[发明专利]智能化巷道开槽机器人

说明书

本发明提供一种智能化巷道开槽机器人，属于煤矿井下设备的技术领域，包括主机架、行走部、截割部、驾驶室、用于为所述智能化巷道开槽机器人提供动力的动力总成以及用于开槽过程中稳定机身的稳定支撑系统；截割部、驾驶室和动力总成安装在主机架上，构成机身；截割部包括底座、大臂、中间臂、小臂、铣挖头、大臂连杆Ⅰ、大臂连杆Ⅱ、铣挖头连杆Ⅰ、铣挖头连杆Ⅱ、大臂油缸、中间臂油缸、小臂油缸、铣挖头油缸和回转驱动。上述智能化巷道开槽机器人采用多臂铰接形式的机械臂机构，实现了整机一次定位360°开全槽，整机配备了智能截割控制系统，可控制铣挖头在水平、垂直方向上自动作业，操作人员只需在巷道拐角处完成相应的方向切换即可。

技术领域

本发明属于煤矿井下设备的技术领域，具体公开了一种智能化巷道开槽机器人。

背景技术

煤矿井下巷道施工作业中，基于通风或安全的要求，需要在巷道中安装风门或者密闭巷道，这两种作业工序，都需要先在巷道的四周进行开槽作业，目前开槽作业主要依赖人工使用破碎锤施工，不仅效率低下，而且具有极大的安全隐患。部分矿井使用机械化开槽设备，其中专利“煤矿井下开槽机（201710990248.0）”所述设备，缺点是操纵机械臂机构复杂，且一次定位后无法对设备正下方进行开槽 。专利“一种煤矿巷道开槽机（201510818526.5）”所述设备操纵机械臂工作过程中需要带载伸缩，磨损严重。现有开槽机由于结构原因，工作臂工作范围小，巷道适应性差，无法实现一次定位开全槽（顶槽、帮槽、底槽），开槽过程中需要频繁移动整机，以适应巷道不同断面要求。此外，巷道开槽过程中还主要依靠手动操作，工人劳动强度大、开槽精度低。综上，目前市场上没有确实有效的开槽设备。

发明内容

本发明针对现有设备的不足，提供一种结构简单，巷道适应面广，且一次定位后可对巷道四周开全槽的智能化巷道开槽机器人。

为实现上述目的，本发明提供一种智能化巷道开槽机器人，包括主机架、行走部、截割部、驾驶室、用于为所述智能化巷道开槽机器人提供动力的动力总成以及用于开槽过程中稳定机身的稳定支撑系统；截割部、驾驶室和动力总成安装在主机架上，构成机身；截割部包括底座、大臂、中间臂、小臂、铣挖头、大臂连杆Ⅰ、大臂连杆Ⅱ、铣挖头连杆Ⅰ、铣挖头连杆Ⅱ、大臂油缸、中间臂油缸、小臂油缸、铣挖头油缸和回转驱动；底座与主机架铰接，铰链轴线与地面垂直；大臂与底座铰接，铰链轴线与地面平行；中间臂与大臂铰接，铰链轴线与地面平行；小臂与中间臂铰接，铰链轴线与地面平行；铣挖头与小臂铰接，铰链轴线与地面平行；大臂连杆Ⅰ的一端与底座铰接，大臂连杆Ⅱ的一端与大臂铰接，大臂连杆Ⅰ和大臂连杆Ⅱ铰接，底座、大臂、大臂连杆Ⅰ和大臂连杆Ⅱ构成双摇杆机构；铣挖头连杆Ⅰ与小臂铰接，铣挖头连杆Ⅱ与铣挖头铰接，铣挖头连杆Ⅰ和铣挖头连杆Ⅱ铰接，小臂、铣挖头、铣挖头连杆Ⅰ和铣挖头连杆Ⅱ构成双摇杆机构；大臂油缸的两端分别与底座和大臂连杆Ⅰ铰接；中间臂油缸的两端分别与大臂和中间臂铰接；小臂油缸的两端分别与中间臂和小臂铰接；铣挖头油缸的一端与小臂铰接，另一端与挖头连杆Ⅰ和铣挖头连杆Ⅱ的铰链铰接；回转驱动固定在主机架上，通过齿轮副驱动底座相对于主机架实现±90°回转。

进一步地，大臂连杆Ⅰ、大臂连杆Ⅱ和大臂油缸均为两套，分别布置于大臂两侧；铣挖头连杆Ⅰ为两个，分别布置于小臂两侧。

进一步地，稳定支撑系统包括4个相同的支撑腿组件，分别安装在主机架的四角；支撑腿组件包括支撑腿、支撑腿座、支撑油缸和伸展油缸；支撑腿与支撑腿座铰接，铰链轴线与地面平行；支撑腿座与主机架铰接，铰链轴线与地面垂直；支撑油缸的两端分别与支撑腿座和支撑腿铰接；伸展油缸的两端分别与主机架和支撑腿座铰接。

进一步地，主机架包括通过螺栓连接的前机架、中间架和后机架；截割部设置在前机架上；驾驶室设置在中间架上；动力总成设置在后机架上。

进一步地，动力总成包括防爆发动机系统和液压系统；防爆发动机输出动力，驱动液压泵，为液压系统提供动力；液压系统通过马达和减速机驱动行走部行走，为整机行走提供行走动力，同时为截割部和稳定支撑系统的油缸提供液压油源。