CN111119960A - 一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种锚护智能化装备，属于综掘工作面机电装备领域，包括悬挂支撑***、动力***、锚固机器人***、地面支撑***、壁面支撑***五部分。所述悬挂支撑***通过锚杆固定在采煤巷道顶端，为整套装备提供支撑；所述动力***安装在所述悬挂支撑***中***主梁末端；所述锚固机器人***安装在所述悬挂支撑***中***主梁下端；所述地面支撑***固定在所述锚固机器人***安装位置上方的悬挂支撑***中***主梁上；所述壁面支撑***固定在所述地面支撑***安装位置上方的所述悬挂支撑***中***主梁上。进一步的，本发明整体结构紧凑，锚固效率高，并采用所述地面支撑***和所述壁面支撑***使设备运行平稳、转弯性能好。

Description

一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人

技术领域

本发明涉及综掘工作面机电装备领域，具体是一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，属于锚护智能化装备范围。

背景技术

锚护工艺是煤矿巷道常用的支护方法之一，其通过锚杆锚入巷道围岩内部，使支护体与围岩共同形成一个能够承受压力重载的空间结构体，从而防止顶板冒落，维护采煤工作面的有效使用空间，确保设备的安全作业。然而，巷道的顶板支护工序复杂，机械化程度不高，作业耗费工时较多，影响掘进机的开机率，已成为巷道快速掘进的一大阻碍。

近年来，较为常见的掘锚一体机主要将锚支护装备通过两侧式、龙门式、折叠式安装于掘锚机上。公告号201520053096.8、201910275708.0、201920461381.1等为代表的专利，将掘进装置、支护装置以及锚固装置，分模块式设计与安装，使装备行进过程中能够适应转弯和上下起伏；但该类装备对转弯半径以及巷道底板的不平整度有一定的要求，且在环境较为恶劣的狭小巷道中，由于锚固作业空间受到限制，导致该类大型装备工作效率低，甚至无法使用。

本课题组提出一种综掘工作面单轨式锚支护协作机的申请专利，为了便于设备的行进，将锚固设备、支护设备与掘进机分离，并采用单轨吊的行进方式，使得设备具有良好的机动性能，适用于一般的狭小巷道。但设备对巷道支撑环境要求较高，且锚固效率低，存在一定的缺陷，具体如下：

1)装备以单轨吊形式行进，不适用于软岩煤矿巷道。

该专利中所有机械设备均安装于单轨吊上，整体装备的重量较大，对由锚杆支撑的单轨吊的巷道岩石层硬度要求较高，而部分煤矿巷道岩石层较为松软，因此，该装备仅适用于巷道条件较好的场合。

2)装备的锚固机器人工作平台联动性较差。

专利中所提出的锚固作业平台采用三段液压驱动折叠式结构，但由于折叠过程会受到液压缸安装位置以及行程的限制，平台折叠的位置精度不高，锚杆机器人在其表面移动速度慢且不平稳，影响锚固过程的作业效率。同时，其撑地液压***无法实现准确收缩，运输过程中会对其他装备产生干涉。

3)装备锚固作业平台缓冲能力差，不利于锚固作业。

专利中所提出的锚固作业平台，以两套撑地液压缸组作为锚固作业的缓冲***，虽可以在钻孔过程中将钻孔冲击力吸收并传递给地面，但在巷道底板松软的工况下，撑地液压缸组底端会下陷，从而导致锚固作业平台不平稳，不利于锚固作业。

发明内容

本发明的目的是为了克服掘锚效率低的问题，提供了一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，该机器人自动化程度较高、便于操作、适应性强、安全性高，为上述背景技术提供解决方案。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，包含有悬挂支撑***、动力***、锚固机器人***、地面支撑***和壁面支撑***；所述悬挂支撑***通过锚杆固定在采煤巷道的顶端，为锚支护机器人提供支撑；所述动力***安装在所述悬挂支撑***中***主梁的末端；所述锚固机器人***安装在所述悬挂支撑***中***主梁的下端；所述地面支撑***与所述壁面支撑***均固定在所述锚固机器人***安装位置上方的所述悬挂支撑***中***主梁上。

所述悬挂支撑***包括***主梁、顶梁、支撑件、轨道、长方销；所述***主梁通过承重小车安装在所述轨道上；所述顶梁开有四个孔，用于锚杆将其固定在采煤巷道的顶端；所述支撑件上端通过长方销与所述顶梁连接，下端通过长方销与所述轨道连接。

所述动力***包括承重小车、电机、电机底座、齿轮传动***、动力连接装置；所述电机通过螺栓安装于所述电机底座上；所述电机底座通过螺栓安装于所述承重小车下底面；所述承重小车安装于所述轨道表面上，其特征在于可以在所述轨道表面上滑动；所述齿轮传动***中的输入轴通过联轴器与所述电机连接，输出齿轮与所述轨道中的齿条配合安装；所述动力连接装置一端焊接于所述齿轮传动***，另一端通过销与所述***主梁连接。

所述锚固机器人***包括梁臂液压缸组、锚固机器人连接组件、锚杆存放装置、锚固机器人工作平台、锚固机器人；所述锚固机器人连接组件包括上连接臂、下连接臂、连接液压缸组；所述锚固机器人连接组件上端通过销与所述***主梁连接；所述锚固机器人连接组件末端通过销与所述锚固机器人工作平台连接；所述锚固机器人工作平台包括中间工作平台、臂台连接液压缸、折叠液压缸、连杆A、撑地液压缸、连杆B、滑块、连杆C、边界工作平台；所述锚固机器人工作平台由三段构成，可实现折叠功能；所述锚固机器人底端的机构与所述锚固机器人工作平台组成直线电机；所述锚杆存放装置包括支架转动电机、锚杆存放支架；所述锚固机器人包括驱动机构、回转台底座、大臂、执行器；所述驱动机构可驱动所述转台底座转动以满足所述执行器不同工位的需求；所述大臂与所述转台底座相连，可相对摆动；所述大臂与所述执行器组成四连杆机构，可控制所述执行器的转动角度；所述执行器包括锚杆钻机导轨、推进电机、锚杆钻机、链条；所述推进电机安装于所述锚杆钻机导轨前端；所述锚杆钻机通过两侧的通孔安装于所述锚杆钻机导轨的滑动杆上；所述推进电机通过驱动所述链条带动所述锚杆钻机在所述锚杆钻机导轨中移动。

所述地面支撑***包括支撑主梁、支撑平台、后转向轨道、转向机构、支撑装置、前转向轨道；所述地面支撑***关于所述悬挂支撑***中***主梁对称布置；所述后转向轨道包括小滚轮A、大滚轮A、滑槽机构A；所述小滚轮A安装在所述滑槽机构A槽型口上端；所述转向机构包括小滚轮C、大滚轮C、固定槽、转向液压缸A、固定件A、推动液压缸A、支撑套、固定件B、转向液压缸B、推动液压缸B、连接块A、连接块B；所述地面支撑***的一侧安装有三组相同的所述支撑装置；所述支撑装置包括前端地面支撑液压缸、中间地面支撑液压缸、后端地面支撑液压缸、支撑座；所述前转向轨道与所述后转向轨道类似，包括小滚轮B、大滚轮B、滑槽机构B；所述小滚轮B安装在所述滑槽机构B槽型口上端；所述支撑平台与所述后转向轨道上的所述小滚轮A和所述大滚轮A、所述转向机构上的所述小滚轮C和所述大滚轮C、所述前转向轨道上的所述小滚轮B和所述大滚轮B通过滚动配合，使所述后转向轨道、所述转向机构、所述前转向轨道可在所述支撑平台上滚动。

所述壁面支撑***包括侧面支撑主梁、侧面支撑平台、推进液压缸、侧面支撑机构；所述壁面支撑***关于所述悬挂支撑***中***主梁对称布置；所述侧面支撑机构包括上滚轮、下滚轮、固定台、前端撑壁液压缸、后端撑壁液压缸、壁面支撑座；所述上滚轮安装在所述固定台槽型口上端；所述下滚轮安装在所述固定台槽型口的槽中；所述上滚轮与下滚轮可与所述侧面支撑平台上下表面扣合实现滚动配合；所述前端撑壁液压缸和后端撑壁液压缸上端固定有所述固定台、下端通过销与所述壁面支撑座连接；两组所述侧面支撑机构之间通过所述推进液压缸连接；所述推进液压缸两端分别固定在两组所述侧面支撑机构的所述固定台上。

一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其行进过程特征包括以下步骤：

S1：将整套设备安装在事先铺设于巷道顶板的轨道上；

S2：电机工作时，通过齿轮传动***使动力***在轨道上移动，推动与其连接的***主梁运动，从而带动支撑平台和侧面支撑平台一起移动；

S3：在***主梁两侧均布置有地面支撑***、壁面支撑***，且两侧各***工作过程完全同步，以一侧工作过程为例进行叙述。整套装备运行之初，支撑装置中的前端地面支撑液压缸、中间地面支撑液压缸、后端地面支撑液压缸同时支撑在巷道底板上；前端撑壁液压缸、后端撑壁液压缸同时支撑在巷道壁面上，推动液压缸B和推进液压缸处于收缩状态。作业时，前端地面支撑液压缸和前端撑壁液压缸收缩，在推动液压缸B作用下推动与前端地面支撑液压缸相连的前转向轨道沿着支撑平台向前移动至指定位置，同时，在推进液压缸作用下推动与前端撑壁液压缸相连的侧面支撑机构沿着侧面支撑平台向前移动至指定位置。接着，前端地面支撑液压缸伸展，支撑在巷道底板上，同时，前端撑壁液压缸伸展，支撑在巷道壁面上；

S4：中间地面支撑液压缸收缩，接着，推动液压缸B收缩，与此同时，推动液压缸A伸展，两者共同作用使与中间地面支撑液压缸相连的滑槽机构A沿着侧面支撑平台向前移动至指定位置，接着，中间地面支撑液压缸伸展，支撑在巷道底板上；

S5：后端地面支撑液压缸和后端撑壁液压缸收缩，在推动液压缸A作用下拉动与后端地面支撑液压缸相连的后转向轨道沿着支撑平台向前移动至指定位置，同时，在推进液压缸作用下拉动与后端撑壁液压缸沿着侧面支撑机构向前移动至指定位置。接着，后端地面支撑液压缸伸展，支撑在巷道底板上，同时，后端撑壁液压缸，支撑在巷道壁面上，实现整套设备行进一段距离；重复以上步骤可实现整套设备的不断前进。

一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其转弯过程特征包括以下步骤：

S1：在实现整套设备转弯功能时，前端地面支撑液压缸收缩，在转向液压缸B伸缩作用下可带动前端地面支撑液压缸在前转向轨道内摆动，从而实现前端地面支撑液压缸不处于中间地面支撑液压缸与后端地面支撑液压缸的连线上，随后，前端地面支撑液压缸伸展，支撑在巷道底板上；

S2：后端地面支撑液压缸收缩，在转向液压缸A伸缩作用下可带动后端地面支撑液压缸在后转向轨道内摆动，从而实现后端地面支撑液压缸、中间地面支撑液压缸和前端地面支撑液压缸在同一直线上，随后，前端地面支撑液压缸伸展，支撑在巷道底板上，实现转弯动作。

一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其固锚过程特征包括以下步骤：

S1：锚固机器人***中的锚固机器人工作平台，在锚固机器人连接组件、折叠液压缸和撑地液压缸共同作用下使其下降一定高度且与地面保持平行，完成支撑动作；

S2：锚固机器人和锚杆存放支架同时调整位姿，使锚杆存放支架中的一支锚杆装入锚杆钻机，完成装锚杆动作；

S3：两组锚固机器人调整不同位姿，可实现锚杆钻机在巷道侧面和顶板不同位置处的锚固作业，完成巷道支护作业。

包括现有的掘锚支一体机和本文所提到的专利(一种综掘工作面单轨式锚支护协作机)，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明为迈步式行进，机动性能好，适用于复杂工况的煤矿巷道。

本发明对行走支撑方式进行了合理的改进，使用单轨吊对该机器人的行走进行导引，并利用地面支撑***承担整个***的载荷，提高了装备在移动过程中的稳定性和安全性，且地面支撑***具有一定的转弯功能，使装备能够在不同硬度的岩石巷道中平稳的运输和工作。

2)本发明通过连杆机构，使锚固机器人工作平台缩展平稳，控制精度高。

本发明的锚固机器人工作平台下端通过连杆滑块机构可以实现两侧的工作平台及其撑地液压缸同时收缩与展开，提高了工作平台的位置精度，从而使锚固机器人在其表面上移动更平稳。

3)本发明中有多个支撑***，为锚固作业提供稳定的工作平台。

本发明的壁面支撑***既防止装备在运输过程中左右摇晃，并承担装备的部分重量。同时，在锚固作业过程中，该***与所述撑地液压缸共同组成缓冲***，将钻孔冲击力吸收并传递至巷道表面，确保锚固机器人工作平台稳定。

4)本发明结构紧凑，空间利用率高。

本发明的主要部件均可在不同工作环境下实现展开与收缩，结构紧凑，空间体积小。同时，本发明中锚固机器人工作平台上安装两套锚固机器人，共同进行锚固作业，提高了锚固工作效率。此外，由于本发明所占巷道空间体积小，为其他装备的作业提供了空间。

附图说明

图1本发明总体结构示意图；

图2本发明悬挂支撑***示意图；

图3本发明***主梁示意图；

图4本发明动力***示意图；

图5本发明***主梁与锚固机器人***连接关系示意图；

图6本发明锚固机器人***非工作状态示意图；

图7本发明锚固机器人***工作状态示意图；

图8本发明锚固机器人工作平台示意图；

图9本发明地面支撑***示意图；

图10本发明地面支撑***后转向轨道示意图；

图11本发明地面支撑***转向机构示意图；

图12本发明地面支撑***支撑平台示意图；

图13本发明地面支撑***前转向轨道示意图；

图14本发明壁面支撑***示意图；

图15本发明壁面支撑***支撑机构示意图。

图中各标号表示：1.悬挂支撑***；2.动力***；3.锚固机器人***；4.地面支撑***；5.壁面支撑***；1-1.顶梁；1-2.支撑件；1-3.轨道；1-4.长方销；1-5.***主梁；2-1.承重小车；2-2.电机底座；2-3.电机；2-4.齿轮传动***；2-5.动力连接装置；3-1.梁臂液压缸组；3-2.锚固机器人连接组件；3-3.锚固机器人工作平台；3-4.锚固机器人；3-5.锚杆存放装置；3-2-1.上连接臂；3-2-2.下连接臂；3-2-3.连接液压缸组；3-3-1.中间工作平台；3-3-2.臂台连接液压缸；3-3-3.折叠液压缸；3-3-4.连杆A；3-3-5.撑地液压缸；3-3-6.连杆B；3-3-7.滑块；3-3-8.连杆C；3-3-9.边界工作平台；3-4-1.驱动机构；3-4-2.回转台底座；3-4-3.大臂；3-4-4.执行器；3-4-4-1.链条；3-4-4-2.锚杆钻机；3-4-4-3.推进电机；3-4-4-4锚杆钻机导轨；3-5-1.锚杆存放支架；3-5-2.支架转动电机；4-1.支撑主梁；4-2.支撑平台；4-3.后转向轨道；4-4.转向机构；4-5.支撑装置；4-6.前转向轨道；4-3-1.小滚轮A；4-3-2.大滚轮A；4-3-3.滑槽机构A；4-4-1.小滚轮C；4-4-2.大滚轮C；4-4-3.固定槽；4-4-4.转向液压缸A；4-4-5.连接块A；4-4-6.推动液压缸A；4-4-7.支撑套；4-4-8.固定件A；4-4-9.固定件B；4-4-10.转向液压缸B；4-4-11.推动液压缸B；4-4-12.连接块B；4-5-1.支撑座；4-5-2.后端地面支撑液压缸；4-5-3.中间地面支撑液压缸；4-5-4.前端地面支撑液压缸；4-6-1.小滚轮B；4-6-2.大滚轮B；4-6-3.滑槽机构B；5-1.侧面支撑主梁；5-2.侧面支撑平台；5-3.侧面支撑机构；5-4.推进液压缸；5-3-1.上滚轮；5-3-2.固定台；5-3-3.壁面支撑座；5-3-4.前端撑壁液压缸；5-3-5.后端撑壁液压缸；5-3-6.下滚轮。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，包含有悬挂支撑***1、动力***2、锚固机器人***3、地面支撑***4、壁面支撑***5；所述悬挂支撑***1通过锚杆固定在采煤巷道的顶端，为整套设备提供支撑；所述动力***2安装在所述悬挂支撑***1中***主梁1-5的末端；所述锚固机器人***3安装在所述悬挂支撑***1中***主梁1-5的下端；所述地面支撑***4固定在所述锚固机器人***3安装位置上方的所述悬挂支撑***1中***主梁1-5上；所述壁面支撑***5固定在所述地面支撑***4安装位置上方的所述悬挂支撑***1中***主梁1-5上。所述一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其特征在于，该机器人在行走和工作时，由所述地面支撑***4和所述壁面支撑***5共同用以支撑整个装置的自重，极大地提高了工作的稳定性和安全性。

参见图2、图3，所述悬挂支撑***1包括顶梁1-1、支撑件1-2、轨道1-3、长方销1-4、***主梁1-5；所述***主梁1-5通过承重小车2-1安装在所述轨道1-3上；所述顶梁1-1开有四个孔，用于锚杆将其固定在采煤巷道的顶端；所述支撑件1-2上端通过所述长方销1-4与所述顶梁1-1连接，下端通过所述长方销1-4与所述轨道1-3连接。

参见图4，所述动力***2包括承重小车2-1、电机2-3、电机底座2-2、齿轮传动***2-4、动力连接装置2-5；所述电机2-3通过螺栓安装于所述电机底座2-2上，所述电机底座2-2通过螺栓安装于所述承重小车2-1下底面；所述承重小车2-1安装于所述轨道1-3上，其特征在于，所述承重小车2-1可以在所述轨道1-3表面滑动；所述齿轮传动***2-4中的输入轴通过联轴器与所述电机2-3连接，所述齿轮传动***2-4中输出齿轮与所述轨道1-3中的齿条配合安装，所述动力连接装置2-5一端焊接于所述齿轮传动***2-4，另一端通过销与所述***主梁1-5连接。

参见图5、图6、图7、图8，所述锚固机器人***3包括梁臂液压缸组3-1、锚固机器人连接组件3-2、锚固机器人工作平台3-3、锚固机器人3-4、锚杆存放装置3-5；所述锚固机器人连接组件3-2包括上连接臂3-2-1、下连接臂3-2-2、连接液压缸组3-2-3；所述上连接臂3-2-1通过销与所述***主梁1-5连接；所述梁臂液压缸组3-1一端通过销与所述***主梁1-5相连，另一端通过销与所述上连接臂3-2-1相连，且在所述***主梁1-5两侧均布置有两套所述梁臂液压缸组3-1；所述上连接臂3-2-1与所述下连接臂3-2-2通过销连接；所述连接液压缸组3-2-3一端通过销与所述上连接臂3-2-1相连，另一端通过销与所述下连接臂3-2-2相连；所述下连接臂3-2-2通过销与所述锚固机器人工作平台3-3连接；所述锚固机器人工作平台3-3包括中间工作平台3-3-1、臂台连接液压缸3-3-2、折叠液压缸3-3-3、连杆A3-3-4、撑地液压缸3-3-5、连杆B3-3-6、滑块3-3-7、连杆C3-3-8、边界工作平台3-3-9；所述臂台连接液压缸3-3-2一端通过销与所述下连接臂3-2-2末端中间位置相连，另一端通过销与所述中间工作平台3-3-1底部中间位置相连；两侧所述边界工作平台3-3-9关于所述中间工作平台3-3-1对称布置，以下将以一侧进行叙述；所述折叠液压缸3-3-3一端通过销与所述中间工作平台3-3-1连接，另一端通过销与所述连杆A3-3-4和所述连杆B3-3-6的一端连接；所述边界工作平台3-3-9下端通过销与所述连杆A3-3-4连接；所述滑块3-3-7与所述边界工作平台3-3-9下侧的槽型结构配合实现平动；所述滑块3-3-7的下端通过销与所述连杆B3-3-6的一端和所述连杆C3-3-8的一端连接；所述连杆C3-3-8与所述撑地液压缸3-3-5通过销连接；所述锚固机器人工作平台3-3与所述锚固机器人3-4底端的机构组成直线电机；所述锚杆存放装置3-5包括锚杆存放支架3-5-1、支架转动电机3-5-2；所述支架转动电机3-5-2安装于所述锚固机器人连接组件3-2内侧面；所述锚杆存放支架3-5-1安装于所述锚固机器人连接组件3-2外侧面；所述锚固机器人3-4包括驱动机构3-4-1、回转台底座3-4-2、大臂3-4-3、执行器3-4-4；所述驱动机构3-4-1可驱动所述转回转台底座3-4-2转动以满足所述执行器3-4-4不同工位的需求；所述大臂3-4-3与所述回转台底座3-4-2相连，且可相对摆动；所述大臂3-4-3与所述执行器3-4-4组成四连杆机构可控制所述执行器3-4-4的转动角度；所述执行器3-4-4包括链条3-4-4-1、锚杆钻机3-4-4-2、推进电机3-4-4-3、锚杆钻机导轨3-4-4-4；所述推进电机3-4-4-3安装于所述执行器3-4-4的前端；所述锚杆钻机3-4-4-2通过两侧的通孔安装于所述锚杆钻机导轨3-4-4-4上；所述推进电机3-4-4-3通过驱动所述链条3-4-4-1带动所述锚杆钻机3-4-4-2在所述锚杆钻机导轨3-4-4-4上移动。

参见图9、图10、图11、图12、图13，所述地面支撑***4包括支撑主梁4-1、支撑平台4-2、后转向轨道4-3、转向机构4-4、支撑装置4-5、前转向轨道4-6；所述地面支撑***4关于所述悬挂支撑***1中***主梁1-5对称布置；以下以一侧所述地面支撑***4为例进行叙述。所述悬挂支撑***1中***主梁1-5一侧的三组所述支撑主梁4-1一端通过螺栓固定在所述悬挂支撑***1中***主梁1-5上，另一端通过螺栓固定在所述支撑平台4-2上；所述后转向轨道4-3包括小滚轮A4-3-1、大滚轮A4-3-2、滑槽机构A4-3-3；所述地面支撑***4的一侧包括三组相同的所述支撑装置4-5；所述支撑装置4-5包括支撑座4-5-1、后端地面支撑液压缸4-5-2、中间地面支撑液压缸4-5-3、前端地面支撑液压缸4-5-4；所述后端地面支撑液压缸4-5-2下端通过销连接所述支撑座4-5-1；所述小滚轮A4-3-1安装在所述滑槽机构A4-3-3槽型口上端；所述大滚轮A4-3-2安装在所述滑槽机构A4-3-3槽型口的槽中；所述小滚轮A4-3-1与所述大滚轮A4-3-2可与所述支撑平台4-2上下表面扣合实现滚动配合；所述转向机构4-4包括小滚轮C4-4-1、大滚轮C4-4-2、固定槽4-4-3、转向液压缸A4-4-4、固定件A4-4-8、推动液压缸A4-4-6、支撑套4-4-7、固定件B4-4-9、转向液压缸B4-4-10、推动液压缸B4-4-11、连接块A4-4-5、连接块B4-4-12；所述小滚轮C4-4-1安装在所述固定槽4-4-3槽型口上端；所述大滚轮C4-4-2安装在所述固定槽4-4-3槽型口的槽中；所述小滚轮C4-4-1与所述大滚轮C4-4-2可与所述支撑平台4-2上下表面扣合实现滚动配合；所述固定槽4-4-3上底端固定在所述液压缸上端；所述固定件A4-4-8套装在所述中间地面支撑液压缸4-5-3；所述固定件A4-4-8一侧安装有所述转向液压缸A4-4-4，另一侧安装有所述推动液压缸A4-4-6；所述连接块A4-4-5一端套装在所述推动液压缸A4-4-6上，另一端与所述转向液压缸A4-4-4一端连接；所述固定件B4-4-9套装在所述固定件A4-4-8下侧的中间地面支撑液压缸4-5-3上；所述固定件B4-4-9一侧安装有所述转向液压缸B4-4-10，另一侧安装有所述推动液压缸B4-4-11；所述连接块B4-4-12一端套装在所述推动液压缸B4-4-11上，另一端与所述转向液压缸B4-4-10一端连接；所述支撑套4-4-7装在所述固定件A4-4-8下侧的所述中间地面支撑液压缸4-5-3上；所述支撑套4-4-7的两个支腿分别固定在所述固定件A4-4-8、所述固定件B4-4-9上；所述前转向轨道4-6与所述后转向轨道4-3类似，包括小滚轮B4-6-1、大滚轮B4-6-2、滑槽机构B4-6-3；所述小滚轮B4-6-1安装在所述滑槽机构B4-6-3槽型口上端；所述大滚轮B4-6-2安装在所述滑槽机构B4-6-3槽型口的槽中；所述小滚轮B4-6-1与所述大滚轮B4-6-2可与所述支撑平台4-2上下表面扣合实现滚动配合；所述推动液压缸A4-4-6通过销与所述支撑装置4-5的后端所述后端地面支撑液压缸4-5-2相连；所述推动液压缸B4-4-11通过销与所述支撑装置4-5的前端所述前端地面支撑液压缸4-5-4相连；所述支撑平台4-2与所述后转向轨道4-3上的所述小滚轮A4-3-1和所述大滚轮A4-3-2、所述转向机构4-4上的所述小滚轮C4-4-1和所述大滚轮C4-4-2、所述前转向轨道4-6上的所述小滚轮B4-6-1和所述大滚轮B4-6-2通过滚动配合，使所述后转向轨道4-3、所述转向机构4-4、所述前转向轨道4-6可在所述支撑平台4-2上滚动。

参见图14、图15，所述壁面支撑***5包括侧面支撑主梁5-1、侧面支撑平台5-2、推进液压缸5-4、侧面支撑机构5-3；所述壁面支撑***5关于所述悬挂支撑***1中***主梁1-5对称布置；以下以一侧所述地面支撑***4为例进行叙述；所述悬挂支撑***1中***主梁1-5一侧的两组所述侧面支撑主梁5-1一端通过螺栓固定在所述悬挂支撑***1中***主梁1-5上，另一端通过螺栓固定在所述侧面支撑平台5-2上。所述侧面支撑机构5-3包括上滚轮5-3-1、下滚轮5-3-6、固定台5-3-2、壁面支撑座5-3-3、前端撑壁液压缸5-3-4、后端撑壁液压缸5-3-5；所述上滚轮5-3-1安装在所述固定台5-3-2槽型口上端；所述下滚轮5-3-6安装在所述固定台5-3-2槽型口的槽中；所述上滚轮5-3-1与下滚轮5-3-6可与所述侧面支撑平台5-2上下表面扣合实现滚动配合；所述前端撑壁液压缸5-3-4和所述后端撑壁液压缸5-3-5上端分别固定有所述固定台5-3-2、下端分别通过销与所述壁面支撑座5-3-3连接；两组所述侧面支撑机构5-3之间通过所述推进液压缸5-4连接；所述推进液压缸5-4两端分别固定在两组所述侧面支撑机构5-3的所述固定台5-3-2上；所述壁面支撑***5，其特征在于所述推进液压缸5-4可实现两所述侧面支撑机构5-3在所述侧面支撑平台5-2交替滚动。

一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其行进过程特征包括以下步骤：

S1：将整套设备安装于已铺设完成的悬挂支撑***1上；

S2：电机2-3工作时，通过齿轮传动***2-4使动力***2在轨道1-3上移动，推动与其连接的***主梁1-5运动，从而带动支撑平台4-2和侧面支撑平台5-2一起移动；

S3：在***主梁1-5两侧均布置有地面支撑***4、壁面支撑***5，且两侧各***工作过程完全同步，以一侧工作过程为例进行叙述。整套装备运行之初，支撑装置4-5中的前端地面支撑液压缸4-5-4、中间地面支撑液压缸4-5-3、后端地面支撑液压缸4-5-2同时支撑在巷道底板上；前端撑壁液压缸5-3-4、后端撑壁液压缸5-3-5同时支撑在巷道壁面上，推动液压缸B4-4-11和推进液压缸5-4处于收缩状态。作业时，前端地面支撑液压缸4-5-4和前端撑壁液压缸5-3-4收缩，在推动液压缸B4-4-11作用下推动与前端地面支撑液压缸4-5-4相连的前转向轨道4-6沿着支撑平台4-2向前移动至指定位置，同时，在推进液压缸5-4作用下推动与前端撑壁液压缸5-3-4相连的侧面支撑机构5-3沿着侧面支撑平台5-2向前移动至指定位置。接着，前端地面支撑液压缸4-5-4伸展，支撑在巷道底板上，同时，前端撑壁液压缸5-3-4伸展，支撑在巷道壁面上；

S4：中间地面支撑液压缸4-5-3收缩，随后，推动液压缸B4-4-11收缩，与此同时，推动液压缸A4-4-6伸展，两者共同作用使与中间地面支撑液压缸4-5-3相连的滑槽机构A4-3-3沿着侧面支撑平台5-2向前移动至指定位置，接着，中间地面支撑液压缸4-5-3伸展，支撑在巷道底板上；

S5：后端地面支撑液压缸4-5-2和后端撑壁液压缸5-3-5收缩，在推动液压缸A4-4-6作用下拉动与后端地面支撑液压缸4-5-2相连的后转向轨道4-3沿着支撑平台4-2向前移动至指定位置，同时，在推进液压缸5-4作用下拉动与后端撑壁液压缸5-3-5沿着侧面支撑机构5-3向前移动至指定位置。接着，后端地面支撑液压缸4-5-2伸展，支撑在巷道底板上，同时，后端撑壁液压缸5-3-5，支撑在巷道壁面上，实现整套设备行进一端距离；重复以上步骤可实现整套设备的不断前进。

一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其转弯过程特征包括以下步骤：

S1：在实现整套设备转弯功能时，前端地面支撑液压缸4-5-4收缩，在转向液压缸B4-4-10伸缩作用下可带动前端地面支撑液压缸4-5-4在前转向轨道4-6内摆动，从而实现前端地面支撑液压缸4-5-4不处于中间地面支撑液压缸4-5-3与后端地面支撑液压缸4-5-2的连线上，随后，前端地面支撑液压缸4-5-4伸展，支撑在巷道底板上；

S2：后端地面支撑液压缸4-5-2收缩，在转向液压缸A4-4-4伸缩作用下可带动后端地面支撑液压缸4-5-2在后转向轨道4-3内摆动，从而实现后端地面支撑液压缸4-5-2、中间地面支撑液压缸4-5-3和前端地面支撑液压缸4-5-4在同一直线上，随后，前端地面支撑液压缸4-5-4伸展，支撑在巷道底板上，实现转弯动作。

一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其固锚过程特征包括以下步骤：

S1：锚固机器人***3中的锚固机器人工作平台3-3，在锚固机器人连接组件3-2、折叠液压缸3-3-3和撑地液压缸3-3-5共同作用下使其下降一定高度且与地面保持平行，完成支撑动作；

S2：锚固机器人3-4和锚杆存放支架3-5-1同时调整位姿，使锚杆存放支架3-5-1中的一支锚杆装入锚杆钻机3-4-4-2上，完成装锚杆动作；

S3：两组锚固机器人3-4调整不同位姿，可实现锚杆钻机3-4-4-2在巷道侧面和顶板不同位置处的锚固作业，完成巷道支护作业。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其特征是：包含有悬挂支撑***、动力***、锚固机器人***、地面支撑***和壁面支撑***；所述悬挂支撑***通过锚杆固定在采煤巷道的顶端，为锚支护机器人提供支撑；所述动力***安装在所述悬挂支撑***中***主梁的末端；所述锚固机器人***安装在所述悬挂支撑***中***主梁的下端；所述地面支撑***与所述壁面支撑***均固定在所述锚固机器人***安装位置上方的所述悬挂支撑***中***主梁上。

2.根据权利要求1所述的一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其特征是：所述锚固机器人***包括梁臂液压缸组、锚固机器人连接组件、锚杆存放装置、锚固机器人工作平台、锚固机器人；所述锚固机器人连接组件包括上连接臂、下连接臂、连接液压缸组；所述锚固机器人连接组件上端通过销与所述***主梁连接；所述锚固机器人连接组件末端通过销与所述锚固机器人工作平台连接；所述锚固机器人工作平台包括中间工作平台、臂台连接液压缸、折叠液压缸、连杆A、撑地液压缸、连杆B、滑块、连杆C、边界工作平台；所述锚固机器人工作平台由三段构成，可实现折叠功能。

3.根据权利要求1所述的一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其特征是：所述地面支撑***包括支撑主梁、支撑平台、后转向轨道、转向机构、支撑装置、前转向轨道；所述地面支撑***关于所述悬挂支撑***中***主梁对称布置；所述后转向轨道包括小滚轮A、大滚轮A、滑槽机构A；所述小滚轮A安装在所述滑槽机构A槽型口上端；所述转向机构包括小滚轮C、大滚轮C、固定槽、转向液压缸A、固定件A、推动液压缸A、支撑套、固定件B、转向液压缸B、推动液压缸B、连接块A、连接块B；所述地面支撑***的一侧安装有三组相同的所述支撑装置。

4.根据权利要求3所述的一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其特征是：所述支撑装置包括前端地面支撑液压缸、中间地面支撑液压缸、后端地面支撑液压缸、支撑座；所述前转向轨道与所述后转向轨道类似，包括小滚轮B、大滚轮B、滑槽机构B；所述小滚轮B安装在所述滑槽机构B槽型口上端；所述支撑平台与所述后转向轨道上的所述小滚轮A和所述大滚轮A、所述转向机构上的所述小滚轮C和所述大滚轮C、所述前转向轨道上的所述小滚轮B和所述大滚轮B通过滚动配合，使所述后转向轨道、所述转向机构、所述前转向轨道可在所述支撑平台上滚动。

5.根据权利要求1所述的一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其特征是：所述壁面支撑***包括侧面支撑主梁、侧面支撑平台、推进液压缸、侧面支撑机构；所述壁面支撑***关于所述悬挂支撑***中***主梁对称布置。

6.根据权利要求5所述的一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其特征是：所述侧面支撑机构包括上滚轮、下滚轮、固定台、前端撑壁液压缸、后端撑壁液压缸、壁面支撑座；所述上滚轮安装在所述固定台槽型口上端；所述下滚轮安装在所述固定台槽型口的槽中；所述上滚轮与下滚轮可与所述侧面支撑平台上下表面扣合实现滚动配合；所述前端撑壁液压缸和后端撑壁液压缸上端固定有所述固定台、下端通过销与所述壁面支撑座连接；两组所述侧面支撑机构之间通过所述推进液压缸连接；所述推进液压缸两端分别固定在两组所述侧面支撑机构的所述固定台上。

7.一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其特征在于，其行进过程特征包括以下步骤：

S1：将整套设备安装在事先铺设于巷道顶板的轨道上；

S2：电机工作时，通过齿轮传动***使动力***在轨道上移动，推动与其连接的***主梁运动，从而带动支撑平台和侧面支撑平台一起移动；

S3：在***主梁两侧均布置有地面支撑***、壁面支撑***，且两侧各***工作过程完全同步，以一侧工作过程为例进行叙述。整套装备运行之初，支撑装置中的前端地面支撑液压缸、中间地面支撑液压缸、后端地面支撑液压缸同时支撑在巷道底板上；前端撑壁液压缸、后端撑壁液压缸同时支撑在巷道壁面上，推动液压缸B和推进液压缸处于收缩状态。作业时，前端地面支撑液压缸和前端撑壁液压缸收缩，在推动液压缸B作用下推动与前端地面支撑液压缸相连的前转向轨道沿着支撑平台向前移动至指定位置，同时，在推进液压缸作用下推动与前端撑壁液压缸相连的侧面支撑机构沿着侧面支撑平台向前移动至指定位置。接着，前端地面支撑液压缸伸展，支撑在巷道底板上，同时，前端撑壁液压缸伸展，支撑在巷道壁面上；

S4：中间地面支撑液压缸收缩，接着，推动液压缸B收缩，与此同时，推动液压缸A伸展，两者共同作用使与中间地面支撑液压缸相连的滑槽机构A沿着侧面支撑平台向前移动至指定位置，接着，中间地面支撑液压缸伸展，支撑在巷道底板上；

S5：后端地面支撑液压缸和后端撑壁液压缸收缩，在推动液压缸A作用下拉动与后端地面支撑液压缸相连的后转向轨道沿着支撑平台向前移动至指定位置，同时，在推进液压缸作用下拉动与后端撑壁液压缸沿着侧面支撑机构向前移动至指定位置。接着，后端地面支撑液压缸伸展，支撑在巷道底板上，同时，后端撑壁液压缸，支撑在巷道壁面上，实现整套设备行进一段距离；重复以上步骤可实现整套设备的不断前进。

8.一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其特征在于，其转弯过程特征包括以下步骤：

S1：在实现整套设备转弯功能时，前端地面支撑液压缸收缩，在转向液压缸B伸缩作用下可带动前端地面支撑液压缸在前转向轨道内摆动，从而实现前端地面支撑液压缸不处于中间地面支撑液压缸与后端地面支撑液压缸的连线上，随后，前端地面支撑液压缸伸展，支撑在巷道底板上；

S2：后端地面支撑液压缸收缩，在转向液压缸A伸缩作用下可带动后端地面支撑液压缸在后转向轨道内摆动，从而实现后端地面支撑液压缸、中间地面支撑液压缸和前端地面支撑液压缸在同一直线上，随后，前端地面支撑液压缸伸展，支撑在巷道底板上，实现转弯动作。

9.一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人，其特征在于，其固锚过程特征包括以下步骤：

S1：锚固机器人***中的锚固机器人工作平台，在锚固机器人连接组件、折叠液压缸和撑地液压缸共同作用下使其下降一定高度且与地面保持平行，完成支撑动作；

S2：锚固机器人和锚杆存放支架同时调整位姿，使锚杆存放支架中的一支锚杆装入锚杆钻机，完成装锚杆动作；

S3：两组锚固机器人调整不同位姿，可实现锚杆钻机在巷道侧面和顶板不同位置处的锚固作业，完成巷道支护作业。

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