一种基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成的制作方法

1.本发明属于煤矿巷道积尘清洁技术领域，涉及一种基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成。


背景技术：

2.煤矿巷道在开采过程中会产生大量的粉尘，这些粉尘不仅影响巷道通风和工作环境，还可能引起火灾和爆炸等安全事故。因此，及时清除巷道积尘是保障煤矿安全生产的重要措施。
3.目前，常用的巷道积尘清洁方法有人工清扫、水冲洗和机械清扫等。其中，人工清扫效率低、劳动强度大、危险性高；水冲洗会造成水资源浪费和污水处理难题；机械清扫虽然能够提高效率和降低劳动强度，但是现有的机械清扫设备往往不能够适应巷道形状和积尘分布的变化，导致清扫效果不理想。因此，急需一种能够自适应巷道形状和积尘分布的机械清扫设备。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于解决机械清洁设备自适应巷道的问题，提供一种基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成。
5.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成，包括机械臂、转动盘、横向定位移动装置；
7.所述转动盘设于所述横向定位移动装置上，并与横向定位移动装置滑动连接；所述机械臂设于所述转动盘上，并通过转动盘与所述横向定位移动装置转动连接；所述机械臂在横向定位移动装置驱动下，实现横向位移调整，在所述转动盘驱动下实现周向角度位移调整。
8.进一步，所述机械臂包括第一关节臂、第二关节臂；所述第一关节臂一端与所述转动盘铰接，另一端与所述第二关节臂铰接，所述第二关节臂远离所述第一关节臂的一端用于安装积尘擦拭装置；
9.所述第一关节臂与转动盘之间、所述第一关节臂与第二关节臂之间、所述第二关节臂与巷道电缆积尘擦拭装置之间分别铰接有液压缸，并通过液压缸驱动，实现相对转动，从而调整积尘擦拭装置的高度与角度。
10.进一步，所述转动盘为液控旋转盘，包括基座、回转支承、蜗杆、液压马达；所述回转支承转动设于所述基座上，并与所述机械臂固定连接；所述回转支承上设有蜗轮，液压马达与所述蜗杆连接，所述蜗杆与蜗轮配合，液压马达通过蜗轮蜗杆结构驱动回转支承转动，实现机械臂周向角度位移。
11.进一步，所述横向定位移动装置包括滑台底座、滑板、动力装置；所述转动盘固定设于所述滑板上，所述滑台底座设有横向布置的滑动导轨，所述滑板滑动设于所述滑动导
轨上；所述滑板与所述动力装置固定连接，在动力装置驱动下滑动，实现横向位移。
12.进一步，还包括控制系统；所述机械臂、转动盘、横向定位移动装置均与所述控制系统连接，并受控制系统控制。
13.进一步，所述机械臂、转动盘、横向定位移动装置上均设有用于检测其位移的编码器，编码器与所述控制系统连接，控制系统根据编码器反馈的信息对装置状态进行判断。
14.进一步，所述动力装置为多级液压缸，多级液压缸一端与滑板连接，另一端与滑台底座连接。
15.进一步，所述动力装置包括链条、链轮、液压马达；所述链条的两端通过链轮连接于所述滑台底座上；所述滑板与链条固定连接，液压马达与链轮连接，驱动链轮转动，从而通过链条带动所述滑板移动。
16.本发明的有益效果在于：
17.1、本发明通过设置可沿着巷道横向滑动并可绕着纵轴旋转的转动盘以及可相对转动并可安装不同类型积尘擦拭装置的两段式机械臂，使得该机械臂总成能够自适应巷道形状和积尘分布，并能够有效地清除巷道顶部、侧壁或电缆等部位的积尘。
18.2、本发明通过设置液压马达、液压缸和编码器等控制元件，使得该机械臂总成能够实现精确的位移控制和状态反馈，提高清扫精度和稳定性。
19.3、本发明通过设置控制系统，使得该机械臂总成能够实现自动化或者半自动化的清扫操作，降低人工干预和劳动强度，进一步提高煤矿巷道清洁水平和安全系数，节约人力和物力资源。
20.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
21.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
22.图1为本发明中基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成整体示意图。
23.图2为本发明中转动盘示意图。
24.图3为本发明中横向定位移动装置示意图。
25.图4、5为实施例中煤矿电力设施积尘潮式擦拭装置整体示意图。
26.附图标记：121-巷道电缆积尘擦拭装置；1211-滚筒安装架；1212-滚筒式毛刷；1213-喷雾装置；1214-转动轴；1215-螺旋摆动液压马达；1216-液压摆线马达；1217-距离传感器；1218-电缆感知传感器；1219-流量-压力调节装置；122-基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成；1221-第一关节臂；1222-第二关节臂；1223-第一液压缸；1224-第二液压缸；123-转动盘；1231-回转支承；1232-液压马达；124-横向定位移动装置；1241-滑台底座；1242-滑板；1243-多级液压缸；1244-滑动导轨；125-潮式清洁控制系统。
具体实施方式
27.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
29.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，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的具体含义。
30.实施例1
31.请参阅图1～5，为一种煤矿电力设施积尘潮式擦拭装置，包括巷道电缆积尘擦拭装置121、基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成122、式清洁控制系统125等组成部分。
32.本实施例中提供的一种基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成122包括转动盘123、横向定位移动装置124、第一关节臂1221、第二关节臂1222等组成部分。第一关节臂1221一端与转动盘123铰接，另一端与第二关节臂1222铰接，巷道电缆积尘擦拭装置121铰接于第二关节臂1222远离第一关节臂1221的一端。第一关节臂1221与转动盘123之间、第一关节臂1221与第二关节臂1222之间、第二关节臂1222与巷道电缆积尘擦拭装置121之间分别铰接有液压缸，并通过液压缸实现相对转动。第一液压缸1223位于第一关节臂1221与转动盘123之间，用于调整第一关节臂1221相对于转动盘123的角度；第二液压缸1224位于第一关节臂1221与第二关节臂1222之间，用于调整第二关节臂1222相对于第一关节臂1221的角度；第三液压缸(未标注)位于第二关节臂1222与巷道电缆积尘擦拭装置121之间，用于调整巷道电缆积尘擦拭装置121相对于第二关节臂1222的角度。
33.转动盘123为液控旋转盘，包括基座、回转支承、蜗杆、液压马达等组成部分。回转支承1231转动安装在基座上，并与潮式擦拭机械臂122固定连接。回转支承1231上设有蜗轮，液压马达1232与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮配合，液压马达1232通过蜗轮蜗杆结构驱动回转支承1231转动。
34.横向定位移动装置124包括滑台底座1241、滑板1242、多级液压缸1243等组成部分。转动盘123固定安装在滑板1242上，滑台底座1241设有横向布置的滑动导轨1244，滑板1242滑动安装在滑动导轨1244上。滑板1242与多级液压缸1243一端连接，并在多级液压缸1243驱动下滑动，实现横向位移。
35.本实施例中提供的巷道电缆积尘擦拭装置121安装在潮式擦拭机械臂122的上端，用于擦拭清洁电力管线。巷道电缆积尘擦拭装置121包括滚筒安装架1211、滚筒式毛刷1212、喷雾装置1213等组成部分。滚筒式毛刷1212通过转动轴1214转动安装在滚筒安装架1211上。滚筒安装架1211与潮式擦拭机械臂122之间设有螺旋摆动液压马达1215，滚筒安装架1211在螺旋摆动液压马达1215驱动下转动，以调整滚筒式毛刷1212的角度。转动轴1214上连接有液压摆线马达1216，滚筒式毛刷1212在液压摆线马达1216驱动下旋转，对电缆进行擦拭。喷雾装置1213固定安装在滚筒安装架1211上，并朝向滚筒式毛刷1212进行喷雾。喷雾装置1213上设有流量-压力调节装置1219、流量-压力传感器，流量-压力调节装置1219、流量-压力传感器均与潮式清洁控制系统125连接，用于监测和控制喷雾参数。巷道电缆积尘擦拭装置121还包括电缆感知传感器1218、距离传感器1217；电缆感知传感器1218、距离传感器1217均与潮式清洁控制系统125连接，且均固定安装在滚筒安装架1211上，用于感知是否有电缆及与电缆的距离。滚筒安装架1211上还设有污渍防护罩，污渍防护罩将滚筒式毛刷1212的一侧遮挡，防止滚筒式毛刷旋转时，污渍四处飞散。
36.实施例2
37.本实施例与实施例1的区别在于：驱动滑板移动的动力装置包括链条、链轮、液压马达；链条的两端通过链轮连接在滑台底座上；滑板与链条固定连接，液压马达与链轮连接，驱动链轮转动，从而通过链条带动滑板移动。
38.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成，其特征在于：包括机械臂、转动盘、横向定位移动装置；所述转动盘设于所述横向定位移动装置上，并与横向定位移动装置滑动连接；所述机械臂设于所述转动盘上，并通过转动盘与所述横向定位移动装置转动连接；所述机械臂在横向定位移动装置驱动下，实现横向位移调整，在所述转动盘驱动下实现周向角度位移调整。2.根据权利要求1所述的基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成，其特征在于：所述机械臂包括第一关节臂、第二关节臂；所述第一关节臂一端与所述转动盘铰接，另一端与所述第二关节臂铰接，所述第二关节臂远离所述第一关节臂的一端用于安装积尘擦拭装置；所述第一关节臂与转动盘之间、所述第一关节臂与第二关节臂之间、所述第二关节臂与巷道电缆积尘擦拭装置之间分别铰接有液压缸，并通过液压缸驱动，实现相对转动，从而调整积尘擦拭装置的高度与角度。3.根据权利要求1所述的基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成，其特征在于：所述转动盘为液控旋转盘，包括基座、回转支承、蜗杆、液压马达；所述回转支承转动设于所述基座上，并与所述机械臂固定连接；所述回转支承上设有蜗轮，液压马达与所述蜗杆连接，所述蜗杆与蜗轮配合，液压马达通过蜗轮蜗杆结构驱动回转支承转动，实现机械臂周向角度位移。4.根据权利要求1所述的基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成，其特征在于：所述横向定位移动装置包括滑台底座、滑板、动力装置；所述转动盘固定设于所述滑板上，所述滑台底座设有横向布置的滑动导轨，所述滑板滑动设于所述滑动导轨上；所述滑板与所述动力装置固定连接，在动力装置驱动下滑动，实现横向位移。5.根据权利要求1所述的基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成，其特征在于：还包括控制系统；所述机械臂、转动盘、横向定位移动装置均与所述控制系统连接，并受控制系统控制。6.根据权利要求5所述的基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成，其特征在于：所述机械臂、转动盘、横向定位移动装置上均设有用于检测其位移的编码器，编码器与所述控制系统连接，控制系统根据编码器反馈的信息对装置状态进行判断。7.根据权利要求4所述的基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成，其特征在于：所述动力装置为多级液压缸，多级液压缸一端与滑板连接，另一端与滑台底座连接。8.根据权利要求4所述的基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成，其特征在于：所述动力装置包括链条、链轮、液压马达；所述链条的两端通过链轮连接于所述滑台底座上；所述滑板与链条固定连接，液压马达与链轮连接，驱动链轮转动，从而通过链条带动所述滑板移动。

技术总结
本发明属于煤矿巷道积尘清洁技术领域。涉及一种基于多轴结构的煤矿巷道积尘自适应清洁机械臂总成，包括机械臂、转动盘、横向定位移动装置；所述转动盘设于横向定位移动装置上，并与横向定位移动装置滑动连接；所述机械臂设于转动盘上，并通过转动盘与横向定位移动装置转动连接；所述机械臂在横向定位移动装置驱动下，实现横向位移调整，在转动盘驱动下实现周向角度位移调整。本发明通过设置可沿着巷道横向滑动并可绕着纵轴旋转的转动盘以及可相对转动并可安装不同类型积尘擦拭装置的两段式机械臂，使得该机械臂总成能够自适应巷道形状和积尘分布，并能够有效地清除巷道顶部、侧壁或电缆等部位的积尘。或电缆等部位的积尘。或电缆等部位的积尘。


技术研发人员：李德文 陈波 刘奎 赵中太 龚小兵 郭胜均 梁爱春 巫亮 鲁轲 李定富 邓志辉 汪春梅
受保护的技术使用者：中煤科工集团重庆研究院有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/7/21