專利名稱：自動截割的掘進機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦井巷道掘進設(shè)備，具體為一種自動截割的掘進機，適用于各種巷 道掘進的設(shè)備。
背景技術(shù)：
掘進機是煤礦機械化開采的主要設(shè)備之一，傳統(tǒng)的巷道掘進機操作系統(tǒng)均采用司 機座位上的手動操作，很容易造成前方視線局部受阻，若加上錨桿機或鉆機，視線受阻范圍 增大。另外，由于操作手距離截割斷面較近容易造成砸傷事故。而且手動操作掘進機截割 時勞動強度大，截割時煤塵對操作手很大的傷害。若掘進機具有自動截割功能，不僅降低操 作手的勞動強度，而且大大降低礦工的工作危險性，改善操作手的工作環(huán)境。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有自動截割功能的掘進機，解決現(xiàn)有技術(shù)中手動操 作很容易造成前方視線局部受阻等問題。利用一對傾角傳感器和一個旋轉(zhuǎn)編碼器測量截割 頭姿態(tài)，控制器記錄截割頭截割的線路。在重新對準激光點后，控制器可以計算出截割頭自 動截割的線路，控制截割頭自動截割。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種自動截割的掘進機，該掘進機的截割部和本體部上分別裝有傾角傳感器，該 掘進機的回轉(zhuǎn)臺上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器。
所述截割部的截割頭上裝有靶標。
所述的自動截割的掘進機，在掘進機上還裝有控制器，傾角傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器 分別與控制器的輸入端連接。
所述控制器的輸出端連接驅(qū)動截割頭的液壓油缸。
本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明自動截割掘進機，在煤礦井下巷道掘進時只需要對準巷道內(nèi)的激光點， 啟動自動截割功能，掘進機就能按手動截割的線路自動截割，從而提高生產(chǎn)效率。
2、本發(fā)明自動截割掘進機，使管理巷道掘進的工作更安全、更可靠、更高效，掘進 時工人可以遠離工作面，有效防止發(fā)生頂板事故給人員帶來傷害，可以大大降低巷道掘進 的工作危險性。
3、本發(fā)明自動截割掘進機，將數(shù)控技術(shù)和掘進機截割控制結(jié)合，以激光定位記憶 截割線路現(xiàn)實自動截割，減少作業(yè)人員，提高了勞動效率。掘進速度加快，提高掘進進尺。


圖1為本發(fā)明自動截割掘進機結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明手動截割時的工作狀態(tài)示意圖。
圖3為本發(fā)明自動截割時的工作狀態(tài)示意圖。
圖4為本發(fā)明截割線路控制部分的電路圖。
圖中，1.截割部；2.鏟板部；3.第一運輸部；4.本體部；5.行走部；6.后支承部； 7.潤滑系統(tǒng)；8.液壓系統(tǒng)；9.水系統(tǒng)；10.電控部；11.傾角傳感器；12.旋轉(zhuǎn)編碼器；13.靶 標；14.回轉(zhuǎn)臺；15.控制器；16.截割頭。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明自動截割掘進機主要包括截割部1、鏟板部2、第一運 輸部3、本體部4、行走部5、后支承部6、潤滑系統(tǒng)7、液壓系統(tǒng)8、水系統(tǒng)9、電控部10、傾角 傳感器11、旋轉(zhuǎn)編碼器12、回轉(zhuǎn)臺14等。其中，截割部1、鏟板部2、第一運輸部3、本體部 4、行走部5、后支承部6、潤滑系統(tǒng)7、液壓系統(tǒng)8、水系統(tǒng)9、電控部10、回轉(zhuǎn)臺14為現(xiàn)有掘 進機的常規(guī)結(jié)構(gòu)，上述各部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為常規(guī)技術(shù)，在此不做贅述。本發(fā)明在截割 部1和本體部4上分別裝有傾角傳感器11，截割部1上的傾角傳感器用于測量截割部1上 截割頭的升降角度，本體部4上的傾角傳感器用于測量掘進機所在工作面的傾角，兩個測 量值做差就是截割部相對于機身的升降角度；在回轉(zhuǎn)臺14上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器12，可以測量 截割頭的回轉(zhuǎn)角度；在截割部1的截割頭16上裝有靶標13，用于將截割部1上的截割頭16 定位，每次重新記錄截割線路時都將靶標對準巷道內(nèi)的定位激光。
如圖1、圖4所示，在掘進機上裝有控制器15，傾角傳感器11和旋轉(zhuǎn)編碼器12分別 與控制器15的輸入端連接(其中，兩個傾角傳感器11分別通過隔離柵與控制器15連接， 旋轉(zhuǎn)編碼器12通過CAN通訊隔離器與控制器15連接)，傾角傳感器11和旋轉(zhuǎn)編碼器12的 信號傳輸至控制器15。從而，掘進機的控制器15能記錄截割頭運動的軌跡，并將相對于掘 進機機身的軌跡參數(shù)轉(zhuǎn)換成相對于巷道內(nèi)定位激光的參數(shù)。截割頭上的靶標13再次對準 定位激光點后，可以將相對機身的參數(shù)，并計算出重新定位后的截割線路?？刂破?5的輸 出端連接驅(qū)動截割頭16的液壓油缸(升降油缸和回轉(zhuǎn)油缸)，可以發(fā)出指令給液壓油缸，驅(qū) 動截割頭16完成指定的截割路線，如截割頭左轉(zhuǎn)、截割頭右轉(zhuǎn)、截割頭升或截割頭降等動 作。因此，該掘進機能通過激光定位記錄截割頭的截割線路，將截割頭對準激光后，掘進機 可以進行自動截割。本發(fā)明中，控制器15可以采用常規(guī)技術(shù)。
本發(fā)明的具體實施方法如下
在截割部1上的截割頭16截割到巷道斷面的邊界點時，控制器15記錄此時截割 頭相對機身中心的距離和高度(即升降回轉(zhuǎn)的角度)。假設(shè)機身的中心線和巷道定位的激 光線永遠相對不變，那么自動截割時就按這些參數(shù)設(shè)定自動截割的路線進行截割，巷道的 方向和巷道斷面的參數(shù)肯定能保證一致。但是，在實際工況下掘進機機身的中心線和巷道 定位的激光線永遠重合顯然時不可能的。所以，簡單的記錄每點的參數(shù)將無法保證自動截 割時斷面被很好的還原。但是，掘進機上所有的傳感器所能測量的數(shù)據(jù)參數(shù)只能是相對于 掘進機機身。但是，如果將截割部1上的靶標13對準巷道內(nèi)的定位激光，就可以把傳感器 測量的相對于機身的參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬τ诩す恻c的參數(shù)，利用定位激光的不變來確保自動截 割的誤差在很小的范圍內(nèi)。
如圖2所示，假設(shè)是手動截割時，利用巷道內(nèi)定位激光確定截割起始點，控制器將 手動截割時截割頭的運動軌跡，也就是記錄截割頭相對機身升降回轉(zhuǎn)的角度，并將所有相對機身的參數(shù)換算成相對巷道內(nèi)激光點(即以激光點為原點的極坐標參數(shù))。截割頭水平 向左截割的角度是a，將其換算成到左距離是d。
如圖3所示，假設(shè)是自動截割時，再次將靶標對準巷道內(nèi)的定位激光，利用巷道內(nèi) 定位激光確定截割起始點，這樣將激光點和截割的起始點重合以后，控制器就可以將之前 記錄并轉(zhuǎn)換成以激光點為原點的極坐標參數(shù)再換算成相對于機身的參數(shù)(即對應(yīng)傳感器 的參數(shù))，根據(jù)這些參數(shù)將控制截割的線路。這樣，很好的解決了掘進機再前進過程中截割 起始點位置變化的問題，確保自動截割的斷面與手動截割的斷面誤差再較小的范圍內(nèi)。先 將截割部1上的靶標13對準巷道內(nèi)的定位激光，這時掘進機與巷道定位的激光線的位置發(fā) 生變化，但是自動截割要到左側(cè)的距離d是不變的，控制器將距離d的值換算成截割頭運動 的角度b，這樣就確保了即使在掘進機位置偏移的情況下自動截割的一致性。
權(quán)利要求
1.一種自動截割的掘進機，其特征在于該掘進機的截割部和本體部上分別裝有傾角 傳感器，該掘進機的回轉(zhuǎn)臺上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器。
2.按照權(quán)利要求1所述的自動截割的掘進機，其特征在于所述截割部的截割頭上裝 有靶標。
3.按照權(quán)利要求1所述的自動截割的掘進機，其特征在于在掘進機上還裝有控制器， 傾角傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器分別與控制器的輸入端連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的自動截割的掘進機，其特征在于所述控制器的輸出端連接 驅(qū)動截割頭的液壓油缸。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤礦井巷道掘進設(shè)備，具體為一種自動截割的掘進機，適用于各種巷道掘進的設(shè)備。該掘進機的截割部和本體部上分別裝有傾角傳感器，該掘進機的回轉(zhuǎn)臺上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器。該掘進機控制截割頭升降和回轉(zhuǎn)的兩對油缸，即可以采用手動閥控制，也可以采用電比例閥控制。在手動截割時，以巷道內(nèi)定位激光為原點記錄截割線路。在下次截割時，只需將截割頭對準巷道內(nèi)定位激光，控制器計算掘進機的截割線路，控制器通過控制電磁閥實現(xiàn)對截割頭截割線路的控制。本發(fā)明可以解決現(xiàn)有技術(shù)中手動操作很容易造成前方視線局部受阻等問題，該掘進機能大大降低礦工的勞動強度和工作的危險性。
文檔編號E21C35/24GK102031970SQ20091018765
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者付曉, 李萬鵬, 王志剛 申請人:三一重型裝備有限公司