一种托举式支架安装机

摘要

本发明属于煤矿机械技术领域，具体公开了一种托举式支架安装机，包括底座、托举架，在底座上竖直固定有外导向架，在外导向架内设有内导向架，内导向架在驱动装置驱动下可沿着高度方向在外导向架内上下移动，托举架通过钢丝绳与内导向架相连，托举架包括托举平台和滑动架，滑动架在水平驱动装置的驱动下能沿着托举平台水平移动，滑动架上设有两个托板，两个托板在竖直驱动装置的驱动下上下移动，托板用于托举支护结构。本发明解决了巷道内各类支架顶段安装问题，从而进一步解决安装过程中存在的效率低、安全性差、人工成本高等问题。

权利要求

1.一种托举式支架安装机，其特征在于，包括底座、外导向架、内导向架、托举架和驱动装置，在所述底座上竖直固定所述的外导向架，在外导向架内设置内导向架，在驱动装置驱动下内导向架能沿着高度方向在外导向架内上下移动，托举架能沿着内导向架上下移动；

所述的托举架包括托举平台和滑动架，滑动架在水平驱动装置的驱动下能沿着托举平台水平移动，所述的滑动架上设有两个托板，两个托板在竖直驱动装置的驱动下上下移动，所述的托板上设有倒梯形凹槽，用于托举支护结构；所述的外导向架外侧设有伸缩杆，伸缩杆的端部设有用于与已安装的支护结构相连的卡子，所述的伸缩杆包括前伸缩杆、后伸缩杆；后伸缩杆通过连接头以铰接的方式与外导向架相连，连接头可360度旋转，伸缩杆可在180度范围内进行位置调节；前伸缩杆可收进后伸缩杆中，使用时通过调节前伸缩杆外伸长度来调整伸缩杆长度；所述的驱动装置为钢丝绳起吊装置，钢丝绳起吊装置的钢丝绳一端固定在动力装置上，另一端依次穿过外导向架上部的第一滑轮、内导向架下部的第二滑轮、内导向架上部的第二滑轮与托举架相连。

2.如权利要求1所述的托举式支架安装机，其特征在于，所述的底座底部设有行走轮。

3.如权利要求1所述的托举式支架安装机，其特征在于，所述的水平驱动装置为水平驱动气缸。

4.如权利要求1所述的托举式支架安装机，其特征在于，所述的竖直驱动装置为竖直驱动气缸。

5.如权利要求1所述的托举式支架安装机，其特征在于，在外导向架上部两侧设有第一导向轮，在内导向架下部两侧设有第二导向轮。

6.如权利要求1所述的托举式支架安装机，其特征在于，所述的内导向架顶部设有顶端固定柱。

7.如权利要求1所述的托举式支架安装机，其特征在于，所述底座上还连接有支撑装置。

8.如权利要求1所述的托举式支架安装机，其特征在于，所述外导向架的一侧还设有爬梯。

说明书

一种托举式支架安装机

技术领域

[0001] 本发明属于煤矿机械技术领域，具体涉及一种托举式支架安装机。

背景技术

[0002] 随着煤矿开采深度增大，支护强度不断提高，金属支架、钢混支架、复合材料支架等应用越来越多，相应的支护结构重量也不断加大，但现在大部分支架安装仍采用人工托举方式，机械安装方式并未普及，人工安装效率低、安全性差、劳动强度大且安装成本较高。各类支架结构一般由支架顶段、侧段、底段组成。支架安装过程中顶段安装高度大，需要单独设置脚手架，是安装过程中最为困难的部分，人工托举安装也导致安装时上下、左右位置不易调整对齐，为提高各类支架安装效率，增大支架安装过程的安全性，需优先解决顶段安装问题。

发明内容

[0003] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种托举式支架安装机，以解决巷道内各类支架顶段安装问题，从而进一步解决安装过程中存在的效率低、安全性差、人工成本高等问题。

[0004] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

[0005] 本发明公开了一种托举式支架安装机，包括底座、外导向架、内导向架托举架和驱动装置，在所述底座上竖直固定所述的外导向架，在外导向架内设置内导向架，在驱动装置驱动下内导向架能沿着高度方向在外导向架内上下移动，托举架能沿着内导向架上下移动；所述的托举架包括托举平台和滑动架，滑动架在水平驱动装置的驱动下能沿着托举平台水平移动，所述的滑动架上设有两个托板，两个托板在竖直驱动装置的驱动下上下移动，所述的托板用于托举支护结构。

[0006] 作为进一步的技术方案，所述的外导向架外侧设有伸缩杆，伸缩杆的端部[0007] 设有用于与已安装的支护结构相连的卡子，伸缩杆与外导向架的连接头可以360°旋转。

[0008] 作为进一步的技术方案，所述的底座底部设有行走轮。

[0009] 作为进一步的技术方案，所述的水平驱动装置为水平驱动气缸。

[0010] 作为进一步的技术方案，所述的竖直驱动装置为竖直驱动气缸。

[0011] 作为进一步的技术方案，在外导向架上部两侧设有第一导向轮，在内导向架下部两侧设有第二导向轮。

[0012] 作为进一步的技术方案，所述的内导向架顶部设有顶端固定柱。

[0013] 作为进一步的技术方案，所述底座上还连接有支撑装置。

[0014] 作为进一步的技术方案，所述外导向架的一侧还设有爬梯。

[0015] 作为进一步的技术方案，所述的驱动装置为钢丝绳起吊装置，钢丝绳起吊装置的钢丝绳一端固定在动力装置上，另一端依次穿过外导向架上部的第一滑轮、内导向架下部的第二滑轮、内导向架上部的第二滑轮与托举架相连。

[0016] 上述本发明的实施例的有益效果如下：

[0017] 1、本发明解决了巷道内各类支架安装过程中难度最大的支架顶段安装问题，从而进一步提高了支架安装效率，增加了安装过程中的安全性，降低了人工成本。

[0018] 2、本发明所提及的托举式支架安装机，结构简单、操作方便。安装机带有爬梯，为工人施工和检修提供操作面。安装机主体由槽钢制作而成，材料易获取、制作成本低。

[0019] 3、本发明通过内、外导向架与托举架的配合可快速将支架顶段提升至指定安装高度，通过三个气缸相互配合，可实现顶段在安装过程中上下、左右位置的自由调节。且滑动架左右两侧竖直驱动气缸单独作用，互不影响，可单独调节一侧位置或同时对两侧位置进行调节。相较于人工安装，方便快捷，安全可靠。

[0020] 4、本发明中的伸缩杆通过连接头以铰接的方式与外导向架相连，连接头可360度旋转，伸缩杆可在180度范围内进行位置调节。支腿架通过固定座以铰接方式与底座相连，支腿架可在180度范围内进行转动。伸缩杆与支腿架可进行折叠，且伸缩杆可进行收缩，二者可调节幅度大，方便安装机在空间较小的巷道内移动与作业。且支撑腿与伸缩杆相互配合，在安装机到达作业位置后可实现安装机的快速固定。

[0021] 5、行走轮根据不同轨距预制成不同的轮距，可适用于轨距不同的巷道，安装机工作前根据轨距选用不同规格的行走轮进行替换，大大提高了安装机的适用范围。

附图说明

[0022] 构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

[0023] 图1是托举式支架安装机示意图；

[0024] 图2是底座与外导向架示意图；

[0025] 图3 是安装机工作示意图；

[0026] 图4 是安装机工作示意图；

[0027] 图5 是滑动架示意图；

[0028] 图6 是托举平台示意图；

[0029] 图7 是滑动架气缸布置图；

[0030] 图8是滑动架与托举平台连接示意图；

[0031] 图9是伸缩杆示意图；

[0032] 图10是内导向架的结构示意图；

[0033] 图中：1‑底座，2‑轮轴，3‑第三导向轮，4‑固定座，5‑手摇杆，6‑底板，7‑手摇千斤顶支腿，8‑支腿架，9‑气动马达，10‑蜗轮减速机，11‑绕线盘，12‑第一滑轮，13‑第二滑轮，14‑钢丝绳，15‑定位板，16‑平衡指针， 17‑内导向架，18‑外导向架，19‑第二导向轮，20‑第一导向轮，21‑第一上横梁，22‑第二上横梁，23‑下横梁，24‑顶端固定柱，25‑前伸缩杆，26‑后伸缩杆，27‑连接头，28‑限位孔，29‑卡子，30‑滑动架，31‑托举平台，32‑水平驱动气缸，33‑竖直驱动气缸，34‑第四导向轮，35‑槽钢轮，36‑托板，37‑导轨，38‑滑块，39‑竖向外滑道，40‑爬梯，41‑聚氨酯滑块止挡，42‑气缸连接耳板，43‑顶弧段，44‑侧帮圆弧段，45‑底拱段。

具体实施方式

[0034] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0035] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

[0036] 为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0037] 正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种托举式支架安装机，以解决巷道内各类支架顶段安装问题，从而进一步解决安装过程中存在的效率低、安全性差、人工成本高等问题。本发明结构简单，操作方便，工作效率高。通过导向架与托举架可快速将支架的顶段提升至指定安装高度，通过滑动架部位的三个气缸相互配合，可实现顶段在小范围内上下、左右位置的自由调节，提高对接精度。本发明对提高各类支架安装效率，增大支架安装过程的安全性，降低安装成本具有重要意义。

[0038] 本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示， 本发明提出的托举式支架安装机包括底座1、托举架、导向架、支腿架8、伸缩杆、动力与传动系统、定位板、平衡指针16、爬梯40等结构。动力系统由气动马达提供动力，通过传动系统传至导向架、托举架，顶段由托举架提升至合适高度并进行位置调整后进行安装。安装机作业时，支撑腿、伸缩杆起固定作用。托举架由托举平台与滑动架组成，内部带有气缸，托举架用以提升支架顶段，气缸用以调整顶段在安装过程中上下、左右位置。托举式支架安装机整体示意图、底座与外导向架示意图、安装机工作示意图（以钢管混凝土支架为例）如图1、图2、图3、图4所示。

[0039] 其中，上述的导向架由内导向架17与外导向架18组成，为托举架起导向作用，内导向架17位于外导向架18内部。托举架由托举平台31与滑动架30组成。其中，托举平台31如图6所示，整体类似于L型，包括竖直部分和水平部分；为实现托举架沿内导向架运动，在托举平台31竖直部分的两侧设计有第四导向轮34与槽钢轮35，第四导向轮34设置四个，位于竖直部分的四个角上，槽钢轮35也设置四个，也位于竖直部分的四个角上，其中托举平台31的水平部分设有四个滑块38，四块滑块38位于水平部分的四个角上，滑动架30底部的导轨37与四个滑块38相互配合，实现两者之间的滑动连接；进一步的，在托举平台31上还设有气缸连接耳板42。

[0040] 滑动架30的结构如图5所示，其包括滑动架本体，在滑动架本体的两端内侧竖直的各设有一对滑槽39，相对的两个滑槽39之间设有托板36，每个托板36的底部设有一个竖直驱动气缸33，两个竖直驱动气缸33驱动两个托板36上下移动，进而对托板的位置进行调节；在滑动架30的底部还设有导轨37，导轨37与托举平台31上的滑块38配合，在滑动架的底部还设有水平驱动气缸32，水平驱动气缸32与托举平台上的气缸连接耳板相连，用以调节滑动架30的左右位置；

[0041] 进一步的，滑动架30下方的两条导轨两端设计有聚氨酯滑块止挡41，滑动架30通过水平驱动气缸作用以滑动的方式实现左右位置的调节。本实施例中的滑动架30左右两侧为倒梯形凹槽的托板36，位于竖向外滑道39内，用以放置支架顶段，托板36通过竖直驱动气缸33作用以滑动方式调节顶段上下位置。左右竖直驱动气缸33单独作用，互不影响，可单独调节一侧位置或同时对两侧位置进行调节。滑动架示意图、托举平台示意图、滑动架气缸布置图、滑动架与托举平台连接示意图分别如图5、图6、图7、图8所示。

[0042] 进一步的，上述的外导向架18与底座相连。为实现传动，外导向架18的第一上横梁21底部带有2个第一滑轮12，内导向架17的第二上横梁22、下横梁23各有2个第二滑轮13； 通过传动系统的钢丝绳与外导向架上的第一滑轮12、内导向架的第二滑轮13相互配合，一方面带动内导向架沿外导向架18上下运动，另一方面还可以实现托举架相对于内导向架的上下运动。

[0043] 进一步的，为实现内导向架17沿外导向架18竖直方向上的运动，外导向架18上部两侧各有一组第一导向轮20，一组3个，内导向架下部两侧各有一组第二导向轮19，一组3个；外导向架上部两侧的第一导向轮20与内导向架下部的第二导向轮19相互配合，使内导向架可沿外导向架方向上下运动。

[0044] 进一步的，本实施例中的内导向架的结构如图10所示，内导向架17包括两根立柱、第二上横梁22和下横梁23，两根立柱下部两侧各有一组第二导向轮19，一组3个，与外导向架上部的第一导向轮20相互配合，使其可沿外导向架方向上下运动。为进一步增加安装机作业时的稳定性，内导向架17的第二上横梁22的顶部还有顶端固定柱24。顶端固定柱24柱头为圆锥形，柱身带有螺纹，通过旋转方式调节顶端固定柱24外伸长度。当内导向架提升到一定高度时，顶端固定柱24接触到巷道顶部，继续提升，顶端固定柱24插入巷道顶部，以此增加安装机作业时的稳定性。

[0045] 本实施例中的外导向架如图2所示，外导向架的结构与内导向架类似，也包括两根立柱和一个第一上横梁21，两根立柱固定在底座1上，第一上横梁21底部带有两个第一滑轮12，在立柱的顶端设有第一导向轮20，立柱的外侧面设有平衡指针16，在立柱的两侧还设有伸缩杆，即本实施例中的伸缩杆位于外导向架左右两侧，伸缩杆包括前伸缩杆25、后伸缩杆
26、卡子29。后伸缩杆26通过连接头以铰接的方式与外导向架相连，连接头可360度旋转，伸缩杆可在180度范围内进行位置调节。前伸缩杆25可收进后伸缩杆中，使用时通过调节前伸缩杆25外伸长度来调整伸缩杆长度。为固定前伸缩杆25外伸长度和安装卡子，前伸缩杆25设计有限位孔。安装机移动时前伸缩杆收进后伸缩杆中，安装机到达作业位置后，前伸缩杆
25伸出到达指定位置，通过卡子与已安装好的上架支架侧段相连，以此固定安装机位置。伸缩杆示意图如图9所示。

[0046] 进一步，底座1的四个顶角还设有支撑腿，支撑腿包括支腿架8与手摇千斤顶支腿7，为实现支撑腿可折叠，使支腿架8通过固定座以铰接方式与底座相连，支腿架8可在180度范围内进行转动。安装机移动时将支撑腿向内折叠收起，安装机作业时将支撑腿向外展开。
手摇千斤顶支腿7以手摇方式调节支腿长度，手摇千斤顶支腿7的底部为一个底板6，安装机到达作业位置后，通过手摇杆5调节支腿长度，使底板6与巷道地面接触，以支撑安装机和固定其位置。四个手摇千斤顶支腿7既单独作用又相互配合，通过平衡指针可单独调节一根或几根支腿使安装机达到水平。支撑腿布置与连接如图2所示。

[0047] 进一步的，本安装架的动力与传动系统主要包括气动马达9、蜗轮减速机10、绕线盘11、滑轮组（包括第一滑轮和第二滑轮）、钢丝绳14，钢丝绳14从绕线盘11出发，依次穿过外导向架的第一上横梁上的第一滑轮、内导向架下横梁的第二滑轮、内导向架的第二上横梁上的第二滑轮，最后与托举架连接。考虑到巷道防爆问题，动力装置选用气动马达9。气动马达9提供动力，依次通过蜗轮减速机、绕线盘、钢丝绳与滑轮组传至内导向架与托举架。安装机工作时，内导向架先向上提升，直至顶端固定柱插入巷道顶部无法继续提升后托举架开始上升，通过控制气动马达来调节托举架上升高度。动力与传动系统布置如图1、图2所示。

[0048] 本实施例中安装机的底部还设有行走轮，每组行走轮包括一根轮轴2与两个第三导向轮3，第三导向轮3通过轮轴2与底座1相连。为实现安装机适用于轨距不同的巷道，行走轮根据不同轨距预制成不同的轮距。安装机工作前根据轨距选用不同规格的行走轮进行替换，大大提高了安装机的适用范围。行走轮安装与布置如图1、图2所示。

[0049] 下面以钢管混凝土支架安装为例，对本装置的使用方法进行说明：

[0050] 首先，需安装的钢管混凝土支架底拱段已安置完毕。

[0051] 第一步：定位。安装机移动到指定位置后，通过定位板精确定位作业位置。定位板指向底拱段中线时，可确定安装机作业位置。

[0052] 第二步：固定安装机。确定安装机作业位置后，对其位置进行固定。首先，展开支撑腿，通过手摇千斤顶支腿对安装机位置进行初步固定，后期可进行微调。随后，伸出前伸缩杆，调节伸缩杆长度与角度使卡子与已安装的上架支架侧帮圆弧段相连，从而进一步固定安装机。

[0053] 第三步：支架安装。将顶弧段运至托举架内，启动安装机，动力依次通过气动马达、蜗轮减速机、绕线盘、钢丝绳与滑轮组传至内导向架与托举架。安装机工作时，内导向架先向上提升，直至顶端固定柱插入巷道顶部无法继续提升后托举架开始上升，通过控制气动马达来调节托举架上升高度。将顶弧段提升至合适高度，参照已安装的上架支架，一般要高于已安装的上架支架顶弧段，再将侧帮圆弧段与底拱段、顶弧段进行连接，与顶弧段连接时可通过气缸对顶弧段左右或上下位置进行微调。侧帮圆弧段与顶弧段连接时，工人可在爬梯上进行操作。

[0054] 侧帮圆弧段与底拱段、顶弧段连接完成后，将内导向架与托举架收回，将支撑腿与伸缩杆收回并折叠。至此本架支架安装完成，将安装机移至下一支架安装位置并重复以上步骤进行下一支架的安装。若在实际工程中应用本安装机，则支架安装效率与安全性将大大提高。

[0055] 本发明的动力由气动马达进行提供，适用于煤矿，可不考虑采用电力等动力装置带来的防爆问题。滑动架部位的三个气缸，可分别用于调节顶段上下、左右位置。且滑动架左右两侧竖直驱动气缸单独作用，互不影响，可单独调节一侧位置或同时对两侧位置进行调节。后伸缩杆通过连接头以铰接的方式与外导向架相连，连接头可360度旋转，伸缩杆可在180度范围内进行位置调节。前伸缩杆可收进后伸缩杆中，前伸缩杆设计有限位孔。支撑腿可进行折叠。支腿架通过固定座4以铰接方式与底座相连，支腿架可在180度范围内进行转动。手摇千斤顶支腿以手摇方式调节支腿长度，以支撑安装机和固定其位置。四个手摇千斤顶支腿既单独作用又相互配合，通过平衡指针可单独调节一根或几根支腿使安装机达到水平。

[0056] 最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

[0057] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。