采煤工作面液压支架安装就位实验装置的制作方法

本实用新型涉及教学实验装置领域，尤其涉及一种采煤工作面液压支架安装就位实验装置。

背景技术：

关于井下液压支架的安装就位这一过程，在一些矿业特色的专业课上涉及很多，听众听完课程之后对这些知识的领悟并不透彻，往往需要到矿井下进行实地观察才能得到较确切的印象。然而，井下事故频发，一旦发生意外，救援困难。因而，下井观摩学习具有一定的危险性，并不可取。如果有一种方法或者实验装置可以模拟液压支架在井下的转移与安装的这一过程，这样，听众便可以通过观看实验装置，形象地将在课堂上得到的知识进一步巩固并加深理解。

为克服上述的问题，需要一种采煤工作面液压支架安装就位实验装置，该实验装置可以模拟液压支架模型在采煤工作面的搬运、转向和摆放就位等作业过程，可用于实验教学，便于作业过程的讲解与演示。

技术实现要素：

发明目的：本实用新型的目的在于提出一种采煤工作面液压支架安装就位实验装置，该安装就位实验装置可实现液压支架模型在模拟采煤工作面内的搬运、转向、摆放就位作业，进而将这一过程形象的展示在观者眼前并加深理解。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种采煤工作面液压支架安装就位实验装置，包括支架搬运车、支架转运平台和安装就位机；

所述支架搬运车可沿支架搬运轨道移动，用于将液压支架搬运至支架转运平台；

所述支架转运平台用于将支架搬运车上的液压支架转运至安装就位机，支架转运平台包括转运轨道、龙门架、转运车轮、转运车轮驱动组件和升吊装置，转运轨道与地面相连，龙门架底部设置转运车轮，转运车轮驱动组件设置在龙门架上并与转运车轮相连，通过转运车轮驱动组件驱动转运车轮沿着转运轨道移动，升吊装置与所述龙门架相连；

所述安装就位机用于调整液压支架姿态，并将液压支架推送至模拟采煤工作面，所述安装就位机包括旋转升降平台、斜坡式堆放平台和推移液压缸，旋转升降平台与斜坡式堆放平台相连，在旋转升降平台的侧面设置推移液压缸。

进一步的，所述支架搬运车包括车架、转弯装置、搬运驱动轮组件、搬运行走轮组件和搬运驱动组件，转弯装置包括旋转轴承和旋转底板，搬运驱动轮组件包括搬运驱动轮轴、搬运驱动轮连接板、搬运传动轮和搬运驱动轮，搬运行走轮组件包括搬运行走轮轴、搬运行走轮连接板和搬运行走轮，搬运驱动组件包括搬运液压马达、搬运皮带轮、搬运皮带和搬运液压马达连接座；

旋转轴承安装在车架底部，旋转底板与旋转轴承相连，搬运驱动轮连接板、搬运行走轮连接板均与旋转底板相连，搬运驱动轮轴通过轴承安装在搬运驱动轮连接板上，搬运驱动轮轴一端设有搬运驱动轮，在搬运驱动轮轴靠近搬运驱动轮的位置设有搬运传动轮，搬运驱动轮、搬运传动轮均与搬运驱动轮轴键连接，搬运驱动轮轴另一端设有搬运行走轮，搬运行走轮通过轴承安装在搬运驱动轮轴上，搬运行走轮轴通过轴承安装在搬运行走轮连接板上，搬运行走轮轴两端均设有搬运行走轮，搬运行走轮通过轴承安装在搬运行走轮轴上，搬运液压马达底座通过搬运液压马达连接座与旋转底板相连，搬运皮带轮与搬运液压马达输出轴键连接，搬运皮带包络在搬运皮带轮和搬运传动轮外，搬运液压马达通过搬运皮带轮和搬运皮带带动搬运传动轮转动。

进一步的，所述液压马达连接座为直角件，液压马达连接座的一个直角面与旋转底板相连，液压马达连接座的另一个直角面与搬运液压马达底座相连，搬运液压马达输出轴穿过液压马达连接座的另一个直角面上的通孔。

进一步的，所述龙门架包括若干立柱、横梁和支撑梁，每个立柱下端均开有通孔，立柱上端与横梁两端相连，支撑梁两端与立柱相连；所述转运车轮包括转运驱动车轮组件和转运行走车轮组件，转运驱动车轮组件包括转运皮带轮、转运驱动轮、转运驱动轮轴，转运行走车轮组件包括转运行走轮、转运行走轮轴，在至少一个立柱下端的通孔内安装转运驱动轮轴，转运皮带轮和转运驱动轮均与转运驱动轮轴键连接，在其它立柱下端的通孔内安装转运行走轮轴，转运行走轮与转运行走轮轴键连接；所述转运车轮驱动组件包括驱动液压马达、驱动液压马达连接座、驱动皮带轮和驱动皮带，驱动液压马达底座通过驱动液压马达连接座与立柱相连，驱动皮带轮与驱动液压马达输出轴键连接，驱动皮带包络在驱动皮带轮和转运皮带轮外，驱动液压马达通过驱动皮带轮和驱动皮带带动转运皮带轮转动；所述升吊装置包括升吊液压缸、升吊液压缸连接座、滑轮组、钢丝绳和吊钩，升吊液压缸固定端通过升吊液压缸连接座与支撑梁相连，滑轮组与横梁相连，钢丝绳的一端与升吊液压缸伸缩端相连，钢丝绳的另一端绕过滑轮组并与吊钩相连。

进一步的，所述驱动液压马达连接座为直角件，驱动液压马达连接座的一个直角面与立柱相连，驱动液压马达连接座的另一个直角面与驱动液压马达的驱动液压马达底座相连，驱动液压马达输出轴穿过驱动液压马达连接座的另一个直角面上的通孔。

进一步的，所述升吊液压缸连接座为U形件，升吊液压缸连接座的底面与支撑梁相连，升吊液压缸连接座的侧面与升吊液压缸固定端相连。

进一步的，所述旋转升降平台包括旋转升降机架、旋转机构和升降机构，旋转机构包括旋转台、小齿轮、大齿轮、旋转板、旋转液压马达，升降机构包括升降液压缸和升降液压缸安装座；

旋转台底面中心设有凸台，凸台下端与旋转板的上表面转动连接，大齿轮与旋转台底面相连，旋转液压马达的底座与旋转升降机架相连，旋转液压马达的输出轴与小齿轮键连接，且小齿轮和大齿轮相啮合，升降液压缸固定端通过升降液压缸安装座与地面相连，升降液压缸伸缩端和旋转板的下表面转动连接。

进一步的，所述升降液压缸安装座开有竖向通孔，竖向通孔两侧开有两个横向螺钉插入孔，升降液压缸固定端插入升降液压缸安装座的竖向通孔中，同时两个螺钉分别插入升降液压缸安装座的两个横向螺钉插入孔中并通过螺纹副与升降液压缸固定端相连。

采用本实用新型的技术方案将能获得以下有益效果：(1)采用所述支架搬运车实现了液压支架的搬运；(2)采用所述安装就位机的旋转升降平台，实现了液压支架安全可靠的升降与转向，采用所述安装就位机的推移液压缸，实现了液压支架在斜坡式堆放平台的平稳下移；(3)采用所述支架搬运车、支架转运平台和安装就位机，实现液压支架模型在采煤工作面内的搬运、转向、摆放就位作业，并将这一过程形象的展示给看者。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的采煤工作面液压支架安装就位实验装置的立体示意图；

图2是图1所示的采煤工作面液压支架安装就位实验装置的支架搬运车的立体示意图；

图3是图1所示的采煤工作面液压支架安装就位实验装置的支架转运平台的立体示意图；

图4是图1所示的采煤工作面液压支架安装就位实验装置的安装就位机的立体示意图；

图5是图2所示的支架搬运车搬运液压支架的立体示意图；

图6是图2所示的支架搬运车搬运液压支架到支架转运平台的立体示意图；

图7是图3所示的支架转运平台吊起液压支架并转运的立体示意图；

图8是图3所示的支架转运平台转运液压支架到安装就位机的立体示意图；

图9是图4所示的安装就位机旋转液压支架90度的立体示意图；

图10是图4所示的安装就位机把液压支架推下就位机的立体示意图；

图11是图4所示的安装就位机把液压支架推到采煤工作面的立体示意图；

图12是液压支架转运平台转运下一个液压支架的工作流程示意图；

图13是包含展台、巷道模型、煤层模型的实验装置示意图；

图中：

1-支架搬运车；

11-车架；12-转弯装置；13-搬运驱动轮组件；14-搬运行走轮组件；15-搬运驱动组件；

121-旋转轴承；122-旋转底板；

131-搬运驱动轮轴；132-搬运驱动轮连接板；133-搬运传动轮；134-搬运驱动轮

141-搬运行走轮轴；142-搬运行走轮连接板；143-搬运行走轮；

151-搬运液压马达；152-搬运皮带轮；153-搬运皮带；154-搬运液压马达连接座；1511-搬运液压马达底座；1512-搬运液压马达输出轴；

2-支架转运平台；

21-转运轨道；22-龙门架；23-转运驱动车轮组件；24-转运行走车轮组件；25-转运车轮驱动组件；26-升吊装置；

221-立柱；222-横梁；223-支撑梁；

231-转运皮带轮；232-转运驱动轮；233-转运驱动轮轴；

241-转运行走轮；242-转运行走轮轴；

251-驱动液压马达；252-驱动液压马达连接座；253-驱动皮带轮；254-驱动皮带；

2511-驱动液压马达底座；2512-驱动液压马达输出轴；

261-升吊液压缸；262-升吊液压缸连接座；263-滑轮组；264-钢丝绳；265-吊钩；

2611-升吊液压缸固定端；2612-升吊液压缸伸缩端；

3-安装就位机；

31-旋转升降平台；32-斜坡式堆放平台；33-推移液压缸；

311-旋转升降机架；312-旋转机构；313-升降机构；

3121-旋转台；3122-小齿轮；3123-大齿轮；3124-旋转板；3125-旋转液压马达；

3131-升降液压缸；3132-升降液压缸安装座；

31311-升降液压缸固定端；31312-升降液压缸伸缩端；

331-推移液压缸固定端；332-推移液压缸伸缩端；

4-支架搬运轨道。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。

如图1所示，本实用新型的一种采煤工作面液压支架安装就位实验装置，包括支架搬运车1、支架转运平台2和安装就位机3。支架搬运车1可沿支架搬运轨道4移动，用于将液压支架搬运至支架转运平台2。所述支架转运平台2用于将支架搬运车1上的液压支架转运至安装就位机3，支架转运平台2包括转运轨道21、龙门架22、转运车轮、转运车轮驱动组件25和升吊装置26，转运轨道21与地面相连，龙门架22底部设置转运车轮，转运车轮驱动组件25设置在龙门架22上并与转运车轮相连，通过转运车轮驱动组件25驱动转运车轮沿着转运轨道21移动，升吊装置26与所述龙门架22相连。所述安装就位机3用于调整液压支架姿态，并将液压支架推送至模拟采煤工作面，安装就位机3包括旋转升降平台31、斜坡式堆放平台32和推移液压缸33，旋转升降平台31与斜坡式堆放平台32相连，在旋转升降平台31的侧面设置推移液压缸33。

如图1和2所示，所述支架搬运车1包括车架11、转弯装置12、搬运驱动轮组件13、搬运行走轮组件14和搬运驱动组件15，转弯装置12包括旋转轴承121和旋转底板122，搬运驱动轮组件13包括搬运驱动轮轴131、搬运驱动轮连接板132、搬运传动轮133和搬运驱动轮134，搬运行走轮组件14包括搬运行走轮轴141、搬运行走轮连接板142和搬运行走轮143，搬运驱动组件15包括搬运液压马达151、搬运皮带轮152、搬运皮带153和搬运液压马达连接座154。

旋转轴承121安装在车架11底部，旋转底板122与旋转轴承121相连，搬运驱动轮连接板132、搬运行走轮连接板142均与旋转底板122相连，搬运驱动轮轴131通过轴承安装在搬运驱动轮连接板132上，搬运驱动轮轴131一端设有搬运驱动轮134，在搬运驱动轮轴131靠近搬运驱动轮134的位置设有搬运传动轮133，搬运驱动轮134、搬运传动轮133均与搬运驱动轮轴131键连接，在搬运驱动轮134和搬运传动轮133之间的搬运驱动轮轴131上还设有一个限位套筒，用于轴向定位搬运传动轮133，搬运驱动轮轴131另一端设有搬运行走轮143，搬运行走轮143通过轴承安装在搬运驱动轮轴131上，并在轴承外端面与搬运驱动轮轴131同轴的装有平垫圈和螺母，搬运行走轮轴141通过轴承安装在搬运行走轮连接板142上，搬运行走轮轴141两端均设有搬运行走轮143，搬运行走轮143通过轴承安装在搬运行走轮轴141上，并在轴承外端面与搬运行走轮轴141同轴的装有平垫圈和螺母，搬运液压马达底座1511通过搬运液压马达连接座154与旋转底板122相连，搬运皮带轮152与搬运液压马达输出轴1512键连接，搬运皮带153包络在搬运皮带轮152和搬运传动轮133外，搬运液压马达151通过搬运皮带轮152和搬运皮带153带动搬运传动轮133转动，进而带动搬运驱动轮轴131和搬运驱动轮134同步转动。

本实施例中，所述液压马达连接座154为直角件，液压马达连接座154的一个直角面与旋转底板122通过螺纹连接件相连，液压马达连接座154的另一个直角面与搬运液压马达底座1511通过螺纹连接件相连，搬运液压马达输出轴1512穿过液压马达连接座154的另一个直角面上的通孔。

通过上述技术方案，液压支架放在车架11上，通过搬运皮带153的张紧力，搬运传动轮133和液压马达151同步转动，进而带动与搬运传动轮133同轴相连的搬运驱动轮134转动并沿着支架搬运轨道4移动，这样，3个搬运行走轮143与1个搬运驱动轮134一起实现了支架搬运车1沿着支架搬运轨道4移动，由于装有旋转轴承121，支架搬运车1可以沿着弯曲轨道移动，即实现了液压支架的搬运工作。

如图1和3所示，所述龙门架22包括若干立柱221、横梁222和支撑梁223，立柱221、横梁222均为四个，立柱221呈正方形对称布置，每个立柱221下端均开有通孔，立柱221上端与横梁222两端相连，支撑梁223为两个，支撑梁223两端与立柱221相连。所述转运车轮包括转运驱动车轮组件23和转运行走车轮组件24，转运驱动车轮组件23包括转运皮带轮231、转运驱动轮232、转运驱动轮轴233，转运行走车轮组件24包括转运行走轮241、转运行走轮轴242，在其中两个立柱221下端的通孔内安装转运驱动轮轴233，转运皮带轮231和转运驱动轮232均与转运驱动轮轴233键连接，在其它两个立柱221下端的通孔内安装转运行走轮轴242，转运行走轮241与转运行走轮轴242键连接；所述转运车轮驱动组件25包括驱动液压马达251、驱动液压马达连接座252、驱动皮带轮253和驱动皮带254，驱动液压马达底座2511通过驱动液压马达连接座252与立柱221相连，驱动皮带轮253与驱动液压马达输出轴2512键连接，驱动皮带254包络在驱动皮带轮253和转运皮带轮231外，驱动液压马达251通过驱动皮带轮253和驱动皮带254带动转运皮带轮231转动，进而带动转运驱动轮轴233和转运驱动轮232同步转动。所述升吊装置26包括升吊液压缸261、升吊液压缸连接座262、滑轮组263、钢丝绳264和吊钩265，升吊液压缸固定端2611通过升吊液压缸连接座262与支撑梁223相连，滑轮组262与横梁222通过螺纹连接件相连，钢丝绳263的一端与升吊液压缸伸缩端2612相连，钢丝绳263的另一端绕过滑轮组262并与吊钩265相连。

本实施例中，所述驱动液压马达连接座252为直角件，驱动液压马达连接座252的一个直角面与立柱221通过螺纹连接件相连，驱动液压马达连接座252的另一个直角面与驱动液压马达251的驱动液压马达底座2511通过螺纹连接件相连，驱动液压马达输出轴2512穿过驱动液压马达连接座252的另一个直角面上的通孔。

本实施例中，所述升吊液压缸连接座262为U形件，升吊液压缸连接座262的底面与支撑梁223通过螺纹连接件相连，升吊液压缸连接座262的侧面与升吊液压缸固定端2611通过螺纹连接件相连。

通过上述技术方案，吊钩265勾起液压支架，升吊液压缸261压缩，从而钢丝绳264吊起液压支架一定距离，进而，驱动液压马达251驱动转运皮带轮231同步转动，龙门架22可以沿着转运轨道21移动，即实现了支架转运平台2吊起液压支架并在转运轨道21上移动。

图5为支架搬运车1搬运液压支架的立体示意图；图6是支架搬运车1将液压支架搬运到支架转运平台2处的立体示意图；图7是支架转运平台2吊起液压支架并实现其转运的立体示意图。

如图1和4所示，所述旋转升降平台31包括旋转升降机架311、旋转机构312和升降机构313，旋转机构312包括旋转台3121、小齿轮3122、大齿轮3123、旋转板3124、旋转液压马达3125，升降机构313包括升降液压缸3131和升降液压缸安装座3132。

旋转台3121底面中心设有凸台，凸台下端与旋转板3124的上表面转动连接，大齿轮3123与旋转台3121底面通过螺纹连接件相连，旋转液压马达3125的底座与旋转升降机架311通过螺纹连接件相连，旋转液压马达3125的输出轴与小齿轮3122键连接，且小齿轮3122和大齿轮3123相啮合，升降液压缸固定端31311通过升降液压缸安装座3132与地面相连，升降液压缸伸缩端31312和旋转板3124的下表面转动连接。

本实施例中，所述升降液压缸安装座3132开有竖向通孔，竖向通孔两侧开有两个横向螺钉插入孔，升降液压缸固定端31311插入升降液压缸安装座3132的竖向通孔中，同时两个螺钉分别插入升降液压缸安装座3132的两个横向螺钉插入孔中并通过螺纹副与升降液压缸固定端31311相连。

推移液压缸33包括推移液压缸固定端331和推移液压缸伸缩端332，推移液压缸固定端331与旋转升降平台31侧面相连。

通过上述的技术方案，液压支架通过支架转运平台2转运到安装就位机3的旋转台3121上，这时的液压支架姿态需要旋转90度，升降液压缸伸缩端31312伸长，将旋转台3121提升一定距离，此时，旋转液压马达3125驱动小齿轮3122转动，进而带动与小齿轮3122啮合的大齿轮3123转动一定角度，即与大齿轮3123相连的旋转台3121旋转一定角度，这时液压支架的姿态已经摆正，紧接着，推移液压缸伸缩端332伸长并推动液压支架，使其沿着斜坡式堆放平台32滑到模拟采煤工作面。

图8所示为支架转运平台2转运液压支架到安装就位机3处的立体示意图；图9所示为安装就位机3旋转液压支架90度的立体示意图；图10所示为推移液压缸33将液压支架推下安装就位机3的立体示意图。

图11所示为推移液压缸33将液压支架推到模拟采煤工作面上，推移液压缸伸缩端332缩回的立体示意图；图12所示为支架转运平台2吊起下一个液压支架并将其转运到安装就位机3处，同时支架搬运车1继续搬运液压支架的流程示意图。

图13所示为包含巷道模型、煤层模型、实验装置展台的采煤工作面液压支架安装就位实验装置的示意图，通过这一套实验装置可以将液压支架在采煤工作面搬运安装的过程极形象的展示给观众。

由于本实用新型采用液压系统作为动力，由支架转运平台2实现液压支架的转运，配合由旋转升降平台31、斜坡式推放平台32和推移液压缸33构成的安装就位机3实现液压支架就位，具有结构简单、操作简洁、成本适中、多机配合等特点，从而实现了液压支架就位的机械化，有效的减少了施工过程中的工人参与度，可以极大地减少安全事故的发生。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。