本申請涉及采掘機，更具體地涉及連續(xù)挖掘和掘進(jìn)的機械。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的地下采掘機包括切削頭，切削頭被支撐以在臂或懸臂(boom)上旋轉(zhuǎn)。連續(xù)挖掘操作常常包括交替的進(jìn)刀和剪切循環(huán)。其中，切削頭首先通過進(jìn)刀(sump)或水平切削而被致動進(jìn)入礦面；然后，切削頭沿剪切方向或豎直方向橫越礦面移動，以便從礦面切削礦物。然后采礦設(shè)備能夠憑借驅(qū)動系統(tǒng)(例如，軌道等等)向前移動，并再一次被定位成靠近礦面，以進(jìn)行另一次的進(jìn)刀和剪切序列。采掘機也可以包括集料頭，以用于將落料引導(dǎo)或裝載至運輸機系統(tǒng)或運輸車輛，例如穿梭車。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一方面中，采掘機包括：底盤、懸臂、切削頭和護(hù)板。所述底盤包括第一端和第二端，并且限定在所述第一端和第二端之間延伸的縱軸。所述懸臂包括第一端和第二端，所述懸臂被支撐，以相對于所述底盤運動。所述懸臂沿第一方向平移并且可在第一位置和第二位置之間相對于所述底盤樞轉(zhuǎn)。所述切削頭被耦接至所述懸臂的第二端，并且被支撐以相對于所述懸臂旋轉(zhuǎn)。所述切削頭可圍繞切削頭軸旋轉(zhuǎn)。所述護(hù)板被支撐以相對于所述底盤運動，并且被定位成靠近所述切削頭。

在另一方面中，一種用于采掘機的進(jìn)刀組件包括：懸臂、切削頭和護(hù)板，其中所述采掘機具有限定縱軸的底盤。所述懸臂包括第一端和第二端，所述懸臂配置成被支撐以相對于所述底盤運動。所述懸臂沿第一方向和與所述第一方向相反的第二方向平移。所述切削頭被耦接至所述懸臂的第二端，并且被支撐以相對于所述懸臂旋轉(zhuǎn)。所述切削頭可圍繞切削頭軸旋轉(zhuǎn)。所述護(hù)板被耦接至所述懸臂，并且所述護(hù)板定位成靠近所述切削頭。所述護(hù)板本質(zhì)上垂直于所述第一方向定向。

在又一方面中，一種采掘機包括：底盤、進(jìn)刀框架、懸臂、輸送機、切削頭和護(hù)板。所述底盤包括第一端和第二端，并且限定在所述第一端和第二端之間延伸的縱軸。所述進(jìn)刀框架被支撐以相對于所述底盤運動。所述懸臂包括第一端和第二端，所述懸臂被可旋轉(zhuǎn)地耦接至所述進(jìn)刀框架。所述輸送機被耦接至所述進(jìn)刀框架，并且包括用于朝所述底盤的第二端部移動落料的刮板。所述切削頭被耦接至所述懸臂的第二端，并且被支撐以相對于所述懸臂旋轉(zhuǎn)。所述切削頭可圍繞切削頭軸旋轉(zhuǎn)。所述護(hù)板被耦接至所述進(jìn)刀框架，并且被定位成靠近所述切削頭。所述護(hù)板本質(zhì)上垂直于所述底盤軸定向。

通過考慮具體實施方式和附圖，本申請的其它特征和方面將變得更為明顯。

附圖說明

圖1是采掘機的透視圖，其中進(jìn)刀組件位于回縮位置且切削頭位于下部位置。

圖2是圖1所示采掘機的透視圖，其中進(jìn)刀組件位于伸展位置且切削頭位于上部位置。

圖3是采掘機的側(cè)視圖，其中進(jìn)刀組件位于伸展位置且切削頭位于上部位置。

圖4是切削頭和進(jìn)刀組件的放大透視圖。

圖5是進(jìn)刀組件的一部分的后方透視圖。

圖6是圖1的采掘機的正視圖。

具體實施方式

在詳細(xì)解釋任何實施例之前，應(yīng)當(dāng)理解：在本申請中，本發(fā)明并非局限于下面具體實施方式中討論的或附圖中展示的部件的詳細(xì)構(gòu)造或布局。本發(fā)明可以具有其它實施例，并且可以通過各種方式實現(xiàn)或?qū)嵤┍景l(fā)明。此外，可以理解，本申請中的措辭和術(shù)語僅用于描述目的，而不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是對本申請的限制。本申請中使用的“包括”、“包含”、“具有”及其變形意在包括所列的項目及其等同物和附加項。術(shù)語“安裝”、“連接”、“耦接”作廣義使用，其包括直接和間接的安裝、連接和耦接。并且，“連接”、“耦接”不限于物理或機械的連接和耦接，其可以包括電氣的或液壓的連接或耦接，無論以直接方式還是間接方式連接或耦接。此外，可以使用任何已知的方法來執(zhí)行電子通訊和通知，例如直接連接、無線連接等。

圖1展示了通常被稱作采掘機10的地下采掘機(例如，連續(xù)采礦機)。如圖1所示，采掘機10的示性實施例被配置成執(zhí)行切削操作，該切削操作包括同時從礦面切削礦物并且將落料引導(dǎo)到輸送機12上來輸送落料。

參考圖1和圖2，采掘機10包括被支撐在驅(qū)動機構(gòu)(例如，軌道18)上的底盤14，從而便于采掘機10運動并且相對于礦面(未顯示)定位采掘機10，以用于執(zhí)行切削操作。底盤14包括第一端或前端26和第二端或后端30，以及沿著采掘機10的長度、在前端26和后端30之間延伸的底盤軸34。輸送機12(圖6)可以在前端26和后端30之間延伸，從而朝采掘機10的后部移動落料，并將落料卸在另一運輸機構(gòu)(例如，輸送機或者運輸車輛)上。

在一實施例中，軸34的方向大致垂直于礦面。在展示的實施例中，底盤14的軌道18在與底盤軸34平行的方向上定向。采掘機10包括與礦面嚙合的支撐機構(gòu)或錨固件(anchor)22，一旦底盤14位于期望的位置，錨固件22為底盤14提供額外的穩(wěn)定性。在一些實施例中，可以將其它的支撐機構(gòu)，例如頂板錨桿或者錨索，插入礦井的頂板(mineroof)或側(cè)壁(minerib)，以支撐采掘機周圍的礦面?？梢詫㈠^桿安裝設(shè)備放在采掘機10上或者單獨的機械(未顯示)上。操作站38位于前端26和后端30之間，并且包括用于操作采掘機10的控制裝置。在一些實施例中，可以遠(yuǎn)程控制采掘機10。

如圖3所示，采掘機10還包括進(jìn)刀組件，進(jìn)刀組件包括懸臂50和進(jìn)刀框架54。在展示的實施例中，進(jìn)刀框架54被可移動地耦接至底盤14，而懸臂50被可樞轉(zhuǎn)地耦接至進(jìn)刀框架54。進(jìn)刀框架54被支撐，用于在第一方向56和與第一方向56相反的第二方向60上與底盤軸34平行地平移運動(例如，朝著底盤的第一端26或朝著底盤的后端30)。進(jìn)刀框架54和懸臂50可以在回縮位置(圖1)和伸展位置(圖2)之間移動。

參考圖3，在展示的實施例中，通過耦接在進(jìn)刀框架54和底盤14之間的第一致動器(例如，第一液壓缸46)，進(jìn)刀框架54和懸臂50相對于底盤14伸展和回縮。第一液壓缸46的伸展使進(jìn)刀組件朝礦面前進(jìn)或進(jìn)刀，從而使切削頭68切削礦物。在一實施例中，底盤14可以包括平行于底盤軸34延伸的一個或多個溝槽(未顯示)，并且懸臂50可以包括位于各個溝槽內(nèi)的凸起(例如銷——未顯示)。當(dāng)懸臂50相對于底盤14伸展或回縮時，凸起可以沿著溝槽滑動。2010年4月27日授權(quán)的美國專利第7,703,857號中描述了這種系統(tǒng)的一個示例，該美國專利的全部內(nèi)容通過引用而并入本申請。

如圖3所示，懸臂50包括第一端62和第二端64，并且第一端62被可樞轉(zhuǎn)地耦接至進(jìn)刀框架54。懸臂50可以在礦井頂板和礦井地面之間的豎直平面內(nèi)樞轉(zhuǎn)(例如，沿著路徑66)，從而便于在礦面上的不同高度切削礦物。懸臂50可以在圖1所示的下部位置和圖2所示的上部位置之間相對于進(jìn)刀框架54樞轉(zhuǎn)。第二致動器(例如，第二液壓缸58)耦接在懸臂50和進(jìn)刀框架54之間，并且使懸臂50在下部位置和上部位置之間移動。第一液壓缸46和第二液壓缸58可以被分別致動，這使得懸臂50相對于底盤14的樞轉(zhuǎn)獨立于懸臂50的平移運動。

如圖3-5所示，切削頭68被支撐以在懸臂50的第二端64上旋轉(zhuǎn)。在展示的實施例中，切割頭68包括末端部分76以及末端部分76之間的中間部分72。切削頭68被大致形成為伸長的卷筒；在其它實施例中，能夠以不同的方式形成切削頭。例如，切削頭可以包括朝護(hù)板92和/或輸送機12引導(dǎo)礦物的結(jié)構(gòu)。在一實施例中，末端部分76可以相對于中間部分72運動，并且可以沿著旋轉(zhuǎn)軸80(即，沿著路徑82)向外伸展一段直線距離86。此外，在一實施例中，葉片結(jié)構(gòu)(vanestructure)84以螺旋形的模式圍繞并沿著切削頭68的表面延伸。葉片結(jié)構(gòu)84可以形成為兩個單獨的部分，每一部分均圍繞切削頭84從切削頭68的每個末端朝切削頭68的中心延伸。鉆頭組件88(cuttingbitassemblies)沿著葉片結(jié)構(gòu)84每隔一段距離被固定至切削頭68。

現(xiàn)參考圖4和圖5，采掘機10(更具體地說，進(jìn)刀組件)還包括位于切削頭68和底盤14之間的護(hù)板92。護(hù)板92阻擋從礦面切削下來的礦物，并且將礦物圍困在護(hù)板92與礦面之間的區(qū)域內(nèi)。在展示的實施例中，護(hù)板92被耦接至進(jìn)刀框架54，因而也被耦接至懸臂50。護(hù)板92的位置靠近切削頭68。護(hù)板92可被定位在大致垂直的平面內(nèi)，而護(hù)板92的位置大致垂直于底盤軸34，在操作過程中，護(hù)板92本質(zhì)上平行于礦面定向。護(hù)板92包括下端96和上端100，其中下端96靠近礦井地面。在下部位置(圖1)時，切削頭68的位置靠近護(hù)板92的下端96，而在上部位置(圖2)時，切削頭68的位置靠近護(hù)板92的上端100。

護(hù)板92包括主壁(primarywall)104和次壁(secondarywall)108。主壁104和次壁108均在護(hù)板92的平面內(nèi)被定向。次壁108被可移動地耦接至主壁104。次壁108可沿橫交于底盤軸34的方向(例如，沿著路徑110)相對于主壁104向外延伸。換句話說，次壁108可沿與切削頭68的旋轉(zhuǎn)軸80平行的方向移動。在展示的實施例中，主壁104包括大致在上端100和下端96之間延伸的橫向邊緣，并且次壁108沿平行于護(hù)板92平面的方向相對于主壁104的橫向邊緣伸展和回縮。如圖5所示，次壁108設(shè)置在主壁104后方，從而使次壁108的位置介于主壁104和底盤14之間。

參考圖4至圖6，護(hù)板92還包括凸緣(lip)112，凸緣112靠近護(hù)板92的下端96。凸緣112從護(hù)板92平面向外延伸，并且相對于主壁104形成一個銳角。凸緣112被配置成引導(dǎo)落料離開地面并落在輸送機12上。在展示的實施例中，護(hù)板92的主壁104被形成為由空隙116分隔的兩個部分。空隙116與輸送機12對齊，主壁104的靠近空隙116的部分朝向底盤14呈一定角度，從而引導(dǎo)落料穿過空隙116并落在輸送機12上。在展示的實施例中，護(hù)板92還包括位于空隙116兩側(cè)的燈120，用于對礦面進(jìn)行照明。雖然所展示的護(hù)板92的實施例包括一對燈120，但是護(hù)板92的可替換的實施例可以包括更少或更多的燈120，并且能夠以不同的方式對燈120進(jìn)行布置。

如圖4所示，在展示的實施例中，輸送機12被耦接至懸臂50，并且輸送機12和懸臂50相對于底盤34一起平移。換句話說，輸送機12和懸臂50大體平行于底盤軸34移動，而底盤軸34可垂直于礦面。輸送機12包括多個刮板(flight)124(圖6)，以使落料能沿著輸送機溜槽(pan)朝后端30移動。

操作員(本地或遠(yuǎn)程地)將采掘機10移動至期望的位置，相對于礦面在期望的方向上對齊底盤14。一旦采掘機10就位，錨固件22可以伸展出來以嚙合礦井頂板(未顯示)，并且進(jìn)一步固定底盤14以防止移動。在這個時候，懸臂50可以位于下部位置和上部位置之間的任何位置。通過第一液壓缸46的致動，可以使進(jìn)刀框架54朝向伸展位置前進(jìn)或進(jìn)刀，從而使切削頭68嚙合礦面。一旦切削頭68與礦面嚙合，懸臂50就可以通過第二液壓缸58的致動而在礦井頂板和礦井地面之間豎直樞轉(zhuǎn)。更具體地說，懸臂50可以在下部位置和上部位置之間樞轉(zhuǎn)。切削頭68切割礦面，從而使鉆頭組件88能夠從礦面移出礦物(例如，煤)。

剪切操作使得被開采的礦物經(jīng)常沿著不同的軌跡離開礦面。由于護(hù)板92的位置和幾何結(jié)構(gòu)，離開原位的、被開采的礦物會被護(hù)板92偏轉(zhuǎn)并朝護(hù)板92前面的區(qū)域引導(dǎo)。換句話說，護(hù)板92增加了礦面和護(hù)板92之間夾帶的、被開采的礦物的量。

當(dāng)進(jìn)刀框架54進(jìn)一步前進(jìn)而進(jìn)入礦面時，切削頭68繼續(xù)切削或移出礦物。落料落在護(hù)板92前的底面上。護(hù)板92的凸緣112朝空隙116引導(dǎo)底面上方的落料，在空隙116處，落料被集聚在輸送機12上。隨后可以從底盤14的前端26將落料移開。在展示的實施例中，可以通過輸送機12朝后端30轉(zhuǎn)移落料，并且落料可以被進(jìn)一步處理或者輸送到礦井之外。

為了調(diào)整采礦剖面的寬度以及使礦物離開原位，切削頭68的末端部分76和次壁108可以被向外致動或伸展。隨著采礦操作的進(jìn)行，次壁108和末端部分76也可以縮回。在一實施例中，次壁108相對于主壁104移動(即，伸展或回縮)的速度和距離與末端部分76相對于切削頭68的中間部分76移動的速度和距離相同，以用于相應(yīng)地偏轉(zhuǎn)開采的礦物。在其它實施例中，末端部分76和次壁108能夠以不同的速度和距離移動。

當(dāng)進(jìn)刀框架54伸展最大距離時(即，當(dāng)其到達(dá)伸展位置)，切削操作會暫停，并且進(jìn)刀框架54隨后可被移至回縮位置。錨固件22會脫離礦面，采掘機10前進(jìn)至靠近新礦面的位置?？梢灾貜?fù)前面描述的過程。

進(jìn)刀框架54和護(hù)板92可以減小礦面和支撐機構(gòu)(例如，錨固件或頂板錨桿)之間的距離，并且可以減小整個機械的重量。具體而言，可以減小進(jìn)刀框架54和護(hù)板92的重量，并且可以在不需要相應(yīng)增加底盤14長度的前提下，增加進(jìn)刀框架54和懸臂50行進(jìn)的距離和范圍。減小采掘機10的重量也減小了地面壓力。此外，緊湊的設(shè)計在采掘機10上為錨桿安裝設(shè)備提供了更多的空間，并且為相關(guān)的消耗品提供了存儲空間。而且，在一些實施例中，護(hù)板92和切削頭68行進(jìn)相同的平移距離，從而保持高效的裝載幾何結(jié)構(gòu)。

雖然上面參照連續(xù)采掘機描述了護(hù)板92，但是可以理解，類似的結(jié)構(gòu)也可以耦接到另一類型的采掘機，包括入口掘進(jìn)機和/或巷道掘進(jìn)機。

以上描述和在附圖中展示的實施例只是示例性的，而非作為對本申請的概念和原則的限制。雖然通過特定的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是在描述的本發(fā)明的一個或多個獨立方面的范圍和精神內(nèi)存在各種變化和修改。各種特征和特點將在權(quán)利要求中闡明。