[发明专利]试验用三向开采机器人及三向开采机器人试验割煤系统

说明书

本发明公开一种试验用三向开采机器人及试验割煤系统，三向开采机器人包括：截割装置、行走装置、排矸装置和支护装置，截割装置和排矸装置设置在行走装置上，支护装置设置在截割装置和排矸装置上方，截割装置与支护装置连接；截割装置用于对三维物理模拟试验的试验煤层进行截割；行走装置用于带动截割装置、排矸装置和支护装置行走或者转向；排矸装置用于与外部吸尘器连通，将截割装置割落的破碎材料排出三维物理模拟试验的工作面；支护装置包括用于遮蔽截割装置的遮蔽部、以及带动遮蔽部和截割装置沿垂直行走装置的方向伸缩的伸缩部，遮蔽部设置在伸缩部上。本发明能够实现多煤层开采三维物理相似模拟试验开挖区域的高效、精准、开挖。

技术领域

本发明涉及三向开采机器人相关领域，特别是一种试验用三向开采机器人及三向开采机器人试验割煤系统。

背景技术

相似材料模拟试验是以相似理论、因次分析等为基础，在实验室模拟再现工程现场的一种技术手段，广泛应用于采矿工程、岩土工程等工程技术领域，已经成为国内外进行重大岩体工程研究不可缺少的方法之一。大型三维物理相似模拟试验能够更好的模拟再现煤层开挖后顶、底板岩层在横向与纵向产生的破坏，但由于多煤层开采三维物理相似模拟试验的开挖区域为密闭空间，传统方法难以实现煤层的高效、精准开挖。目前，三维物理相似模拟试验主要采用水溶性材料模拟煤层开挖，即利用水溶原理对模拟岩层进行溶解，实现煤层开挖，但水溶性材料难以控制开挖进度，且水会对顶底板岩层的物理力学性质产生影响，影响试验效果；一些专家学者采用升降式装置模拟煤层开挖，即在模型底部铺设可升降装置，通过将装置降下来模拟煤层开挖，但升降式装置只能模拟单一煤层，且不能铺设底板岩层，适用范围较小，模拟效果受升降装置影响较大。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的相似材料模拟试验仅能模拟单一煤层，模拟效果受升降装置影响较大的技术问题，提供一种试验用三向开采机器人及三向开采机器人试验割煤系统。

本发明提供一种试验用三向开采机器人，包括：截割装置、行走装置、排矸装置和支护装置，所述截割装置和所述排矸装置设置在所述行走装置上，所述支护装置设置在所述截割装置和所述排矸装置上方，所述截割装置与所述支护装置连接；

所述截割装置用于对三维物理模拟试验的试验煤层进行截割；

所述行走装置用于带动所述截割装置、所述排矸装置和所述支护装置行走或者转向；

所述排矸装置用于与外部吸尘器连通，将所述截割装置割落的破碎材料排出三维物理模拟试验的工作面；

所述支护装置包括用于遮蔽所述截割装置的遮蔽部、以及带动所述遮蔽部和所述截割装置沿垂直所述行走装置的方向伸缩的伸缩部，所述遮蔽部设置在所述伸缩部上。

进一步的，所述截割装置包括截割链、动力轮、调高轮、张紧轮、调高导向杆、张拉弹簧、以及横向导杆，其中：

所述调高导向杆能沿垂直所述行走装置的方向伸缩，所述动力轮设置在所述调高导向杆的底部，所述调高轮设置在所述调高导向杆的顶部，所述动力轮设置有提供动力的电机，所述横向导杆的两端分别与所述调高导向杆、所述伸缩部的固定段相连，所述调高轮与所述遮蔽部相连，所述横向导杆上设有容置所述张紧轮的导向槽，所述导向槽内设置有张拉弹簧，所述张拉弹簧一端与所述导向槽靠近所述伸缩部的端部连接，另一端与所述张紧轮连接，所述截割链绕在所述动力轮、所述调高轮、所述张紧轮上。

更进一步的，所述伸缩部包括调高千斤顶，所述遮蔽部包括掩护顶梁，所述调高轮通过调高横梁与所述掩护顶梁连接。

再进一步的，所述掩护顶梁的上部设置有至少一个滚动轮。