[发明专利]一种立井施工特种作业机器人

说明书

技术领域

本发明属于矿用设备技术领域，涉及一种针对立井挖掘的吊盘设备，特别是一种立井施工特种作业机器人。

背景技术

立井井筒的特点是深度及断面积大、水文地质条件复杂；相对于平巷(或隧道)而言，施工难度大，施工技术复杂，施工工期长。因此，为加快凿井工期，必须采用先进的施工技术，提高施工机械化水平。在具有第四纪冲积层的地域凿井时，立井井筒一般要穿过表土与基岩两个部分。表土稳定时可采用普通的人工挖掘施工，表土松软、稳定性较差时须采用特殊凿井方法(钻井、沉井)或特殊工法(注浆、冻结、帷幕)。基岩部分目前仍以钻眼爆破法施工为主。目前金矿建井一般是应用气动凿岩机或伞形钻架打眼后装药爆破，爆破后产生的大块矿石需要人工破碎后，由人工手搬或用铁锹将井底碎石装入吊桶内，矸石吊桶提至卸矸台后，通过翻矸装置将矸石卸出，矸石经过溜矸槽或矸石仓卸入自翻汽车或矿车上，然后运往排矸场。

抓岩机包括中心回转抓岩机(HZ型)、环形轨道抓岩机(HH型)、靠壁式抓岩机(HK型)和钢丝绳悬吊式抓岩机(HS型)，它是现有立井施工设备中最先进的设备，它的合理性与否直接关系整个井筒机械化配套的合理性，它是一种竖井掘进时装载矿石或岩石的机械。由抓斗、工作汽缸、传动机构和提升装置等部件组成，以电或压缩空气为动力。抓斗与起吊臂之间有钢丝绳连接，张开的抓斗被抛落在破碎岩石上，抓斗借助汽缸和传动机械的作用，使叶片做张开或收拢的动作进行工作，但据立井施工单位反映抓岩机存在装石效果不理想的问题，同时铲料的精准度差，由此降低作业效率与作业品质。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种在吊盘上结合挖掘设备，并通过现场操作控制，改善装石效果的立井施工特种作业机器人。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种立井施工特种作业机器人，包括上下两层吊盘总成，两层吊盘总成之间通过立柱固连，每层吊盘总成上均设置喇叭口总成、动力电缆盖门总成、人行孔口盖门总成、放炮电缆盖门总成、轮胎支腿总成及压井壁装置总成，下层吊盘总成上还设置底座总成，所述底座总成上设置摆动缸，下层吊盘总成的中心穿接转轴组件，所述摆动缸通过径向轴承和推力轴承连接上述转轴组件，所述转轴组件的下方连接挖掘总成，所述转轴组件的下方还设置控制台，所述控制台上设置用于操控挖掘总成的电磁比例多路阀。

本立井施工特种作业机器人中，上层的吊盘总成为保护吊盘，下层的吊盘为工作吊盘，控制台位于下层吊盘的下面，由此使查看视野清楚，方便对挖掘进行现场操控。上层吊盘总成上的喇叭口总成与下层吊盘总成上的喇叭口总成相对正连通，以实现从喇叭口总成的通道送入设备和送出矿石。在整体机器人沿着立井内壁下降时，轮胎支腿总成与立井内壁形成滚动摩擦，起到导向的作用，保障下降的稳定性。当整体机器人沿着立井内壁下降至适当高度时，压井壁装置总成伸出与井壁形成卡死，从而保障牢靠的固定位置。摆动缸通过径向轴承和推力轴承能带动主轴组件进行转动，以实现挖掘总成的旋转调位。通过对电磁比例多路阀的转换操作，实现对摆动缸及各个油缸的驱动，以控制挖掘总成完成挖掘铲料作业。

在上述的立井施工特种作业机器人中，所述转轴组件包括通过法兰连接的上主轴和下主轴，所述上主轴穿接在下层吊盘总成上，所述上主轴上设置制动器连接板，所述制动器连接板上设置抱轴制动器，所述下主轴连接上述挖掘总成。抱轴制动器的作用为，在摆动缸的进回油口接一个梭阀，不论那侧进油，都有液体进入制动缸，克服弹簧力，松闸；一旦回油，通过弹簧力抱紧；从而防止因惯性导致挖掘总成摆动，抱紧以增强稳定性。

在上述的立井施工特种作业机器人中，所述挖掘总成包括由上至下顺次铰接的动臂、斗杆及铲斗，所述动臂的上端铰接在下主轴上；所述下主轴与动臂之间设置动臂油缸，所述动臂油缸的定位端铰接在下主轴上，驱动端铰接在动臂上；所述动臂与斗杆之间设置斗杆油缸，所述斗杆油缸的定位端铰接在动臂上，驱动端铰接在斗杆上；所述斗杆与铲斗之间设置铲斗油缸，所述铲斗油缸的定位端铰接在斗杆上，驱动端铰接在铲斗上。操控动臂油缸动作以驱动动臂进行摆动，操控斗杆油缸动作以驱动斗杆进行摆动，操控铲斗油缸动作以驱动铲斗进行摆动，结合上述各部件的动作方式，最终完成挖掘铲料操作。

在上述的立井施工特种作业机器人中，所述下主轴上连接水平支撑杆，所述水平支撑杆上固设座椅总成和上述控制台，所述座椅总成包括座椅，所述座椅的底部设置弹簧减震器，所述座椅总成的下方设置梯子总成。操作人员从井下沿梯子总成到达座椅总成上，在操控中座椅底部的弹簧减震器能有效降低震感，一则保障人身安全，二则提高工作舒适度。