本發(fā)明涉及懸臂搭載式輔助裝置及其工作方法和應(yīng)用，屬于礦井、隧道開鑿設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
煤炭占我國一次能源消費總量的70％，遠(yuǎn)高于原油、水電、天然氣等能源，在我國的能源消費結(jié)構(gòu)中占據(jù)著主導(dǎo)地位。作為煤炭開采工程中開鑿平直地下巷道的主要機械設(shè)備，掘進(jìn)機在地鐵、公路等交通設(shè)施建設(shè)中同樣起到了不可替代的作用，是中小型隧道及其他復(fù)雜地下巖層的主要開鑿機械。掘進(jìn)機在工程應(yīng)用中具有安全、高效和成巷質(zhì)量好等優(yōu)點，但造價大，構(gòu)造復(fù)雜，截齒損耗也較大，在破碎硬質(zhì)巖石時掘進(jìn)難度、掘進(jìn)成本、截齒損耗及危險程度都將成倍提升。綜上所述，由于復(fù)雜工況，惡劣環(huán)境，掘進(jìn)過程會破壞原有巖石結(jié)構(gòu)，影響斷層分布，直接導(dǎo)致巖石穩(wěn)定性，同時掘進(jìn)產(chǎn)生大量粉塵，導(dǎo)致能見度極低，非常不利于對工作面的實時監(jiān)控，難以及時發(fā)現(xiàn)異常，若此時對現(xiàn)有掘進(jìn)機增加輔助裝置，如增加超聲波探測儀、紅外熱成像等設(shè)備，對巖石裂紋變化、圍巖溫度進(jìn)行實時監(jiān)控，確定前方巖石的可掘進(jìn)性，及時的調(diào)整掘進(jìn)方案，減少掘進(jìn)中的無功損耗，減小事故發(fā)生的可能性。又如增加二次噴水等降塵設(shè)備以提高工作面環(huán)境質(zhì)量，減小事故率等。目前，現(xiàn)有技術(shù)中也有對掘進(jìn)機系統(tǒng)的改進(jìn)，如中國專利文件“公告號CN201460729U”公開了一種煤礦井下掘進(jìn)設(shè)備，具體為一種掘進(jìn)機機載錨桿鉆機，解決傳統(tǒng)錨桿鉆機無法適應(yīng)高度機械化的綜掘生產(chǎn)問題，包括安裝在掘進(jìn)機上部中間位置的滑軌及基座，基座前端連有空心鉆臂及伸縮臂，伸縮臂與空心鉆臂之間裝有伸縮臂油缸，空心鉆臂與基座之間還裝有鉆臂升降油缸和鉆臂回轉(zhuǎn)油缸；伸縮臂前端下方連有吊架，吊架上安裝有鉆架及鉆架推展油缸，鉆架推展油缸前端與鉆架鉸接，伸縮臂前端末尾固定有鉆架回轉(zhuǎn)油缸，鉆架回轉(zhuǎn)油缸與吊架固定，在掘進(jìn)機上增加支護(hù)裝置，功能單一，結(jié)構(gòu)龐大，與掘進(jìn)工作主要作用的主懸臂的聯(lián)合度較差。中國專利文件“公告號CN204225888U”公開了一種適用于難濕潤煤層快速綜掘工作面的高效綜合防降塵系統(tǒng)，包括噴霧抑塵系統(tǒng)、通風(fēng)除塵系統(tǒng)和控風(fēng)控塵系統(tǒng)。噴霧抑塵系統(tǒng)包括安裝于掘進(jìn)機搖臂根部的環(huán)形外噴霧裝置、安裝于一運、二運轉(zhuǎn)載點上方的噴霧裝置和安裝于巷道后方的捕塵網(wǎng)，通風(fēng)除塵系統(tǒng)包括分布式吸塵罩、負(fù)壓骨架風(fēng)筒和除塵風(fēng)機，控風(fēng)控塵系統(tǒng)由滑軌、軟風(fēng)筒、變徑風(fēng)筒、風(fēng)筒儲存器、伸縮骨架風(fēng)筒、附壁風(fēng)筒、調(diào)風(fēng)閥門、整流風(fēng)筒組成，利用該系統(tǒng)改善掘進(jìn)工作面的勞動作業(yè)環(huán)境，但該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)復(fù)雜、功能單一，不利于普及推廣。中國專利文件“公告號CN202851001U”公開一種掘進(jìn)機伸縮部防塵結(jié)構(gòu)，包括基板，基板下方固定有支撐柱，基板一端與第一聯(lián)接塊相連、另一端設(shè)有帶導(dǎo)軌的基板擋板，基板擋板與第一滑動板端頭的右擋板配合，第一滑動板的另一端設(shè)有帶導(dǎo)軌的左擋板第二滑動板一端設(shè)有與左擋板配合的第二滑動板擋板，第二滑動板另一端固定有第二聯(lián)接塊和第三聯(lián)接塊，第二滑動板上設(shè)有螺栓。該實用新型一端聯(lián)接于伸縮外筒上，另一端安裝于伸縮保護(hù)筒上，可伸縮折疊，該結(jié)構(gòu)同樣較為復(fù)雜且功能單一。綜上所述，目前現(xiàn)有技術(shù)還存在以下缺點：1、功能單一，柔性度差；2、對原有掘進(jìn)機改動較大，對于不同型號的掘進(jìn)機重新設(shè)計工作量更大，不利于推廣普及使用；3、由于現(xiàn)場環(huán)境中掘進(jìn)巷道高度受限，上述掘進(jìn)機均增加了機體高度，可能導(dǎo)致無法進(jìn)行進(jìn)入開采；4、設(shè)備保護(hù)性能差，掘進(jìn)工作過程產(chǎn)生的碎石崩落會影響上述各設(shè)備的正常使用；5、上述設(shè)備的機構(gòu)穩(wěn)定性差，缺少運動停止后的自鎖緊功能；6、設(shè)備損壞直接影響主功能的正常使用。因此，研發(fā)一種既適用性廣又安全穩(wěn)定、功能多樣的輔助裝置具有極高的推廣價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種懸臂搭載式輔助裝置，是對現(xiàn)有掘進(jìn)機的改進(jìn)，增加輔助結(jié)構(gòu)，利用輔助平臺，通過改變安裝于輔助平臺上的設(shè)備進(jìn)而完成對不同環(huán)境及安全要求下的需要變化。本發(fā)明可以應(yīng)用在現(xiàn)有掘進(jìn)機上，本發(fā)明還提供一種利用上述裝置的工作方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：懸臂搭載式輔助裝置，包括輔助臂和輔助平臺，輔助臂設(shè)于掘進(jìn)機主懸臂兩側(cè)，輔助臂與主懸臂相連，輔助平臺與輔助臂相連。輔助臂用于支撐輔助平臺，通過輔助臂使輔助平臺與現(xiàn)有掘進(jìn)機的主懸臂相連，以方便在輔助平臺上根據(jù)不同環(huán)境的需求安裝不同的輔助設(shè)備如超聲探測儀、降塵設(shè)備、破巖設(shè)備(鋸切，鑿巖)等，輔助平臺搭載輔助設(shè)備，輔助平臺為輔助設(shè)備提供支撐與保護(hù)功能。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，主懸臂設(shè)有滑軌，滑軌內(nèi)設(shè)有底座，輔助臂一端通過底座與滑軌相連，輔助臂另一端與輔助平臺相連。滑軌對輔助機構(gòu)進(jìn)行導(dǎo)向及支撐，通過滑軌和底座，使輔助臂可沿滑軌方向在主懸臂周圍移動，便于在不需要增加設(shè)備的時候?qū)⑤o助平臺退于掘進(jìn)機炮頭后方，方便掘進(jìn)機正常掘進(jìn)巷道，以免影響正常掘進(jìn)工作。進(jìn)一步優(yōu)選的，主懸臂兩側(cè)各設(shè)有至少一個滑軌。進(jìn)一步優(yōu)選的，主懸臂頂部設(shè)有至少一個滑軌。底座沿著滑軌的軌跡運動，由于井下環(huán)境復(fù)雜，為滿足支撐的強度要求，整個主懸臂機體裝置設(shè)置有多個滑軌，分別位于主懸臂頂部與左右兩側(cè)，從而減小每條導(dǎo)軌的載荷。進(jìn)一步優(yōu)選的，底座內(nèi)設(shè)有電機和齒輪，齒輪與電機相連，滑軌上設(shè)有齒軌，齒輪與齒軌匹配連接。齒輪與齒軌配合，由電機提供驅(qū)動動力，配合齒輪和齒軌使底座沿滑軌運動。電機也可由液壓馬達(dá)代替。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述懸臂搭載式輔助裝置還包括第一液壓缸，第一液壓缸設(shè)于底座上，第一液壓缸與輔助臂相連。第一液壓缸用以提供輔助臂上下擺動的驅(qū)動力。進(jìn)一步優(yōu)選的，輔助臂通過變向節(jié)與底座相連。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述懸臂搭載式輔助裝置還包括第二液壓缸，第二液壓缸一端與輔助臂相連，第二液壓缸另一端與輔助平臺相連。第二液壓缸用以提供輔助臂左右擺動的驅(qū)動力。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一液壓缸與第二液壓缸均為自鎖式液壓缸。選用自鎖液壓缸，以方便輔助平臺維持固定的位置，防止在靜止?fàn)顟B(tài)下因受力而發(fā)生運動，避免不必要的安全隱患及提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一液壓缸與第二液壓缸各自通過控制開關(guān)與掘進(jìn)機液壓系統(tǒng)相連。現(xiàn)有掘進(jìn)機本身自帶液壓系統(tǒng)，由液壓系統(tǒng)直接提供壓力液驅(qū)動液壓缸完成動作，現(xiàn)有掘進(jìn)機的控制大多為有線遙控控制，集成的遙控器裝置，安裝液壓缸控制開關(guān)，從而由掘進(jìn)機液壓系統(tǒng)控制第一液壓缸、第二液壓缸運動。一種應(yīng)用有上述懸臂搭載式輔助裝置的掘進(jìn)機，包括機身、回轉(zhuǎn)臺、主懸臂和掘進(jìn)機炮頭，掘進(jìn)機炮頭設(shè)于主懸臂前端，主懸臂通過回轉(zhuǎn)臺與機身相連，還包括懸臂搭載式輔助裝置，懸臂搭載式輔助裝置包括輔助臂和輔助平臺，輔助臂設(shè)于掘進(jìn)機主懸臂兩側(cè)，輔助平臺與輔助臂相連。一種利用上述懸臂搭載式輔助裝置的工作方法，包括步驟如下：(1)根據(jù)工作內(nèi)容判斷決定使用輔助裝置或不使用輔助裝置，當(dāng)不使用輔助裝置時，進(jìn)入步驟(2)，使用輔助裝置時，進(jìn)入步驟(3)；(2)當(dāng)輔助裝置不作用，或者輔助設(shè)備不需貼近工作面，不使用輔助裝置，由底座內(nèi)電機驅(qū)動底座沿滑軌移動至遠(yuǎn)離掘進(jìn)機炮頭的滑軌一端，使輔助平臺位于掘進(jìn)機炮頭后方；掘進(jìn)機正常的掘進(jìn)工作時，輔助裝置回收在掘進(jìn)機炮頭之后，不影響掘進(jìn)工作；(3)需要輔助裝置貼近工作面時，使用輔助裝置，掘進(jìn)機炮頭停轉(zhuǎn)，由底座內(nèi)電機驅(qū)動底座沿滑軌移動至鄰近掘進(jìn)機炮頭的滑軌一端，使輔助平臺靠近工作面，使輔助平臺上的其他設(shè)備完成貼近工作面的工作。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(2)還包括，當(dāng)掘進(jìn)機炮頭修頂邊緣時，輔助平臺可能臨近巷道頂部而干擾正常掘進(jìn)工作，底座內(nèi)電機驅(qū)動底座沿滑軌移動至鄰近掘進(jìn)機炮頭的滑軌一端，使輔助平臺前移至掘進(jìn)機炮頭前方，由掘進(jìn)機液壓系統(tǒng)通過控制開關(guān)驅(qū)動第一液壓缸，第一液壓缸使輔助臂向下擺動，使輔助平臺的水平面位于掘進(jìn)機炮頭水平面的下方，再由底座內(nèi)電機驅(qū)動底座沿滑軌移動至遠(yuǎn)離掘進(jìn)機炮頭的滑軌一端，將輔助平臺收于主懸臂下方，此時輔助平臺位于主懸臂的下方、掘進(jìn)機炮頭的后方，以便掘進(jìn)機完成對巷道頂?shù)墓ぷ?；?dāng)掘進(jìn)機炮頭修底部時，底座內(nèi)電機驅(qū)動底座沿滑軌移動至...