全氣動邁步式行走機構及其氣動控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦輔助運輸設備技術領域，具體涉及一種全氣動邁步式行走機構及其氣動控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著煤礦開采效率和開采強度的不斷增加，不僅煤礦井下運輸安全問題的重要性愈加突出，井下大型設備的運輸也變得越來越頻繁。
[0003]例如，將采煤機、掘進機、運輸機、液壓支架等大型機構或者零部件運到工作面維修或更換，面臨的問題是將大而重的東西運到工作面的過程。目前大部分井下輔助運輸機構是采用鋪設軌道的運輸方式進行運輸，但在井下的一些特殊地段(如加工面)不能鋪設軌道，或者鋪設軌道太過浪費，增加了整體成本，不符合經濟效益，所以井下大型設備的運輸存在較大的困難。顯然在井下無軌地段運輸這些大型部件僅靠人工是相當困難的，而且費時費力，嚴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，礦用運輸機械裝備以機、電、液產品居多，多米用電動機作為動力輸出。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，產品制造成本高，在實際作業(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雜巷道路面上的礦物運輸及大型部件運輸困難的問題，發(fā)明一種安全、適用于礦井下無軌地段輔助運輸的機構是十分必要的，既能節(jié)省人力物力、提高運輸效率，又能從源頭上減少井下安全隱患。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種結構簡單、操作靈活、負荷能力強，可實現礦井中不同環(huán)境下的輔助運輸工作，且工作穩(wěn)定、安全高效的全氣動邁步式行走機構。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述行走機構的氣動控制系統。
[0008]—種全氣動邁步式行走機構，包括平行間隙設置的上承重板及下承重板，上承重板的底部設有第一邁步機構，下承重板的底部設有第二邁步機構，第一邁步機構包括設置在上承重板底部一側中間位置的第一推拉滑軌以及對稱設置在上承重板底部另一側前后位置的第二推拉滑軌及第三推拉滑軌，第二邁步機構包括設置在下承重板底部一側，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置，上述推拉滑軌底部垂直設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有轉向機構，轉向機構的兩側水平對稱設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，轉向機構包括擺動氣缸，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]作為上述技術方案的進一步描述:
[0010]所述連接桿通過球鉸連接在承重氣缸上。
[0011 ]作為上述技術方案的進一步描述:
[0012]所述轉向機構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，分別設有套設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構的氣動控制系統，包括氣源，氣源通過電磁閥、減壓閥、調速閥，控制第一、第二邁步機構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、減壓閥控制轉向機構中的擺動氣缸的擺動。
[0014]作為上述技術方案的進一步描述:
[0015]所述氣源包括儲氣罐，第一邁步機構和第二邁步機構包括承重氣缸、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，第一承重氣缸的進氣腔與第二、三承重氣缸的進氣腔相通，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，第一承重氣缸的進氣腔與第四承重氣缸的進氣腔之間的管路上依次設有速度控制閥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，與擺動氣缸連接的管路上設有三位四通電磁閥，三位四通電磁閥通過并列設置的速度控制閥V、速度控制閥VI連接在擺動氣缸上，與空壓機連接的管路上依次設有二通單線圈電磁閥、氣動三聯件、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)明可實現礦井復雜環(huán)境下的輔助運輸工作，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雜巷道路面上的礦物運輸，以及大型部件運輸困難等難題。
[0017]具體體現在:
[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、邁步機構由推拉滑軌、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構，結構穩(wěn)定可靠，承重性強；
[0020]3、轉向機構可實現上、下承重板的相對轉動進而實現整個機構的原地轉向，靈活轉彎，避免了因空間狹小而轉彎困難的問題。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的立體結構示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的俯視結構不意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的主視結構示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明中轉向機構的結構示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明的氣動控制系統示意圖。
【具體實施方式】
[0026]參見圖1，本發(fā)明提供的一種全氣動邁步式行走機構，包括平行間隙設置的上承重板I及下承重板2，上承重板I的底部設有第一邁步機構3，下承重板2的底部設有第二邁步機構4，結合圖2，第一邁步機構3包括設置在上承重板I底部一側中間位置的第一推拉滑軌31以及對稱設置在上承重板I底部另一側前后位置的第二推拉滑軌32及第三推拉滑軌33，第二邁步機構4包括設置在下承重板2底部一側，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，以及對稱設置在下承重板2底部另一側，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的長度方向設置，上述推拉滑軌底部垂直設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，結合圖3，上承重板I及下承重板2之間還設有轉向機構8，轉向機構8的兩側水平對稱設有第一推拉氣缸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，轉向機構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，帶動第一邁步機構3中第一推拉滑軌31處的承重氣缸5實現沿第一推拉滑軌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實現沿第二推拉滑軌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，帶動第二邁步機構4中第四推拉滑軌41處的承重氣缸5實現沿第四推拉滑軌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實現沿第五推拉滑軌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，實現三足支撐，三足邁步，配合滑動過程，便可實現第一邁步機構三足和第二邁步機構三足的交替邁步。
[0030]通過控制轉向機構8中擺動氣缸81的擺動，帶動上承重板I及下承重板2之間的相對轉動，實現邁步過程中的轉向。
[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)，第一邁步機構3中三推拉滑軌處的三承重氣缸伸長，第一邁步機構3的三足承重，支撐上承重板1，第二邁步機構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，且第二邁步機構4中三推拉滑軌處的三承重氣缸逐漸伸長，整體結構負重前進；
[0034]3、第一推拉氣缸9及第二推拉氣缸10收縮完畢后，第二邁步機構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，且第一邁步機構3中三推拉滑軌處的三承重氣缸逐漸收縮，整體結構繼續(xù)負重前進；
[0035]4、第一推拉氣缸9及第二推拉氣缸10伸長完畢后，第一邁步機構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，且第二邁步機構4中三推拉滑軌處的三承重氣缸逐漸伸長，依此原理使整體結構在第一邁步機構3和第二邁步機構4的交替邁步中不間斷前進。
[0036]機構轉向原理如下:
[0037]1、機構負重或空載狀態(tài)下需要轉彎時，通過控制電磁閥，使第二邁步機構4承重支撐于地面，第一邁步機構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轉動一定角度；
[0039]3、控制電磁閥，使第一邁步機構3承重支撐