全氣動邁步式行走機(jī)構(gòu)及其氣動控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦輔助運(yùn)輸設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全氣動邁步式行走機(jī)構(gòu)及其氣動控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦開采效率和開采強(qiáng)度的不斷增加，不僅煤礦井下運(yùn)輸安全問題的重要性愈加突出，井下大型設(shè)備的運(yùn)輸也變得越來越頻繁。
[0003]例如，將采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、液壓支架等大型機(jī)構(gòu)或者零部件運(yùn)到工作面維修或更換，面臨的問題是將大而重的東西運(yùn)到工作面的過程。目前大部分井下輔助運(yùn)輸機(jī)構(gòu)是采用鋪設(shè)軌道的運(yùn)輸方式進(jìn)行運(yùn)輸，但在井下的一些特殊地段(如加工面)不能鋪設(shè)軌道，或者鋪設(shè)軌道太過浪費(fèi)，增加了整體成本，不符合經(jīng)濟(jì)效益，所以井下大型設(shè)備的運(yùn)輸存在較大的困難。顯然在井下無軌地段運(yùn)輸這些大型部件僅靠人工是相當(dāng)困難的，而且費(fèi)時費(fèi)力，嚴(yán)重影響了井下開采效率，同時大大增加了井下安全隱患。
[0004]而且，礦用運(yùn)輸機(jī)械裝備以機(jī)、電、液產(chǎn)品居多，多米用電動機(jī)作為動力輸出。由于井下多為瓦斯、粉塵工作環(huán)境，對其防爆性能要求很高，產(chǎn)品制造成本高，在實(shí)際作業(yè)中仍存在一定的安全隱患。
[0005]綜上所述，針對礦井下開采過程中在無軌地段復(fù)雜巷道路面上的礦物運(yùn)輸及大型部件運(yùn)輸困難的問題，發(fā)明一種安全、適用于礦井下無軌地段輔助運(yùn)輸?shù)臋C(jī)構(gòu)是十分必要的，既能節(jié)省人力物力、提高運(yùn)輸效率，又能從源頭上減少井下安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活、負(fù)荷能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)礦井中不同環(huán)境下的輔助運(yùn)輸工作，且工作穩(wěn)定、安全高效的全氣動邁步式行走機(jī)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述行走機(jī)構(gòu)的氣動控制系統(tǒng)。
[0008]—種全氣動邁步式行走機(jī)構(gòu)，包括平行間隙設(shè)置的上承重板及下承重板，上承重板的底部設(shè)有第一邁步機(jī)構(gòu)，下承重板的底部設(shè)有第二邁步機(jī)構(gòu)，第一邁步機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在上承重板底部一側(cè)中間位置的第一推拉滑軌以及對稱設(shè)置在上承重板底部另一側(cè)前后位置的第二推拉滑軌及第三推拉滑軌，第二邁步機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在下承重板底部一側(cè)，第二推拉滑軌及第三推拉滑軌之間位置的第四推拉滑軌，以及對稱設(shè)置在下承重板底部另一偵U，第一推拉滑軌前后位置的第五推拉滑軌及第六推拉滑軌，上述推拉滑軌均沿著上承重板的長度方向設(shè)置，上述推拉滑軌底部垂直設(shè)有可沿其軌道滑動的承重氣缸，承重氣缸的活塞桿端朝下，并安裝有支撐足，第一推拉滑軌分別與第二推拉滑軌、第三推拉滑軌之間，第四推拉滑軌分別與第五推拉滑軌、第六推拉滑軌之間，均鉸接有連接桿，上承重板及下承重板之間還設(shè)有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的兩側(cè)水平對稱設(shè)有第一推拉氣缸及第二推拉氣缸，第一推拉氣缸連接第一推拉滑軌處承重氣缸的滑動端及上承重板，第二推拉氣缸連接第四推拉滑軌處承重氣缸的滑動端及下承重板，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括擺動氣缸，擺動氣缸的擺動盤連接在上承重板底面，擺動氣缸的底端連接在下承重板上。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述:
[0010]所述連接桿通過球鉸連接在承重氣缸上。
[0011 ]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述:
[0012]所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括位于上承重板及下承重板之間的連接軸，連接軸的軸向頂部固定在上承重板底面，軸向底部穿過下承重板的軸孔，連接在型固定板上，型固定板的底面邊緣處固定在擺動氣缸的擺動盤上，下承重板的軸孔上下側(cè)，分別設(shè)有套設(shè)在連接軸上的推力圓柱滾子軸承與角接觸球軸承。
[0013]—種上述全氣動邁步式行走機(jī)構(gòu)的氣動控制系統(tǒng)，包括氣源，氣源通過電磁閥、減壓閥、調(diào)速閥，控制第一、第二邁步機(jī)構(gòu)中各推拉滑軌處承重氣缸的伸縮，通過電磁閥、減壓閥，控制第一推拉氣缸及第二推拉氣缸的伸縮;通過電磁閥、減壓閥控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的擺動氣缸的擺動。
[0014]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述:
[0015]所述氣源包括儲氣罐，第一邁步機(jī)構(gòu)和第二邁步機(jī)構(gòu)包括承重氣缸、擺動氣缸，所述承重氣缸包括與第一至第六推拉滑軌相對應(yīng)的第一承重氣缸、第二承重氣缸、第三承重氣缸、第四承重氣缸、第五承重氣缸及第六承重氣缸，第一承重氣缸的進(jìn)氣腔與第二、三承重氣缸的進(jìn)氣腔相通，第一承重氣缸的活塞腔與第二、三承重氣缸的活塞腔相通，第四承重氣缸與第五、六承重氣缸的進(jìn)氣腔相通，第四承重氣缸與第五、六承重氣缸的活塞腔相通，第一承重氣缸的進(jìn)氣腔與第四承重氣缸的進(jìn)氣腔之間的管路上依次設(shè)有速度控制閥1、減壓閥1、二位四通電磁閥1、速度控制閥Π、減壓閥Π，二位四通電磁閥Π，第一承重氣缸的活塞腔與第四承重氣缸的活塞腔之間的管路上依次速度控制閥m、減壓閥m、二位四通電磁閥1、速度控制閥IV、減壓閥IV、二位四通電磁閥π，連接二位四通電磁閥I與二位四通電磁閥π的主管路上，連接擺動氣缸、第一推拉氣缸、第二推拉氣缸及空壓機(jī)，與擺動氣缸連接的管路上設(shè)有三位四通電磁閥，三位四通電磁閥通過并列設(shè)置的速度控制閥V、速度控制閥VI連接在擺動氣缸上，與空壓機(jī)連接的管路上依次設(shè)有二通單線圈電磁閥、氣動三聯(lián)件、儲氣罐、油水分離器及冷卻器，與第一推拉氣缸、第二推拉氣缸連接的管路上設(shè)有二位四通電磁閥m，二位四通電磁閥m通過速度控制閥w連接在第一推拉氣缸、第二推拉氣缸的進(jìn)氣腔，通過速度控制閥νπι連接在第一推拉氣缸、第二推拉氣缸的活塞腔上。
[0016]本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)礦井復(fù)雜環(huán)境下的輔助運(yùn)輸工作，且工作穩(wěn)定、安全可靠，既能節(jié)省人力物力、提高運(yùn)輸效率，又能從源頭上減少井下安全隱患，可有效解決目前礦井下開采過程中在無軌地段等復(fù)雜巷道路面上的礦物運(yùn)輸，以及大型部件運(yùn)輸困難等難題。
[0017]具體體現(xiàn)在:
[0018]1、采用壓縮空氣作為動力源，氣缸作為執(zhí)行件，可直接利用礦井下壓縮空氣，安全、便捷，在井下瓦斯、粉塵工作環(huán)境下具有較高防爆性能；
[0019]2、邁步機(jī)構(gòu)由推拉滑軌、承重氣缸、支撐足組成，并通過連接桿和球鉸相互連接形成三足機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，承重性強(qiáng)；
[0020]3、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)上、下承重板的相對轉(zhuǎn)動進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個機(jī)構(gòu)的原地轉(zhuǎn)向，靈活轉(zhuǎn)彎，避免了因空間狹小而轉(zhuǎn)彎困難的問題。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明中轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明的氣動控制系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參見圖1，本發(fā)明提供的一種全氣動邁步式行走機(jī)構(gòu)，包括平行間隙設(shè)置的上承重板I及下承重板2，上承重板I的底部設(shè)有第一邁步機(jī)構(gòu)3，下承重板2的底部設(shè)有第二邁步機(jī)構(gòu)4，結(jié)合圖2，第一邁步機(jī)構(gòu)3包括設(shè)置在上承重板I底部一側(cè)中間位置的第一推拉滑軌31以及對稱設(shè)置在上承重板I底部另一側(cè)前后位置的第二推拉滑軌32及第三推拉滑軌33，第二邁步機(jī)構(gòu)4包括設(shè)置在下承重板2底部一側(cè)，第二推拉滑軌32及第三推拉滑軌33之間位置的第四推拉滑軌41，以及對稱設(shè)置在下承重板2底部另一側(cè)，第一推拉滑軌31前后位置的第五推拉滑軌42及第六推拉滑軌43，上述推拉滑軌均沿著上承重板I的長度方向設(shè)置，上述推拉滑軌底部垂直設(shè)有可沿其軌道滑動的承重氣缸5，承重氣缸5的活塞桿端朝下，并安裝有支撐足6，第一推拉滑軌31分別與第二推拉滑軌32、第三推拉滑軌33之間，第四推拉滑軌41分別與第五推拉滑軌42、第六推拉滑軌43之間，均鉸接有連接桿7，結(jié)合圖3，上承重板I及下承重板2之間還設(shè)有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)8，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)8的兩側(cè)水平對稱設(shè)有第一推拉氣缸9及第二推拉氣缸10，第一推拉氣缸9連接第一推拉滑軌31處承重氣缸5的滑動端及上承重板I，第二推拉氣缸10連接第四推拉滑軌41處承重氣缸5的滑動端及下承重板2，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)8包括擺動氣缸81(可采用MSQ擺動氣缸)，擺動氣缸81的擺動盤和底端分別連接上承重板I和下承重板2。
[0027]運(yùn)行時:第一推拉氣缸9通過其活塞桿的伸縮，帶動第一邁步機(jī)構(gòu)3中第一推拉滑軌31處的承重氣缸5實(shí)現(xiàn)沿第一推拉滑軌31滑動，從而再通過連接桿7帶動第二推拉滑軌32及第三推拉滑軌33處的承重氣缸5實(shí)現(xiàn)沿第二推拉滑軌32及第三推拉滑軌33滑動；
[0028]第二推拉氣缸10通過其活塞桿的伸縮，帶動第二邁步機(jī)構(gòu)4中第四推拉滑軌41處的承重氣缸5實(shí)現(xiàn)沿第四推拉滑軌41滑動，從而再通過連接桿7帶動第五推拉滑軌42及第六推拉滑軌43處的承重氣缸5實(shí)現(xiàn)沿第五推拉滑軌42及第六推拉滑軌43滑動；
[0029]承重氣缸5通過其活塞桿的伸縮，實(shí)現(xiàn)三足支撐，三足邁步，配合滑動過程，便可實(shí)現(xiàn)第一邁步機(jī)構(gòu)三足和第二邁步機(jī)構(gòu)三足的交替邁步。
[0030]通過控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)8中擺動氣缸81的擺動，帶動上承重板I及下承重板2之間的相對轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)邁步過程中的轉(zhuǎn)向。
[0031 ] 邁步行走原理具體如下:
[0032]1、初始狀態(tài)下，第一推拉氣缸9及第二推拉氣缸10處于伸長狀態(tài)，第一邁步機(jī)構(gòu)3中三推拉滑軌處的三承重氣缸伸長，第一邁步機(jī)構(gòu)3的三足承重，支撐上承重板1，第二邁步機(jī)構(gòu)4中三推拉滑軌處的三承重氣缸處于收縮狀態(tài)；
[0033]2、通過控制電磁閥，使第一推拉氣缸9及第二推拉氣缸10同時收縮，且第二邁步機(jī)構(gòu)4中三推拉滑軌處的三承重氣缸逐漸伸長，整體結(jié)構(gòu)負(fù)重前進(jìn)；
[0034]3、第一推拉氣缸9及第二推拉氣缸10收縮完畢后，第二邁步機(jī)構(gòu)4的三足承重，支撐下承重板2，控制電磁閥，使第一推拉氣缸9及第二推拉氣缸10同時伸長，且第一邁步機(jī)構(gòu)3中三推拉滑軌處的三承重氣缸逐漸收縮，整體結(jié)構(gòu)繼續(xù)負(fù)重前進(jìn)；
[0035]4、第一推拉氣缸9及第二推拉氣缸10伸長完畢后，第一邁步機(jī)構(gòu)3的三足承重，支撐上承重板I，控制電磁閥，使第一推拉氣缸9及第二推拉氣缸10同時收縮，且第二邁步機(jī)構(gòu)4中三推拉滑軌處的三承重氣缸逐漸伸長，依此原理使整體結(jié)構(gòu)在第一邁步機(jī)構(gòu)3和第二邁步機(jī)構(gòu)4的交替邁步中不間斷前進(jìn)。
[0036]機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向原理如下:
[0037]1、機(jī)構(gòu)負(fù)重或空載狀態(tài)下需要轉(zhuǎn)彎時，通過控制電磁閥，使第二邁步機(jī)構(gòu)4承重支撐于地面，第一邁步機(jī)構(gòu)3中三推拉滑軌處的三承重氣缸收縮；
[0038]2、通過控制擺動氣缸81動作，使上承重板I相對于下承重板2轉(zhuǎn)動一定角度；
[0039]3、控制電磁閥，使第一邁步機(jī)構(gòu)3承重支撐