一種自適應性采掘一體機的制作方法

本發明涉及礦用挖掘設備，具體涉及一種自適應性采掘一體機。

背景技術：

現階段，在煤礦以及有色金屬礦的巷道掘進和國防工事、市政隧洞、地下工程、水力、交通等隧道掘進工程中，常用的同種機械僅僅具備一種行走、挖掘和裝載功能，原始作業中，先用臺車鉆孔或人工氣動鑿巖機鉆孔，鉆孔完畢后退出洞內工作面，進行放炮爆破作業，爆破之后進行大石塊破碎作業，再開進挖掘裝載機進行挖掘、裝載、轉運作業，這樣工作過程不但工序繁多，人工配置浪費，而且安全系數低下。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種自適應性采掘一體機，該自適應性采掘一體機解決了現有問題的不足，能根據場地環境的不同而采用不同的行走方式，并具備破碎、截割、挖掘、裝載和支護功能于一體，實現一機多用，降低了成本，減少了作業工序，提高了工程作業質量和作業效率，保證了作業安全。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：一種自適應性采掘一體機，包括安裝在整機底架上的龍門架總成、安裝在整機底架上的固定平臺、提供作業的工作機構、運送物料的輸送機構、為整機提供運行的行走機構、液壓機構、為整機提供動力的驅動機構和駕駛室總成，所述的輸送機構安裝在整機底架上方，通過輸送鏈將前方的物料輸送到后方轉運設備內；其特征是：該采掘一體機還包括鉆機支護機構和激光器；

所述工作機構包括挖掘工作臂機構和截割工作臂機構；

所述挖掘工作臂機構安裝在整機底架上的龍門架總成的前端，是在截割工作臂機構對巷道巖層截割后的碎石進行挖掘裝載；所述挖掘工作臂機構包括挖掘機構大臂座、挖掘回轉油缸、大臂、小臂、挖斗、大臂油缸、小臂油缸和挖斗油缸；所述挖掘機構大臂座與龍門架總成之間設置有挖掘回轉油缸，挖掘回轉油缸伸縮帶動挖掘機構大臂座偏轉，從而推動挖掘工作臂機構左右轉動；所述龍門架總成的前端通過挖掘機構大臂座活動連接有大臂，大臂的下端與龍門架總成之間設置有大臂油缸，大臂前端通過銷軸和小臂油缸連接有小臂，小臂前端通過銷軸和挖斗油缸連接有挖斗；挖斗油缸伸縮帶動挖斗收挖，大臂油缸伸縮通過大臂帶動挖斗上下運動，將前方物料挖掘進輸送機構的運輸槽內；

所述截割工作臂機構安裝在整機底架上方的固定平臺的前端，用于對巷道巖層進行截割、掘進；所述截割工作臂機構包括截割機構安裝座、截割回轉油缸、支撐臂油缸、支撐臂、啟動電機、減速機和銑頭；所述截割機構安裝座通過銷軸安裝在固定平臺上，所述截割回轉油缸的一端與固定平臺連接，另一端安裝于截割機構安裝座上，截割回轉油缸伸縮帶動截割機構安裝座偏轉，從而推動截割工作臂機構左右旋轉；所述支撐臂油缸的一端與截割機構安裝座連接，另一端安裝于支撐臂上，通過支撐臂油缸推動支撐臂上下運動，從而推動銑頭升降；所述啟動電機通過減速機運行，控制銑頭對巷道巖層進行截割、掘進；

所述挖掘工作臂機構和截割工作臂機構的工作由液壓機構控制，挖掘工作臂機構在工作時，截割工作臂機構在液壓機構的控制下停止工作，截割工作臂機構中的工作臂立即彎曲或回轉；截割工作臂機構在工作時，挖掘工作臂機構在液壓機構的控制下停止工作，挖掘工作臂機構中的工作臂立即彎曲或回轉；

所述鉆機支護機構安裝在整機上方的固定平臺的后端，包括定位錨桿鉆機、直線滑動油缸和旋轉油缸，通過直線滑動油缸和旋轉油缸的工作使定位錨桿鉆機進行鉆孔定位；所述定位錨桿鉆機的下端通過滑塊安裝在固定平臺上，所述滑塊的一端與定位錨桿鉆機通過活動銷連接，另一端與和直線滑動油缸連接，所述直線滑動油缸安裝在固定平臺上，直線滑動油缸的伸縮通過滑塊推動定位錨桿鉆機前后直線移動，對定位錨桿鉆機進行前后定位；所述旋轉油缸傾斜安裝在滑塊和定位錨桿鉆機之間，旋轉油缸的下端固定安裝在滑塊上，上端通過活動銷安裝在定位錨桿鉆機上，通過旋轉油缸的伸縮使定位錨桿鉆機上端的鉆頭轉動進行鉆孔定位；

所述激光器安裝在固定平臺的前端，包括二氧化碳儲存罐、氮氣儲存罐、氣體混合罐、激光管、激光收集器和鍍金反光鏡；所述二氧化碳儲存罐和氮氣儲存罐分別儲存有二氧化碳氣體和氮氣，并分別通過氣管與氣體混合罐連通，混合后的氣體在激光管內在放電作用下形成激光恒流，進入激光收集器內通過鍍金反光鏡聚焦，聚焦成的激光束通過對巖層進行照射后，使巖層快速冷卻后粉碎松軟，便于截割工作臂機構的銑頭對巖層進行截割；

所述行走機構安裝在整機底架的下方，包括履帶式行走裝置和輪式行走裝置；所述履帶式行走裝置是用于整機進行履帶式行走，所述輪式行走裝置是用于整機進行輪式行走，根據井巷環境不同實現不同的行走方式；所述輪式行走裝置與龍門架總成1底面之間安裝有油缸，所述油缸的上端固定在龍門架總成的底面，下端與輪式行走裝置連接，輪式行走裝置能通過油缸收起或放下，履帶式行走裝置行走時，輪式行走裝置通過油缸旋轉至龍門架總成的下方，履帶式行走裝置中的履帶鏈板觸地，通過液壓馬達驅動履帶鏈板行走，輪式行走裝置行走時，油缸推動輪式行走裝置旋轉放下，使輪式行走裝置中的輪胎接觸到井巷地面導軌，履帶式行走裝置懸空，電機驅動輪式行走裝置行走。

在上述技術方案中，本發明具有以下有益技術效果：第一，本發明的一種自適應性采掘一體機在整機底架下方安裝有履帶式行走和輪式行走兩種行走裝置，能夠根據井巷環境不同實現不同的行走方式，且二者均能夠獨立工作，互不干涉；第二，本發明的工作機構設置有安裝在龍門架總成前端的挖掘工作臂機構和固定平臺上的截割工作臂機構，兩者通過各自的油缸伸縮旋進行作業，且可以相互轉換工作，挖掘工作臂機構在工作時，其上方的截割工作臂機構在液壓機構的控制下停止工作，截割工作臂機構中的工作臂立即彎曲或回轉，截割工作臂通過油缸控制旋轉到整機的上方；截割工作臂機構在工作時，其下方的挖掘工作臂機構在液壓機構的控制下停止工作，挖掘工作臂機構中的工作臂立即彎曲或回轉，挖掘工作臂通過液壓油缸控制彎曲到輸送機構的輸送槽內，二者互不干擾，在工作時，可以使用截割工作臂機構對巷道的堅硬巖層先進行截割，再挖掘工作臂機構對截割后的碎石進行挖掘裝載，減少了作業工序，提高了作業質量，方便快捷；第三，本發明在固定平臺的前端設置有激光器，工作時可以通過激光器輔助將前端巖層照射，使巖石松軟破碎，再使用工作機構對巷道進行掘進，無需鉆孔放炮，保證了作業安全；第四，本發明在龍門架總成上端配置的鉆機支護機構，打鉆巷道頂幫部錨索支護孔，無需其他多余人員輔助，減少了人工成本，既快捷又安全；第五，本發明實現多功能行走、破碎、截割、挖掘、裝載和支護等功能，整機采用分體式結構，方便拆裝下立井，機身靈活，各功能轉換簡便快捷，能實現連續掘進裝載和運輸作業，適用性強，實現一機多用，節省了購置成本和減少了操作工序人員，提高了工作效率。

附圖說明

圖1是本發明一種自適應性采掘一體機的結構示意圖；

圖2是本發明一種自適應性采掘一體機中挖掘工作臂機構的結構示意圖

圖3是本發明一種自適應性采掘一體機中截割工作臂機構的結構示意圖；

圖4是圖3的俯視圖；

圖5是本發明一種自適應性采掘一體機中鉆機支護機構的結構示意圖；

圖6是本發明一種自適應性采掘一體機中激光器的結構示意圖；

圖7是圖6的俯視圖；

圖8本發明一種自適應性采掘一體機中行走機構的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明一種自適應性采掘一體機作進一步詳細說明。構成本申請的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。

由圖1—圖8見，本實施例的一種自適應性采掘一體機，包括安裝在整機底架12上的龍門架總成1、安裝在整機底架12上的固定平臺2、提供作業的工作機構、鉆機支護機構3、運送物料的輸送機構4、激光器5、為整機提供運行的行走機構6、液壓機構7、為整機提供動力的驅動機構8和操縱整機的駕駛室總成9。本實施例的輸送機構4安裝在整機底架12上方，通過輸送鏈將前方的物料輸送到后方轉運設備內。

由圖1、圖2可見，本實施例的工作機構包括挖掘工作臂機構10和截割工作臂機構11。挖掘工作臂機構10安裝在整機底架12上的龍門架總成1的前端，是在截割工作臂機構11對巷道巖層截割后的碎石進行挖掘裝載。本實施例的挖掘工作臂機構10包括挖掘機構大臂座101、挖掘回轉油缸102、大臂103、小臂104、挖斗105、大臂油缸106、小臂油缸107和挖斗油缸108；挖掘機構大臂座101與龍門架總成1之間設置有挖掘回轉油缸102，挖掘回轉油缸102伸縮帶動挖掘機構大臂座101偏轉，從而推動挖掘工作臂機構10左右轉動。龍門架總成1的前端通過挖掘機構大臂座101活動連接有大臂103，大臂103的下端與龍門架總成1之間設置有大臂油缸106，大臂103前端通過銷軸和小臂油缸107連接有小臂104，小臂104前端通過銷軸和挖斗油缸108連接有挖斗105，挖斗油缸108伸縮帶動挖斗105收挖，大臂油缸106伸縮通過大臂103帶動挖斗105上下運動，將前方物料挖掘進輸送機構4的輸送槽內。

由圖1、圖3和圖4可見，本實施例的截割工作臂機構11安裝在整機底架12上方的固定平臺2的前端，用于對巷道巖層進行截割、掘進；截割工作臂機構11包括截割機構安裝座201、截割回轉油缸203、支撐臂油缸204、支撐臂205、啟動電機206、減速機207和銑頭208；截割機構安裝座201通過銷軸202安裝在固定平臺2上，所述截割回轉油缸203的一端與固定平臺2連接，另一端安裝于截割機構安裝座201上，截割回轉油缸203伸縮帶動截割機構安裝座201偏轉，從而推動截割工作臂機構11左右旋轉；支撐臂油缸204的一端與截割機構安裝座201連接，另一端安裝于支撐臂205上，通過支撐臂油缸204推動支撐臂205上下運動，從而推動銑頭208升降；所述啟動電機206通過減速機207運行，控制銑頭208對巷道巖層進行截割、掘進。本實施例的挖掘工作臂機構10和截割工作臂機構11的工作由液壓機構7控制，挖掘工作臂機構10在工作時，截割工作臂機構11在液壓機構7的控制下停止工作，截割工作臂機構11中的工作臂立即彎曲或回轉；截割工作臂機構11在工作時，挖掘工作臂機構10在液壓機構7的控制下停止工作，挖掘工作臂機構10中的工作臂立即彎曲或回轉。工作機構在作業時，當截割工作臂機構11中的工作臂工作時，將下方的挖掘工作臂機構10的工作臂通過油缸控制彎曲到輸送機構4的輸送槽內。當挖掘工作臂機構10的工作臂工作時，將上方截割工作臂機構11中的工作臂通過油缸控制旋轉到整機的上方，不影響挖掘工作即可。

由圖1、圖5可見，本實施例的鉆機支護機構3安裝在整機上方的固定平臺2的后端，包括定位錨桿鉆機301、直線滑動油缸302和旋轉油缸303，通過直線滑動油缸302和旋轉油缸303的工作使定位錨桿鉆機301進行鉆孔定位。定位錨桿鉆機301的下端通過滑塊304安裝在固定平臺2上，滑塊304的一端與定位錨桿鉆機301通過活動銷連接，另一端與和直線滑動油缸302連接，直線滑動油缸302安裝在固定平臺2上，直線滑動油缸302的伸縮通過滑塊304推動定位錨桿鉆機301前后直線移動，對定位錨桿鉆機301進行前后定位；旋轉油缸303傾斜安裝在滑塊304和定位錨桿鉆機301之間，旋轉油缸303的下端固定安裝在滑塊304上，上端通過活動銷安裝在定位錨桿鉆機301上，通過旋轉油缸303的伸縮使定位錨桿鉆機301上端的鉆頭轉動進行鉆孔定位。當進行鉆孔支護作業時，將前方挖掘工作臂機構10和截割工作臂機構11全部向下旋轉，設備上端的定位錨桿鉆機301通過滑塊304和直線滑動油缸302和旋轉油缸303的伸縮，固定其所要鉆孔位置，接通氣源，鉆巷道頂部和幫部錨索支護孔，完成后斷開氣源，控制油缸旋轉將錨桿鉆機平鋪在設備上端的固定平臺2上。本實施例可以使定位錨桿鉆機301直線滑動和180°旋轉，無需人員輔助即可鉆頂幫部錨索支護孔。簡便、快捷、安全。

由圖1、圖6、圖7可見，本實施例的激光器5安裝在整機上端的固定平臺2的前端，包括二氧化碳儲存罐501、氮氣儲存罐502、氣體混合罐503、激光管504、激光收集器505和鍍金反光鏡506。二氧化碳儲存罐501和氮氣儲存罐502分別儲存有二氧化碳氣體和氮氣，并分別通過氣管與氣體混合罐503連通，混合后的氣體在激光管504內在放電作用下形成激光恒流，進入激光收集器505內通過鍍金反光鏡506聚焦，聚焦成的激光束通過對巖層進行照射后，使巖層快速冷卻后粉碎松軟，便于截割工作臂機構11的銑頭208對巖層進行截割。當截割工作臂機構11在工作之前，激光器5首先對巷道迎頭截面矸石層進行激光照射，使巖石高溫破碎，然后使用截割工作臂機構11的工作臂進行掘進作業。本實施例的激光器通過二氧化碳、氮氣同時輸入至激光管504后，形成激光恒流進入激光收集器505內，通過鍍金反光鏡506聚焦成一點，聚焦成的激光束照射到巖層上，可以一次照射進巖層內部300mm，瞬間溫度可達到2200度，激光束離開，巖層快速冷卻后粉碎松軟，截割銑頭可輕松掘進。

由圖1、圖8可見，本實施例的行走機構6安裝在整機底架12的下方，包括履帶式行走裝置601和輪式行走裝置602。履帶式行走裝置601是用于整機進行履帶式行走，輪式行走裝置602是用于整機進行輪式行走，根據井巷環境不同實現不同的行走方式。輪式行走裝置602與龍門架總成1底面之間安裝有油缸603，所述油缸603的上端固定在龍門架總成1的底面，下端與輪式行走裝置602連接，輪式行走裝置602能通過油缸603收起或放下，履帶式行走裝置601行走時，輪式行走裝置602通過油缸603旋轉至龍門架總成的下方，履帶式行走裝置601中的履帶鏈板604觸地，通過液壓馬達605驅動履帶鏈板604行走，輪式行走裝置602行走時，油缸603推動輪式行走裝置602旋轉放下，使輪式行走裝置602中的輪胎606接觸到井巷地面導軌，履帶式行走裝置601懸空，電機驅動輪式行走裝置602行走。本實施例采用履帶式行走和輪式行走兩種互換模式，行走機構當使用履帶式行走機構行走時，通過油缸回縮將輪式行走機構旋轉并藏進整機底架12的下方，當使用輪式行走機構行走時，通過油缸拉伸將輪胎推動到井巷地面導軌上，使履帶懸空。本實施例能夠根據井巷環境不同實現不同的行走方式，且二者均能夠獨立工作，互不干涉。

以上所述，僅是本發明的實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效方法的變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。