專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)截割的掘進(jìn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦井巷道掘進(jìn)設(shè)備，具體為一種自動(dòng)截割的掘進(jìn)機(jī)，適用于各種巷 道掘進(jìn)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
掘進(jìn)機(jī)是煤礦機(jī)械化開(kāi)采的主要設(shè)備之一，傳統(tǒng)的巷道掘進(jìn)機(jī)操作系統(tǒng)均采用司 機(jī)座位上的手動(dòng)操作，很容易造成前方視線局部受阻，若加上錨桿機(jī)或鉆機(jī)，視線受阻范圍 增大。另外，由于操作手距離截割斷面較近容易造成砸傷事故。而且手動(dòng)操作掘進(jìn)機(jī)截割 時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大，截割時(shí)煤塵對(duì)操作手很大的傷害。若掘進(jìn)機(jī)具有自動(dòng)截割功能，不僅降低操 作手的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且大大降低礦工的工作危險(xiǎn)性，改善操作手的工作環(huán)境。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有自動(dòng)截割功能的掘進(jìn)機(jī)，解決現(xiàn)有技術(shù)中手動(dòng)操 作很容易造成前方視線局部受阻等問(wèn)題。利用一對(duì)傾角傳感器和一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)量截割 頭姿態(tài)，控制器記錄截割頭截割的線路。在重新對(duì)準(zhǔn)激光點(diǎn)后，控制器可以計(jì)算出截割頭自 動(dòng)截割的線路，控制截割頭自動(dòng)截割。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種自動(dòng)截割的掘進(jìn)機(jī)，該掘進(jìn)機(jī)的截割部和本體部上分別裝有傾角傳感器，該 掘進(jìn)機(jī)的回轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器。
所述截割部的截割頭上裝有靶標(biāo)。
所述的自動(dòng)截割的掘進(jìn)機(jī)，在掘進(jìn)機(jī)上還裝有控制器，傾角傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器 分別與控制器的輸入端連接。
所述控制器的輸出端連接驅(qū)動(dòng)截割頭的液壓油缸。
本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明自動(dòng)截割掘進(jìn)機(jī)，在煤礦井下巷道掘進(jìn)時(shí)只需要對(duì)準(zhǔn)巷道內(nèi)的激光點(diǎn)， 啟動(dòng)自動(dòng)截割功能，掘進(jìn)機(jī)就能按手動(dòng)截割的線路自動(dòng)截割，從而提高生產(chǎn)效率。
2、本發(fā)明自動(dòng)截割掘進(jìn)機(jī)，使管理巷道掘進(jìn)的工作更安全、更可靠、更高效，掘進(jìn) 時(shí)工人可以遠(yuǎn)離工作面，有效防止發(fā)生頂板事故給人員帶來(lái)傷害，可以大大降低巷道掘進(jìn) 的工作危險(xiǎn)性。
3、本發(fā)明自動(dòng)截割掘進(jìn)機(jī)，將數(shù)控技術(shù)和掘進(jìn)機(jī)截割控制結(jié)合，以激光定位記憶 截割線路現(xiàn)實(shí)自動(dòng)截割，減少作業(yè)人員，提高了勞動(dòng)效率。掘進(jìn)速度加快，提高掘進(jìn)進(jìn)尺。


圖1為本發(fā)明自動(dòng)截割掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明手動(dòng)截割時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。
圖3為本發(fā)明自動(dòng)截割時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。
圖4為本發(fā)明截割線路控制部分的電路圖。
圖中，1.截割部；2.鏟板部；3.第一運(yùn)輸部；4.本體部；5.行走部；6.后支承部； 7.潤(rùn)滑系統(tǒng)；8.液壓系統(tǒng)；9.水系統(tǒng)；10.電控部；11.傾角傳感器；12.旋轉(zhuǎn)編碼器；13.靶 標(biāo)；14.回轉(zhuǎn)臺(tái)；15.控制器；16.截割頭。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明自動(dòng)截割掘進(jìn)機(jī)主要包括截割部1、鏟板部2、第一運(yùn) 輸部3、本體部4、行走部5、后支承部6、潤(rùn)滑系統(tǒng)7、液壓系統(tǒng)8、水系統(tǒng)9、電控部10、傾角 傳感器11、旋轉(zhuǎn)編碼器12、回轉(zhuǎn)臺(tái)14等。其中，截割部1、鏟板部2、第一運(yùn)輸部3、本體部 4、行走部5、后支承部6、潤(rùn)滑系統(tǒng)7、液壓系統(tǒng)8、水系統(tǒng)9、電控部10、回轉(zhuǎn)臺(tái)14為現(xiàn)有掘 進(jìn)機(jī)的常規(guī)結(jié)構(gòu)，上述各部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為常規(guī)技術(shù)，在此不做贅述。本發(fā)明在截割 部1和本體部4上分別裝有傾角傳感器11，截割部1上的傾角傳感器用于測(cè)量截割部1上 截割頭的升降角度，本體部4上的傾角傳感器用于測(cè)量掘進(jìn)機(jī)所在工作面的傾角，兩個(gè)測(cè) 量值做差就是截割部相對(duì)于機(jī)身的升降角度；在回轉(zhuǎn)臺(tái)14上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器12，可以測(cè)量 截割頭的回轉(zhuǎn)角度；在截割部1的截割頭16上裝有靶標(biāo)13，用于將截割部1上的截割頭16 定位，每次重新記錄截割線路時(shí)都將靶標(biāo)對(duì)準(zhǔn)巷道內(nèi)的定位激光。
如圖1、圖4所示，在掘進(jìn)機(jī)上裝有控制器15，傾角傳感器11和旋轉(zhuǎn)編碼器12分別 與控制器15的輸入端連接(其中，兩個(gè)傾角傳感器11分別通過(guò)隔離柵與控制器15連接， 旋轉(zhuǎn)編碼器12通過(guò)CAN通訊隔離器與控制器15連接)，傾角傳感器11和旋轉(zhuǎn)編碼器12的 信號(hào)傳輸至控制器15。從而，掘進(jìn)機(jī)的控制器15能記錄截割頭運(yùn)動(dòng)的軌跡，并將相對(duì)于掘 進(jìn)機(jī)機(jī)身的軌跡參數(shù)轉(zhuǎn)換成相對(duì)于巷道內(nèi)定位激光的參數(shù)。截割頭上的靶標(biāo)13再次對(duì)準(zhǔn) 定位激光點(diǎn)后，可以將相對(duì)機(jī)身的參數(shù)，并計(jì)算出重新定位后的截割線路。控制器15的輸 出端連接驅(qū)動(dòng)截割頭16的液壓油缸(升降油缸和回轉(zhuǎn)油缸)，可以發(fā)出指令給液壓油缸，驅(qū) 動(dòng)截割頭16完成指定的截割路線，如截割頭左轉(zhuǎn)、截割頭右轉(zhuǎn)、截割頭升或截割頭降等動(dòng) 作。因此，該掘進(jìn)機(jī)能通過(guò)激光定位記錄截割頭的截割線路，將截割頭對(duì)準(zhǔn)激光后，掘進(jìn)機(jī) 可以進(jìn)行自動(dòng)截割。本發(fā)明中，控制器15可以采用常規(guī)技術(shù)。
本發(fā)明的具體實(shí)施方法如下
在截割部1上的截割頭16截割到巷道斷面的邊界點(diǎn)時(shí)，控制器15記錄此時(shí)截割 頭相對(duì)機(jī)身中心的距離和高度(即升降回轉(zhuǎn)的角度)。假設(shè)機(jī)身的中心線和巷道定位的激 光線永遠(yuǎn)相對(duì)不變，那么自動(dòng)截割時(shí)就按這些參數(shù)設(shè)定自動(dòng)截割的路線進(jìn)行截割，巷道的 方向和巷道斷面的參數(shù)肯定能保證一致。但是，在實(shí)際工況下掘進(jìn)機(jī)機(jī)身的中心線和巷道 定位的激光線永遠(yuǎn)重合顯然時(shí)不可能的。所以，簡(jiǎn)單的記錄每點(diǎn)的參數(shù)將無(wú)法保證自動(dòng)截 割時(shí)斷面被很好的還原。但是，掘進(jìn)機(jī)上所有的傳感器所能測(cè)量的數(shù)據(jù)參數(shù)只能是相對(duì)于 掘進(jìn)機(jī)機(jī)身。但是，如果將截割部1上的靶標(biāo)13對(duì)準(zhǔn)巷道內(nèi)的定位激光，就可以把傳感器 測(cè)量的相對(duì)于機(jī)身的參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)于激光點(diǎn)的參數(shù)，利用定位激光的不變來(lái)確保自動(dòng)截 割的誤差在很小的范圍內(nèi)。
如圖2所示，假設(shè)是手動(dòng)截割時(shí)，利用巷道內(nèi)定位激光確定截割起始點(diǎn)，控制器將 手動(dòng)截割時(shí)截割頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，也就是記錄截割頭相對(duì)機(jī)身升降回轉(zhuǎn)的角度，并將所有相對(duì)機(jī)身的參數(shù)換算成相對(duì)巷道內(nèi)激光點(diǎn)(即以激光點(diǎn)為原點(diǎn)的極坐標(biāo)參數(shù))。截割頭水平 向左截割的角度是a，將其換算成到左距離是d。
如圖3所示，假設(shè)是自動(dòng)截割時(shí)，再次將靶標(biāo)對(duì)準(zhǔn)巷道內(nèi)的定位激光，利用巷道內(nèi) 定位激光確定截割起始點(diǎn)，這樣將激光點(diǎn)和截割的起始點(diǎn)重合以后，控制器就可以將之前 記錄并轉(zhuǎn)換成以激光點(diǎn)為原點(diǎn)的極坐標(biāo)參數(shù)再換算成相對(duì)于機(jī)身的參數(shù)(即對(duì)應(yīng)傳感器 的參數(shù))，根據(jù)這些參數(shù)將控制截割的線路。這樣，很好的解決了掘進(jìn)機(jī)再前進(jìn)過(guò)程中截割 起始點(diǎn)位置變化的問(wèn)題，確保自動(dòng)截割的斷面與手動(dòng)截割的斷面誤差再較小的范圍內(nèi)。先 將截割部1上的靶標(biāo)13對(duì)準(zhǔn)巷道內(nèi)的定位激光，這時(shí)掘進(jìn)機(jī)與巷道定位的激光線的位置發(fā) 生變化，但是自動(dòng)截割要到左側(cè)的距離d是不變的，控制器將距離d的值換算成截割頭運(yùn)動(dòng) 的角度b，這樣就確保了即使在掘進(jìn)機(jī)位置偏移的情況下自動(dòng)截割的一致性。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)截割的掘進(jìn)機(jī)，其特征在于該掘進(jìn)機(jī)的截割部和本體部上分別裝有傾角 傳感器，該掘進(jìn)機(jī)的回轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器。
2.按照權(quán)利要求1所述的自動(dòng)截割的掘進(jìn)機(jī)，其特征在于所述截割部的截割頭上裝 有靶標(biāo)。
3.按照權(quán)利要求1所述的自動(dòng)截割的掘進(jìn)機(jī)，其特征在于在掘進(jìn)機(jī)上還裝有控制器， 傾角傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器分別與控制器的輸入端連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的自動(dòng)截割的掘進(jìn)機(jī)，其特征在于所述控制器的輸出端連接 驅(qū)動(dòng)截割頭的液壓油缸。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤礦井巷道掘進(jìn)設(shè)備，具體為一種自動(dòng)截割的掘進(jìn)機(jī)，適用于各種巷道掘進(jìn)的設(shè)備。該掘進(jìn)機(jī)的截割部和本體部上分別裝有傾角傳感器，該掘進(jìn)機(jī)的回轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器。該掘進(jìn)機(jī)控制截割頭升降和回轉(zhuǎn)的兩對(duì)油缸，即可以采用手動(dòng)閥控制，也可以采用電比例閥控制。在手動(dòng)截割時(shí)，以巷道內(nèi)定位激光為原點(diǎn)記錄截割線路。在下次截割時(shí)，只需將截割頭對(duì)準(zhǔn)巷道內(nèi)定位激光，控制器計(jì)算掘進(jìn)機(jī)的截割線路，控制器通過(guò)控制電磁閥實(shí)現(xiàn)對(duì)截割頭截割線路的控制。本發(fā)明可以解決現(xiàn)有技術(shù)中手動(dòng)操作很容易造成前方視線局部受阻等問(wèn)題，該掘進(jìn)機(jī)能大大降低礦工的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作的危險(xiǎn)性。
文檔編號(hào)E21C35/24GK102031970SQ20091018765
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者付曉, 李萬(wàn)鵬, 王志剛 申請(qǐng)人:三一重型裝備有限公司