一種鋪設刮板輸送機溜槽的裝備及其應用的制作方法

本發明涉及一種鋪設刮板輸送機溜槽的裝備及其應用，屬于礦井設備技術領域。

背景技術：

刮板輸送機是煤礦井下綜采設備的重要組成部分，其安裝質量對刮板輸送機的性能有很大的影響。傳統的刮板輸送機溜槽安裝技術采用人工起吊的方式將溜槽安裝在相應的位置，容易出現溜槽鋪設不直、溜槽間距不符合要求等問題，增加后期調整的工作量，影響施工周期，另外傳統方式需要大量的勞動力和起吊設備，施工勞動強度大，且存在施工安全隱患，威脅施工人員身體健康，效率低下。

中國專利文獻CN103231336A公開了一種刮板運輸機溜槽安裝平臺及刮板運輸機溜槽安裝系統，其中刮板運輸機溜槽安裝平臺包括：平臺支架，包括上面板和下面板，所述上面板和下面板之間通過支撐筋連接，所述上面板用于承載溜槽，所述上面板的第一端與下面板所在平面之間具有一第一設定距離，所述上面板的第二端與下面板所在平面之間具有一第二設定距離，所述第一設定距離大于第二設定距離；擋板，設置于所述上面板的兩側且沿所述上面板的長度方向延伸，用于對溜槽起導向作用。雖然該專利具有一定優勢，但整個溜槽安裝平臺體型較大，使用前移動放置及拆卸安裝較為麻煩，且存在鋪設不直，直線度不高的問題。

隨著刮板輸送機向長運距和大功率的方向發展，溜槽的體積和重量也逐步增大，同時也增加了刮板輸送機溜槽的鋪設難度。因此，亟需尋求設計一種鋪設效率高、鋪設溜槽直線度高、方便溜槽移動鋪設的裝備。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提供一種鋪設刮板輸送機溜槽的裝備。

本發明還提供上述鋪設刮板輸送機溜槽的裝備的使用方法。

本發明的技術方案如下：

一種鋪設刮板輸送機溜槽的裝備，包括溜槽安裝定位基準器、機械手臂和操控平臺；

所述溜槽安裝定位基準器包括反射板及設置在反射板兩側的激光發射器；

所述機械手臂包括機械臂和設置在機械臂一端的機械手，所述機械手包括支架和機械手指，在支架的一側設置兩個可滑動的機械手指，機械手指的一端通過推拉液壓缸連接使機械手指實現來回滑動，在支架的頂部設置有激光測距儀和激光信號接收模塊；

所述操控平臺包括至上而下依次設置的滑動平臺、旋轉平臺和平臺底座，機械臂的另一端設置在滑動平臺上。

優選的，反射板兩側的激光發射器為激光發射器Ⅰ和激光發射器Ⅱ，激光發射器Ⅰ和激光發射器Ⅱ對稱設置在反射板兩側。

優選的，每個機械手指包括溜槽定位塊、滑座、溜槽擋塊、液壓缸和安裝塊；溜槽定位塊通過滑座與支架上開設的滑道滑動連接，滑座與推拉液壓缸連接，溜槽定位塊的兩端還分別連接溜槽擋塊和液壓缸，液壓缸的活塞桿連接安裝塊。此設計的好處在于，液壓缸的伸縮可調整安裝塊的位置，使機械手指可以夾持不同長度的溜槽。

優選的，所述推拉液壓缸內置有磁致伸縮傳感器。此設計的好處在于，使用含磁致伸縮傳感器的推拉液壓缸能夠準確控制溜槽定位塊的移動距離，便于精確控制。

優選的，所述平臺底座的底部設置有第一液壓馬達，第一液壓馬達通過平臺底座上方的齒輪系與旋轉平臺底部傳動連接，旋轉平臺頂部設置有導槽、第二液壓馬達、絲杠、滑塊，第二液壓馬達與絲杠傳動連接，滑塊與絲杠配合并連接滑動平臺，滑動平臺的底部通過導軌與導槽滑動連接。

優選的，所述旋轉平臺的頂部一側設置有配重塊。

優選的，所述機械臂包括第一機械臂和第二機械臂，第一機械臂的兩端分別與支架、第二機械臂鉸接并通過液壓馬達及減速機進行驅動，第二機械臂還與滑動平臺的頂部鉸接并通過液壓馬達及減速機進行驅動，在液壓馬達及減速機的相對側還設置有角度傳感器。

一種鋪設刮板輸送機溜槽的裝備的使用方法，包括以下步驟：

(1)使用前，將溜槽安裝定位基準器放置在預設溜槽鋪設中心線上，將操控平臺安裝在工程車輛上；

(2)啟動操控平臺和機械臂，調整機械臂使機械手指夾住溜槽，然后由操控平臺和機械臂運行至溜槽預鋪設位置；

(3)借助激光測距儀和激光信號接收模塊與溜槽安裝定位基準器的配合作用，并通過操控平臺和機械臂調整溜槽至正確的鋪設位置，然后機械手指松開溜槽；

(4)重復步驟(2)-(3)，完成所有待安裝溜槽的鋪設。

本發明的有益效果在于：

1.本發明鋪設裝備含有溜槽安裝定位基準器，通過激光校直和激光測距，應用本發明鋪設溜槽可以避免傳統人工鋪設過程中溜槽鋪設不直、溜槽間距不符合要求的問題，提高了鋪設質量。

2.本發明溜槽鋪設裝備適用范圍廣，可根據溜槽的型號更換溜槽定位塊，本發明可用于鋪設各種型號的溜槽，作業柔性度好。

3.本發明溜槽鋪設裝備可以安裝在各種適合在煤礦井下作業的工程車輛，安裝改造較為方遍。

4.使用本發明溜槽鋪設裝備，可有效避免傳統溜槽鋪設過程中需要布置各種吊具和人工作業出現安全事故的問題，節省了大量人力和物力，而且提高了作業效率。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為本發明中溜槽安裝定位基準器的結構示意圖；

圖3為本發明中安裝機械手結構示意圖；

圖4為本發明中機械臂及操控平臺結構示意圖；

圖5為本發明中第一機械臂和第二機械臂的結構示意圖；

圖6為本發明中滑動平臺及旋轉平臺結構示意圖；

圖7為本發明中激光信號接收模塊的結構示意圖；

圖8為本發明校直過程的原理示意圖；

其中：1、溜槽安裝定位基準器；2、機械手；3、機械臂；4、操控平臺；5、激光發射器I；6、反射板；7、激光發射器II；8、T形支架；9、安裝塊；10、液壓缸；11、溜槽定位塊；12、溜槽擋塊；13、滑座；14、推拉液壓缸；15、液壓缸安裝座；16、激光信號接收模塊；17、激光測距儀；18、銷軸；19、支架；20、滑道；21、螺栓；22、角位移傳感器；23、液壓馬達及減速器；24、第一機械臂；25、液壓馬達及減速器；26、角位移傳感器；27、第二機械臂；28、角位移傳感器；29、液壓馬達及減速器；30、安裝耳環；31、滑動平臺；32、滑塊；33、絲杠；34、第二液壓馬達；35、旋轉平臺；36、配重塊；37、操縱桿；38、控制箱；39、平臺底座；40、銷軸安裝耳環；41、螺釘；42、機械臂本體；43、機械臂銷軸；44、小齒輪；45、大齒輪；46、旋轉平臺安裝座；47、第一液壓馬達；48、法蘭盤。

具體實施方式

下面通過實施例并結合附圖對本發明做進一步說明，但不限于此。

實施例1：

如圖1至圖8所示，本實施例提供一種鋪設刮板輸送機溜槽的裝備，其主要包括溜槽安裝定位基準器1、機械手臂和操控平臺4四個部分；

其中，溜槽安裝定位基準器1包括反射板6及設置在反射板兩側的激光發射器，反射板和激光發射器均固定在一T形支架8上，在反射板6的兩側對稱設置兩個相同的激光發射器，分別為激光發射器Ⅰ5和激光發射器Ⅱ7；反射板6用于反射激光測距儀17發出的激光信號，溜槽安裝定位基準器1放置在預設溜槽鋪設中心線上，作為溜槽鋪設的定位基準。

機械手臂包括機械臂3和設置在機械臂一端的機械手2，機械手2包括支架19和機械手指，在支架19的一側設置兩個可滑動的機械手指，機械手指包括溜槽定位塊11、溜槽擋塊12、滑座13、液壓缸10和安裝塊9，溜槽定位塊11通過滑座13與支架19上開設的滑道20滑動連接，溜槽定位塊11的兩端還分別連接溜槽擋塊12和液壓缸10，液壓缸10的活塞桿連接安裝塊9。兩個滑座13之間通過兩個推拉液壓缸14連接，本實施例中兩個推拉液壓缸14的活塞桿分別與滑座13通過螺栓21連接，兩個推拉液壓缸20的缸體螺紋連接在液壓缸安裝座15上，液壓缸安裝座15固定在支架19上。在支架19的頂部中心位置處設置有激光測距儀17和激光信號接收模塊16，激光測距儀17發出激光信號遇到反射板6返回，由激光測距儀17接收，測量出機械手距溜槽安裝定位基準器的距離，從而得出待安裝溜槽距溜槽安裝定位基準器的距離，如圖8所示，激光信號接收模塊16由若干半導體光敏元件組成激光信號接收陣列，接收溜槽安裝定位基準器1上激光發射器I5和激光發射器II7發出的激光信號，記兩個接收到激光信號的半導體光敏元件的坐標分別為(x₁，y₁)和(x₂,y₂)，兩個基準半導體光敏元件的坐標為(X₁,Y₁)和(X₂,Y₂)，通過比較兩個接收到激光信號的半導體光敏元件的坐標和兩個基準半導體光敏元件的坐標即可判斷激光信號接收模塊16所在的平面是否與溜槽安裝定位基準器1的平面平行，并且可以判斷機械手的對稱中心線是否與溜槽安裝定位基準器的中心線重合。

機械臂3包括第一機械臂24和第二機械臂27，第一機械臂24和第二機械臂27結構相同，每個機械臂的結構如圖5所示，包括有銷軸安裝耳環40、機械臂本體42、機械臂銷軸43，銷軸安裝耳環40通過6個螺釘41固定在機械臂本體42上，第一機械臂24與支架19一側相連，第二機械臂27與滑動平臺31相連，兩個機械臂首尾相連，第一機械臂24的安裝耳環上有液壓馬達及減速器23和角位移傳感器22，液壓馬達及減速器23的輸出軸、角位移傳感器22的軸和支架19一側上的銷軸18通過聯軸器固定在一起，液壓馬達經減速器減速后帶動銷軸18旋轉，從而驅動整個機械手2的轉動，角位移傳感器22可以檢測出機械手2的旋轉角度；同樣，第二機械臂27的安裝耳環上固定有液壓馬達及減速器25和角位移傳感器26，液壓馬達及減速器25的輸出軸、角位移傳感器26的軸和第一機械臂24的機械臂銷軸通過聯軸器固定在一起，液壓馬達的動力傳遞到第一機械臂24的銷軸上，帶動第一機械臂24的旋轉，第二機械臂27的機械臂銷軸安裝在滑動平臺31的安裝耳環30上，并與液壓馬達及減速器29的輸出軸和角位移傳感器28的軸連接在一起，由液壓馬達驅動第二機械臂27的旋轉。

操控平臺4包括至上而下依次設置的滑動平臺31、旋轉平臺35和平臺底座39，滑動平臺31底部帶有導軌，旋轉平臺35上部有與滑動平臺底部導軌相配合的導槽，旋轉平臺35上部固定有第二液壓馬達34，第二液壓馬達34通過聯軸器與絲杠33連接，帶動滑動平臺31移動的滑塊32通過螺栓與滑動平臺31連接，滑塊32與絲杠33相配合，在第二液壓馬達34的驅動下帶動滑動平臺31左右滑動；旋轉平臺35下部與大齒輪45一端連接固定，大齒輪45另一端放置在平臺底座39上的旋轉平臺安裝座46上，平臺底座39上有通過法蘭盤48與之連接的第一液壓馬達47，第一液壓馬達47輸出軸上有小齒輪44，小齒輪44與大齒輪45相嚙合，通過第一液壓馬達47帶動小齒輪44和大齒輪45旋轉，從而帶動旋轉平臺35的轉動，操縱桿37和控制箱38安置在平臺底座39上，操縱桿37可以分別控制多個電磁換向閥，每個電磁換向閥控制本發明中各個液壓缸和液壓馬達，從而可以人工控制各個液壓執行元件的動作，控制箱38中為本發明的控制系統，本發明中的液壓油路和控制系統設計依照現有技術即可實現。

實施例2：

一種鋪設刮板輸送機溜槽的裝備，結構如實施例1所述，其不同之處在于：兩個推拉液壓缸14均內置有磁致伸縮傳感器。使用含磁致伸縮傳感器的推拉液壓缸能夠準確控制溜槽定位塊的移動距離，便于精確控制。

實施例3：

一種鋪設刮板輸送機溜槽的裝備，結構如實施例1所述，其不同之處在于：旋轉平臺35的頂部一側設置有配重塊36。在旋轉平臺的頂部設置配重塊，可保障整個安裝平臺在工作過程中的穩定性。

實施例4：

一種鋪設刮板輸送機溜槽的裝備的使用方法，利用實施例2所述的裝備，具體操作步驟如下：

(1)使用前，將溜槽安裝定位基準器1放置在預設溜槽鋪設中心線上，溜槽安裝定位基準器1平面的法線方向即為溜槽鋪設的方向；將操控平臺4的平臺底座39由螺栓安裝在可在煤礦井下工作的工程車輛上，由工程車輛帶動本發明溜槽專用安裝平臺前后左右移動，鋪設溜槽前將本發明的操控平臺4移動至溜槽鋪設的起始位置，并大致使操控平臺4處于預設溜槽鋪設的中心線上；將待安裝的溜槽放置在輸送溜槽的平板車上，并將此平板車移動至本發明操控平臺4的一旁；

(2)然后人工操作操縱桿37控制操控平臺4的回轉、機械臂3的擺動將機械手2伸進待安裝溜槽的底鏈道內，直至溜槽擋塊12擋住溜槽端面，推拉液壓缸14伸長使溜槽定位塊11夾緊待安裝溜槽，把待安裝溜槽從平板車上取下，之后操控平臺4回轉開始鋪設待安裝溜槽；

(3)為保證待鋪設溜槽能準確鋪設在預設線路上，需要進行溜槽安裝的校直過程，如圖8所示，開始時激光信號接收模塊16的平面處于虛線位置處，半導體光敏元件陣列中的A、C兩元件接收到激光發射器Ⅰ5和激光發射器Ⅱ7發出的激光信號，接收到激光信號的光敏元件坐標分別為(x₁，y₁)和(x₂，y₂)，此時由于幾何關系——兩平行線之間垂線段最短，所以|x₁-x₂|>|X₁-X₂|，判斷此時激光信號接收模塊16的平面并不與溜槽安裝定位基準器1的平面平行，旋轉平臺繼續旋轉，直至半導體光敏元件陣列中的D、B兩元件接收到激光信號，此時接收到激光信號的光敏元件坐標|x₁-x₂|＝|X₁-X₂|，判斷此時上述兩個平面平行，但x₁≠X₁且x₂≠X₂，說明此時激光信號接收模塊16的平面的中心線并不與溜槽安裝定位基準器1的平面的中心線重合，即溜槽并未處于預設溜槽鋪設線路上，需要滑動平臺左右滑動，直至x₁＝X₁且x₂＝X₂，即兩個基準半導體光敏元件E、F接收到激光發射器Ⅰ5和激光發射器Ⅱ7發出的激光信號，此時激光信號接收模塊16的平面的中心線與溜槽安裝定位基準器1的平面的中心線重合，即溜槽處于預設溜槽鋪設線路上，機械手夾著待安裝溜槽沿溜槽鋪設線路移動，激光測距儀17發出激光信號，遇到反射板6返回并由激光測距儀17接收，測量出此時溜槽端面距溜槽安裝定位基準器平面的距離，達到此節溜槽的鋪設距離時，推拉液壓缸14收縮，溜槽定位塊11松開溜槽，此節溜槽鋪設在預定位置處；

(4)重復步驟(2)-(3)，完成所有待安裝溜槽的鋪設。