断面截割修形装置及掘进机的制作方法

1.本实用新型涉及掘进机技术领域，具体而言，涉及一种断面截割修形装置及掘进机。


背景技术：

2.传统掘进机主要由行走机构、截割头、装运机构和转载机构组成，随着行走机构向前推进，截割头旋转破碎岩石，同时，截割头上下、左右摆动将前端的煤岩复合体切割下来，并通过装运机构和转载机构将碎料运走。
3.然而，为了完成断面修行和较宽断面截割，掘进机在巷道中需要通过行走机构左右移机，带动截割头左右移动，对底板造成反复碾压的同时，降低了巷道掘进效率。
4.综上，如何克服现有的掘进机的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种断面截割修形装置及掘进机，以缓解现有技术的中掘进机存在的易损伤巷道底板以及掘进效率低的技术问题。
6.本实用新型提供的断面截割修形装置，包括主截割装置和侧截割装置。
7.所述主截割装置包括主截割臂和主截割滚筒，所述主截割臂用于安装在掘进机的机体的中间区域，所述主截割滚筒安装于所述主截割臂的前端，所述主截割臂用于驱动所述主截割滚筒摆动。
8.所述侧截割装置用于安装在所述机体的侧部，所述侧截割装置包括侧截割臂和侧截割滚筒，所述侧截割滚筒安装于所述侧截割臂的前端，所述侧截割臂用于驱动所述侧截割滚筒摆动。
9.优选地，作为一种可实施方式，所述侧截割装置还包括第一回转机构，所述第一回转机构连接于所述侧截割臂与所述侧截割滚筒之间，所述第一回转机构用于驱动所述侧截割滚筒左右摆动。
10.优选地，作为一种可实施方式，所述第一回转机构包括转接座、第一回转驱动器和回转件，所述转接座与所述侧截割臂相连，所述第一回转驱动器安装于所述转接座，所述回转件与所述第一回转驱动器的回转部相连，所述回转件与所述侧截割滚筒相连。
11.优选地，作为一种可实施方式，所述侧截割装置为两个，两个所述侧截割装置分别用于安装在所述机体的两侧；
12.和/或，所述侧截割装置还包括第一线性驱动器、第一连杆和第二连杆，所述第一线性驱动器铰接于所述侧截割臂，所述侧截割臂与所述侧截割滚筒铰接，所述第一连杆与所述侧截割臂铰接，所述第二连杆与所述侧截割滚筒铰接，所述第一连杆和所述第二连杆均与所述第一线性驱动器的工作端铰接。
13.优选地，作为一种可实施方式，所述侧截割装置还包滑移机构，所述滑移机构用于
设置在所述机体的侧部，所述侧截割臂与所述滑移机构的移动部连接，所述滑移机构用于驱动所述侧截割臂前后移动。
14.优选地，作为一种可实施方式，所述滑移机构包括轨道、第二线性驱动器和安装座，所述轨道用于安装到所述机体上并沿所述机体的行进方向延伸设置，所述安装座与所述轨道配合，所述侧截割臂安装于所述安装座；所述第二线性驱动器安装于所述轨道与所述安装座之间，用于驱动所述安装座沿所述轨道移动。
15.优选地，作为一种可实施方式，所述侧截割装置还包括第二回转机构，所述第二回转机构安装于所述滑移机构的移动部，所述滑移机构用于驱动所述第二回转机构前后移动，所述侧截割臂安装于所述第二回转机构的回转部，所述第二回转机构用于驱动所述侧截割臂左右摆动。
16.优选地，作为一种可实施方式，所述侧截割臂包括摆臂和第三线性驱动器，所述摆臂的一端与所述第二回转机构的回转部铰接，所述摆臂的另一端与所述侧截割滚筒相接；所述第三线性驱动器铰接于所述第二回转机构与所述摆臂之间，用于驱动所述摆臂上下摆动。
17.优选地，作为一种可实施方式，所述摆臂包括俯仰臂和折叠臂，所述侧截割臂还包括第四线性驱动器，所述俯仰臂的一端与所述回转机构的回转部铰接，所述俯仰臂的另一端与所述折叠臂的一端在第一铰接点处铰接，所述折叠臂的另一端与所述侧截割滚筒铰接；所述第三线性驱动器与所述俯仰臂铰接，所述第四线性驱动器安装于所述俯仰臂，且所述第四线性驱动器的工作端与所述折叠臂在第二铰接点处铰接，所述第一铰接点与所述第二铰接点均位于所述折叠臂的同一端，且所述第一铰接点与所述第二铰接点间隔设置。
18.本实用新型还提供了一种掘进机，其包括上述断面截割修形装置。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
20.本实用新型提供的断面截割修形装置，主截割装置中的主截割臂能够驱动主截割滚筒在机体正对的截割断面的中间区域摆动，从而，主截割滚筒能够对截割断面的中间区域进行截割修形。
21.特别的是，本实用新型提供的断面截割修形装置，还具有用于安装到机体侧部的侧截割装置，侧截割装置中的侧截割臂能够驱动侧截割滚筒在截割断面的侧方区域摆动，该侧方区域偏离机体正对的中间区域，从而，侧截割滚筒能够对截割断面的侧方区域进行截割修形。
22.因此，本实用新型提供的断面截割修形装置，侧截割滚筒能够与侧截割滚筒同时工作，利用侧截割滚筒配合侧截割滚筒对主截割滚筒无法到达的侧方区域进行截割修形，从而，可扩大掘进机的截割修形宽度，在较宽的巷道中作业时，可减少掘进机的左右移动，甚至无需掘进机左右移动，不但可缓解对巷道底板的碾压问题，保护巷道底板，而且还能提高巷道掘进效率，从而，提高整个掘进面和掘进巷道的施工速度。
23.本实用新型提供的掘进机，因包括上述断面截割修形装置，故具有上述断面截割修形装置的所有优点，不但可缓解对巷道底板的碾压问题，保护巷道底板，而且还能提高巷道掘进效率，从而，提高整个掘进面和掘进巷道的施工速度。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例提供的掘进机的侧视结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例提供的掘进机的部分结构的俯视结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例提供的断面截割修形装置中的侧截割筒与第一回转机构的装配结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例提供的断面截割修形装置中的滑移机构的俯视结构示意图。
29.附图标记说明：
30.100-机体；
31.210-主截割臂；220-主截割滚筒；
32.310-侧截割臂；311-俯仰臂；312-折叠臂；313-第三线性驱动器；314-第二位移传感器；315-第四线性驱动器；316-第三位移传感器；320-侧截割滚筒；330-第一回转机构；331-回转件；332-第一回转驱动器；333-转接座；341-第一线性驱动器；342-加速度传感器；343-第一连杆；344-第二连杆；350-滑移机构；351-轨道；352-第二线性驱动器；353-第一位移传感器；354-安装座；360-第二回转机构；361-回转台；362-角速度传感器；
33.400-雷达监测系统；
34.500-控制器。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
38.参见图1和图2，本实施例提供了一种断面截割修形装置，其包括主截割装置和侧截割装置；主截割装置包括主截割臂210和主截割滚筒220，主截割臂210用于安装在掘进机的机体100的中间区域，主截割滚筒220安装于主截割臂210的前端，主截割臂210用于驱动主截割滚筒220摆动；侧截割装置用于安装在机体100的侧部，侧截割装置包括侧截割臂310和侧截割滚筒320，侧截割滚筒320安装于侧截割臂310的前端，侧截割臂310用于驱动侧截割滚筒320摆动。
39.本实施例提供的断面截割修形装置，主截割装置中的主截割臂210能够驱动主截割滚筒220在机体100正对的截割断面的中间区域摆动，从而，主截割滚筒220能够对截割断面的中间区域进行截割修形。
40.特别的是，本实施例提供的断面截割修形装置，还具有用于安装到机体100侧部的侧截割装置，侧截割装置中的侧截割臂310能够驱动侧截割滚筒320在截割断面的侧方区域摆动，该侧方区域偏离机体100正对的中间区域，从而，侧截割滚筒320能够对截割断面的侧方区域进行截割修形。
41.因此，本实施例提供的断面截割修形装置，侧截割滚筒320能够与侧截割滚筒320同时工作，利用侧截割滚筒320配合主截割滚筒220对主截割滚筒220无法到达的侧方区域进行截割修形，从而，可扩大掘进机的截割修形宽度，在较宽的巷道中作业时，可减少掘进机的左右移动，甚至无需掘进机左右移动，不但可缓解对巷道底板的碾压问题，保护巷道底板，而且还能提高巷道掘进效率，从而，提高整个掘进面和掘进巷道的施工速度。
42.参见图1-图3，在上述侧截割装置中还可设置第一回转机构330，将第一回转机构330连接于侧截割臂310与侧截割滚筒320之间，以利用第一回转机构330驱动侧截割滚筒320左右摆动微调，进一步提高了侧截割滚筒320的灵活性，可使得侧截割滚筒320更顺利地到达指定位置。
43.在第一回转机构330的具体结构中可设置转接座333、回转件331和第一回转驱动器332，将转接座333与侧截割臂310的前端铰接，将第一回转驱动器332安装于转接座333，并将第一回转驱动器332与回转件331连接，利用第一回转驱动器332驱动回转件331做回转运行，将回转件331与侧截割滚筒320连接，以实现对侧截割滚筒320的左右摆动微调，提高了侧截割滚筒320的灵活性，可使得侧截割滚筒320更顺利地到达指定位置，以能够更好地适应端面侧方的修形工作。
44.参见图2，上述侧截割装置可设置为两个，两个侧截割装置可分别设置在掘进机的机体100的左右两侧，以进一步扩大断面截割修形装置的截割修形宽度，在较宽的巷道中作业时，可进一步减少掘进机的左右移动，更好地保护巷道底板，并提高巷道掘进效率。
45.参见图1，在本实施例提供的侧截割装置中可设置第一线性驱动器341、第一连杆343和第二连杆344，将第一线性驱动器341铰接于侧截割臂310，将侧截割臂310与侧截割滚筒320铰接，以使得侧截割滚筒320能够相对侧截割臂310摆动；将第一连杆343与侧截割臂310铰接，将第二连杆344与侧截割滚筒320铰接，并将第一连杆343和第二连杆344均第一线性驱动器341的工作端铰接，形成四连杆机构，从而，第一线性驱动器341便可顺利驱动侧截割滚筒320相对侧截割臂310上下摆动微调，提高了侧截割滚筒320的灵活性，可使得侧截割滚筒320更顺利地到达指定位置，以能够更好地适应端面侧方的修形工作。
46.具体地，可在第一线性驱动器341上设置加速度传感器342，利用加速度传感器342对第一线性驱动器341伸缩过程中的加速度进行实时检测，以通过反馈控制，使第一线性驱动器341的加速度达到设定的值，精度较高。
47.参见图1、图2和图4，在本实施例提供的侧截割装置中还可设置滑移机构350，该滑移机构350可设置在机体100的侧部，并将侧截割臂310与滑移机构350的移动部连接，以利用滑移机构350驱动侧截割臂310前后移动，从而，侧截割滚筒320能够在侧截割臂310的带动下前后移动，可扩大侧截割滚筒320在前后方向的工作区域，以使侧截割滚筒320能够到
达指定的截割位置。
48.在上述滑移机构350的具体结构中可设置轨道351、第二线性驱动器352和安装座354，轨道351可安装到机体100上，并使轨道351沿机体100的行进方向前后延伸设置，将安装座354与轨道351配合，使侧截割臂310能够随安装座354沿轨道351移动，将侧截割臂310安装到安装座354上；将第二线性驱动器352安装于轨道351与安装座354之间，利用第二线性驱动器352驱动安装座354沿轨道351移动，从而，侧截割臂310便能随安装座354同步沿轨道351前后移动。
49.具体地，可在滑移机构350中增设第一位移传感器353，以利用第一位移传感器353对第二线性驱动器352的行程进行实时监测，以通过反馈控制，使第二线性驱动器352达到设定的行程，精度较高。
50.在本实施例提供的断面截割修形装置中还可设置第二回转机构360，将第二回转机构360安装到滑移机构350的移动部，将侧截割臂310安装到第二回转机构360的回转部，即利用第二回转机构360将侧截割臂310与滑移机构350间接连接，滑移机构350能够驱动第二回转机构360前后移动，第二回转机构360能够驱动侧截割臂310左右摆动，最终能够实现侧截割滚筒320的前后移动与左右摆动，可扩大侧截割滚筒320在左右方向的工作区域，使侧截割滚筒320能够更加顺利地到达指定的截割位置。
51.在上述第二回转机构360的具体结构中可设置回转台361和第二回转驱动器，将回转台361与上述安装座354转定配合，将侧截割臂310安装到回转台361上，即将回转台361与安装座354间接配合，将第二回转驱动器安装到安装座354与回转台361之间，利用第二回转驱动器驱动回转台361转动，从而，侧截割臂310能够随回转台361同步左右摆动。
52.具体地，可在第二回转机构360中增设角速度传感器362，以利用角速度传感器362对第二回转驱动器进行实时监测，以通过反馈控制，使回转驱动器达到设定的回转角度，精度较高。
53.上述侧截割臂310能够驱动侧截割滚筒320上下摆动，从而，侧截割滚筒320能够在侧截割臂310的带动下上下移动，可扩大侧截割滚筒320在高度方向的工作区域，以使侧截割滚筒320能够到达指定的截割位置。
54.在上述侧截割臂310的具体结构中可设置摆臂和第三线性驱动器313，将摆臂的一端与第二回转机构360的回转部铰接，将摆臂的另一端与侧截割滚筒320相接，使摆臂能够相对第二回转机构360摆动，将第三线性驱动器313铰接于第二回转机构360与摆臂之间，从而，可利用第三线性驱动器313驱动摆臂上下摆动。
55.具体地，可在第三线性驱动器313上设置第二位移传感器314，利用第二位移传感器314对第三线性驱动器313的行程进行实时监测，以通过反馈控制，使第三线性驱动器313达到设定的行程，精度较高。
56.在摆臂的具体结构中可设置俯仰臂311和折叠臂312，在此基础上，增设第四线性驱动器315，将俯仰臂311的一端与回转机构的回转部铰接，将俯仰臂311的另一端与折叠臂312的一端在第一铰接点铰接，将折叠臂312的另一端与侧截割滚筒320铰接，如此，俯仰臂311可带动折叠臂312和侧截割滚筒320做俯仰摆动，而折叠臂312可带动侧截割滚筒320折起或展开。将第三线性驱动器313与俯仰臂311铰接，以利用第三线性驱动器313驱动俯仰臂311做俯仰摆动；将第四线性驱动器315安装到俯仰臂311上，将第四线性驱动器315的工作
端与折叠臂312在第二铰接点铰接，将第一铰接点与第二铰接点均设置在折叠臂312的同一端，并将第一铰接点与第二铰接点间隔设置，如此，第四线性驱动器315便可驱动折叠臂312折叠收起或展开工作。
57.需要说明的是，在无需使用侧截割滚筒320时，可将折叠臂312收起，缩小断面截割修形装置的占用空间，减少作业干扰。
58.具体地，可在第四线性驱动器315上设置第三位移传感器316，利用第三位移传感器316对第四线性驱动器315的行程进行实时检测，以通过反馈控制，使第四线性驱动器315达到设定的行程，精度较高。
59.具体地，回转台361与俯仰臂311之间的铰接轴、俯仰臂311与折叠臂312之间的铰接轴、折叠臂312与侧截割滚筒320之间的铰接轴均相互平行且水平设置。
60.本实施例中的侧截割滚筒320的具体结构可设置为与现有技术中截割滚筒的结构相同。
61.侧截割滚筒320可利用液压马达驱动转动，以实现截割；在此基础上，可在液压马达上安装旋转编码器，通过旋转编码器对液压马达的转速进行实时监测。
62.在本实施例提供的断面截割修形装置的具体结构中，还可增设雷达监测系统400和控制器500，利用雷达监测系统400监测截割断面，获取截割断面的成形情况，将雷达监测系统400、主截割装置和侧截割装置均与控制器500电连接，如此，控制器500便可根据雷达监测系统400获取的截割断面的成型情况，向主截割装置和侧截割装置发送指令，使主截割滚筒220和侧截割滚筒320到达指定位置。
63.具体地，侧截割装置中的第一线性驱动器341、第二线性驱动器352、第三线性驱动器313、第四线性驱动器315、第一回转驱动器332和第二回转驱动器均与控制器500电连接。
64.上述雷达监测系统400安装于机体100的前端，控制器500安装于机体100的后端。
65.上述第一线性驱动器341、第二线性驱动器352、第三线性驱动器313和第四线性驱动器315均可设置为油缸，其中，第二线性驱动器352可设置为双向多级油缸。
66.本实施例提供的断面截割修形装置，可采用如下步骤工作：
67.掘进作业时，控制第二线性驱动器352驱动侧截割臂310滑移至指定截割位置；
68.控制第二回转驱动器驱动侧截割臂310回转，调整侧截割臂310水平方向的截割位置；
69.控制第三线性驱动器313伸长，调整俯仰臂311达到所需的俯仰角度；
70.控制第四线性驱动器315伸出，调整折叠臂312展开至截割初始位置；
71.控制第一线性驱动器341和第一回转驱动器332驱动侧截割滚筒320摆动，对侧截割滚筒320进行左右和上下的微调，此时完成了侧截割滚筒320的位置调整；
72.启动液压马达，驱动侧截割滚筒320对侧帮进行截割，完成一次截割后，启动雷达监测装置，获取断面的成形情况，通过控制器500向第一线性驱动器341、第二回转驱动器、第二线性驱动器352、第三线性驱动器313、第四线性驱动器315和第一回转驱动器332发出工作和动作参数指令，实现自动修形。
73.本实施例还提供了一种掘进机，其包括上述断面截割修形装置。
74.本实施例提供的掘进机，因包括上述断面截割修形装置，故具有上述断面截割修形装置的所有优点，不但可缓解对巷道底板的碾压问题，保护巷道底板，而且还能提高巷道
掘进效率，从而，提高整个掘进面和掘进巷道的施工速度。
75.综上所述，本实用新型实施例公开了一种断面截割修形装置及掘进机，其克服了传统的掘进机的诸多技术缺陷。本实用新型实施例提供的断面截割修形装置及掘进机，可扩大掘进机的截割修形宽度，在较宽的巷道中作业时，可减少掘进机的左右移动，甚至无需掘进机左右移动，不但可缓解对巷道底板的碾压问题，保护巷道底板，而且还能提高巷道掘进效率，从而，提高整个掘进面和掘进巷道的施工速度。
76.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于机体100实际工作时的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
77.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。