专利名称：自动截割的掘进机的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤矿井巷道掘进设备，具体为一种自动截割的掘进机，适用于各种巷 道掘进的设备。
背景技术：
掘进机是煤矿机械化开采的主要设备之一，传统的巷道掘进机操作系统均采用司 机座位上的手动操作，很容易造成前方视线局部受阻，若加上锚杆机或钻机，视线受阻范围 增大。另外，由于操作手距离截割断面较近容易造成砸伤事故。而且手动操作掘进机截割 时劳动强度大，截割时煤尘对操作手很大的伤害。若掘进机具有自动截割功能，不仅降低操 作手的劳动强度，而且大大降低矿工的工作危险性，改善操作手的工作环境。发明内容
本发明的目的在于提供一种具有自动截割功能的掘进机，解决现有技术中手动操 作很容易造成前方视线局部受阻等问题。利用一对倾角传感器和一个旋转编码器测量截割 头姿态，控制器记录截割头截割的线路。在重新对准激光点后，控制器可以计算出截割头自 动截割的线路，控制截割头自动截割。
本发明的技术方案是
一种自动截割的掘进机，该掘进机的截割部和本体部上分别装有倾角传感器，该 掘进机的回转台上装有旋转编码器。
所述截割部的截割头上装有靶标。
所述的自动截割的掘进机，在掘进机上还装有控制器，倾角传感器和旋转编码器 分别与控制器的输入端连接。
所述控制器的输出端连接驱动截割头的液压油缸。
本发明的有益效果是
1、本发明自动截割掘进机，在煤矿井下巷道掘进时只需要对准巷道内的激光点， 启动自动截割功能，掘进机就能按手动截割的线路自动截割，从而提高生产效率。
2、本发明自动截割掘进机，使管理巷道掘进的工作更安全、更可靠、更高效，掘进 时工人可以远离工作面，有效防止发生顶板事故给人员带来伤害，可以大大降低巷道掘进 的工作危险性。
3、本发明自动截割掘进机，将数控技术和掘进机截割控制结合，以激光定位记忆 截割线路现实自动截割，减少作业人员，提高了劳动效率。掘进速度加快，提高掘进进尺。
图1为本发明自动截割掘进机结构示意图。
图2为本发明手动截割时的工作状态示意图。
图3为本发明自动截割时的工作状态示意图。
图4为本发明截割线路控制部分的电路图。
图中，1.截割部；2.铲板部；3.第一运输部；4.本体部；5.行走部；6.后支承部； 7.润滑系统；8.液压系统；9.水系统；10.电控部；11.倾角传感器；12.旋转编码器；13.靶 标；14.回转台；15.控制器；16.截割头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1和图2所示，本发明自动截割掘进机主要包括截割部1、铲板部2、第一运 输部3、本体部4、行走部5、后支承部6、润滑系统7、液压系统8、水系统9、电控部10、倾角 传感器11、旋转编码器12、回转台14等。其中，截割部1、铲板部2、第一运输部3、本体部 4、行走部5、后支承部6、润滑系统7、液压系统8、水系统9、电控部10、回转台14为现有掘 进机的常规结构，上述各部分的结构和连接关系为常规技术，在此不做赘述。本发明在截割 部1和本体部4上分别装有倾角传感器11，截割部1上的倾角传感器用于测量截割部1上 截割头的升降角度，本体部4上的倾角传感器用于测量掘进机所在工作面的倾角，两个测 量值做差就是截割部相对于机身的升降角度；在回转台14上装有旋转编码器12，可以测量 截割头的回转角度；在截割部1的截割头16上装有靶标13，用于将截割部1上的截割头16 定位，每次重新记录截割线路时都将靶标对准巷道内的定位激光。
如图1、图4所示，在掘进机上装有控制器15，倾角传感器11和旋转编码器12分别 与控制器15的输入端连接(其中，两个倾角传感器11分别通过隔离栅与控制器15连接， 旋转编码器12通过CAN通讯隔离器与控制器15连接)，倾角传感器11和旋转编码器12的 信号传输至控制器15。从而，掘进机的控制器15能记录截割头运动的轨迹，并将相对于掘 进机机身的轨迹参数转换成相对于巷道内定位激光的参数。截割头上的靶标13再次对准 定位激光点后，可以将相对机身的参数，并计算出重新定位后的截割线路。控制器15的输 出端连接驱动截割头16的液压油缸(升降油缸和回转油缸)，可以发出指令给液压油缸，驱 动截割头16完成指定的截割路线，如截割头左转、截割头右转、截割头升或截割头降等动 作。因此，该掘进机能通过激光定位记录截割头的截割线路，将截割头对准激光后，掘进机 可以进行自动截割。本发明中，控制器15可以采用常规技术。
本发明的具体实施方法如下
在截割部1上的截割头16截割到巷道断面的边界点时，控制器15记录此时截割 头相对机身中心的距离和高度(即升降回转的角度)。假设机身的中心线和巷道定位的激 光线永远相对不变，那么自动截割时就按这些参数设定自动截割的路线进行截割，巷道的 方向和巷道断面的参数肯定能保证一致。但是，在实际工况下掘进机机身的中心线和巷道 定位的激光线永远重合显然时不可能的。所以，简单的记录每点的参数将无法保证自动截 割时断面被很好的还原。但是，掘进机上所有的传感器所能测量的数据参数只能是相对于 掘进机机身。但是，如果将截割部1上的靶标13对准巷道内的定位激光，就可以把传感器 测量的相对于机身的参数转变为相对于激光点的参数，利用定位激光的不变来确保自动截 割的误差在很小的范围内。
如图2所示，假设是手动截割时，利用巷道内定位激光确定截割起始点，控制器将 手动截割时截割头的运动轨迹，也就是记录截割头相对机身升降回转的角度，并将所有相对机身的参数换算成相对巷道内激光点(即以激光点为原点的极坐标参数)。截割头水平 向左截割的角度是a，将其换算成到左距离是d。
如图3所示，假设是自动截割时，再次将靶标对准巷道内的定位激光，利用巷道内 定位激光确定截割起始点，这样将激光点和截割的起始点重合以后，控制器就可以将之前 记录并转换成以激光点为原点的极坐标参数再换算成相对于机身的参数(即对应传感器 的参数)，根据这些参数将控制截割的线路。这样，很好的解决了掘进机再前进过程中截割 起始点位置变化的问题，确保自动截割的断面与手动截割的断面误差再较小的范围内。先 将截割部1上的靶标13对准巷道内的定位激光，这时掘进机与巷道定位的激光线的位置发 生变化，但是自动截割要到左侧的距离d是不变的，控制器将距离d的值换算成截割头运动 的角度b，这样就确保了即使在掘进机位置偏移的情况下自动截割的一致性。
权利要求
1.一种自动截割的掘进机，其特征在于该掘进机的截割部和本体部上分别装有倾角 传感器，该掘进机的回转台上装有旋转编码器。
2.按照权利要求1所述的自动截割的掘进机，其特征在于所述截割部的截割头上装 有靶标。
3.按照权利要求1所述的自动截割的掘进机，其特征在于在掘进机上还装有控制器， 倾角传感器和旋转编码器分别与控制器的输入端连接。
4.按照权利要求3所述的自动截割的掘进机，其特征在于所述控制器的输出端连接 驱动截割头的液压油缸。
全文摘要
本发明涉及煤矿井巷道掘进设备，具体为一种自动截割的掘进机，适用于各种巷道掘进的设备。该掘进机的截割部和本体部上分别装有倾角传感器，该掘进机的回转台上装有旋转编码器。该掘进机控制截割头升降和回转的两对油缸，即可以采用手动阀控制，也可以采用电比例阀控制。在手动截割时，以巷道内定位激光为原点记录截割线路。在下次截割时，只需将截割头对准巷道内定位激光，控制器计算掘进机的截割线路，控制器通过控制电磁阀实现对截割头截割线路的控制。本发明可以解决现有技术中手动操作很容易造成前方视线局部受阻等问题，该掘进机能大大降低矿工的劳动强度和工作的危险性。
文档编号E21C35/24GK102031970SQ20091018765
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者付晓, 李万鹏, 王志刚 申请人:三一重型装备有限公司