一种煤矿巷道智能掘进机器人的制作方法

1.本实用新型涉及掘进机器人领域，更具体地说，涉及一种煤矿巷道智能掘进机器人。

背景技术：

2.煤矿是指富含煤炭资源的地方，一般分为井工煤矿和露天煤矿，当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿，现在的煤矿巷道常采用智能掘进机器人替代人工进行掘进，智能掘进机器人往往设置有无线通讯模块，能够实现无线遥控，由掘进机带动钻头悬臂在巷道内行进，钻头悬臂上的钻头带动截齿旋转，切割岩层，并配备临时支护机器人、钻锚机器人、锚网运输机器人、鼓风除尘系统和运输传送带，以便对巷道顶面进行支撑，并吸收掘进时产生的灰尘，再通过运输传送带转移煤矿碎块；
3.经专利检索发现，公开号为cn114179053a的中国专利公开了一种可远程操控的煤矿巷道智能掘进机器人，包括仪器本体，仪器本体上设置有操控掘进头掘进方向的操控机构，操控机构上设置有控制件，控制件外均固定安装有一个凸轮，凸轮的侧壁上固定安装有矩形板，矩形板内活动卡合安装有第二套环，第二套环内活动卡合安装有中心轴，设备提升架的侧壁上固定安装有第一连接块，第一连接块上固定安装有第二气缸，第二气缸的气缸推杆上固定安装有中心轴，其虽然通过启动第二气缸，带动中心轴在第二套环内进行转动，也带动矩形板的向上移动，使凸轮和转柱在安装板内进行转动，凸轮的向上移动带动圆柱的向上移动，圆柱的向上移动带动连接长杆的向上移动，连接长杆的向上移动带动推动第三套环向前移动，从而带动发动机的伸缩，这样在掘进头对煤矿巷道进行掘进的时候，掘进头能够沿着第二气缸的方向前进或后退，不容易卡合在煤矿巷道内，降低掘进头掘进时的损坏概率，从而提高仪器的使用效果；
4.但是并未解决现有智能掘进机器人在掘进头卡在掘进点的过程中，通过启动第二气缸，带动发动机移动，拉拽掘进头，掘进头能够沿着第二气缸的方向后退，脱离掘进点位，不容易卡合在煤矿巷道内，而掘进头上往往密布多个截齿，在卡住时截齿容易嵌入岩层，阻碍掘进头脱离岩层，使得截齿受到掘进头和岩层的剪切作用，容易弯折或断裂，造成掘进头被拉拽时因截齿弯折导致整个报废的问题，为此我们提出一种煤矿巷道智能掘进机器人。

技术实现要素：

5.1.要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种煤矿巷道智能掘进机器人，它可以实现能够缓解截齿受到掘进头和岩层的剪切作用，方便解放截齿，以减少掘进头卡住时弯折或断裂的截齿，有利于降低掘进头被拉拽脱离掘进点时的报废率。
7.2.技术方案
8.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
9.一种煤矿巷道智能掘进机器人，包括掘进机以及设置在掘进机一端的钻头悬臂，
所述钻头悬臂的外侧固定安装有保护箱体，所述保护箱体的结构为环形，所述保护箱体远离掘进机的一侧开设有环形槽，所述环形槽的一侧转动安装有齿环，所述齿环的内壁固定安装有水刀，所述掘进机的外侧设置有用于水刀供水的供水机构，所述环形槽的内部固定安装有与齿环齿端齿接的刹车电机，所述环形槽的开口处设置有封闭机构。
10.进一步的，所述供水机构包括固定安装在掘进机外侧的超高压泵，所述超高压泵的进水端连接于掘进机上的水源，所述超高压泵的出水端固定安装有输水管，所述输水管的一端延伸进环形槽内部且固定连接于水刀的进水端。
11.进一步的，所述封闭机构包括开设在环形槽开口处的容纳腔，所述容纳腔远离环形槽的一侧粘接有气囊，所述气囊的外侧固定安装有电动气阀，所述电动气阀的进气端设置有充气机构。
12.进一步的，所述充气机构包括固定连接于电动气阀进气端的输气管，所述输气管的一端延伸出容纳腔内部且固定安装有气泵。
13.进一步的，所述水刀的外侧卡接有多个卡箍，所述卡箍的一端固定安装有座托，所述座托的一端焊接于齿环的内壁。
14.进一步的，所述环形槽的开口错开齿环，所述刹车电机和座托之间留有空隙。
15.3.有益效果
16.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
17.(1)本方案在掘进头卡在掘进点时，钻头悬臂上掘进头的截齿嵌入岩层中，通过供水机构为水刀泵送高压水流，沿环形槽的开口处射出，射入掘进头外侧的岩层上，然后通过刹车电机带动水刀环绕钻头悬臂，水刀的高压水流轨迹环绕掘进头，错开截齿，使得掘进头外侧的岩层被分割，岩层与掘进头连接处的厚度降低，形成薄壁环状岩石，能够被掘进头钻破，能够缓解截齿受到掘进头和岩层的剪切作用，方便解放截齿，以减少掘进头卡住时弯折或断裂的截齿，再通过掘进机向后拉动掘进头，脱离岩层，有利于降低掘进头被拉拽脱离掘进点时的报废率。
18.(2)本方案在供水机构停止时，打开电动气阀，通过控制器控制充气机构在指定时间段内工作，向气囊中充入定量空气，直至气囊部分伸出容纳腔并封闭环形槽开口处，再关闭电动气阀，通过气囊阻拦飞向环形槽的碎石，能够减少环形槽中堆积的碎石，便于齿环和水刀在环形槽中顺利工作，反之，通过打开电动气阀，控制充气机构停止输气，气囊的空气沿电动气阀排出，并缩小到容纳腔中，环形槽能够通畅流水。
附图说明
19.图1为本实用新型的主视的结构示意图；
20.图2为本实用新型的剖视的结构示意图；
21.图3为本实用新型的图2中a处的放大结构示意图；
22.图4为本实用新型的图2中b处的放大结构示意图。
23.图中标号说明：
24.1、掘进机；2、钻头悬臂；3、保护箱体；4、环形槽；5、齿环；6、水刀；7、刹车电机；8、超高压泵；9、输水管；10、容纳腔；11、气囊；12、电动气阀；13、气泵；14、输气管；15、座托；16、卡箍。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.实施例：
27.请参阅图1-4，一种煤矿巷道智能掘进机器人，包括掘进机1以及设置在掘进机1一端的钻头悬臂2，钻头悬臂2上设置有转速传感器，用于检测到掘进头卡住的情况发生，钻头悬臂2的外侧固定安装有保护箱体3，保护箱体3的结构为环形，保护箱体3远离掘进机1的一侧开设有环形槽4，环形槽4的一侧通过环形滑轨转动安装有齿环5，环形槽4的开口错开齿环5，齿环5的内壁固定安装有水刀6，齿环5的中轴线和掘进头的中轴线重合，以便带动水刀6围绕掘进头旋转，环形槽4的开口方向和水刀6的出射水流方向均平行于掘进头的外侧，以使水刀6沿环形槽4射出水流，掘进机1的外侧设置有用于水刀6供水的供水机构，环形槽4的内部固定安装有与齿环5齿端齿接的刹车电机7，刹车电机7的输出端通过齿轮齿接于齿环5齿端，环形槽4的开口处设置有封闭机构，智能掘进机器人通过无线通讯模块，能够实现无线遥控，由掘进机1带动钻头悬臂2在巷道内行进，钻头悬臂2上的钻头带动截齿旋转，切割岩层，并配备临时支护机器人、钻锚机器人、锚网运输机器人、鼓风除尘系统和运输传送带，以便临时支护机器人对巷道顶面进行支撑，并由鼓风除尘系统吸收掘进时产生的灰尘，再通过运输传送带转移煤矿碎块，在掘进头卡在掘进点时，钻头悬臂2上掘进头的截齿嵌入岩层中，通过供水机构为水刀6泵送高压水流，沿环形槽4的开口处射出，射入掘进头外侧的岩层上，然后通过刹车电机7驱动齿环5正转三百六十度，再反转三百六十度复位，来带动水刀6环绕钻头悬臂2，水刀6的高压水流轨迹环绕掘进头，错开截齿，使得掘进头外侧的岩层被分割，岩层与掘进头连接处的厚度降低，形成薄壁环状岩石，能够被掘进头钻破，能够缓解截齿受到掘进头和岩层的剪切作用，方便解放截齿，以减少掘进头卡住时弯折或断裂的截齿，再通过掘进机1向后拉动掘进头，脱离岩层，有利于降低掘进头被拉拽脱离掘进点时的报废率。
28.参阅图2，水刀6的外侧卡接有多个卡箍16，卡箍16的一端固定安装有座托15，刹车电机7和座托15之间留有空隙，座托15的一端焊接于齿环5的内壁，通过座托15和卡箍16将水刀6固定在齿环5的内壁，增大水刀6和齿环5的接触面积，有利于提高齿环5带动水刀6旋转时的稳定性。
29.参阅图2和图4，供水机构包括固定安装在掘进机1外侧的超高压泵8，超高压泵8的进水端连接于掘进机1上的水源，掘进机1上设置水箱作为水源，超高压泵8的出水端固定安装有输水管9，输水管9的一端延伸进环形槽4内部且固定连接于水刀6的进水端，在水刀6需要供水时，由超高压泵8抽取水箱中的水，加压沿输水管9泵送给水刀6，使水刀6射出高压水流。
30.参阅图1和图2，封闭机构包括开设在环形槽4开口处的容纳腔10，容纳腔10远离环形槽4的一侧粘接有气囊11，气囊11的外侧固定安装有电动气阀12，电动气阀12的进气端设置有充气机构，在供水机构停止时，环形槽4中无高压水流，打开电动气阀12，通过控制器控制充气机构在指定时间段内工作，向气囊11中充入定量空气，直至气囊11部分伸出容纳腔
10并封闭环形槽4开口处，再关闭电动气阀12，通过气囊11阻拦飞向环形槽4的碎石，能够减少环形槽4中堆积的碎石，便于齿环5和水刀6在环形槽4中顺利工作，反之，通过打开电动气阀12，控制充气机构停止输气，气囊11的空气沿电动气阀12排出，并缩小到容纳腔10中，离开环形槽4，以便水刀6射出高压水流时，环形槽4能够通畅流水。
31.参阅图1和图4，充气机构包括固定连接于电动气阀12进气端的输气管14，输气管14的一端延伸出容纳腔10内部且固定安装有气泵13，在气囊11需要充气时，控制电动气阀12打开，气泵13在指定时间段内抽取空气，沿输气管14充入气囊11中，气囊11能够胀大，并封闭环形槽4开口处，再关闭电动气阀12，反之，控制气泵13停机，打开电动气阀12，以便气囊11的空气沿电动气阀12和输气管14排出，以便缩小回到容纳腔10内部。
32.工作原理：在掘进头卡在掘进点时，钻头悬臂2上掘进头的截齿嵌入岩层中，通过供水机构为水刀6泵送高压水流，沿环形槽4的开口处射出，射入掘进头外侧的岩层上，然后通过刹车电机7驱动齿环5正转三百六十度，再反转三百六十度复位，来带动水刀6环绕钻头悬臂2，水刀6的高压水流轨迹环绕掘进头，错开截齿，使得掘进头外侧的岩层被分割，岩层与掘进头连接处的厚度降低，形成薄壁环状岩石，能够被掘进头钻破，能够缓解截齿受到掘进头和岩层的剪切作用，方便解放截齿，以减少掘进头卡住时弯折或断裂的截齿，再通过掘进机1向后拉动掘进头，脱离岩层，有利于降低掘进头被拉拽脱离掘进点时的报废率。
33.在供水机构停止时，环形槽4中无高压水流，打开电动气阀12，通过控制器控制充气机构在指定时间段内工作，向气囊11中充入定量空气，直至气囊11部分伸出容纳腔10并封闭环形槽4开口处，再关闭电动气阀12，通过气囊11阻拦飞向环形槽4的碎石，能够减少环形槽4中堆积的碎石，便于齿环5和水刀6在环形槽4中顺利工作，反之，通过打开电动气阀12，控制充气机构停止输气，气囊11的空气沿电动气阀12排出，并缩小到容纳腔10中，离开环形槽4，以便水刀6射出高压水流时，环形槽4能够通畅流水。
34.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种煤矿巷道智能掘进机器人，包括掘进机(1)以及设置在掘进机(1)一端的钻头悬臂(2)，其特征在于：所述钻头悬臂(2)的外侧固定安装有保护箱体(3)，所述保护箱体(3)的结构为环形，所述保护箱体(3)远离掘进机(1)的一侧开设有环形槽(4)，所述环形槽(4)的一侧转动安装有齿环(5)，所述齿环(5)的内壁固定安装有水刀(6)，所述掘进机(1)的外侧设置有用于水刀(6)供水的供水机构，所述环形槽(4)的内部固定安装有与齿环(5)齿端齿接的刹车电机(7)，所述环形槽(4)的开口处设置有封闭机构。2.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道智能掘进机器人，其特征在于：所述供水机构包括固定安装在掘进机(1)外侧的超高压泵(8)，所述超高压泵(8)的进水端连接于掘进机(1)上的水源，所述超高压泵(8)的出水端固定安装有输水管(9)，所述输水管(9)的一端延伸进环形槽(4)内部且固定连接于水刀(6)的进水端。3.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道智能掘进机器人，其特征在于：所述封闭机构包括开设在环形槽(4)开口处的容纳腔(10)，所述容纳腔(10)远离环形槽(4)的一侧粘接有气囊(11)，所述气囊(11)的外侧固定安装有电动气阀(12)，所述电动气阀(12)的进气端设置有充气机构。4.根据权利要求3所述的一种煤矿巷道智能掘进机器人，其特征在于：所述充气机构包括固定连接于电动气阀(12)进气端的输气管(14)，所述输气管(14)的一端延伸出容纳腔(10)内部且固定安装有气泵(13)。5.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道智能掘进机器人，其特征在于：所述水刀(6)的外侧卡接有多个卡箍(16)，所述卡箍(16)的一端固定安装有座托(15)，所述座托(15)的一端焊接于齿环(5)的内壁。6.根据权利要求5所述的一种煤矿巷道智能掘进机器人，其特征在于：所述环形槽(4)的开口错开齿环(5)，所述刹车电机(7)和座托(15)之间留有空隙。

技术总结

本实用新型公开了一种煤矿巷道智能掘进机器人，属于掘进机器人领域，一种煤矿巷道智能掘进机器人，包括掘进机以及设置在掘进机一端的钻头悬臂，钻头悬臂的外侧固定安装有保护箱体，保护箱体的结构为环形，保护箱体远离掘进机的一侧开设有环形槽，环形槽的一侧转动安装有齿环，齿环的内壁固定安装有水刀，掘进机的外侧设置有用于水刀供水的供水机构，环形槽的内部固定安装有与齿环齿端齿接的刹车电机，环形槽的开口处设置有封闭机构，它可以实现能够缓解截齿受到掘进头和岩层的剪切作用，方便解放截齿，以减少掘进头卡住时弯折或断裂的截齿，有利于降低掘进头被拉拽脱离掘进点时的报废率。废率。废率。