CN215927410U - 矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于煤矿井下作业技术领域。一种矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，包括车架、信号控制机构、支撑臂架、加水机构和动力***，在车架底部设置有行走机构；信号控制机构包括无线接收器和无线发送器，无线接收器设置在车架上，无线发送器通过人工手持操作；支撑臂架设置在车架上，在支撑臂架的动作端设置有喷头机构，支撑臂架和喷头机构用于控制混凝土喷射的位置；加水机构包括电动球阀和输水管，电动球阀与无线接收器连接，并由无线发送器控制电动球阀的开启度大小；动力***与无线接收器连接，并由无线发送器控制动力***中各部件的动作。本申请结构设计合理，能够大大提高产品的实用性，可远程遥控控制，具有履带式自行走能力，且能够精确控制供水量大小。

Description

矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手

技术领域

本实用新型属于煤矿井下作业技术领域，具体涉及一种矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手。

背景技术

锚喷支护是煤矿巷道支护领域中先进可靠的支护技术，国家已将其列为重点技术推广项目，混凝土喷射工艺经过几十年的发展，已普遍应用在矿山工程的岩巷支护、建筑基坑、地铁、护坡、高速公路及高铁隧道中，更是煤矿井巷工程施工中极为重要的支护方式。

但人工喷射混凝土劳动强度大，喷浆粉尘环境对作业人员安全与健康影响较大。另外对煤矿大断面巷道进行人工喷浆作业时，还需要搭脚手架，费工费时，影响施工进度和喷浆作业效率；而且随着我国社会的发展，煤矿一线工人招工越来越难，目前从业的人员年龄普遍偏大，体能逐年递减。人员工资支出逐年递增，矿井面临着环境差、用工难、工资高、效率低、回报少的深层次矛盾和问题。另外，目前巷道喷浆的加水方式为通过在喷头位置安装手动阀门接水管加水，这种手动控制阀门的方式无法确保对水量的大小的精确控制。在煤矿混凝土喷射机械手上，将加水阀门设置在喷头处或机械手本体，而其它操作采用遥控控制，水量调节极为不便，且将导致极大地安全隐患。

因此，为解决以上诸多问题，脱离当前困窘，降低矿井施工人员的劳动强度，确保施工人员的健康和安全性、提高巷道混凝土喷浆的作业效率，提高喷层强度，减少回弹，满足喷射混凝土作业过程的机械化、自动化、高速高效等现代化喷浆要求；特研发本实用新型所述的矿用混凝土喷浆辅助机械手，同时将加水装置与机械手一体化，遥控操作加水替代人工加水，实现对加水量的精确控制；遥控喷浆替代人工抱管喷浆作业，真正做到机械化换人，实现喷浆的机械化、自动化和高速高效化作业。

发明内容

本实用新型目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，其结构设计合理，能够大大提高产品的实用性，可远程遥控控制，具有履带式自行走能力，且能够精确控制供水量大小。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，包括：

车架，在所述车架底部设置有行走机构；

信号控制机构，所述信号控制机构包括无线接收器和无线发送器，所述无线接收器设置在所述车架上，所述无线发送器通过人工手持操作；

支撑臂架，其设置在所述车架上，在所述支撑臂架的动作端设置有喷头机构，所述支撑臂架和喷头机构用于控制混凝土喷射的位置；

加水机构，所述加水机构包括电动球阀和输水管，所述电动球阀与所述无线接收器连接，并由所述无线发送器控制所述电动球阀的开启度大小；以及

动力***，所述动力***与所述无线接收器连接，并由所述无线发送器控制所述动力***中各部件的动作。

根据本实用新型矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，优选地，所述支撑臂架包括：

支撑基台，其通过旋转台回转设置在所述车架上；以及

伸缩臂，所述伸缩臂的第一端部与所述支撑基台铰接，在所述支撑基台与所述伸缩臂之间设置有俯仰动力推杆，所述伸缩臂上设置有驱动伸缩臂轴向伸缩的伸缩动力推杆。

根据本实用新型矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，优选地，所述喷头机构包括：

第一摆缸，所述第一摆缸的第一端部与所述伸缩臂的第二端部连接；

第二摆缸，所述第二摆缸的第一端部与所述第一摆缸的第二端部连接，且所述第一摆缸与所述第二摆缸垂直布置；

回转摆动架，所述回转摆动架支撑设置在所述第二摆缸的第二端部，所述第一摆缸驱动所述回转摆动架和所述第二摆缸绕第一摆缸的轴线做周向回转动作，所述第二摆缸驱动所述回转摆动架绕所述第二摆缸的轴线做周向回转动作；

锥角摆动架，所述锥角摆动架的一端与所述回转摆动架之间通过万向节连接，所述锥角摆动架的另一端与回转摆动架之间设置有锥摆马达和偏心块，所述锥摆马达与所述第二摆缸垂直布置；以及

喷枪，其设置在所述锥角摆动架的上部。

根据本实用新型矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，优选地，所述第一摆缸通过前连接架与所述伸缩臂连接，所述第一摆缸的回转角度为360°；所述第二摆缸与所述第一摆缸之间通过后连接架连接，所述第二摆缸的回转角度为180°~360°。

所述伸缩臂为三级伸缩臂，所述伸缩臂上设置有臂架罩壳，所述车架上设置有框架，在所述框架外侧设置有外罩，所述外罩与所述框架铰接，且所述外罩与所述框架之间设置有插销。

根据本实用新型矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，优选地，所述动力***为液压动力***，所述液压动力***包括：

油箱，其固定设置在所述车架上；

柱塞泵，所述柱塞泵连接有电机，所述柱塞泵的进油口通过油过滤器与所述油箱连接；

负载敏感多路阀，所述柱塞泵的出油口通过高压过滤器与所述负载敏感多路阀连接，所述负载敏感多路阀与各执行部件连接；以及

冷却器，所述冷却器上设置有进出水端口和进出油端口，各执行部件的回油经冷却器的进出油端口回流入油箱，所述输水管经所述进出水端口供给至喷头机构。

根据本实用新型矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，优选地，还包括支腿机构，所述支腿机构包括：

铰接设置在车架上的至少一组支腿；以及

支腿动力推杆，所述支腿动力推杆设置在所述支腿与车架之间，所述支腿动力推杆驱动相应的支腿摆动动作；

所述支腿动力推杆与所述无线接收器连接、或所述支腿动力推杆通过手动控制杆控制。

根据本实用新型矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，优选地，还包括电气***，所述车架上设置有防爆真空电磁启动器，所述防爆真空电磁启动器用于对电气***进行供电分配。

根据本实用新型矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，优选地，所述车架上设置有接收器支架，所述无线接收器固定设置在所述接收器支架上。

根据本实用新型矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，优选地，所述行走机构为行走履带，所述矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手的宽度小于等于900mm。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请整体结构设计合理，其能够适应从小到大多种巷道的施工作业，适应范围更广，大型设备无法进入的巷道都可以由本申请的喷浆机械手进行喷浆作业；通过远距离遥控操控作业，能实现机械手的自动移动行走，精确控制进水量的大小，全方位刷动喷浆；取代传统人工抱管喷浆，极大的降低了施工人员劳动强度，提高了施工人员的健康和安全性，同时也使得矿下巷道喷浆作业更加的高速高效，极大降低了喷浆施工成本。

本申请通过信号控制机构的设置，可以实现远程遥控，避免工作人员处于喷浆作业过程中的作业区域内，优化作业人员的操作环境，本申请还通过对加水机构的设置，能够使得加水量得到精确控制，实现与喷浆作业的匹配，大大提高了喷浆的效果和质量，更有助于生产工艺的高标准、高质量执行；本申请的喷头机构和支撑臂架的设置，能够大大提高了喷枪的作业的灵活性和作业的角度，实现了全方位刷动喷浆，灵活性得到了大大的提高，更有助于狭小空间内的作业，避免产生死角。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1为根据本实用新型实施例的矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手的结构示意图之一。

图2为根据本实用新型实施例的矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手的结构示意图之二。

图3为根据本实用新型实施例的喷头机构的结构示意图。

图4为根据本实用新型实施例的外罩的安装结构示意图。

图中序号：

100为车架、101为无线接收器、102为无线发送器、103为电动球阀、104为行走履带；

201为支撑基台、202为伸缩臂、203为俯仰动力推杆、204为伸缩动力推杆、205为第一摆缸、206为第二摆缸、207为回转摆动架、208为锥角摆动架、209为喷枪、210为万向节、211为锥摆马达、212为偏心块、213为前连接架、214为后连接架、215为臂架罩壳、216为喷枪底座；

301为油箱、302为柱塞泵、303为负载敏感多路阀、304为冷却器、305为电机、306为油过滤器、307为高压过滤器、308为油泵法兰、309为油位计；

401为支腿、402为支腿动力推杆、403为手动换向阀组；

501为防爆真空电磁起动器；

601为框架、602为外罩、603为插销、604为接收器支架、605为冷却器固定架、606为手动换向阀组固定架、607为过滤器支架、608为多路阀支架。

具体实施方式

下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本实用新型的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。

应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本实用新型，而不是所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图1-图4，本申请公开了一种矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，包括车架100、信号控制机构、支撑臂架、加水机构和动力***，在所述车架100底部设置有行走机构，本实施例中的行走机构为行走履带104，其通过固定板和螺栓与车架固定；为了提高作业的稳定性，本申请在车架的前端设置支腿机构，所述支腿机构包括铰接设置在车架100上的至少一组支腿401和支腿动力推杆402，所述支腿动力推杆402设置在所述支腿401与车架100之间，所述支腿动力推杆402驱动相应的支腿401摆动动作；所述支腿动力推杆402与所述无线接收器101连接、或所述支腿动力推杆402通过手动控制杆控制，本申请采用液压动力***进行控制，支腿动力推杆为液压油缸，手动控制杆连接手动换向阀组，手动换向阀组通过手动换向阀组固定架606固定你在车架上，实现对支腿动力推杆的控制，实现支腿的收放。所述信号控制机构包括无线接收器101和无线发送器102，车架100上设置有接收器支架604，无线接收器101固定设置在接收器支架604上，所述无线发送器101通过人工手持操作；上述结构中的无线接收器为隔爆型无线接收器，无线发送器为隔爆型无线发送器。

支撑臂架设置在车架100上，在支撑臂架的动作端设置有喷头机构，所述支撑臂架和喷头机构用于控制混凝土喷射的位置；加水机构包括电动球阀103和输水管，电动球阀103与所述无线接收器101连接，并由无线发送器102控制所述电动球阀103的开启度大小；动力***与所述无线接收器101连接，并由所述无线发送器102控制所述动力***中各部件的动作。

本实施例中的动力***为液压动力***，液压动力***包括油箱301、柱塞泵302、负载敏感多路阀303和冷却器304，油箱301固定设置在所述车架100上；所述柱塞泵302通过油泵法兰连接有电机305，电机采用防爆三相异步电机，通过电机的转动带动柱塞泵工作，柱塞泵302的进油口通过油过滤器306与所述油箱301连接，油箱固定于车架的前部，电机与油箱平行布置，为了便于检测油箱内的温度和液位，在油箱的侧部安装油位计和温度检测传感器。

柱塞泵302的出油口通过油管和高压过滤器307与所述负载敏感多路阀303连接，负载敏感多路阀303与各执行部件连接，具体包括液压马达、液压缸以及后续的摆缸等机构；冷却器304上设置有进出水端口和进出油端口，各执行部件的回油经冷却器304的进出油端口回流入油箱，输水管经所述进出水端口供给至喷头机构。冷凝器通过冷凝器固定架605固定在车架上或者固定在框架的顶部，负载敏感多路阀303通过多路阀支架608固定在车架上，高压过滤器307通过过滤器支架607固定在车架100上，根据具体的需求进行位置的选择，从而提高其装配性能，有效的节省占用的空间面积，合理布局部件之间的位置。

具体地，本实施例中的支撑臂架包括支撑基台201和伸缩臂202，支撑基台201通过旋转台回转设置在所述车架100上；伸缩臂202为三级伸缩臂，伸缩臂202的第一端部与所述支撑基台201铰接，在支撑基台201与伸缩臂202之间设置有俯仰动力推杆203，伸缩臂202上设置有驱动伸缩臂202轴向伸缩的伸缩动力推杆204。俯仰动力推杆和伸缩动力推杆均为液压缸，其通过油管与上述的负载敏感多路阀连接，从而通过无线发送器进行控制，俯仰动力推杆能够使得伸缩臂在55°左右的范围内实现摆动动作，回转台能够使得支撑基台实现旋转运动，伸缩臂完全伸出后能够达到7米的长度，高度能够达到6米，喷浆覆盖巷道断面面积可达40平方米，并迅速和有效地完成喷浆作业。

本实施例中的喷头机构包括第一摆缸205、第二摆缸206、回转摆动架207、锥角摆动架208和喷枪209，第一摆缸205的第一端部与伸缩臂202的第二端部连接；第二摆缸206的第一端部与第一摆缸205的第二端部连接，且第一摆缸205与第二摆缸206垂直布置；回转摆动架207支撑设置在第二摆缸206的第二端部，所述第一摆缸205驱动所述回转摆动架207和所述第二摆缸206绕第一摆缸205的轴线做周向回转动作，所述第二摆缸206驱动所述回转摆动架207绕所述第二摆缸206的轴线做周向回转动作；所述锥角摆动架208的一端与所述回转摆动架207之间通过万向节210连接，所述锥角摆动架208的另一端与回转摆动架207之间设置有锥摆马达211和偏心块212，所述锥摆马达211与所述第二摆缸206垂直布置；喷枪209通过喷枪底座设置在锥角摆动架208的上部。

上述结构中，第一摆缸205通过前连接架213与所述伸缩臂202连接，所述第一摆缸205的回转角度为360°；所述第二摆缸206与所述第一摆缸205之间通过后连接架214连接，所述第二摆缸206的回转角度为180°~360°，优选为240°。

前端两个支腿最大程度的保证了在混凝土喷射过程中的稳定性；加水机构能确保供水量的大小精确；360°垂直摆动、喷头240°水平摆动、喷头刷动画弧确保了无死角全方位的喷浆作业；该发明型设备结构紧凑，其整体结构设计合理，可以适应从小到大多种巷道，适应范围更广，大型设备无法进入的巷道都可以由这款微型喷浆机械手进行喷浆作业；通过远距离遥控操控作业，能实现机械手的自动移动行走，精确控制进水量的大小，全方位刷动喷浆；取代传统人工抱管喷浆，极大的降低了施工人员劳动强度，提高了施工人员的健康和安全性，同时也使得矿下巷道喷浆作业更加的高速高效，极大降低了喷浆施工成本。

本申请伸缩臂202上设置有臂架罩壳215，车架100上设置有框架601，在框架601外侧设置有外罩602，外罩602与框架601铰接，且外罩602与框架601之间设置有插销603。外罩的设置能够避免内部的结构部件受到外力损坏和灰尘覆盖，确保了机械手较长的使用寿命。

进一步地，还包括电气***，车架100上设置有防爆真空电磁启动器501，防爆真空电磁启动器501用于对电气***进行供电分配，隔爆型真空电磁驱动器确保了矿下使用电源的安全性。

所述矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手的宽度小于等于900mm，为了其稳定性宽度大于等于500mm，以便于在狭小的隧道中进行。同时，其长度不超过2500mm，高度不超过1680m为宜。

本文中术语“和/或”表示可以存在三种关系。例如，A和/或B可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上文已详细描述了用于实现本实用新型的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本实用新型的范围、适用或构造。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本实用新型的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，其特征在于，包括：

车架，在所述车架底部设置有行走机构；

信号控制机构，所述信号控制机构包括无线接收器和无线发送器，所述无线接收器设置在所述车架上，所述无线发送器通过人工手持操作；

支撑臂架，其设置在所述车架上，在所述支撑臂架的动作端设置有喷头机构，所述支撑臂架和喷头机构用于控制混凝土喷射的位置；

加水机构，所述加水机构包括电动球阀和输水管，所述电动球阀与所述无线接收器连接，并由所述无线发送器控制所述电动球阀的开启度大小；以及

动力***，所述动力***与所述无线接收器连接，并由所述无线发送器控制所述动力***中各部件的动作。

2.根据权利要求1所述的矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，其特征在于，所述支撑臂架包括：

支撑基台，其通过旋转台回转设置在所述车架上；以及

伸缩臂，所述伸缩臂的第一端部与所述支撑基台铰接，在所述支撑基台与所述伸缩臂之间设置有俯仰动力推杆，所述伸缩臂上设置有驱动伸缩臂轴向伸缩的伸缩动力推杆。

3.根据权利要求2所述的矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，其特征在于，所述喷头机构包括：

第一摆缸，所述第一摆缸的第一端部与所述伸缩臂的第二端部连接；

第二摆缸，所述第二摆缸的第一端部与所述第一摆缸的第二端部连接，且所述第一摆缸与所述第二摆缸垂直布置；

回转摆动架，所述回转摆动架支撑设置在所述第二摆缸的第二端部，所述第一摆缸驱动所述回转摆动架和所述第二摆缸绕第一摆缸的轴线做周向回转动作，所述第二摆缸驱动所述回转摆动架绕所述第二摆缸的轴线做周向回转动作；

锥角摆动架，所述锥角摆动架的一端与所述回转摆动架之间通过万向节连接，所述锥角摆动架的另一端与回转摆动架之间设置有锥摆马达和偏心块，所述锥摆马达与所述第二摆缸垂直布置；以及

喷枪，其设置在所述锥角摆动架的上部。

4.根据权利要求3所述的矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，其特征在于，所述第一摆缸通过前连接架与所述伸缩臂连接，所述第一摆缸的回转角度为360°；所述第二摆缸与所述第一摆缸之间通过后连接架连接，所述第二摆缸的回转角度为180°~360°。

5.根据权利要求2-4任一所述的矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，其特征在于，所述伸缩臂为三级伸缩臂，所述伸缩臂上设置有臂架罩壳，所述车架上设置有框架，在所述框架外侧设置有外罩，所述外罩与所述框架铰接，且所述外罩与所述框架之间设置有插销。

6.根据权利要求1所述的矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，其特征在于，所述动力***为液压动力***，所述液压动力***包括：

油箱，其固定设置在所述车架上；

柱塞泵，所述柱塞泵连接有电机，所述柱塞泵的进油口通过油过滤器与所述油箱连接；

负载敏感多路阀，所述柱塞泵的出油口通过高压过滤器与所述负载敏感多路阀连接，所述负载敏感多路阀与各执行部件连接；以及

冷却器，所述冷却器上设置有进出水端口和进出油端口，各执行部件的回油经冷却器的进出油端口回流入油箱，所述输水管经所述进出水端口供给至喷头机构。

7.根据权利要求1所述的矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，其特征在于，还包括支腿机构，所述支腿机构包括：

铰接设置在车架上的至少一组支腿；以及

支腿动力推杆，所述支腿动力推杆设置在所述支腿与车架之间，所述支腿动力推杆驱动相应的支腿摆动动作；

所述支腿动力推杆与所述无线接收器连接、或所述支腿动力推杆通过手动控制杆控制。

8.根据权利要求1所述的矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，其特征在于，还包括电气***，所述车架上设置有防爆真空电磁启动器，所述防爆真空电磁启动器用于对电气***进行供电分配。

9.根据权利要求1所述的矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，其特征在于，所述车架上设置有接收器支架，所述无线接收器固定设置在所述接收器支架上。

10.根据权利要求1所述的矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手，其特征在于，所述行走机构为行走履带，所述矿下巷道用混凝土辅助喷浆机械手的宽度小于等于900mm。

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