[实用新型]全液压双层结构可避障自动打眼机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及薄煤层综采工作面的打眼设备，具体地说是一种全液压双层结构可避障自动打眼机器人。

背景技术

薄煤层采煤工作面因煤层厚度受限，对综采机械化采煤的三机配套要求极高，但是16煤（平均厚度1.2m）含有零星分布不规律的极其坚硬的硫化铁结核石，对薄煤层综合机械化提出了更加严苛的要求。

目前通常使用的综采工作面采煤机受限于整机外形尺寸及截割功率的限制，遇到硫化铁结核石时无法直接截割破碎，强行截割破碎对设备损伤严重且存在较大的安全隐患，需要人工在工作面进行局部打眼放炮，消除硫化铁结核石的影响。

现在，煤矿采煤生产中基本使用煤电钻、风煤钻、乳化液钻机进行打眼，受制于薄煤层采煤工作面空间闲置，高度超过1.3米的打眼设备也无法作业。由于薄煤层炮采工作面需要大量的人工打眼，在打眼过程中遇到煤层内部的硫化铁结核石时钻机也无法打眼，一处地点工作结束该工作不仅工人劳动强度较大，占用人员多，效率低下，另一方面，设备需要人工移动，增加了工作量，而且在工作面前没有完整支护的情况下打眼也存在一定的安全隐患。

发明内容

本实用新型的技术任务是解决薄煤层炮采工作面或含有坚硬结核石的薄煤层工作面人工打眼问题，提供一种全液压双层结构可避障自动打眼机器人，实现工作面自动行走、定位、识别、避障、打眼，完全代替现有的人工打眼，降低工人劳动强度，提高打眼作业安全性，弥补各种钻具打眼作业的不足。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

全液压双层结构可避障自动打眼机器人，其结构包括机架本体，以及布置于机架本体上方的钻具总成、高清摄像机、液压系统和电控系统，液压系统为钻具总成提供动力源，电控系统分别连接并控制高清摄像机和液压系统。

在现有技术的结构基础上，为了对打眼的高度进行调节，钻具总成包括升降平台、滑动连接于升降平台的钻具、固定于升降平台并推动钻具滑动的推拉组件，钻具的钻杆垂直于钻具的滑动方向；同时，为了对需要打眼的炮采工作面进行图像采集以实现打眼避障，高清摄像机固定于钻具，且高清摄像机的摄像端口正对工作面煤壁；电控系统包括PLC电控箱、安装在钻具内部用于监测钻具中钻杆钻进压力的压力传感器、安装在钻具侧部用于检测钻具中钻杆位移量的位移传感器，压力传感器和位移传感器分别由PLC电控箱进行控制。

在上述结构的基础上，所涉及机架本体的下方还布置有辅助行走的行走系统，电控系统与行走系统之间通过有线或无线方式相连。行走系统为履带式结构，行走系统的履带表面布置有多个磁钢和一个行走传感器，多个磁钢沿着履带的前进方向等间距排列，行走传感器位于多个磁钢的侧部。行走中，PLC电控箱通过行走传感器检测每个磁钢的时间来计算行走距离，以使钻具到达下一个需要打眼的位置。

在上述结构的基础上，所涉及钻具总成的数量为至少两个，每个钻具总成分别连接液压系统；至少两个钻具总成平行设置，至少一个钻具总成布置于机架本体的侧部，至少一个钻具总成布置于机架本体的中部，且布置于机架本体侧部的钻具总成低于布置于机架本体中部的钻具总成，通过将钻具布置于不同的高度位置，在炮采工作面的不同高度进行同时打眼，满足实际打眼需求。

优选，所涉及钻具总成的数量为四个，其中两个钻具总成对称布置于机架本体的侧部，剩余两个钻具总成对称布置于机架本体的中部。

在上述结构的基础上，所涉及的升降平台包括水平布置的平台本体、以及位于平台本体下方的至少一个升降油缸，升降油缸竖直放置，升降油缸向下固定于机架本体，升降油缸向上固定于平台本体。在实际使用中，为了保证平台本体的升降稳定性，在尽可能降低成本的情况下，可以选择同时升降的两个或三个升降油缸。

进一步的，推拉组件选用移动油缸，移动油缸与液压系统相连，移动油缸向下固定于升降平台，移动油缸的伸缩端向外水平延伸并固定于钻具。

在上述结构的基础上，为了对炮采工作面进行支护，机架本体的侧部对称布置有升降支柱，升降支柱竖直放置。

优选，所涉及升降支柱的顶端布置有固定压力传感器，固定压力传感器由PLC电控箱进行控制。

优选，升降立柱为双侧液压支柱，双侧液压支柱与液压系统相连，双侧液压支柱的数量为至少二根。

本实用新型的全液压双层结构可避障自动打眼机器人与现有技术相比所产生的有益效果是：