一种刮板输送机溜槽专用安装平台及其工作方法

摘要

本发明涉及一种刮板输送机溜槽专用安装平台及其工作方法，该安装平台包括溜槽安装定位基准器、底链牵引装置、机械手臂和操控平台；溜槽安装定位基准器包括反射板及设置在反射板两侧的激光发射器；底链牵引装置包括牵引块，牵引块一侧设置有钢丝绳，另一侧设置有拉环；机械手臂包括机械臂和设置在机械臂一端的机械手，在支架的顶部设置有激光测距仪和激光信号接收模块；操控平台包括至上而下依次设置的滑动平台、旋转平台和平台底座，机械臂的另一端设置在滑动平台上。本发明可有效避免传统溜槽铺设过程中需要布置各种吊具和人工作业出现安全事故的问题，节省了大量的人力和物力，而且提高了作业效率和铺设质量。

权利要求

1.一种刮板输送机溜槽专用安装平台，其特征在于，包括溜槽安装定位基准器、底链牵引装置、机械手臂和操控平台；

所述溜槽安装定位基准器包括反射板及设置在反射板两侧的激光发射器；

所述底链牵引装置包括牵引块，牵引块一侧设置有钢丝绳、另一侧设置有拉环；

所述机械手臂包括机械臂和设置在机械臂一端的机械手，所述机械手包括支架和机械手指，在支架的一侧设置两个可滑动的机械手指，机械手指的一端通过推拉液压缸连接、另一端设置有钩环销轴，在支架的顶部设置有激光测距仪和激光信号接收模块；

所述操控平台包括至上而下依次设置的滑动平台、旋转平台和平台底座，机械臂的另一端设置在滑动平台上。

2.如权利要求1所述的刮板输送机溜槽专用安装平台，其特征在于，反射板两侧的激光发射器为激光发射器Ⅰ和激光发射器Ⅱ，激光发射器Ⅰ和激光发射器Ⅱ对称设置在反射板两侧。

3.如权利要求1所述的刮板输送机溜槽专用安装平台，其特征在于，所述牵引块一侧设置有两根钢丝绳，两根钢丝绳通过销轴固定在牵引块同一侧且成对称布置，牵引块的另一侧设置有两个拉环且成对称布置。

4.如权利要求1所述的刮板输送机溜槽专用安装平台，其特征在于，每个机械手指包括溜槽定位块、滑座、溜槽挡块、液压缸和钩环销轴；溜槽定位块通过滑座与支架上开设的滑道滑动连接，滑座还与推拉液压缸连接，溜槽定位块的两端还分别连接溜槽挡块和液压缸，液压缸的活塞杆连接所述的钩环销轴。

5.如权利要求4所述的刮板输送机溜槽专用安装平台，其特征在于，所述推拉液压缸内置有磁致伸缩传感器。

6.如权利要求4所述的刮板输送机溜槽专用安装平台，其特征在于，所述液压缸的活塞杆通过安装块连接所述的钩环销轴，安装块的一侧设置有行程开关。

7.如权利要求1所述的刮板输送机溜槽专用安装平台，其特征在于，所述平台底座的底部设置有第一液压马达，第一液压马达通过平台底座上方的齿轮系与旋转平台底部传动连接，旋转平台顶部设置有导槽、第二液压马达、丝杠、滑块，第二液压马达与丝杠传动连接，滑块与丝杠配合并连接滑动平台，滑动平台的底部通过导轨与导槽滑动连接。

8.如权利要求7所述的刮板输送机溜槽专用安装平台，其特征在于，所述旋转平台的顶部一侧设置有配重块。

9.如权利要求1或7所述的刮板输送机溜槽专用安装平台，其特征在于，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，第一机械臂的两端分别与支架、第二机械臂铰接并通过液压马达及减速机进行驱动，第二机械臂还与滑动平台的顶部铰接并通过液压马达及减速机进行驱动，在液压马达及减速机的相对侧还设置有角度传感器。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的刮板输送机溜槽专用安装平台的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使用前，将溜槽安装定位基准器放置在预设溜槽铺设中心线上，将底链牵引装置的钢丝绳与刮板输送机的底链连接在一起，将操控平台安装在工程车辆上；

(2)启动操控平台和机械臂，调整机械臂使机械手指夹住溜槽，然后由操控平台和机械臂运行至溜槽预铺设位置；

(3)借助激光测距仪和激光信号接收模块与溜槽安装定位基准器的配合作用，并通过操控平台和机械臂调整溜槽至正确的铺设位置，然后机械手指松开溜槽；

(4)液压缸运行使机械手指前端的钩环销轴对准拉环并通过推拉液压缸的运行使钩环销轴穿入拉环，再由液压缸运行拉动拉环，使牵引块带动底链向前移动一节溜槽的距离；

(5)重复步骤(2)-(4)，完成所有待安装溜槽的铺设。

说明书

一种刮板输送机溜槽专用安装平台及其工作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种刮板输送机溜槽专用安装平台及其工作方法，属于矿井设备技术领域。

背景技术

[0002] 刮板输送机是煤矿井下综采设备的重要组成部分，其安装质量对刮板输送机的性能有很大的影响。传统的刮板输送机溜槽安装技术采用人工起吊的方式将溜槽安装在相应的位置，容易出现溜槽铺设不直、溜槽间距不符合要求等问题，增加后期调整的工作量，影响施工周期，另外传统方式需要大量的劳动力和起吊设备，施工劳动强度大，且存在施工安全隐患，威胁施工人员身体健康，效率低下。

[0003] 随着刮板输送机向长运距和大功率的方向发展，溜槽的体积和重量也逐步增大，同时也增加了刮板输送机溜槽的铺设难度。本发明旨在提供一种刮板输送机溜槽专用安装平台，提高溜槽铺设质量，减轻工人劳动强度，缩短施工周期。

发明内容

[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供一种刮板输送机溜槽专用安装平台。

[0005] 本发明还提供上述刮板输送机溜槽专用安装平台的工作方法。

[0006] 本发明的技术方案如下：

[0007] 一种刮板输送机溜槽专用安装平台，包括溜槽安装定位基准器、底链牵引装置、机械手臂和操控平台；

[0008] 所述溜槽安装定位基准器包括反射板及设置在反射板两侧的激光发射器；

[0009] 所述底链牵引装置包括牵引块，牵引块一侧设置有钢丝绳、另一侧设置有拉环；

[0010] 所述机械手臂包括机械臂和设置在机械臂一端的机械手，所述机械手包括支架和机械手指，在支架的一侧设置两个可滑动的机械手指，机械手指的一端通过推拉液压缸连接、另一端设置有钩环销轴，在支架的顶部设置有激光测距仪和激光信号接收模块；

[0011] 所述操控平台包括至上而下依次设置的滑动平台、旋转平台和平台底座，机械臂的另一端设置在滑动平台上。

[0012] 优选的，反射板两侧的激光发射器为激光发射器Ⅰ和激光发射器Ⅱ，激光发射器Ⅰ和激光发射器Ⅱ对称设置在反射板两侧。

[0013] 优选的，所述牵引块一侧设置有两根钢丝绳，两根钢丝绳通过销轴固定在牵引块同一侧且成对称布置，牵引块的另一侧设置有两个拉环且成对称布置。

[0014] 优选的，每个机械手指包括溜槽定位块、滑座、溜槽挡块、液压缸和钩环销轴；溜槽定位块通过滑座与支架上开设的滑道滑动连接，滑座还与推拉液压缸连接，溜槽定位块的两端还分别连接溜槽挡块和液压缸，液压缸的活塞杆连接所述的钩环销轴。

[0015] 优选的，所述推拉液压缸内置有磁致伸缩传感器。此设计的好处在于，使用含磁致伸缩传感器的推拉液压缸能够准确控制溜槽定位块的移动距离，便于精确控制。

[0016] 优选的，所述液压缸的活塞杆通过安装块连接所述的钩环销轴，安装块的一侧设置有行程开关。

[0017] 优选的，所述平台底座的底部设置有第一液压马达，第一液压马达通过平台底座上方的齿轮系与旋转平台底部传动连接，旋转平台顶部设置有导槽、第二液压马达、丝杠、滑块，第二液压马达与丝杠传动连接，滑块与丝杠配合并连接滑动平台，滑动平台的底部通过导轨与导槽滑动连接。

[0018] 优选的，所述旋转平台的顶部一侧设置有配重块。

[0019] 优选的，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，第一机械臂的两端分别与支架、第二机械臂铰接并通过液压马达及减速机进行驱动，第二机械臂还与滑动平台的顶部铰接并通过液压马达及减速机进行驱动，在液压马达及减速机的相对侧还设置有角度传感器。

[0020] 一种刮板输送机溜槽专用安装平台的工作方法，包括以下步骤：

[0021] (1)使用前，将溜槽安装定位基准器放置在预设溜槽铺设中心线上，将底链牵引装置的钢丝绳与刮板输送机的底链连接在一起，将操控平台安装在工程车辆上；

[0022] (2)启动操控平台和机械臂，调整机械臂使机械手指夹住溜槽，然后由操控平台和机械臂运行至溜槽预铺设位置；

[0023] (3)借助激光测距仪和激光信号接收模块与溜槽安装定位基准器的配合作用，并通过操控平台和机械臂调整溜槽至正确的铺设位置，然后机械手指松开溜槽；

[0024] (4)液压缸运行使机械手指前端的钩环销轴对准拉环并通过推拉液压缸的运行使钩环销轴穿入拉环，再由液压缸运行拉动拉环，使牵引块带动底链向前移动一节溜槽的距离；

[0025] (5)重复步骤(2)-(4)，完成所有待安装溜槽的铺设。

[0026] 本发明的有益效果在于：

[0027] 1.本发明安装平台含有溜槽安装定位基准器，通过激光校直和激光测距，应用本发明的安装平台铺设溜槽可以避免传统人工铺设过程中溜槽铺设不直、溜槽间距不符合要求的问题，提高了铺设质量。

[0028] 2.本发明安装平台不仅可以铺设刮板输送机的溜槽，还可以完成拉出底链钢丝绳过程，一机多用。

[0029] 3.本发明安装平台适用范围广，可根据溜槽的型号更换溜槽定位块和牵引块，本发明安装平台可用于铺设各种型号的溜槽，作业柔性度好。

[0030] 4.本发明溜槽安装平台可以安装在各种适合在煤矿井下作业的工程车辆，安装改造较为方遍。

[0031] 5.使用本发明溜槽安装平台，可有效避免传统溜槽铺设过程中需要布置各种吊具和人工作业出现安全事故的问题，节省了大量的人力和物力，而且提高了作业效率。

附图说明

[0032] 图1为本发明溜槽专用安装平台的整体结构示意图；

[0033] 图2为本发明溜槽专用安装平台的溜槽安装定位基准器的结构示意图；

[0034] 图3为本发明溜槽专用安装平台的底链牵引装置的结构示意图；

[0035] 图4为本发明溜槽专用安装平台的安装机械手结构示意图；

[0036] 图5为本发明溜槽专用安装平台的机械臂及操控平台结构示意图；

[0037] 图6为本发明第一机械臂和第二机械臂的结构示意图；

[0038] 图7为本发明溜槽专用安装平台的滑动平台及旋转平台结构示意图；

[0039] 图8为本发明溜槽专用安装平台的激光信号接收模块的结构示意图；

[0040] 图9为本发明溜槽专用安装平台校直过程的原理示意图；

[0041] 其中：1、溜槽安装定位基准器；2、底链牵引装置；3、机械手；4、机械臂；5、操控平台；6、激光发射器I；7、反射板；8、激光发射器II；9、T形支架；10、销轴；11、螺母；12、(拉底链)钢丝绳；13、牵引块；14、拉环；15、行程开关；16、钩环销轴；17、溜槽定位块；18、溜槽挡块；19、滑座；20、推拉液压缸；21、液压缸安装座；22、激光信号接收模块；23、激光测距仪；24、销轴；25、支架；26、角位移传感器；27、液压马达及减速器；28、第一机械臂；29、液压马达及减速器；30、角位移传感器；31、第二机械臂；32、角位移传感器；33、液压马达及减速器；
34、安装耳环；35、滑动平台；36、滑块；37、丝杠；38、第二液压马达；39、旋转平台；40、配重块；41、操纵杆；42、控制箱；43、平台底座；44、小齿轮；45、大齿轮；46、旋转平台安装座；47、第一液压马达；48、法兰盘；49、液压缸；50、安装块；51、销轴安装耳环；52、螺钉；53、机械臂本体；54、机械臂销轴。

具体实施方式

[0042] 下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

[0043] 实施例1：

[0044] 如图1至图9所示，本实施例提供一种刮板输送机溜槽专用安装平台，该安装平台主要包括溜槽安装定位基准器1、底链牵引装置2、机械手臂和操控平台5四个部分；

[0045] 其中，溜槽安装定位基准器1包括反射板7及设置在反射板两侧的激光发射器，反射板和激光发射器均固定在一T形支架9上，在反射板7的两侧对称设置两个相同的激光发射器，分别为激光发射器Ⅰ6和激光发射器Ⅱ8；反射板7用于反射激光测距仪23发出的激光信号，溜槽安装定位基准器1放置在预设溜槽铺设中心线上，作为溜槽铺设的定位基准。

[0046] 底链牵引装置2包括牵引块13，牵引块13一侧设置有两根钢丝绳12，另一侧设置有两个拉环14；牵引块13形状与溜槽底链道外形吻合，起定位作用，牵引块13在溜槽底链道内只能沿溜槽铺设方向移动，牵引块13的另外5个自由度皆被限制，当每铺设完一节溜槽，机械手臂会拉动拉环，从而带动底链牵引装置2前进一节溜槽长度的距离。两根钢丝绳12通过销轴10和螺母11固定在牵引块同一侧且以牵引块的中心线为对称线成对称布置，牵引块13另一侧的两个拉环14也以牵引块的中心线为对称线成对称布置。

[0047] 机械手臂包括机械臂4和设置在机械臂一端的机械手3，机械手3包括支架25，在支架25的一侧设置有两个可滑动的机械手指，机械手指包括溜槽定位块17、溜槽挡块18、滑座19、液压缸49和钩环销轴16，溜槽定位块17通过滑座19与支架25上开设的滑道滑动连接，溜槽定位块17的两端还分别连接溜槽挡块18和液压缸49，液压缸49的活塞杆连接安装块50，安装块50一端连接钩环销轴16。两个滑座19之间通过两个推拉液压缸20连接，本实施例中两个推拉液压缸20的活塞杆分别与滑座19螺纹连接，两个推拉液压缸20的缸体螺纹连接在液压缸安装座21上，液压缸安装座21固定在支架25上。在支架25的顶部中心位置处设置有激光测距仪23和激光信号接收模块22，激光测距仪23发出激光信号遇到反射板7返回，由激光测距仪23接收，测量出机械手距溜槽安装定位基准器的距离，从而得出待安装溜槽距溜槽安装定位基准器的距离，如图8所示，激光信号接收模块22由若干半导体光敏元件组成激光信号接收阵列，接收溜槽安装定位基准器1上激光发射器I6和激光发射器II8发出的激光信号，记两个接收到激光信号的半导体光敏元件的坐标分别为(x1，y1)和(x2,y2)，两个基准半导体光敏元件的坐标为(X1,Y1)和(X2,Y2)，通过比较两个接收到激光信号的半导体光敏元件的坐标和两个基准半导体光敏元件的坐标即可判断激光信号接收模块22所在的平面是否与溜槽安装定位基准器1的平面平行，并且可以判断机械手的对称中心线是否与溜槽安装定位基准器的中心线重合。

[0048] 机械臂4包括第一机械臂28和第二机械臂31，第一机械臂28和第二机械臂31结构相同，每个机械臂的结构如图6所示，包括有销轴安装耳环51、机械臂本体53、机械臂销轴54，销轴安装耳环51通过6个螺钉52固定在机械臂本体53上，第一机械臂28与支架25一侧相连，第二机械臂31与滑动平台35相连，两个机械臂首尾相连，第一机械臂28的安装耳环上有液压马达及减速器27和角位移传感器26，液压马达及减速器27的输出轴、角位移传感器26的轴和支架25一侧上的销轴24通过联轴器固定在一起，液压马达经减速器减速后带动销轴
24旋转，从而驱动整个机械手3的转动，角位移传感器26可以检测出机械手3的旋转角度；同样，第二机械臂31的安装耳环上固定有液压马达及减速器29和角位移传感器30，液压马达及减速器29的输出轴、角位移传感器30的轴和第一机械臂28的机械臂销轴通过联轴器固定在一起，液压马达的动力传递到第一机械臂28的销轴上，带动第一机械臂28的旋转，第二机械臂31的机械臂销轴安装在滑动平台35的安装耳环34上，并与液压马达及减速器33的输出轴和角位移传感器32的轴连接在一起，由液压马达驱动第二机械臂31的旋转。

[0049] 操控平台5包括至上而下依次设置的滑动平台35、旋转平台39和平台底座43，滑动平台35底部带有导轨，旋转平台39上部有与滑动平台底部导轨相配合的导槽，旋转平台39上部固定有第二液压马达38，第二液压马达38通过联轴器与丝杠37连接，带动滑动平台35移动的滑块36通过螺栓与滑动平台35连接，滑块36与丝杠37相配合，在第二液压马达38的驱动下带动滑动平台35左右滑动；旋转平台39下部与大齿轮45一端连接固定，大齿轮45另一端放置在平台底座43上的旋转平台安装座46上，平台底座43上有通过法兰盘48与之连接的第一液压马达47，第一液压马达47输出轴上有小齿轮44，小齿轮44与大齿轮45相啮合，通过第一液压马达47带动小齿轮44和大齿轮45旋转，从而带动旋转平台39的转动，操纵杆41和控制箱42安置在平台底座43上，操纵杆41可以分别控制多个电磁换向阀，每个电磁换向阀控制本发明中各个液压缸和液压马达，从而可以人工控制各个液压执行元件的动作，控制箱42中为本发明的控制系统，本发明中的液压油路和控制系统设计依照现有技术即可实现。

[0050] 实施例2：

[0051] 一种刮板输送机溜槽专用安装平台，结构如实施例1所述，其不同之处在于：两个推拉液压缸20均内置有磁致伸缩传感器。使用含磁致伸缩传感器的推拉液压缸能够准确控制溜槽定位块的移动距离，便于精确控制。

[0052] 实施例3：

[0053] 一种刮板输送机溜槽专用安装平台，结构如实施例2所述，其不同之处在于：安装块50的一侧设置有行程开关15。当行程开关15接触到牵引块13端面时，能够感知机械手指的行程并进行下一步钩环销轴的启动穿入拉环。

[0054] 实施例4：

[0055] 一种刮板输送机溜槽专用安装平台，结构如实施例1所述，其不同之处在于：旋转平台39的顶部一侧设置有配重块40。在旋转平台39的顶部设置配重块40，可保障整个安装平台在工作过程中的稳定性。

[0056] 实施例5：

[0057] 一种刮板输送机溜槽专用安装平台的工作方法，利用实施例3所述的安装平台，具体操作步骤如下：

[0058] (1)使用前，将溜槽安装定位基准器1放置在预设溜槽铺设中心线上，溜槽安装定位基准器1平面的法线方向即为溜槽铺设的方向；将底链牵引装置2的钢丝绳12与刮板输送机的底链连接在一起，将牵引块13放置在已铺设溜槽的底链道内；将操控平台5的平台底座43由螺栓安装在可在煤矿井下工作的工程车辆上，由工程车辆带动本发明溜槽专用安装平台前后左右移动，铺设溜槽前将本发明安装平台移动至溜槽铺设的起始位置，并大致使本发明溜槽安装平台处于预设溜槽铺设的中心线上；将待安装的溜槽放置在输送溜槽的平板车上，并将此平板车移动至本发明操控平台的一旁；

[0059] (2)然后人工操作操纵杆41控制操控平台5的回转、机械臂4的摆动将机械手3伸进待安装溜槽的底链道内，直至溜槽挡块18挡住溜槽端面，推拉液压缸20伸长使溜槽定位块17夹紧待安装溜槽，把待安装溜槽从平板车上取下，之后操控平台5回转开始铺设待安装溜槽；

[0060] (3)为保证待铺设溜槽能准确铺设在预设线路上，需要进行溜槽安装的校直过程，如图9所示，开始时激光信号接收模块22的平面处于虚线位置处，半导体光敏元件阵列中的A、C两元件接收到激光发射器Ⅰ6和激光发射器Ⅱ8发出的激光信号，接收到激光信号的光敏元件坐标分别为(x1，y1)和(x2，y2)，此时由于几何关系——两平行线之间垂线段最短，所以|x1-x2|>|X1-X2|，判断此时激光信号接收模块22的平面并不与溜槽安装定位基准器的平面平行，工作平台继续旋转，直至半导体光敏元件阵列中的D、B两元件接收到激光信号，此时接收到激光信号的光敏元件坐标|x1-x2|＝|X1-X2|，判断此时上述两个平面平行，但x1≠X1且x2≠X2，说明此时激光信号接收模块22的平面的中心线并不与溜槽安装定位基准器的平面的中心线重合，即溜槽并未处于预设溜槽铺设线路上，需要工作平台左右滑动，直至x1＝X1且x2＝X2，即两个基准半导体光敏元件E、F接收到激光发射器Ⅰ6和激光发射器Ⅱ8发出的激光信号，此时激光信号接收模块22的平面的中心线与溜槽安装定位基准器的平面的中心线重合，即溜槽处于预设溜槽铺设线路上，机械手夹着待安装溜槽沿溜槽铺设线路移动，激光测距仪23发出激光信号，遇到反射板7返回并由激光测距仪23接收，测量出此时溜槽端面距溜槽安装定位基准器平面的距离，达到此节溜槽的铺设距离时，推拉液压缸20收缩，溜槽定位块17松开溜槽，此节溜槽铺设在预定位置处；

[0061] (4)接下来要拉出底链，液压缸49伸长，带动钩环销轴16移动，直到行程开关15接触到牵引块13的端面，推拉液压缸20继续收缩，使钩环销轴16钩住牵引块13上的拉环14，由机械手3带动底链牵引装置2移动一节溜槽的距离，然后推拉液压缸20伸长，钩环销轴16脱离拉环14，完成拉出拉底链钢丝绳的过程；

[0062] (5)重复步骤(2)-(4)，完成所有待安装溜槽的铺设。