一种矿用电驱动综采回撤搬运装备换电装置

技术领域

本发明涉及煤矿井下运输设备技术领域，特别是涉及一种矿用电驱动综采回撤搬运装备换电装置。

背景技术

目前根据煤层厚度采用一次性采全高和综采放顶煤技术已趋于成熟，随着综采机械化的进一步发展，回撤搬运装备是否高效已成为制约生产效率的关键因素。目前主要采用的回撤搬运装备以防爆柴油机驱动为主，虽然提高了机械化程度，但随之带来的排放、噪音污染，在相对封闭的井下作业环境中，给职工职业健康造成了严重危害。以蓄电池为动力源的综采回撤搬运装备能够彻底解决空气污染问题，但由于蓄电池容量原因，仅能支撑车辆重载行驶约40km左右，电池亏电后需要在地面停车充电，一般装备的充满电时间都在12小时以上，严重影响车辆运行效率。清洁高效的运输需求与设备充电时间较长的现状是目前技术状态下急需解决的矛盾之一，充电技术成为制约电驱动装备发展的瓶颈。因此，由充电技术转向换电技术，是解决问题比较有效的方式。换电技术方面，ZL201010537074.0提出了一种以蓄电池为动力源的支架搬运车电池更换方案，即采用四边形机构驱动铲叉升降的方式实现电池更换，在实际使用时由于铲叉位置难以观察，铲装电池时容易造成对叉困难，从而降低了换装效率。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种矿用电驱动综采回撤搬运装备换电装置，便于对准进行抓取，操作时方便快捷，提高了换装效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种矿用电驱动综采回撤搬运装备换电装置，包括电源模块、抓取机构、第一驱动组件、第二驱动组件和动力源，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件均与所述动力源连接，所述抓取机构包括安装板、第一夹持组件和第二夹持组件，所述第一夹持组件滑动安装于所述安装板的一侧，所述第一驱动组件用于驱动所述第一夹持组件相对于所述安装板在竖直方向上往复运动，所述第二夹持组件滑动安装于所述第一夹持组件远离所述安装板的一侧，所述第二驱动组件用于驱动所述第二夹持组件相对于所述第一夹持组件在竖直方向上往复运动；所述电源模块包括承载托架和安装于所述承载托架中的电池，所述承载托架包括底板、半包围挡板和连接支架，所述半包围挡板固定于所述底板上，所述半包围挡板的后端设置有安装口，所述连接支架安装于所述安装口处，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件相配合用于夹持所述连接支架。

优选地，所述安装板的一侧有多个沿水平方向依次设置的第一导轨，各所述第一导轨竖直设置，各所述第一导轨远离所述安装板的一侧设置有第一竖向条形口，所述第一夹持组件包括第一基板、多个第一滑块、多个第一卡爪和多个第二导轨，各所述第一滑块滑动安装于一个所述第一导轨中，各所述第一滑块由所述第一竖向条形口伸至外部并与所述第一基板固定连接，所述第一驱动组件用于驱动多个所述第一滑块在竖直方向上往复运动，所述第一基板远离所述安装板的一侧有多个沿水平方向依次设置的所述第二导轨，各所述第二导轨竖直设置，各所述第二导轨远离所述第一基板的一侧设置有第二竖向条形口，所述第二夹持组件滑动安装于多个所述第二导轨上，所述第一基板的左右两侧均由上至下依次设置有多个所述第一卡爪，所述第一卡爪朝向远离所述安装板的一侧延伸设置。

优选地，所述第二夹持组件包括第二基板、多个第二滑块和多个第二卡爪，各所述第二滑块滑动安装于一个所述第二导轨中，各所述第二滑块由所述第二竖向条形口伸至外部并与所述第二基板固定连接，所述第二驱动组件用于驱动多个所述第二滑块在竖直方向上往复运动，所述第二基板的左右两侧均由上至下设置有多个所述第二卡爪，所述第二卡爪朝向远离所述安装板的一侧延伸设置，位于同一侧的多个所述第一卡爪和多个所述第二卡爪一一对应。

优选地，所述第一卡爪为开口朝上的钩状结构，所述第二卡爪为开口朝下的钩状结构。

优选地，所述第一导轨和所述第二导轨均设置为两个，所述第一基板的左右两侧均由上至下依次设置有两个所述第一卡爪，所述第二基板的左右两侧均由上至下设置有两个所述第二卡爪。

优选地，所述第一驱动组件包括第一分配阀和多个第一液压油缸，各所述第一导轨中设置有一个所述第一液压油缸，所述第一液压油缸固定于所述安装板上，各所述第一液压油缸与一个所述第一滑块连接，所述动力源通过所述第一分配阀与多个所述第一液压油缸连接，所述动力源为液压系统动力源。

优选地，所述第二驱动组件包括第二分配阀和多个第二液压油缸，各所述第二导轨中设置有一个所述第二液压油缸，所述第二液压油缸固定于所述第一基板上，各所述第二液压油缸与一个所述第二滑块连接，所述动力源通过所述第二分配阀与多个所述第二液压油缸连接。

优选地，所述承载托架还包括防撞梁，所述防撞梁固定于所述半包围挡板下部的外侧，所述防撞梁与所述半包围挡板结构相匹配；所述半包围挡板包括前挡板和两个侧挡板，所述前挡板和所述侧挡板均固定于所述底板上，两个所述侧挡板分别固定于所述前挡板后端的左右两侧。

优选地，所述连接支架包括两个竖直支架、两个连接组件和多个抓握横柱，各所述侧挡板后端的内侧设置有一个所述竖直支架，所述竖直支架固定于所述底板上，各所述竖直支架通过一个所述连接组件与一个所述侧挡板连接，多个所述抓握横柱由上至下依次设置，各所述抓握横柱的两端分别固定于一个所述竖直支架上。

优选地，所述竖直支架包括固定于所述底板上的第一立板和第二立板，各所述第一立板位于所述第二立板和一个所述侧挡板之间，所述连接组件包括第一连接柱和第二连接柱，所述第一连接柱的两端分别与所述第一立板和所述侧挡板连接，所述第二连接柱的一端与所述侧挡板连接，所述第二连接柱另一端穿过所述第一立板与所述第二立板连接，所述第一连接柱位于所述第二连接柱的上方；各所述抓握横柱的两端分别穿过一个所述第二立板与一个所述第一立板连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的矿用电驱动综采回撤搬运装备换电装置，包括电源模块、抓取机构、第一驱动组件、第二驱动组件和动力源，抓取机构包括安装板、第一夹持组件和第二夹持组件，第一驱动组件用于驱动第一夹持组件相对于安装板在竖直方向上往复运动，第二驱动组件用于驱动第二夹持组件相对于第一夹持组件在竖直方向上往复运动；电源模块包括承载托架和安装于承载托架中的电池，承载托架包括底板、半包围挡板和连接支架。抓取机构用于安装于矿用电驱动综采回撤搬运装备上，承载托架中安装电池后形成的电源模块是实现了储能系统的电池单元标准化模块，即本发明中的电源模块为一个整体独立的模块，需要更换电池时将整个电源模块进行更换即可，通过抓取机构中的第一夹持组件和第二夹持组件相配合来夹持连接支架实现对电源模块的抓取或放下，更换的部件为整个电源模块，使得便于对准进行抓取，操作时方便快捷，提高了换装效率。本发明中的装置采用电源模块快速更换的方式为搬运装备补给能源，结构紧凑，功能性强，满足储能调剂需求，有效克服了现阶段动力电池的性能限制，大大提高了装备利用率，为电驱动搬运装备的高效运行创造了有利条件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的矿用电驱动综采回撤搬运装备换电装置的工作原理图；

图2为本发明提供的矿用电驱动综采回撤搬运装备换电装置中抓取机构的结构示意图；

图3为本发明提供的矿用电驱动综采回撤搬运装备换电装置中承载托架的结构示意图。

附图标记说明：100、矿用电驱动综采回撤搬运装备换电装置；1、动力源；2、第一驱动组件；201、第一分配阀；202、第一液压油缸；3、第二驱动组件；301、第二分配阀；302、第二液压油缸；4、安装板；5、第一导轨；6、第一滑块；7、第一基板；8、第一卡爪；9、第二导轨；10、第二滑块；11、第二基板；12、第二卡爪；13、底板；14、半包围挡板；1401、前挡板；1402、侧挡板；15、防撞梁；16、第一立板；17、第二立板；18、抓握横柱；19、第一连接柱；20、第二连接柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种矿用电驱动综采回撤搬运装备换电装置，便于对准进行抓取，操作时方便快捷，提高了换装效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图3所示，本实施例提供一种矿用电驱动综采回撤搬运装备换电装置100，包括电源模块、抓取机构、第一驱动组件2、第二驱动组件3和动力源1，第一驱动组件2和第二驱动组件3均与动力源1连接，抓取机构包括安装板4、第一夹持组件和第二夹持组件，第一夹持组件滑动安装于安装板4的一侧，第一驱动组件2用于驱动第一夹持组件相对于安装板4在竖直方向上往复运动，第二夹持组件滑动安装于第一夹持组件远离安装板4的一侧，第二驱动组件3用于驱动第二夹持组件相对于第一夹持组件在竖直方向上往复运动；电源模块包括承载托架和安装于承载托架中的电池，承载托架包括底板13、半包围挡板14和连接支架，半包围挡板14固定于底板13上，半包围挡板14的后端设置有安装口，连接支架安装于安装口处，第一夹持组件和第二夹持组件相配合用于夹持连接支架。具体地，连接支架的底端固定于底板13上，连接支架的左右两端均固定于半包围挡板14上，电池固定于底板13上。抓取机构用于安装于矿用电驱动综采回撤搬运装备上，具体地，安装板4用于固定于矿用电驱动综采回撤搬运装备上。

具体地，安装板4的一侧有多个沿水平方向依次设置的第一导轨5，各第一导轨5竖直设置，各第一导轨5远离安装板4的一侧设置有第一竖向条形口，第一夹持组件包括第一基板7、多个第一滑块6、多个第一卡爪8和多个第二导轨9，各第一滑块6滑动安装于一个第一导轨5中，各第一滑块6由第一竖向条形口伸至外部并与第一基板7固定连接，第一驱动组件2用于驱动多个第一滑块6在竖直方向上往复运动，第一基板7远离安装板4的一侧有多个沿水平方向依次设置的第二导轨9，各第二导轨9竖直设置，各第二导轨9远离第一基板7的一侧设置有第二竖向条形口，第二夹持组件滑动安装于多个第二导轨9上，第一基板7的左右两侧均由上至下依次设置有多个第一卡爪8，第一卡爪8朝向远离安装板4的一侧延伸设置。工作时，第一驱动组件2通过带动第一滑块6能够带动第一基板7、第一卡爪8、第二导轨9和第二夹持组件在竖直方向上往复运动。

具体地，第二夹持组件包括第二基板11、多个第二滑块10和多个第二卡爪12，各第二滑块10滑动安装于一个第二导轨9中，各第二滑块10由第二竖向条形口伸至外部并与第二基板11固定连接，第二驱动组件3用于驱动多个第二滑块10在竖直方向上往复运动，第二基板11的左右两侧均由上至下设置有多个第二卡爪12，第二卡爪12朝向远离安装板4的一侧延伸设置，位于同一侧的多个第一卡爪8和多个第二卡爪12一一对应，相对应的第一卡爪8和第二卡爪12相配合能够实现夹持功能。具体地，左侧的多个第一卡爪8位于左侧的多个第二卡爪12的外侧，右侧的多个第一卡爪8位于右侧的多个第二卡爪12的外侧。工作时，第二驱动组件3通过带动第二滑块10能够带动第二基板11和第二卡爪12在竖直方向上往复运动。

于本具体实施例中，第一卡爪8为开口朝上的钩状结构，第二卡爪12为开口朝下的钩状结构。使用时，相对应的第一卡爪8和第二卡爪12中第一卡爪8位于第二卡爪12的下方，第一卡爪8和第二卡爪12之间形成环形夹持部以实现夹持功能。

于本具体实施例中，第一导轨5和第二导轨9均设置为两个，第一基板7的左右两侧均由上至下依次设置有两个第一卡爪8，第二基板11的左右两侧均由上至下设置有两个第二卡爪12，工作时，左上方、左下方、右上方、右下方的第一卡爪8分别与左上方、左下方、右上方、右下方的第二卡爪12一一对应相配合实现抓握工作。第一基板7和第二基板11的中心均设置有通孔。

具体地，第一驱动组件2包括第一分配阀201和多个第一液压油缸202，各第一导轨5中设置有一个第一液压油缸202，第一液压油缸202固定于安装板4上，各第一液压油缸202与一个第一滑块6连接，动力源1通过第一分配阀201与多个第一液压油缸202连接，动力源1为液压系统动力源。第一分配阀201能够控制多个第一液压油缸202的动作，即通过控制第一液压油缸202的伸缩实现第一滑块6在竖直方向上的运动。

于本具体实施例中，第一液压油缸202设置于第一导轨5中的下部，第一滑块6连接于第一液压油缸202的顶端，第一液压油缸202伸展时，第一滑块6向上运动，第一液压油缸202收缩时，第一滑块6向下运动。

具体地，第二驱动组件3包括第二分配阀301和多个第二液压油缸302，各第二导轨9中设置有一个第二液压油缸302，第二液压油缸302固定于第一基板7上，各第二液压油缸302与一个第二滑块10连接，动力源1通过第二分配阀301与多个第二液压油缸302连接。第二分配阀301能够控制多个第二液压油缸302的动作，即通过控制第二液压油缸302的伸缩实现第二滑块10在竖直方向上的运动。

于本具体实施例中，第二液压油缸302设置于第二导轨9中的上部，第二滑块10连接于第二液压油缸302的顶端，第二液压油缸302伸展时，第二滑块10向上运动，第二液压油缸302收缩时，第二滑块10向下运动。

具体地，承载托架还包括防撞梁15，防撞梁15固定于半包围挡板14下部的外侧，防撞梁15与半包围挡板14结构相匹配，通过设置防撞梁15对半包围挡板14进行保护。半包围挡板14包括前挡板1401和两个侧挡板1402，前挡板1401和侧挡板1402均固定于底板13上，两个侧挡板1402分别固定于前挡板1401后端的左右两侧。

具体地，连接支架包括两个竖直支架、两个连接组件和多个抓握横柱18，各侧挡板1402后端的内侧设置有一个竖直支架，竖直支架固定于底板13上，各竖直支架通过一个连接组件与一个侧挡板1402连接，多个抓握横柱18由上至下依次设置，各抓握横柱18的两端分别固定于一个竖直支架上。工作时，相对应的第一卡爪8和第二卡爪12相向运动夹持住抓握横柱18，进而实现对承载托架的抓取。

具体地，竖直支架包括固定于底板13上的第一立板16和第二立板17，各第一立板16位于第二立板17和一个侧挡板1402之间，连接组件包括第一连接柱19和第二连接柱20，第一连接柱19的两端分别与第一立板16和侧挡板1402连接，第二连接柱20的一端与侧挡板1402连接，第二连接柱20另一端穿过第一立板16与第二立板17连接，第一连接柱19位于第二连接柱20的上方；各抓握横柱18的两端分别穿过一个第二立板17与一个第一立板16连接。

于本具体实施例中，抓握横柱18设置为两个，各抓握横柱18两端位于第一立板16和第二立板17之间的部分为抓握区域，工作时，相对应的第一卡爪8和第二卡爪12对抓握区域进行夹持，本实施例中设置有四个抓握区域。

具体使用过程为：换电时需要先将使用过后的电源模块由矿用电驱动综采回撤搬运装备上放下，具体地，通过第一分配阀201控制第一液压油缸202带动第一滑块6向下运动，进而使得第一基板7和第一卡爪8向下运动，通过第二分配阀301控制第二液压油缸302带动第二滑块10向上运动，进而使得第二基板11和第二卡爪12向上运动，即使得第一卡爪8和第二卡爪12反向运动，进而不再对抓握横柱18夹紧，第二卡爪12先松开抓握横柱18，此时第二分配阀301控制第二液压油缸302停止工作，第一分配阀201控制第一液压油缸202继续工作，使得第一基板7和第一卡爪8继续向下运动，确保电源模块放置平稳安全后，后退矿用电驱动综采回撤搬运装备，驶离更换下来的电源模块。

之后启动矿用电驱动综采回撤搬运装备朝向新的电源模块前行，第一分配阀201控制第一液压油缸202，同时第二分配阀301控制第二液压油缸302，使得左右两侧的第一卡爪8和第二卡爪12相向而行定位到合适的位置，进一步前进矿用电驱动综采回撤搬运装备，使相对应的第一卡爪8和第二卡爪12分别位于抓握横柱18的下方和上方，第一分配阀201控制第一液压油缸202，同时第二分配阀301控制第二液压油缸302使得第一卡爪8和第二卡爪12继续相向运动握紧抓握横柱18并锁紧，进而实现对新的电源模块的抓取，完成换电过程。

本实施例中承载托架中安装电池后形成的电源模块是实现了储能系统的电池单元标准化模块，即本实施例中的电源模块为一个整体独立的模块，需要更换电池时将整个电源模块进行更换即可，通过抓取机构中的第一夹持组件和第二夹持组件相配合来夹持连接支架实现对电源模块的抓取或放下，更换的部件为整个电源模块，使得便于对准进行抓取，操作时方便快捷，提高了换装效率。本实施例中的装置采用电源模块快速更换的方式为搬运装备补给能源，结构紧凑，抓取机构承载能力大，功能性强，满足储能调剂需求，有效克服了现阶段动力电池的性能限制，大大提高了装备利用率，为电驱动搬运装备的高效运行创造了有利条件。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。