井下掏槽施工装置.pdf

本发明公开了一种井下掏槽施工装置。所述井下掏槽施工装置包括：工作平台，工作平台上设置有移动导向杆和齿条，移动导向杆上滑动连接有移动座，移动座上固定有液压马达，液压马达的输出轴上连接有齿轮，齿轮与齿条啮合连接；相互平行的伸缩油缸、伸缩导向筒、升降导向杆和升降油缸；截割器组件，截割器组件与升降导向杆可滑动地连接，升降油缸平行于升降导向杆设置，升降油缸的固定端与升降导向杆固定连接，升降油缸的活动端固定在截割器组件上。采用本发明所提供的井下掏槽施工装置，可以使截割器组件在一个矩形区域内进行截割来完成井下的掏槽作业，有效地减轻了工人的劳动强度，提高了施工作业的安全系数，保证了施工质量。

1.  一种井下掏槽施工装置，其特征在于，包括：
工作平台，所述工作平台包括一个平台面，所述平台面上固定有移动导向杆和齿条，所述齿条平行于所述移动导向杆设置；
移动座，所述移动座与所述移动导向杆可滑动地连接，所述移动座上固定有液压马达，所述液压马达的输出轴向外延伸至所述移动座外，所述液压马达的输出轴上连接有与所述齿条相配合的齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合连接；
相互平行的伸缩油缸和伸缩导向筒，所述伸缩油缸和所述伸缩导向筒均垂直于所述移动导向杆设置，所述伸缩油缸的固定端和所述伸缩导向筒的活动端均连接在所述移动座上，所述伸缩油缸的活动端固定在所述伸缩导向筒的固定端；
升降导向杆，所述升降导向杆平行于所述伸缩导向筒设置，并固定在所述伸缩导向筒的固定端；
截割器组件，所述截割器组件与所述升降导向杆可滑动地连接；
升降油缸，所述升降油缸平行于所述升降导向杆设置，所述升降油缸的固定端与所述升降导向杆固定连接，所述升降油缸的活动端固定在所述截割器组件上。

2.  根据权利要求1所述的井下掏槽施工装置，其特征在于，所述移动导向杆与所述齿条均平行于所述平台面设置，所述伸缩油缸、所述伸缩导向筒、所述升降导向杆和所述升降油缸均垂直于所述平台面设置。

3.  根据权利要求1所述的井下掏槽施工装置，其特征在于，所述平台面上设置有至少两条相互平行的所述移动导向杆。

4.  根据权利要求1所述的井下掏槽施工装置，其特征在于，所述井下掏槽施工装置还包括连接板，所述伸缩油缸的活动端与所述伸缩导向筒的固定端通过所述连接板进行连接。

5.  根据权利要求1所述的井下掏槽施工装置，其特征在于，所述井下掏槽施工装置包括至少两条所述伸缩油缸、以及与所述伸缩油缸的数 量相同的所述伸缩导向筒和所述升降导向杆。

6.  根据权利要求1所述的井下掏槽施工装置，其特征在于，所述井下掏槽施工装置还包括液压支柱，所述液压支柱的固定端连接在所述平台面上，所述液压支柱的活动端沿垂直于所述平台面的方向延伸设置。

7.  根据权利要求1所述的井下掏槽施工装置，其特征在于，所述工作平台上与所述平台面相对的一面连接有多个支撑盘。

8.  根据权利要求1所述的井下掏槽施工装置，其特征在于，所述井下掏槽施工装置还包括托盘，所述升降油缸的固定端通过所述托盘固定在所述升降导向杆上。

9.  根据权利要求1所述的井下掏槽施工装置，其特征在于，所述截割器组件包括升降座、回转油缸和截割器，所述升降座固定在所述升降油缸的活动端，所述回转油缸固定在所述升降座上，所述截割器固定在所述回转油缸的输出轴上。

10.  根据权利要求1-9中任意一项所述的井下掏槽施工装置，其特征在于，所述井下掏槽施工装置还包括：
运输车，所述运输车包括车底板；
支撑板，所述支撑板与所述工作平台固定连接，并与所述平台面垂直，在所述支撑板上靠近所述车底板的一面设置有第一铰接销和第二铰接销，所述第一铰接销与所述平台面的垂直距离大于所述第二铰接销与所述平台面的垂直距离，所述支撑板通过所述第一铰接销铰接在所述车底板的尾部；
固定件，所述固定件连接在所述车底板的下表面，所述固定件上连接有第三铰接销，所述第一铰接销、所述第二铰接销和所述第三铰接销的轴向均沿着所述运输车的宽度方向设置；
翻转油缸，所述翻转油缸的活动端通过所述第二铰接销与所述支撑板铰接，所述翻转油缸的固定端通过所述第三铰接销与所述固定件铰接。

井下掏槽施工装置
技术领域
本发明涉及一种井下掏槽施工装置。
背景技术
在煤矿井下煤层采样、采空区密闭和排水等工程施工过程中，经常需要进行掏槽施工作业。目前，井下掏槽施工作业基本是通过人工用镐刻槽来完成的，这种作业方式存在以下缺陷：劳动强度大、安全性差、施工质量不能保证。
因此，非常有必要设计一种专门的井下掏槽施工装置，以克服传统的人工作业所存在的缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种井下掏槽施工装置，旨在克服现有技术的缺陷，从而减轻工人的劳动强度，提高施工作业的安全系数，保证施工质量。
本发明所提供的井下掏槽施工装置包括：
工作平台，所述工作平台包括一个平台面，所述平台面上固定有移动导向杆和齿条，所述齿条平行于所述移动导向杆设置。
移动座，所述移动座与所述移动导向杆可滑动地连接，所述移动座上固定有液压马达，所述液压马达的输出轴向外延伸至所述移动座外，所述液压马达的输出轴上连接有与所述齿条相配合的齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合连接。
相互平行的伸缩油缸和伸缩导向筒，所述伸缩油缸和所述伸缩导向筒均垂直于所述移动导向杆设置，所述伸缩油缸的固定端和所述伸缩导向筒的活动端均连接在所述移动座上，所述伸缩油缸的活动端固定在所 述伸缩导向筒的固定端。
升降导向杆，所述升降导向杆平行于所述伸缩导向筒设置，并固定在所述伸缩导向筒的固定端。
截割器组件，所述截割器组件与所述升降导向杆可滑动地连接。
升降油缸，所述升降油缸平行于所述升降导向杆设置，所述升降油缸的固定端与所述升降导向杆固定连接，所述升降油缸的活动端固定在所述截割器组件上。
优选地，所述移动导向杆与所述齿条均平行于所述平台面设置，所述伸缩油缸、所述伸缩导向筒、所述升降导向杆和所述升降油缸均垂直于所述平台面设置。
优选地，所述平台面上设置有至少两条相互平行的所述移动导向杆。
优选地，所述井下掏槽施工装置还包括连接板，所述伸缩油缸的活动端与所述伸缩导向筒的固定端通过所述连接板进行连接。
优选地，所述井下掏槽施工装置包括至少两条所述伸缩油缸、以及与所述伸缩油缸的数量相同的所述伸缩导向筒和所述升降导向杆。
优选地，所述井下掏槽施工装置还包括液压支柱，所述液压支柱的固定端连接在所述平台面上，所述液压支柱的活动端沿垂直于所述平台面的方向延伸设置。
优选地，所述工作平台上与所述平台面相对的一面连接有多个支撑盘。
优选地，所述井下掏槽施工装置还包括托盘，所述升降油缸的固定端通过所述托盘固定在所述升降导向杆上。
优选地，所述截割器组件包括升降座、回转油缸和截割器，所述升降座固定在所述升降油缸的活动端，所述回转油缸固定在所述升降座上，所述截割器固定在所述回转油缸的输出轴上。
优选地，所述井下掏槽施工装置还包括：
运输车，所述运输车包括车底板。
支撑板，所述支撑板与所述工作平台固定连接，并与所述平台面垂直，在所述支撑板上靠近所述车底板的一面设置有第一铰接销和第二铰 接销，所述第一铰接销与所述平台面的垂直距离大于所述第二铰接销与所述平台面的垂直距离，所述支撑板通过所述第一铰接销铰接在所述车底板的尾部。
固定件，所述固定件连接在所述车底板的下表面，所述固定件上连接有第三铰接销，所述第一铰接销、所述第二铰接销和所述第三铰接销的轴向均沿着所述运输车的宽度方向设置。
翻转油缸，所述翻转油缸的活动端通过所述第二铰接销与所述支撑板铰接，所述翻转油缸的固定端通过所述第三铰接销与所述固定件铰接。
采用本发明所提供的井下掏槽施工装置，一方面，通过所述伸缩油缸驱动所述伸缩导向筒进行伸缩，通过所述伸缩导向筒带动所述升降导向杆进行升降运动，从而带动所述截割器组件进行升降运动，同时还通过所述升降油缸直接驱动所述截割器组件沿所述升降导向杆做升降运动，实现了所述截割器组件在所述升降导向杆的延伸方向上的运动。另一方面，通过所述移动座间接带动所述截割器组件沿着所述移动导向杆的延伸方向进行运动。上述两个运动进行合成后，所述截割器组件可以在一个矩形区域内运动，通过所述截割器组件的运动和截割，从而完成井下的掏槽作业。进一步优选的是，还通过所述翻转油缸的伸缩实现所述井下掏槽施工装置的工作状态与运输状态的切换，方便施工作业与运输。本发明的井下掏槽施工装置有效地减轻了工人的劳动强度，提高了施工作业的安全系数，保证了施工质量。
附图说明
下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:
图1是本发明的井下掏槽施工装置优选实施例的示意图；
图2是图1的右视图；
图3是图1的俯视图；
图4是图1中伸缩导向筒的一种优选实施例；
图5是本发明井下掏槽施工装置的工作状态示意图；
图6是本发明井下掏槽施工装置的运输状态示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
图1是本发明的井下掏槽施工装置优选实施例的示意图；图2是图1的右视图；图3是图1的俯视图。结合图1、图2和图3所示，本发明所提供的井下掏槽施工装置包括工作平台100、移动座200、伸缩油缸310、伸缩导向筒320、升降导向杆330、截割器组件400和升降油缸500。
所述工作平台100可以优选地通过金属板或金属架实现，所述工作平台100包括一个平台面110，所述平台面110上固定有移动导向杆120和齿条130，所述齿条130平行于所述移动导向杆120设置。所述移动导向杆120可以优选地沿着所述平台面110的延伸方向设置，并贴合固定在所述平台面110上；所述齿条130也可以优选地沿着所述平台面110的延伸方向设置，并贴合在所述平台面110上。所述移动导向杆120可以通过多条圆柱形的金属杆实现，例如图1、图2和图3所示的优选实施例中设置有两条所述移动导向杆120。优选地，所述工作平台100上与所述平台面110相对的一面连接有多个支撑盘140，所述支撑盘140用于在工作过程中支撑所述工作平台100，提高所述工作平台100的稳定性。
所述移动座200与所述移动导向杆120可滑动地连接，所述移动座200能够沿着所述移动导向杆120的延伸方向进行相对滑动。优选地，可以在所述移动座200上固定设置与所述导向杆相配合的滑套，并将该滑套套装在所述移动导向杆120上，通过所述滑套在所述移动导向杆120上的相对滑动，带动所述移动座200实现相对滑动。本领域普通技术人员可以理解的是，所述移动座200与所述移动导向杆120的连接方式并不限于此，还可以通过其他滑动连接方式实现，例如：可以在所述移动座200上开设通孔，并将所述移动导向杆120穿设在该通孔中，从而实 现所述移动座200与所述移动导向杆120之间的相对滑动。
所述移动座200上固定有液压马达210，所述液压马达210的输出轴211向外延伸至所述移动座200外，所述液压马达210的输出轴211上连接有与所述齿条130相配合的齿轮220，所述齿轮220与所述齿条130啮合连接，优选地，所述齿轮220与所述液压马达210的输出轴211可以是共轴刚性连接，也可以通过其他机械传动连接方式进行连接，从而使所述齿轮220能够在所述液压马达210的输出轴211的驱动下转动。当所述液压马达210启动时，所述液压马达210的输出轴211进行可控制的转动，带动所述齿轮220转动，所述齿轮220与所述齿条130之间发生相对运动，通过所述齿轮220带动所述液压马达210和所述移动座200一起沿着所述移动导向杆120做相对滑动。这种设计通过所述齿轮220和所述齿条130的啮合连接，将所述液压马达210的输出轴211的回转运动转化为所述移动座200的直线运动，从而驱动所述移动座200在所述移动导向杆120的延伸方向上进行滑动。本领域普通技术人员可以理解的是，所述液压马达210可以根据实际需要配置各种现有的控制装置，以实现对所述液压马达210的控制，使所述移动座200的运动具有可控性。
所述伸缩油缸310和所述伸缩导向筒320相互平行地设置在所述移动座200上，具体地，所述伸缩油缸310和所述伸缩导向筒320均垂直于所述移动导向杆120设置，所述伸缩油缸310的固定端和所述伸缩导向筒320的活动端均连接在所述移动座200上，所述伸缩油缸310的活动端固定在所述伸缩导向筒320的固定端。优选地，所述伸缩油缸310的活动端与所述伸缩导向筒320的固定端通过连接板340进行连接。当所述伸缩油缸310工作时，所述伸缩油缸310的活动端能够进行伸缩运动，从而改变所述伸缩油缸310的整体长度，由于所述伸缩油缸310的活动端与所述伸缩导向筒320的固定端连接，当所述伸缩油缸310的活动端进行伸缩时，可以带动所述伸缩导向筒320进行伸缩。所述伸缩油缸310与所述伸缩导向筒320的配合使用可以极大地提升装置的稳定性，从而能够适应高强度的掏槽作业。具体地，如图3所示，所述伸缩油缸 310与两条所述伸缩导向杆320形成一个稳定的三角形结构，从而提升装置的稳定性。
所述升降导向杆330平行于所述伸缩导向筒320设置，并固定在所述伸缩导向筒320的固定端。当所述伸缩导向筒320在所述伸缩油缸310的驱动下进行伸缩的过程中，所述升降导向杆330可以随着所述伸缩导向筒320的固定端进行升降运动。
所述截割器组件400与所述升降导向杆330可滑动地连接，所述截割器组件400可以沿着所述升降导向杆330的延伸方向发生相对滑动。本领域普通技术人员可以理解的是，所述截割器组件400与所述升降导向杆330之间的可滑动的连接方式可以通过如上文所述的各种滑动连接方式实现，这里不再赘述。
所述升降油缸500平行于所述升降导向杆330设置，所述升降油缸500的固定端与所述升降导向杆330固定连接，所述升降油缸500的活动端固定在所述截割器组件400上。当所述升降导向杆330在所述伸缩导向筒320的驱动下进行升降运动时，所述升降油缸500会随着所述升降导向杆330的升降而做升降运动，从而带动所述截割器组件400作升降运动。同时，所述升降油缸500的活动端也可以单独驱动所述截割器组件400在一定范围内进行升降运动。也就是说，一方面，所述截割器组件400的升降运动受所述伸缩油缸310的间接驱动，随着所述升降导向杆330一起做升降运动；另一方面，所述截割器组件400还可以通过所述升降油缸500的直接驱动，进行相对于所述升降导向杆330的滑动，即升降运动。这种设计是为了使所述截割器组件400的行程达到最大化，扩大所述截割器组件400的升降范围。优选地，所述井下掏槽施工装置还包括托盘510，所述升降油缸500的固定端通过所述托盘510固定在所述升降导向杆330上。如图1、图2和图3所示，所述移动导向杆120与所述齿条130均平行于所述平台面110设置，所述伸缩油缸310、所述伸缩导向筒320、所述升降导向杆330和所述升降油缸500均垂直于所述平台面110设置。并且在工作工程中，所述平台面110可以沿水平方向设置。
总体来讲，对于本发明所提供的井下掏槽施工装置，一方面，通过所述伸缩油缸310驱动所述伸缩导向筒320进行伸缩，通过所述伸缩导向筒320带动所述升降导向杆330进行升降运动，从而带动所述截割器组件400进行升降运动，同时还通过所述升降油缸500直接驱动所述截割器组件400沿所述升降导向杆330做升降运动，实现了所述截割器组件400在所述升降导向杆330的延伸方向上的运动。另一方面，通过所述移动座200间接带动所述截割器组件400沿着所述移动导向杆120运动。上述两个运动进行合成后，所述截割器组件400可以在一个矩形区域内运动，通过所述截割器组件400的运动和截割，从而完成井下的掏槽作业。需要说明的是，在图1、图2和图3所示的优选实施例中，所述截割器430是通过竖直方向上的升降运动和水平方向上的移动来进行运动合成，本领域普通技术人员可以理解的是，整个装置的设置方向可以是任意角度的，即可以根据实际需求来设计所述移动导向杆120和所述升降导向杆330的角度。
优选地，所述平台面110上设置有至少两条相互平行的所述移动导向杆120，如图1、图2和图3所示的实施例中，所述平台面110上设置有两条所述移动导向杆120。设置多条所述移动导向杆120能够有效地提高所述移动座200运行的稳定性。同理，所述井下掏槽施工装置还可以设置至少两条所述伸缩油缸310、以及与所述伸缩油缸310的数量相同的所述伸缩导向筒320和所述升降导向杆330。例如，所述伸缩油缸310的数量为两个，所述绳索导向筒和所述升降导向杆330的数量也是两个。其中，每一个所述伸缩油缸310的活动端和每一个所述伸缩导向筒320的固定端均连接在所述连接板340上，这种设计不仅提高了运行的稳定性，同时还通过设置多个所述伸缩油缸310来提供更大的动力。
优选地，如图1所示，所述井下掏槽施工装置还包括液压支柱350，所述液压支柱350的固定端连接在所述平台面110上，所述液压支柱350的活动端沿垂直于所述平台面110的方向延伸设置。在进行掏槽作业之前，首先将所述工作平台100沿水平方向放置，并置于井下巷道的地面上，通过将所述液压支柱350打压升起，使所述液压支柱350的活动端 (图1中的上端)抵在井下巷道的顶部，用于支撑整个装置，提升稳定性，从而使掏槽作业更加顺利地进行。
结合图1、图2和图3所示，所述截割器组件400可以优选地包括升降座410、回转油缸420和截割器430，所述升降座410固定在所述升降油缸500的活动端，所述回转油缸420固定在所述升降座410上，所述截割器430固定在所述回转油缸420的输出轴上。所述升降座410可以随着所述升降导向杆330的运动而做升降运动，同时还可以在所述升降油缸500的驱动下做升降运动，从而带动所述截割器430做升降运动。此外，所述截割器430还可以在所述回转油缸420的驱动下进行回转运动，即绕着所述回转油缸420的圆周运动或部分圆周运动。在这种设计中，所述截割器430的运动是通过以下三个运动合成的：一是沿所述移动导向杆120的延伸方向上的运动；二是沿所述升降导向杆330的延伸方向的运动；三是绕所述回转油缸420的回转运动。上述三个运动的合成，使所述截割器430的运动区域由上述实施例中的矩形区域变成了类似矩形的区域，具体地，是将矩形区域的边变成了弧形或波浪形，所述截割器430能够在上述的类似矩形区域内做可控的运动，使切割的效果佳，从而在很大程度上提升掏槽作业的效果。
图4是图1中伸缩导向筒320的一种优选实施例。如图4所示，所述伸缩导向筒320为三级伸缩设计，本领域普通技术人员可以理解的是，所述伸缩导向筒320可以根据实际需求设计为任意级数。所述伸缩导向筒320包括：一级导向筒321、一级活塞322、一级导向套323、二级导向筒324、二级活塞325、二级导向套326、三级导向筒327和固定座328。其中一级导向筒321的外圆与一级活塞322的内孔定位连接，二级导向筒324的内孔与一级导向套323的外圆定位连接，一级活塞322的外圆与二级导向筒324的内孔间隙配合，一级导向筒321的外圆与一级导向套323的内孔间隙配合，从而使二级导向筒324沿所述伸缩导向筒320的轴向滑动；同样，二级导向筒324的外圆与二级活塞325的内孔定位连接，三级导向筒327的内孔与二级导向套326的外圆定位连接，三级导向筒327的内孔与二级活塞325的外圆间隙配合，二级导向筒324的 外缘与二级导向套326的内孔间隙配合，使三级导向筒327沿伸缩导向筒320的轴向滑动。通过上述套筒结构，使所述伸缩导向筒320能够在所述伸缩油缸310的驱动下进行伸缩。
图5和图6分别是本发明井下掏槽施工装置的两种状态的结构图。其中，图5是本发明井下掏槽施工装置的工作状态示意图；图6是本发明井下掏槽施工装置的运输状态示意图。结合图5和图6所示，所述井下掏槽施工装置还包括：运输车600、支撑板620、固定件630和翻转油缸640。所述运输车600可以通过各种矿用防爆车辆实现，所述运输车600包括车底板610。优选地，可以通过所述运输车600的油箱对所述伸缩油缸310、所述升降油缸500、所述液压马达210等装置供油；还可以通过所述运输车600上的液压控制系统对所述伸缩油缸310、所述升降油缸500、所述液压马达210等装置进行控制。
所述支撑板620与所述工作平台100固定连接，并与所述平台面110垂直，优选地，所述工作平台100与所述支撑板620可以通过各种紧固连接方式进行连接，也可以通过一体成型整体制造而成。在所述支撑板620上靠近所述车底板610的一面设置有第一铰接销710和第二铰接销720，所述第一铰接销710与所述平台面110的垂直距离大于所述第二铰接销720与所述平台面110的垂直距离，所述支撑板620通过所述第一铰接销710铰接在所述车底板610的尾部。所述固定件630连接在所述车底板610的下表面，所述固定件630上连接有第三铰接销730，所述第一铰接销710、所述第二铰接销720和所述第三铰接销730的轴向均沿着所述运输车600的宽度方向设置。所述翻转油缸640的活动端通过所述第二铰接销720与所述支撑板620铰接，所述翻转油缸640的固定端通过所述第三铰接销730与所述固定件630铰接。这种设计可以通过所述翻转油缸640的伸缩实现所述井下掏槽施工装置的工作状态与运输状态的切换。
如图5所示的工作状态下，所述支撑板620垂直于所述车底板610，并设置在所述运输车600的车尾，这种状态下可以进行掏槽作业。当掏槽作业完成后，可以控制所述翻转油缸640，使所述翻转油缸640伸长， 所述翻转油缸640的活动端通过所述第二铰接销720推动所述支撑板620运动，从而驱动其他部件(工作平台100上的部件)绕所述第一铰接销710转动，使所述井下掏槽施工装置变成如图6所示的运输状态，方便运输。
采用本发明所提供的井下掏槽施工装置，一方面，通过所述伸缩油缸驱动所述伸缩导向筒进行伸缩，通过所述伸缩导向筒带动所述升降导向杆进行升降运动，从而带动所述截割器组件进行升降运动，同时还通过所述升降油缸直接驱动所述截割器组件沿所述升降导向杆做升降运动，实现了所述截割器组件在所述升降导向杆的延伸方向上的运动。另一方面，通过所述移动座间接带动所述截割器组件沿着所述移动导向杆的延伸方向进行运动。上述两个运动进行合成后，所述截割器组件可以在一个矩形区域内运动，通过所述截割器组件的运动和截割，从而完成井下的掏槽作业。进一步优选的是，还通过所述翻转油缸的伸缩实现所述井下掏槽施工装置的工作状态与运输状态的切换，方便施工作业与运输。本发明的井下掏槽施工装置有效地减轻了工人的劳动强度，提高了施工作业的安全系数，保证了施工质量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。