CN107701208B - 一种液压步进式支架安装机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压步进式支架安装机，包括支架安装机和液压步进式吊梁，所述液压步进式吊梁包括承载梁，固定夹具和移动夹具，所述固定夹具固定安装在承载梁上，所述移动夹具可沿所述承载梁滑动；所述支架安装机包括固定板，提升单元，驱动单元和机械手；所述固定板固定安装在所述承载梁的下端，所述提升单元一端铰接设置在驱动单元上，另一端与固定板铰接，所述驱动单元与机械手相连。该发明完全实现了钢支架的机械化安装，使用方便，易于操作，提高了安装速度，减轻了劳动强度，提高了安全系数，降低事故的发生。

Description

一种液压步进式支架安装机

技术领域

本发明涉及煤矿机械领域，尤其涉及一种液压步进式支架安装机。

背景技术

近十几年来，高强度钢管混凝土钢支架和可缩性U型钢支架等钢支架，凭借其高强的支护承载力和优良的性价比，成为矿井巷道支护的重要组成部分。随着这些高强度钢支架在巷道支护领域的成功应用，随之配套的机械类支架安装机也越来越受到业界的青睐。

钢支架安装机可以在巷道内自行移动、伸缩、旋转，完成装卸、抓取、举升等作业，不仅减轻了工人劳动强度，还提升了钢支架安装速度和钢支架装配质量。但是，现有技术中，安装机的自移式吊梁装备是由主、副承载梁两部分组成的，其每移动一个工位，就需要步进油缸带动主、副承载梁移动，而后还需要人工拆卸和安装其承载轮，这样不仅浪费工时，影响安装速度，而且不安全，容易出现安全事故。

发明内容

本发明的目的是为提供一种安全系数高、移动速度快的液压步进式钢支架安装机。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种液压步进式支架安装机，包括支架安装机和液压步进式吊梁，

所述液压步进式吊梁包括承载梁，固定夹具和移动夹具，所述固定夹具固定安装在承载梁上，所述移动夹具可沿所述承载梁滑动；

所述支架安装机包括固定架，提升单元，驱动单元和机械手；所述固定架固定安装在所述承载梁的下端，所述提升单元一端铰接设置在驱动单元上，另一端与固定架铰接，所述驱动单元与机械手相连。

进一步地，所述承载梁由两组槽钢相对设置，两端通过钢板焊接而成，所述两组槽钢的开口朝向外侧；所述固定夹具通过固定板与承载梁连接为一体，所述移动夹具通过齿轮与承载梁相连接，所述槽钢梁的凹槽上面焊接有带齿钢板，移动夹具通过齿轮与带齿钢板啮合。

进一步地，还包括固定台，液压站和主控配电箱；所述固定夹具，移动夹具，提升单元和驱动单元均为液压驱动；所述固定台固定在所述承载梁的下端，所述液压站和主控配电箱均安装在所述固定台上。

进一步地，所述提升单元包括主提升臂，提升油缸，副提升臂和端部铰接座；所述主提升臂，提升油缸和副提升臂的一端分别通过销轴与固定板相连接，主提升臂与提升油缸通过销轴相连接，副提升臂与主提升臂通过端部铰接座相连接。

进一步地，所述提升单元还包括转动油缸；所述驱动单元通过转动油缸与主提升臂相连接，所述转动油缸的伸缩可实现驱动单元转动角度的调整。

进一步地，所述固定夹具包括机械夹手，驱动油缸，夹手安装板，伸缩油缸和固定板；所述机械夹手的一端铰接安装在夹手安装板上；所述驱动油缸一端铰接在夹手安装板上，另一端铰接在机械夹手上，所述伸缩油缸安装在固定板的下端，伸缩油缸的活塞伸出固定板与所述夹手安装板连接。

进一步地，所述移动夹具包括机械夹手，驱动油缸，夹手安装板，伸缩油缸和固定导向架；所述机械夹手的一端铰接安装在夹手安装板上；所述驱动油缸一端铰接在夹手安装板上，另一端铰接在机械夹手上，所述伸缩油缸安装在固定导向架的下端，伸缩油缸的活塞伸出固定板与所述夹手安装板连接。

进一步地，所述驱动单元包括水平机械臂，水平油缸，垂直机械臂和垂直油缸；所述垂直机械臂与水平机械臂垂直交叠设置；所述机械手与抓手油缸相连接，所述机械手安装在水平机械臂和垂直机械臂的前端，所述水平油缸设置在水平机械臂内；所述垂直油缸设置在垂直机械臂内，所述机械手用于抓取钢支架，所述水平机械臂用于安装巷道两帮部支架，所述垂直机械臂用于安装巷道顶拱支架。

进一步地，所述固定导向板为开口向下的U型槽结构，U型槽内安装有导向块，所述导向块滑动设置在两组槽钢梁之间，所述固定导向板的两侧安装有电机，所述电机的驱动轴固定连接所述移动夹具的齿轮。

进一步地，所述固定夹具为3个，所述夹具为2个；3个所述固定夹具分别安装在所述承载梁的两端和中间位置，2个所述移动夹具的分别位于3个固定夹具之间。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明的支架安装机，完全实现了钢支架的机械化安装，使用方便，易于操作，提高了安装速度和安装质量，减轻了劳动强度，提高了安全系数，降低事故的发生。

附图说明

图1是液压步进式支架安装机结构示意图；

图2是图1的A-A向视图；

图3是液压步进式吊梁装备的结构示意图；

图4是液压步进式吊梁装备的步进示意图；

图5是移动夹具的结构图；

图6是移动夹具的侧视图；

图7是固定夹具的结构图；

图8是固定夹具的侧视图；

主要附图标记说明：

1，2，3-固定夹具，4，5-移动夹具，6-承载梁，7-钢板，8-带齿钢板，9-机械夹手，10-驱动油缸，11-夹手安装板，12-固定导向架，13-伸缩油缸，14-齿轮，15-固定板，16-主提升臂，17-提升油缸；18-副提升臂，19-驱动单元，20-偏转油缸，21-液压管线，22-液压站，23-固定台，24-主控配电箱，25-机械手，27-销，28-抓手油缸，29-伸缩油缸，30-固定板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图所示，本发明一种液压步进式支架安装机，包括支架安装机和液压步进式吊梁，液压步进式吊梁包括承载梁6和夹具1,2,3,4,5，承载梁6由两组槽钢梁组成，槽钢梁两端通过钢板7焊接成一体；夹具安装在两组槽钢梁之间，包括固定夹具1,2,3和移动夹具4,5，固定夹具固定安装在承载梁6上，移动夹具可沿承载梁移动，固定夹具和移动夹具均为液压驱动。具体而言，固定夹具1,2,3通过固定板15与承载梁6连接为一体，移动夹具4,5通过齿轮14与承载梁相连接，槽钢梁的凹槽上面焊接有带齿钢板7，移动夹具4,5通过齿轮14与带齿钢板7啮合。

具体而言，固定夹具1,2,3包括机械夹手9，驱动油缸10，夹手安装板11，伸缩油缸13和固定板15；机械夹手为两个，夹手的一端通过销铰接安装在夹手安装板11上；驱动油缸一端通过销铰接在夹手安装板11上，活塞铰接在机械夹手上，伸缩油缸13安装在固定板15的下端，伸缩油缸13的活塞伸出固定板15的通孔与所述夹手安装板11连接，固定板15为放倒的工字钢结构，两侧边通过螺栓固定在承载梁上。

具体而言，移动夹具4,5包括机械夹手9，驱动油缸10，夹手安装板11，伸缩油缸13和固定导向架12；机械夹手9为两个，夹手的一端铰接安装在夹手安装板11上；驱动油缸10一端铰接在夹手安装板上，活塞铰接在机械夹手9上，伸缩油缸13安装在固定导向架12的下端，伸缩油缸13的活塞伸出固定板与夹手安装板11连接。具体而言，夹手安装板为两块，机械夹手9安装在两块夹手安装板11之间。

具体而言，驱动油缸一端铰接在连接块上，连接块通过螺钉固定设置在夹手安装板11上。

具体而言，还包括两个导向杆，导向杆固定安装在夹具安装板11的下端，位于伸缩油缸13活塞的两侧。

具体而言，固定导向板12为开口向下的U型槽结构，U型槽内安装有导向块，导向块滑动设置在两组槽钢梁之间，导向块开设有活塞通孔和导向孔，固定导向板的两侧安装有电机，电机的驱动轴连接移动夹具的齿轮14。

具体而言，固定夹具为3个，移动夹具为2个；3个固定夹具分别安装在承载梁的两端和中间位置，2个移动夹具的分别位于3个固定夹具之间。

具体而言，吊梁装备通过固定夹具和移动夹具挂锁在架设完成的钢支架拱顶部位，为了使吊梁装备步进顺畅，固定夹具与移动夹具则需每隔两架钢支架相隔布置在钢支架拱顶部位。

具体而言，支架安装机包括固定板30，提升单元，驱动单元和机械手25；固定板30固定安装在承载梁的下端，提升单元一端铰接设置在驱动单元上，另一端与固定板30铰接，驱动单元与机械手相连。

具体而言，还包括固定台23，液压站22和主控配电箱24；提升单元和驱动单元均为液压驱动；固定台23固定在承载梁的下端，液压站22和主控配电箱24均安装在固定台上。

提升单元包括主提升臂16，提升油缸17，副提升臂18和端部铰接座；主提升臂16，提升油缸17和副提升臂18的一端分别通过销轴与固定板30相连接，主提升臂16与提升油缸17通过销轴相连接，副提升臂18与主提升臂16通过端部铰接座相连接。

提升单元还包括转动油缸20；所述驱动单元通过转动油缸20与主提升臂16相连接，转动油缸20的伸缩可实现驱动单元转动角度的调整。

驱动单元包括水平机械臂，水平油缸，垂直机械臂和垂直油缸；垂直机械臂与水平机械臂垂直交叠设置；机械手25与抓手油缸28相连接，机械手安装在水平机械臂和垂直机械臂的前端，水平油缸设置在水平机械臂内；垂直油缸设置在垂直机械臂内，机械手25用于抓取金属支架，水平机械臂用于安装巷道两帮部支架，垂直机械臂用于安装巷道顶拱支架。

具体而言，固定台23与承载梁相连接，固定台23对液压站22起到保护作用，以防止当液压回路出现管路破裂、泄漏等故障时，液压驱动缩回，液压站因自重引起下滑导致超速下降、坠毁。液压***为提升机构和机械臂机构提供动力，液压***的动力来自于液压站。

电控操纵***主要由主控配电箱24、远程控制板、固定台23组成，主控配电箱设置在固定台23上，远程控制板设置在工作台上，远程控制板上设置电控开关，主控配电箱24与远程控制板二者能够实现互锁和单独控制，固定台23与承载梁相连接。

具体而言，提升机构最大提升高度可满足1820mm，最大额定提升重量可满足1000kg。在此过程中，主提升油缸17处于支撑状态，在主提升臂16处于水平悬吊最大额定起重量的重物时，工作15分钟后，主提升油缸17活塞杆的回缩量均不应大于6mm。

本发明支架安装机自移距离满足200mm～1000mm；本发明支架安装机两侧安装距离活动范围满足2800mm～4800mm，拱顶支架最大起升高度满足4500mm，机械抓手张合范围满足180mm～220mm，机械臂转动角度应能满足0°～90°，垂直臂偏转角度应能满足0°～10°；本发明支架安装机可在水平角度±6°范围的煤巷施工；本发明支架安装机可在最小曲率半径150m的煤巷施工，且能弯曲自由。

本发明的吊梁装置的通过以下方式实现步进移动：本发明在使用时，吊梁装备需要固定夹具1、2、3和移动夹具4、5挂锁在架设完成的钢支架拱顶部位(需提前架设不少于7架钢支架)，然后进行钢支架的安装工作；该钢支架安装完成之后，吊梁装备需要移动到下一个工位；首先控制移动夹具4、5，使机械夹手9松开钢支架拱顶部位，并调下伸缩油缸13，使电动机能够带动移动夹具4、5在承载梁上移动，直至移动到下一相邻钢支架位置；调上伸缩油缸13和机械夹手9，使移动夹具4、5挂锁在钢支架拱顶部位；控制固定夹具1、2、3，使机械夹手9松开钢支架拱顶部位，并调下伸缩油缸13，使电动机能够带动承载梁和固定夹具1、2、3整体步进，直至移动到下一相邻钢支架位置，调上伸缩油缸13，使固定夹具1、2、3挂锁在该钢支架拱顶部位。完成上述步骤，即完成本发明吊梁装备的液压步进式移动，即可进行下一工位钢支架的安装工作。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种液压步进式支架安装机，其特征在于，包括支架安装机和液压步进式吊梁，所述液压步进式吊梁包括承载梁，固定夹具和移动夹具，所述固定夹具固定安装在承载梁上，所述移动夹具可沿所述承载梁滑动；所述支架安装机包括固定板，提升单元，驱动单元和机械手；所述固定板固定安装在所述承载梁的下端，所述提升单元一端铰接设置在驱动单元上，另一端与固定板铰接，所述驱动单元与机械手相连；

所述承载梁由两组槽钢相对设置，两端通过钢板焊接而成，所述两组槽钢的开口朝向外侧；所述固定夹具通过固定板与承载梁连接为一体，所述移动夹具通过齿轮与承载梁相连接，所述承载梁的凹槽上面焊接有带齿钢板，移动夹具通过齿轮与带齿钢板啮合；

所述固定夹具包括机械夹手，驱动油缸，夹手安装板，伸缩油缸和固定架；所述机械夹手的一端铰接安装在夹手安装板上；所述驱动油缸一端铰接在夹手安装板上，另一端铰接在机械夹手上，所述伸缩油缸安装在固定架的下端，伸缩油缸的活塞伸出固定架与所述夹手安装板连接；

所述移动夹具包括机械夹手，驱动油缸，夹手安装板，伸缩油缸和固定导向架；所述机械夹手的一端铰接安装在夹手安装板上；所述驱动油缸一端铰接在夹手安装板上，另一端铰接在机械夹手上，所述伸缩油缸安装在固定导向架的下端，伸缩油缸的活塞伸出固定架与所述夹手安装板连接；

所述固定夹具为3个，所述夹具为2个；3个所述固定夹具分别安装在所述承载梁的两端和中间位置，2个所述移动夹具的分别位于3个固定夹具之间。

2.如权利要求1所述的液压步进式支架安装机，其特征在于，还包括固定台，液压站和主控配电箱；所述固定夹具，移动夹具，提升单元和驱动单元均为液压驱动；所述固定台固定在所述承载梁的下端，所述液压站和主控配电箱均安装在所述固定台上。

3.如权利要求2所述的液压步进式支架安装机，其特征在于，所述提升单元包括主提升臂，提升油缸，副提升臂和端部铰接座；所述主提升臂，提升油缸和副提升臂的一端分别通过销轴与固定架相连接，主提升臂与提升油缸通过销轴相连接，副提升臂与主提升臂通过端部铰接座相连接。

4.如权利要求3所述的液压步进式支架安装机，其特征在于，所述提升单元还包括转动油缸；所述驱动单元通过转动油缸与主提升臂相连接，所述转动油缸的伸缩可实现驱动单元转动角度的调整。

5.如权利要求4所述的液压步进式支架安装机，其特征在于，所述驱动单元包括水平机械臂，水平油缸，垂直机械臂和垂直油缸；所述垂直机械臂与水平机械臂垂直交叠设置；所述机械手与抓手油缸相连接，所述机械手安装在水平机械臂和垂直机械臂的前端，所述水平油缸设置在水平机械臂内；所述垂直油缸设置在垂直机械臂内，所述机械手用于抓取钢支架，所述水平机械臂用于安装钢支架两个侧帮段，所述垂直机械臂用于安装钢支架拱顶段。

6.如权利要求4所述的液压步进式支架安装机，其特征在于，所述固定导向架为开口向下的U型槽结构，U型槽内安装有导向块，所述导向块滑动设置在两组槽钢梁之间，所述固定导向板的两侧安装有电机，所述电机的驱动轴固定连接所述移动夹具的齿轮。