)座椅總成和控制臺，控制臺上設(shè)置用于操控挖掘總成的電磁比例多路閥17。座椅總成包括座椅18，該座椅18的底部設(shè)置彈簧減震器19，在操控中座椅18底部的彈簧減震器19能有效降低震感，一則保障人身安全，二則提高工作舒適度。座椅總成的下方還設(shè)置梯子總成24。
[0025]下層吊盤總成I的底側(cè)設(shè)置滑軌20，滑軌20上卡接可滑動(dòng)的吊環(huán)21，吊環(huán)21上通過連接頭22連接安全繩23，安全繩23連接于座椅18的位置上。
[0026]下主軸15連接挖掘總成，挖掘總成包括由上至下順次鉸接的動(dòng)臂26、斗桿28及鏟斗30。動(dòng)臂26的上端鉸接在下主軸15上；下主軸15與動(dòng)臂26之間設(shè)置動(dòng)臂油缸25，動(dòng)臂油缸25的定位端鉸接在下主軸15上，驅(qū)動(dòng)端鉸接在動(dòng)臂26上；動(dòng)臂26與斗桿28之間設(shè)置斗桿油缸27，斗桿油缸27的定位端鉸接在動(dòng)臂26上，驅(qū)動(dòng)端鉸接在斗桿28上；斗桿28與鏟斗30之間設(shè)置鏟斗油缸29，鏟斗油缸29的定位端鉸接在斗桿28上，驅(qū)動(dòng)端鉸接在鏟斗30上。
[0027]本立井施工特種作業(yè)機(jī)器人運(yùn)行過程為，在整體機(jī)器人沿著立井內(nèi)壁下降時(shí)，輪胎支腿總成3與立井內(nèi)壁形成滾動(dòng)摩擦，起到導(dǎo)向的作用，保障下降的穩(wěn)定性。當(dāng)整體機(jī)器人沿著立井內(nèi)壁下降至適當(dāng)高度時(shí)，壓井壁裝置總成7伸出與井壁形成卡死，從而保障牢靠的固定位置。操作人員從井下沿梯子總成24到達(dá)座椅總成上，隨后操作人員將安全繩23綁在身上，以防止意外發(fā)生，確保人生安全。上層吊盤總成I上的喇叭口總成2與下層吊盤總成I上的喇叭口總成2相對正連通，以實(shí)現(xiàn)從喇叭口總成2的通道送入設(shè)備和送出礦石。操作人員通過對電磁比例多路閥17的轉(zhuǎn)換操作，實(shí)現(xiàn)對擺動(dòng)缸10及各個(gè)油缸的驅(qū)動(dòng)，操控?cái)[動(dòng)缸10通過徑向軸承和推力軸承能帶動(dòng)主軸組件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)挖掘總成的旋轉(zhuǎn)調(diào)位；操控動(dòng)臂油缸25動(dòng)作以驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂26進(jìn)行擺動(dòng)，操控斗桿油缸27動(dòng)作以驅(qū)動(dòng)斗桿28進(jìn)行擺動(dòng)，操控伊^斗油缸29動(dòng)作以驅(qū)動(dòng)伊^斗30進(jìn)行擺動(dòng)，結(jié)合上述各部件的動(dòng)作方式，最終完成挖掘鏟料作業(yè)。
[0028]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0029]盡管本文較多地使用了吊盤總成I ;喇叭口總成2 ;輪胎支腿總成3 ;動(dòng)力電纜蓋門總成4 ;人行孔口蓋門總成5 ;放炮電纜蓋門總成6 ;壓井壁裝置總成7 ;立柱8 ;底座總成9 ;擺動(dòng)缸10 ;上主軸11 ;制動(dòng)器連接板12 ;抱軸制動(dòng)器13 ;法蘭14 ;下主軸15 ;水平支撐桿16 ;電磁比例多路閥17 ;座椅18 ;彈簧減震器19 ;滑軌20 ;吊環(huán)21 ;連接頭22 ;安全繩23 ；梯子總成24 ;動(dòng)臂油缸25 ;動(dòng)臂26 ;斗桿油缸27 ;斗桿28 ;鏟斗油缸29 ;鏟斗30等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種立井施工特種作業(yè)機(jī)器人，包括上下兩層吊盤總成，兩層吊盤總成之間通過立柱固連，其特征在于，每層吊盤總成上均設(shè)置喇叭口總成、動(dòng)力電纜蓋門總成、人行孔口蓋門總成、放炮電纜蓋門總成、輪胎支腿總成及壓井壁裝置總成，下層吊盤總成上還設(shè)置底座總成，所述底座總成上設(shè)置擺動(dòng)缸，下層吊盤總成的中心穿接轉(zhuǎn)軸組件，所述擺動(dòng)缸通過徑向軸承和推力軸承連接上述轉(zhuǎn)軸組件，所述轉(zhuǎn)軸組件的下方連接挖掘總成，所述轉(zhuǎn)軸組件的下方還設(shè)置控制臺，所述控制臺上設(shè)置用于操控挖掘總成的電磁比例多路閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸組件包括通過法蘭連接的上主軸和下主軸，所述上主軸穿接在下層吊盤總成上，所述上主軸上設(shè)置制動(dòng)器連接板，所述制動(dòng)器連接板上設(shè)置抱軸制動(dòng)器，所述下主軸連接上述挖掘總成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人，其特征在于，所述挖掘總成包括由上至下順次鉸接的動(dòng)臂、斗桿及鏟斗，所述動(dòng)臂的上端鉸接在下主軸上；所述下主軸與動(dòng)臂之間設(shè)置動(dòng)臂油缸，所述動(dòng)臂油缸的定位端鉸接在下主軸上，驅(qū)動(dòng)端鉸接在動(dòng)臂上；所述動(dòng)臂與斗桿之間設(shè)置斗桿油缸，所述斗桿油缸的定位端鉸接在動(dòng)臂上，驅(qū)動(dòng)端鉸接在斗桿上；所述斗桿與鏟斗之間設(shè)置鏟斗油缸，所述鏟斗油缸的定位端鉸接在斗桿上，驅(qū)動(dòng)端鉸接在鏟斗上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人，其特征在于，所述下主軸上連接水平支撐桿，所述水平支撐桿上固設(shè)座椅總成和上述控制臺，所述座椅總成包括座椅，所述座椅的底部設(shè)置彈簧減震器，所述座椅總成的下方設(shè)置梯子總成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人，其特征在于，所述下層吊盤總成的底側(cè)設(shè)置滑軌，所述滑軌上卡接可滑動(dòng)的吊環(huán)，所述吊環(huán)上通過連接頭連接安全繩，所述安全繩連接于座椅的位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人，其特征在于，所述輪胎支腿總成設(shè)置于吊盤總成的頂面上，所述輪胎支腿總成包括若干個(gè)輪胎支座，每個(gè)輪胎支座上鉸接一輪胎，若干輪胎沿吊盤總成的外周圈均勻布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立井施工特種作業(yè)機(jī)器人，其特征在于，所述壓井壁裝置總成設(shè)置于吊盤總成的底面上，所述壓井壁裝置總成包括若干個(gè)壓井壁油缸，每個(gè)壓井壁油缸驅(qū)動(dòng)連接一個(gè)壓緊定位器，若干壓緊定位器沿吊盤總成的外周圈均勻布置。
【文檔編號】E21D7/00GK104453916SQ201410634467
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】宋志安, 蘭香平, 吳玉祥, 張新海, 張忠, 孫經(jīng)偉 申請人:山東科技大學(xué)