装运机构、装运方法和掘进机

技术领域

本申请涉及煤矿机械设备技术领域，尤其涉及一种装运机构、装运方法和掘进机。

背景技术

随着综采设备技术不断进步，采煤效率提高。但因为生产工艺及条件制约，半煤岩及硬岩巷道掘进效率没有明显提升，导致煤矿生产巷道掘进速度无法满足综采面推进速度，出现“采掘失衡”现象，故亟待提高掘进效率。

相关技术中，掘进机的工作效率在实际生产时主要受到两方面的影响：一方面，截割臂伸出进刀，截割头与铲板距离变大，落料无法直接装入铲板转载运输，使得装载运输机构不能够及时、有效的清理底板、侧帮堆积的物料，物料遗漏量多，需多次退机“拉底”装料，延长了单次循环作业时长，影响煤巷掘进效率；另一方面，掘进机铲板宽度远小于巷道宽度，故需要掘进机左右移机装料。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明一方面的实施例提出一种装运机构，该装运机构能够在截割臂伸出进刀时，使得铲板与运输机也伸出一定距离，减小铲板与截割头间的距离，确保落料直接装入铲板由运输机转载运输，且铲板卧底量可调，减少了退机“拉底”装料次数，缩短了单次循环作业时长，以保证煤巷掘进效率。

本发明另一方面的实施例提出一种装运方法。

本发明又一方面的实施例提出一种掘进机。

根据本发明实施例的一种装运机构，包括全宽铲板、运输机、伸缩组件和举升缸。

其中，所述全宽铲板具有自由端和安装端，所述全宽铲板的安装端与所述运输机和所述伸缩组件的伸缩部均可枢转地相连，所述运输机和所述伸缩组件的伸缩部在所述全宽铲板处的枢转轴线共线并形成回转中心，所述运输机与所述机架活动相连，所述伸缩组件的本体与机架可枢转地相连，所述伸缩组件推拉所述全宽铲板和所述运输机沿第一方向相对所述机架伸出或回缩；

其中，所述举升缸的本体与所述运输机可枢转地相连，所述举升缸的伸缩部与所述全宽铲板的安装端可枢转地相连，所述举升缸推拉所述全宽铲板在所述运输机上绕所述回转中心摆动。

根据本发明实施例的装运机构，由伸缩组件可推拉全宽铲板和运输机沿第一方向相对机架伸出或回缩，而举升油缸能够推拉全宽铲板绕回转中心摆动，以实现全宽铲板卧底量的调节，故相较于相关技术中装运机构不能及时、有效的清理底板、侧帮堆积的物料，且物料遗漏量多，本申请可在截割臂伸出进刀时，通过伸缩组件及时调整全宽铲板与截割头间的距离，以确保落料能够直接装入铲板并由运输机转载运输，同时，因全宽铲板卧底量可调，故能有效避免需多次退机“拉底”装料，以致延长了装运机构单次循环作业时长，影响煤巷掘进效率的问题。

在一些实施例中，所述伸缩组件包括套筒、伸缩缸和伸缩臂，所述伸缩缸安装在所述套筒内，所述伸缩缸的缸体和所述套筒均与所述机架可枢转地相连，所述伸缩缸的活塞杆和所述伸缩臂绕所述回转中心可枢转地相连，所述伸缩缸推拉所述伸缩臂相对所述套筒伸出或回缩，所述伸缩臂背离所述伸缩缸的一端与所述全宽铲板相连。

在一些实施例中，所述全宽铲板设有物料容置腔，所述运输机设有运输通道，所述运输通道与所述物料容置腔连通。

在一些实施例中，所述全宽铲板包括铲板主体、调宽板和调宽油缸，所述铲板主体和所述调宽板可枢转地相连并共同构成所述物料容置腔，所述调宽油缸的缸体和活塞杆中两者之一与所述铲板主体可枢转地相连，另一与所述调宽板可枢转地相连，所述调宽油缸推拉所述调宽板相对所述铲板主体枢转以便于所述物料容置腔的宽度可调。

在一些实施例中，所述调宽板具有第一临界位置和第二临界位置，所述物料容置腔在所述调宽板位于所述第二临界位置时的宽度大于在所述调宽板位于所述第一临界位置时的宽度，所述调宽板和所述调宽油缸在所述铲板主体的枢转轴线相平行，所述调宽板的至少部分和所述铲板主体在所述第一临界位置沿高度方向排列并在所述第二临界位置沿宽度方向排列。

在一些实施例中，所述铲板主体包括具有自由端和安装端的主铲板和两个副铲板、以及两个耙爪，所述主铲板的两侧分别与一个所述副铲板相连且三者沿宽度方向排列，两个所述耙爪分别可枢转地安装在两个所述副铲板上并与相应所述副铲板的上表面滑动相连；

所述伸缩组件有两个并与所述副铲板一一对应，所述伸缩组件的伸缩部与所述副铲板的底部相连。

在一些实施例中，所述调宽板和所述副铲板在所述第一临界位置沿高度方向排列并在所述第二临界位置沿宽度方向排列，所述调宽板和所述调宽油缸有一个，所述调宽板与两个所述副铲板之一可枢转地相连；

或者，所述调宽板和所述调宽油缸均有两个并一一对应，所述调宽板与所述副铲板一一对应并可枢转地相连。

在一些实施例中，所述调宽板包括衔接部和垂直安装在所述衔接部背离所述副铲板的边缘的挡檐，所述衔接部具有自由端和安装端，所述衔接部的安装端与所述副铲板的安装端可枢转地相连，所述衔接部和所述副铲板在所述第一临界位置沿高度方向排列并在所述第二临界位置沿宽度方向排列。

在一些实施例中，所述装运机构还包括轮架，所述轮架安装在所述运输机的底部并与所述机架的上表面滚动相连。

根据本发明实施例的一种装运方法，基于如上所述的装运机构，包括以下步骤：

伸缩组件牵引所述全宽铲板和所述运输机相对机架沿第一方向移动，调整所述全宽铲板相对截割头的位置；

举升缸推拉全宽铲板在运输机上绕回转中心摆动，改变所述全宽铲板的卧底量。

根据本发明实施例的装运方法的技术优势与上述装运机构的技术优势相同，此处不再赘述。

在一些实施例中，所述装运方法还包括步骤，调宽油缸推拉调宽板相对副铲板枢转以便于物料容置腔的宽度可调，所述调宽板在第一临界位置和第二临界位置间切换。

根据本发明实施例的一种掘进机，包括机体和装运机构，所述装运机构为上述所述的装运机构，所述机体安装有机架。

根据本发明实施例的掘进机的技术优势与上述装运机构的技术优势相同，此处不再赘述。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的装运机构的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的装运机构的主视结构示意图(图中示出了机架)。

图3是图2中A-A处的剖视结构示意图。

图4是根据本发明实施例的装运机构的俯视结构示意图。

附图标记：1、全宽铲板，11、铲板主体，111、主铲板，112、副铲板，113、耙爪，12、调宽板，13、调宽油缸，2、运输机，3、伸缩组件，31、套筒，32、伸缩缸，33、伸缩臂，4、举升缸，5、回转中心，6、机架，7、轮架。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1、图2和图4所示，本发明实施例的一种装运机构包括全宽铲板1、运输机2、伸缩组件3和举升缸4。

其中，全宽铲板1具有自由端和安装端，全宽铲板1的安装端与运输机2和伸缩组件3的伸缩部均可枢转地相连，运输机2和伸缩组件3的伸缩部在全宽铲板1处的枢转轴线共线并形成回转中心5，运输机2与机架6活动相连，伸缩组件3的本体与机架6可枢转地相连，伸缩组件3推拉全宽铲板1和运输机2沿第一方向相对机架6伸出或回缩。

其中，举升缸4的本体与运输机2可枢转地相连，举升缸4的伸缩部与全宽铲板1的安装端可枢转地相连，举升缸4推拉全宽铲板1在运输机2上绕回转中心5摆动。

根据本发明实施例的装运机构，由伸缩组件3可推拉全宽铲板1和运输机2沿第一方向相对机架6伸出或回缩，而举升油缸能够推拉全宽铲板1绕回转中心5摆动，以实现全宽铲板1卧底量的调节，故相较于相关技术中装运机构不能及时、有效的清理底板、侧帮堆积的物料，且物料遗漏量多，本申请可在截割臂伸出进刀时，通过伸缩组件3及时调整全宽铲板1与截割头间的距离，以确保落料能够直接装入铲板并由运输机2转载运输，同时，因全宽铲板1卧底量可调，故能有效避免需多次退机“拉底”装料，以致延长了装运机构单次循环作业时长，影响煤巷掘进效率的问题。

另外，运输机2和伸缩组件3的伸缩部在全宽铲板1处的枢转轴线共线，可确保举升缸4驱动全宽铲板1相对运输机2转动时不受伸缩组件3干涉，同时，在伸缩组件3对全宽铲板1的安装端与其伸缩部的枢转处施加推拉作用力时，因运输机2和伸缩组件3的伸缩部在全宽铲板1处的枢转轴线共线，故全宽铲板1与运输机2可被同步推移，此时两者整体相对机架6沿第一方向移动。

具体地，全宽铲板1的安装端与运输机2之间、以及全宽铲板1与伸缩组件3的伸缩部之间均可通过相配合的铰接耳和销轴可枢转地相连。举升缸4可为但不限于油缸。回转中心5与第一方向相垂直。第一方向为伸缩组件3对全宽铲板1和运输机2的推拉方向。

可以理解的是，全宽铲板1的安装端与运输机2和伸缩组件3的伸缩部的枢转处即为铰接点，也就是说，全宽铲板1的安装端与运输机2和伸缩组件3的伸缩部均可铰接，其中，全宽铲板1的安装端与运输机2的铰接点与全宽铲板1的安装端与伸缩组件3的伸缩部的铰接点间存在间隔。

如图1至图4所示，在一些实施例中，伸缩组件3包括套筒31、伸缩缸32和伸缩臂33，伸缩缸32安装在套筒31内，伸缩缸32的缸体和套筒31均与机架6可枢转地相连，伸缩缸32的活塞杆和伸缩臂33绕回转中心5可枢转地相连，伸缩缸32推拉伸缩臂33相对套筒31伸出或回缩，伸缩臂33背离伸缩缸32的一端与全宽铲板1相连。

伸缩缸32推拉伸缩臂33在套筒31上沿第一方向伸出或回缩，调节全宽铲板1和运输机2相对机架6的距离，以匹配截割臂伸出进刀后，其截割头与全宽铲板1间的相对位置，确保落料可直接装入全宽铲板1转载运输。

具体地，为保证伸缩臂33在伸缩缸32的推拉下沿套筒31直线滑移，套筒31和伸缩臂33的横截面均可为非圆形截面，以约束两者间的旋转自由度，由套筒31对伸缩臂33的伸缩进行导向。伸缩缸32的缸体和套筒31与机架6之间、以及伸缩缸32的活塞杆和伸缩臂33之间均可通过销轴铰接相连。伸缩缸32可为伸缩油缸。伸缩臂33背离伸缩缸32的一端与全宽铲板1可焊接为一体。伸缩缸32、伸缩臂33和套筒31可由内至外依次套设，减小了三者间的整体体积，结构紧凑，空间占用小。

优选地，套筒31和伸缩臂33的横截面均可为矩形。

如图1和图4所示，在一些实施例中，全宽铲板1设有物料容置腔，运输机2设有运输通道，运输通道与物料容置腔连通，将物料容置腔与运输通道连通，可使得落入全宽铲板1内的物料直接由运输机2的运输通道进行转载输送，省时省力。

如图4所示，在一些实施例中，全宽铲板1包括铲板主体11、调宽板12和调宽油缸13，铲板主体11和调宽板12可枢转地相连并共同构成物料容置腔，调宽油缸13的缸体和活塞杆中两者之一与铲板主体11可枢转地相连，另一与调宽板12可枢转地相连，调宽油缸13推拉调宽板12相对铲板主体11枢转以便于物料容置腔的宽度可调。

通过调宽板12和调宽油缸13的增设，可实现全宽铲板1整体宽度的调节，以匹配巷道宽度，改变物料容置腔的宽度，相较于相关技术中铲板宽度远小于巷道宽度，需要装运机构左右移机装料，本申请在满足下井尺寸条件下，使用调宽板12增加铲板主体11的宽度，实现全宽装料，有效减少左右移机装料次数，缩短了单次循环作业时长，可保证煤巷掘进效率。

如图4所示，在一些实施例中，调宽板12具有第一临界位置和第二临界位置，物料容置腔在调宽板12位于第二临界位置时的宽度大于在调宽板12位于第一临界位置时的宽度，调宽板12和调宽油缸13在铲板主体11的枢转轴线相平行，调宽板12的至少部分和铲板主体11在第一临界位置沿高度方向排列并在第二临界位置沿宽度方向排列。

将调宽板12在第一临界位置设计为与铲板主体11沿高度方向排列，可减小全宽铲板1整体宽度，匹配下井尺寸条件，整体结构紧凑，而在第二临界位置时调宽板12能够与铲板主体11沿宽度方向排列，则实现了全宽铲板1整体宽度的调节，简单实用。

优选地，调宽板12的至少部分和铲板主体11在第一临界位置时可沿高度方向完全重叠并在第二临界位置时两者的上表面沿宽度方向共面。

另外，调宽板12的至少部分和铲板主体11在第一临界位置时也可成小于90度的夹角并在第二临界位置时两者的上表面沿宽度方向共面。

可以理解的是，为匹配巷道的宽度，提高全宽铲板1的适用范围，在实际使用时，调宽板12可处于第一临界位置、第一临界位置和第二临界位置之间的过渡位置、以及第二临界位置。

如图1和图4所示，在一些实施例中，铲板主体11包括具有自由端和安装端的主铲板111和两个副铲板112、以及两个耙爪113，主铲板111的两侧分别与一个副铲板112相连且三者沿宽度方向排列，两个耙爪113分别可枢转地安装在两个副铲板112上并与相应副铲板112的上表面滑动相连。

伸缩组件3有两个并与副铲板112一一对应，伸缩组件3的伸缩部与副铲板112的底部相连。

由耙爪113将落入全宽铲板1的物料聚拢至与物料容置腔连通的运输通道的进口，实现物料由运输机2的转载输送。

具体地，主铲板111的安装端可通过相配合的铰接耳和销轴与运输机2可枢转地相连。主铲板111的上表面和两个副铲板112的上表面可沿宽度方向共面。耙爪113可由旋转驱动(如电机或回转液压缸)带动在副铲板112的上表面绕枢转轴线摆动。伸缩臂33背离伸缩缸32的一端可与副铲板112的底部焊接为一体。

如图4所示，在一些实施例中，调宽板12和副铲板112在第一临界位置沿高度方向排列并在第二临界位置沿宽度方向排列，调宽板12和调宽油缸13有一个，调宽板12与两个副铲板112之一可枢转地相连，以实现全宽铲板1的单侧调宽。

或者，调宽板12和调宽油缸13均有两个并一一对应，调宽板12与副铲板112一一对应并可枢转地相连，以实现全宽铲板1的双侧调宽，此时全宽铲板1在工作过程中的稳定性更好。

当然，调宽板12和调宽油缸13还可均有多个并一一对应，其中，两个调宽板12分别与一个副铲板112可枢转地相连，其余调宽板12全部在第一临界位置沿高度方向排列在与副铲板112相连的同一个调宽板12处，并在第二临界位置沿宽度方向排列在与副铲板112相连的同一个调宽板12处；或者，其余调宽板12中的部分调宽板12在第一临界位置沿高度方向排列在与副铲板112相连的其中一个调宽板12处，部分调宽板12在第二临界位置沿宽度方向排列在与副铲板112相连的其中一个调宽板12处，剩下部分调宽板12在第一临界位置沿高度方向排列在与副铲板112相连的另一个调宽板12处，剩下部分调宽板12在第二临界位置沿宽度方向排列在与副铲板112相连的另一个调宽板12处；或者，两个副铲板112之一与调宽板12可枢转地相连，多个调宽板12在第一临界位置沿高度方向排列并在第二临界位置沿宽度方向排列。调宽板12和调宽油缸13的具体数量及布设方式，以综合考量装运机构整体成本、调宽板12尺寸以及实用性等相应设计，在此不再拓展延伸。

如图1和图4所示，在一些实施例中，调宽板12包括衔接部和垂直安装在衔接部背离副铲板112的边缘的挡檐，衔接部具有自由端和安装端，衔接部的安装端与副铲板112的安装端可枢转地相连，衔接部和副铲板112在第一临界位置沿高度方向排列并在第二临界位置沿宽度方向排列。

具体地，挡檐可不限于垂直焊接在衔接部的边缘。调宽油缸13的缸体和活塞杆中两者之一与衔接部的安装端可枢转地相连，另一与副铲板112的安装端可枢转地相连。

如图2所示，在一些实施例中，装运机构还包括轮架7，轮架7安装在运输机2的底部并与机架6的上表面滚动相连。

由轮架7可降低运输机2与机架6之间的摩擦力，使得运输机2在全宽铲板1和伸缩组件3的带动下能够沿机架6的上表面快速伸缩移动。

具体地，轮架7包括固定在运输机2的底部的支架和通过支撑轴转动安装在支架上的滚轮，滚轮与机架6的上表面相接触，在运输机2相对于机架6移动时，滚轮能够沿机架6的上表面滚动行走。

如图1至图4所示，本发明实施例的一种装运方法，基于如上的装运机构，包括以下步骤：

伸缩组件3牵引全宽铲板1和运输机2相对机架6沿第一方向移动，调整全宽铲板1相对截割头的位置；

举升缸4推拉全宽铲板1在运输机2上绕回转中心5摆动，改变全宽铲板1的卧底量。

根据本发明实施例的装运方法的技术优势与上述装运机构的技术优势相同，此处不再赘述。

如图4所示，在一些实施例中，装运方法还包括步骤，调宽油缸13推拉调宽板12相对副铲板112枢转以便于物料容置腔的宽度可调，调宽板12在第一临界位置和第二临界位置间切换。

如图1至图4所示，本发明实施例的一种掘进机，包括机体和装运机构，装运机构为上述的装运机构，机体安装有机架6。

根据本发明实施例的掘进机的技术优势与上述装运机构的技术优势相同，此处不再赘述。

现结合该装运机构的具体结构，对其工作过程进行说明，具体为：

1)调宽油缸13的活塞杆伸出，使得调宽板12收回位于副铲板112的上表面，此时，调宽板12处于第一临界位置，全宽铲板1整体宽度减小，可确保全宽铲板1满足下井尺寸条件；

2)在截割过程中，伸缩缸32的活塞杆伸出，伸缩臂33对全宽铲板1产生推动力，全宽铲板1带着运输机2相对机架6向前运动(即由掘进机机尾看向机头为向前)并伸出一步截割步距(全宽铲板1和运输机2向前伸出设定距离的实现，可通过控制伸缩缸32的伸出动作及对其进行选型等实现)，使得落料可直接进入全宽铲板1中；

3)调宽油缸13的活塞杆回缩，调宽板12展开并沿宽度方向位于副铲板112的旁侧，调宽板12的上表面和副铲板112的上表面共面，此时，调宽板12处于第二临界位置，全宽铲板1整体宽度增大，以实现全宽装料，减少左右移机装料次数；

4)举升缸4推拉全宽铲板1在运输机2上绕回转中心5摆动，调节全宽铲板1的卧底量，降低退机“拉底”装料次数，同时，物料容置腔的物料由运输机2转载输送；

5)截割完成后，伸缩缸32的活塞杆回缩，伸缩臂33对全宽铲板1产生回拉力，全宽铲板1带着运输机2相对机架6向后运动并回退一步截割步距，装运机构配合完成掘进机的截割头的一次截割工序；

6)重复上述步骤1)，装运机构为下一次装运做准备。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。