專利名稱：具有多位置鏟斗的鏟挖設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種具有多位置鏟斗的鏟挖設(shè)備，該鏟挖設(shè)備適合在地下煤礦中 使用，并且被設(shè)計(jì)并配置成特別在容納煤輸送運(yùn)輸系統(tǒng)(belt line)的走廊(corridors) 中使用。
背景技術(shù)：
煤輸送運(yùn)輸系統(tǒng)將煤從采礦作業(yè)面(mine face)運(yùn)到倒煤場(chǎng)或其它地點(diǎn)，并且通 常經(jīng)由窄的走廊通過(guò)礦的全長(zhǎng)。這些走廊與礦內(nèi)的運(yùn)輸路線分離并通常平行于該運(yùn)輸路 線。許多節(jié)間(panel)垂直于運(yùn)輸路線設(shè)置，以提供進(jìn)入運(yùn)輸系統(tǒng)走廊的入口。煤不時(shí)地從運(yùn)輸系統(tǒng)上下落到走廊的地面上。此外，這些走廊的壁隨著時(shí)間的過(guò) 去而發(fā)生損壞，使得松動(dòng)的巖石和落下的煤一起集中在走廊的地面上。運(yùn)輸系統(tǒng)走廊中積 聚的煤和巖石導(dǎo)致火災(zāi)并形成潛在的爆炸性環(huán)境。因此，為了礦的安全，必須定期地從運(yùn)輸 系統(tǒng)走廊的地面去除松散的煤和巖石屑。目前，通過(guò)人工將積聚的巖屑鏟到運(yùn)輸系統(tǒng)上而 將其去除，這通常比較危險(xiǎn)并且耗費(fèi)很多時(shí)間和金錢。運(yùn)輸系統(tǒng)可能在地面上方超過(guò)4英 尺，使得人工清理運(yùn)輸系統(tǒng)走廊更費(fèi)力。盡管如此，沒有已知的適于從走廊地面移除煤和巖 石屑并將其移動(dòng)到運(yùn)輸系統(tǒng)的車輛和機(jī)械裝置。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種機(jī)械設(shè)備，所述機(jī)械設(shè)備用于從運(yùn)輸系統(tǒng)走 廊地面(包括運(yùn)輸系統(tǒng)下面)鏟挖煤和其它巖屑、將其運(yùn)輸?shù)竭\(yùn)輸系統(tǒng)上以從煤礦中移除。 通過(guò)下面的描述，本發(fā)明的其它目的和目標(biāo)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將變得明顯，在下面 的描述中，示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的鏟挖設(shè)備包括低輪廓車輛、懸臂(boom)組件和鏟斗組件，其中懸臂組件 能夠?qū)㈢P斗組件定位到運(yùn)輸系統(tǒng)走廊內(nèi)，使得可以收集走廊中的煤和巖屑并將其并運(yùn)輸?shù)?運(yùn)輸系統(tǒng)，以便通過(guò)運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)一步從礦運(yùn)出。低輪廓車輛通常包括駕駛室部分、推進(jìn)支撐件和至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)支撐件。駕駛室部 分為鏟挖設(shè)備的操作者在車輛中提供工作空間；運(yùn)動(dòng)支撐件(例如連續(xù)的履帶、輪)使低輪 廓車輛運(yùn)動(dòng)；并且推進(jìn)支撐件支撐懸臂組件并從駕駛室部分推進(jìn)懸臂組件。懸臂組件通常包括旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器、線性致動(dòng)器和細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)，其中旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器使 該細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)相對(duì)于低輪廓車輛的推進(jìn)支撐件在每個(gè)方向上側(cè)向轉(zhuǎn)動(dòng)90° ；線性致動(dòng) 器使所述結(jié)構(gòu)相對(duì)于推進(jìn)支撐件豎直旋轉(zhuǎn)；并且，細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)相對(duì)于地面支撐和定位鏟 斗組件(細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括管、金屬線和/或其它動(dòng)力和通訊(communication)部 件)。懸臂組件固定到推進(jìn)支撐件并被推進(jìn)支撐件支撐。鏟斗組件通常包括鏟斗組件旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器、鏟斗和在一些實(shí)施例中的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其 中該旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器使鏟斗相對(duì)于懸臂組件的細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)在每個(gè)方向上側(cè)向旋轉(zhuǎn)高達(dá)90° ； 鏟斗幫助鏟挖和移動(dòng)物質(zhì)；并且翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使鏟斗相對(duì)于鏟斗組件旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器豎直翻轉(zhuǎn)。鏟
5斗組件可以進(jìn)一步包括幫助從鏟斗移出物質(zhì)的推進(jìn)板。鏟斗組件固定到懸臂組件并被懸臂 組件支撐。由此，本發(fā)明通過(guò)下述運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)使鏟斗運(yùn)動(dòng)到多個(gè)位置通過(guò)推進(jìn) 支撐件產(chǎn)生的懸臂組件的推進(jìn)或收回；通過(guò)懸臂組件旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器產(chǎn)生的懸臂組件細(xì)長(zhǎng)支撐 結(jié)構(gòu)的側(cè)向旋轉(zhuǎn)；通過(guò)懸臂組件線性致動(dòng)器產(chǎn)生的懸臂組件細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)的豎直旋轉(zhuǎn)；通 過(guò)鏟斗組件旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器產(chǎn)生的鏟斗的側(cè)向旋轉(zhuǎn)；以及，通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的鏟斗的豎直翻 轉(zhuǎn)，以便于在例如地下煤礦的場(chǎng)所中的運(yùn)輸系統(tǒng)走廊和類似的難以到達(dá)的區(qū)域中通過(guò)鏟挖 設(shè)備鏟挖、搬運(yùn)和傾倒物質(zhì)。


結(jié)合下面的附圖閱讀時(shí)，可以更好地理解下面的具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，其中相 同的結(jié)構(gòu)使用了相同的附圖標(biāo)記，并且其中圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的鏟挖設(shè)備的透視圖；圖2是圖1所示的鏟挖設(shè)備的實(shí)施例的透視圖；圖3是圖1所示的鏟挖設(shè)備的實(shí)施例的透視圖；圖4是鏟挖設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的鏟斗組件的放大的透視圖；圖5是鏟挖設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中的推進(jìn)支撐件的部件的局部視圖；圖6是鏟挖設(shè)備的實(shí)施例中的推進(jìn)支撐件和懸臂組件的多個(gè)部分的視圖；圖7是鏟挖設(shè)備的實(shí)施例中的懸臂組件和鏟斗組件的多個(gè)部分的視圖。附圖中闡述的實(shí)施例在本質(zhì)上是例示性的，并且不限制權(quán)利要求中限定的實(shí)施 例。而且，通過(guò)具體描述，附圖和實(shí)施例的各個(gè)方面將更加明顯且更容易理解。
具體實(shí)施例方式首先參照?qǐng)D1，鏟挖設(shè)備10的實(shí)施例分別包括低輪廓(low profile)車輛12、懸 臂組件14和鏟斗組件16。鏟挖設(shè)備10的這些部件12、14、16相互協(xié)作，以從地下煤礦的煤 層附近和煤層下鏟挖煤和巖石，并將巖屑傾倒在輸煤帶上以運(yùn)出煤礦。如圖1-3所示，低輪廓車輛12包括駕駛室部分18、一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)支撐件20和推 進(jìn)支撐件22。駕駛室部分18為鏟挖設(shè)備的操作人員在車輛12中提供工作空間，并且通常 包括操縱室或者其它防護(hù)性外殼或者部分外殼，以便為操作人員提供保護(hù)，防止可能掉在 車輛上的外來(lái)物體造成傷害。通常，操作人員能夠在車輛的駕駛室部分中控制低輪廓車輛 12、懸臂組件14和鏟斗組件16。低輪廓車輛12可以包括多種尺寸(保持知道(cognizant) 高度和在地下煤礦內(nèi)的可操作性限制)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，低輪廓車輛的長(zhǎng)度為9-11 英尺(9' -11')，優(yōu)選為大約10英尺5英寸(10' 5")，高度為3-5英尺(3' -5')，優(yōu) 選為大約4英尺3英寸(4' 3")。 運(yùn)動(dòng)支撐件20使低輪廓車輛12運(yùn)動(dòng)，并提供足夠的離地距離(groundclearance)， 以使車輛在巖石和/或不平的地形上行進(jìn)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)支撐件提供了大約 12英寸的離地距離。一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)支撐件20可以被設(shè)置成一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的履帶、輪子 或者其它支撐性部件，或者它們的組合，從而使或者有可能使低輪廓車輛12運(yùn)動(dòng)。
如圖1-3、5和6所示，低輪廓車輛12的推進(jìn)支撐件22支撐懸臂組件14。本文中
6的“推進(jìn)”簡(jiǎn)單地指從靠近車輛的位置縱向推進(jìn)到遠(yuǎn)離車輛的位置的能力。推進(jìn)支撐件22 能將懸臂組件14從駕駛室部分18縱向推進(jìn)到任何可能的距離。例如，但是不限于，推進(jìn)支 撐件22可以將懸臂組件14推進(jìn)至離駕駛室部分18高達(dá)約4英尺的可變距離。優(yōu)選地，推 進(jìn)支撐件允許至少1-3英尺的推進(jìn)，以促進(jìn)鏟斗組件16進(jìn)入帶走廊(belt corridor)。如圖5所示，推進(jìn)支撐件22通常包括細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)30和一個(gè)或多個(gè)接收裝置37， 所述一個(gè)或多個(gè)接收裝置37部分地接收、支撐和促進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)的縱向運(yùn)動(dòng)。在附圖中所示 的實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)包括平行的臂38，所述平行的臂38通過(guò)車輛的每一側(cè)上的開口 36A從所述低輪廓車輛12的兩側(cè)上的相對(duì)應(yīng)的空腔36中側(cè)向伸出并收回到所述相對(duì)應(yīng)的 空腔36中。平行的臂38的暴露的末端優(yōu)選以朝向地面28的角度延伸，并終止于面板40， 面板40大體上垂直于地面。為了額外支撐，這些暴露的末端優(yōu)選地在至少一個(gè)邊緣上以一 定角度向外展開(flare out)，使得暴露的末端的寬度大致和面板40的高度相同；可選地， 附加支撐結(jié)構(gòu)38B可以進(jìn)一步將臂38連接到面板40。在完全裝配之后并且在操作期間，平 行的臂38的內(nèi)端保持在空腔36中。在一些實(shí)施例中，平行的臂38由3英寸X6英寸的矩 形管構(gòu)成，該矩形管的壁厚為0. 5英寸，長(zhǎng)度在3-10英尺之間(優(yōu)選是5-8英尺)，使得當(dāng) 裝配推進(jìn)支撐件時(shí)，它支持它的距離空腔36的最前端或駕駛室部分18優(yōu)選的距離是3英 尺的延伸。如該實(shí)施例所示，液壓缸的缸筒39A長(zhǎng)3英尺；因此，為了達(dá)到該延伸，臂38至 少要6英尺長(zhǎng)。如在圖1和5的實(shí)施例中所示的那樣，每個(gè)空腔36都設(shè)有外壁，以保護(hù)其內(nèi)部的 部件，空腔36具有充分大的開口，以允許推進(jìn)平行的臂38。通常，一個(gè)或多個(gè)接收裝置37 被置于空腔內(nèi)，以接收、支撐和促進(jìn)平行臂38的推進(jìn)和收回。在圖5的實(shí)施例中，空腔36 中安置了 3個(gè)接收裝置，每個(gè)接收裝置上固定有兩個(gè)輥37A，兩個(gè)輥37A定位成在它們之間 容納平行的臂38?？梢酝ㄟ^(guò)任何常規(guī)的裝置縱向推進(jìn)和收回推進(jìn)支撐件22，所述常規(guī)的裝置例如是 但是不局限于線性致動(dòng)器、齒輪、鏈條、致動(dòng)器、帶、和/或其它的機(jī)械裝置和/或電氣裝 置、或者它們的組合。在如圖5所示的優(yōu)選實(shí)施例中，液壓缸系統(tǒng)39用來(lái)控制平行的臂38 的縱向推進(jìn)和收回，其中每個(gè)液壓缸的U形夾(從活塞桿39B的暴露末端伸出且安置于其 上)安置于或者接合平行的臂38的(和暴露的末端相反的)內(nèi)端，使得當(dāng)活塞桿39B完全 伸出液壓缸的缸筒39A時(shí)，平行的臂在空腔36內(nèi)被收回(其中平行的臂的一部分和面板40 仍在空腔外部)；當(dāng)活塞桿被液壓缸系統(tǒng)的常規(guī)裝置縮回(contract)時(shí)，平行臂38被從空 腔推進(jìn)，直到達(dá)到它的完全伸出的位置(其中平行的臂的一部分仍然在空腔內(nèi))。在一些實(shí) 施例中(如圖5所示)，液壓缸系統(tǒng)39的缸筒39A在空腔內(nèi)固定到接收裝置37的頂部，以 為缸筒39A提供附加支撐，其中板37B從最外面的接收裝置延伸。這樣，推進(jìn)支撐件22從 /朝向駕駛室部分18縱向推進(jìn)和收回懸臂組件14。在如圖1-4、6和7所示的實(shí)施例中，懸臂組件14將鏟斗組件16連接到低輪廓車 輛12，并通常包括旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器24和細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)。在所示實(shí)施例中，懸臂組件的細(xì)長(zhǎng)支撐 結(jié)構(gòu)包括定位臂26和調(diào)整臂(leveling arm) 44。懸臂組件的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器24使懸臂組件的細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)相對(duì)于推進(jìn)支撐件22側(cè)向 旋轉(zhuǎn)高達(dá)180° (每個(gè)方向90° )。如圖1、2和6所示，在一些實(shí)施例中，懸臂組件的旋轉(zhuǎn) 致動(dòng)器(借助于其底座)通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)40A固定到推進(jìn)支撐件的面板40，其中該支撐結(jié)構(gòu)40A從板的平面延伸。支撐結(jié)構(gòu)40A的尺寸設(shè)定成(并且致動(dòng)器定位在其上)允許定位臂 和調(diào)整臂能在任一方向上擺動(dòng)90°，而不與面板40或支撐結(jié)構(gòu)40A發(fā)生干涉；優(yōu)選地，支 撐結(jié)構(gòu)為稍大于致動(dòng)器基部的底座的矩形箱，其深度為0. 5-1. 5英尺。通過(guò)本實(shí)施例和其 它的實(shí)施例，懸臂組件的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器指引(direct)并控制懸臂組件的細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)側(cè)向 相對(duì)于面板40的旋轉(zhuǎn)。如圖6所示，定位臂26和調(diào)整臂44通過(guò)托架(bracket) 24A固定到旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器 24，該托架24A跨坐(straddle)安裝致動(dòng)器上，并且栓接到致動(dòng)器的端蓋凸緣和軸。調(diào)整 臂44和定位臂26中的每一個(gè)都樞轉(zhuǎn)地固定到托架(通過(guò)U形夾(clevises) 24B、銷24C和 位于每個(gè)臂的末端處的相對(duì)應(yīng)的孔口)，使得除了支撐臂的載荷并通過(guò)懸臂組件的旋轉(zhuǎn)致 動(dòng)器使臂能夠側(cè)向旋轉(zhuǎn)之外，所述臂還能夠豎直地旋轉(zhuǎn)(繞銷)，這將在下文中描述。定位臂26和調(diào)整臂44中的每一個(gè)也相對(duì)于低輪廓車輛并繞它們與旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器24 上固定點(diǎn)24C在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以提升和降低鏟斗組件(參見圖1和3)；優(yōu)選地，這種旋 轉(zhuǎn)是由線性致動(dòng)器(例如圖中所示的具有載荷鎖(Ioadlock)的一對(duì)懸臂提升缸42)或者 類似的系統(tǒng)或設(shè)計(jì)產(chǎn)生并控制的，以支撐定位臂、調(diào)整臂、鏟斗組件和由鏟斗運(yùn)輸?shù)拿汉蛶r 屑的載荷。當(dāng)伸出時(shí)，線性致動(dòng)器將定位臂和調(diào)整臂定位成使得鏟斗位于地面上；當(dāng)完全收 回時(shí)，線性致動(dòng)器將定位臂和調(diào)整臂定位成使得鏟斗處于最高設(shè)計(jì)高度(至少足以將煤放 下到輸煤帶上，但知道運(yùn)輸系統(tǒng)走廊的受限豎直空間)。如所示的實(shí)施例中，懸臂提升缸42 在缸筒的末端處固定到托架24A，并且在活塞桿的暴露的末端處固定到定位臂26。在一個(gè)實(shí)施例中，定位臂26和調(diào)整臂44大約8英尺長(zhǎng)，因而能夠?qū)㈢P斗組件16豎 直定位在接觸地面28和位于地面28上方大約5英尺3英寸之間的可變距離上。優(yōu)選地， 定位臂的長(zhǎng)度為6-10英尺，并且定位臂將鏟斗定位在地面28上方4-7英尺的最大高度。定位臂優(yōu)選為6英寸X6英寸、31磅(lb)、如盒子一般地圍起來(lái)(boxed-in)的梁。 如圖1、2、4和7所示，定位臂26的離鏟斗組件16最近的底端可以在一側(cè)上向后傾斜，使得 當(dāng)鏟斗接近地面28時(shí)，定位臂并不阻止鏟斗平展地放置在地面上從而高效地鏟挖煤和巖 屑。優(yōu)選地，調(diào)整臂為橫截面為2英寸X4英寸的管狀結(jié)構(gòu)，其壁厚為1/4英寸。盡管不是 優(yōu)選的，定位臂和調(diào)整臂可以是足以支撐鏟斗和該鏟斗所鏟挖的任何煤和巖石并將它們攜 帶和輸送到運(yùn)輸系統(tǒng)(belt line)的單個(gè)臂或結(jié)構(gòu)。如圖1-4和7所示，鏟斗組件16包括旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器30、鏟斗32和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)34。鏟 斗組件的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器30使鏟斗32在任一方向上相對(duì)于懸臂組件的細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)側(cè)向旋轉(zhuǎn) 高達(dá)90°。如圖1、2和7所示，板30A幫助將懸臂組件的細(xì)長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)(通過(guò)銷和U形夾 樞轉(zhuǎn)地固定到)固定到鏟斗組件的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器30 (在底座處固定到所述板)。因此，當(dāng)定位 臂和調(diào)整臂繞銷24B旋轉(zhuǎn)時(shí)，定位臂和調(diào)整臂能夠樞轉(zhuǎn)，同時(shí)鏟斗組件的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器保持 處于穩(wěn)定的水平位置。如圖4和7所示，鏟斗通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)31固定到鏟斗組件的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器。該支撐結(jié) 構(gòu)31包括板31A，托架3IB從板3IA伸出到后面，以允許托架3IB跨坐在致動(dòng)器30上。支 撐表面或板31C在底部并且從所述板垂直地伸出，支撐表面或板31C通過(guò)銷31D和U形夾 或其它鉸接裝置旋轉(zhuǎn)地固定到鏟斗的后部(由此允許板翻轉(zhuǎn)，這將在下文中描述)。鏟斗相對(duì)于鏟斗組件的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的翻轉(zhuǎn)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)線性致動(dòng)器(優(yōu)選為 液壓缸系統(tǒng)46)控制，每個(gè)線性致動(dòng)器在相對(duì)的側(cè)上與鏟斗32的后側(cè)的頂半部分和支撐結(jié)構(gòu)31的底半部分接合。當(dāng)活塞桿從這些系統(tǒng)的缸筒伸出時(shí)，鏟斗向下翻轉(zhuǎn)；當(dāng)活塞桿收回 時(shí)，鏟斗恢復(fù)到它的正常位置(橫向于表面或者向上翻轉(zhuǎn))。因此，鏟斗32能構(gòu)翻轉(zhuǎn)，以幫 助在其中收集和保持煤，并將煤從其中卸除。借助于鏟斗的深度尺寸、側(cè)壁和后壁，鏟斗32通常包括一個(gè)空腔48，可以在該空 腔48中保持物質(zhì)，直到物質(zhì)被從鏟斗32移除為止。通常，如上所述，通過(guò)經(jīng)由翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)34 使鏟斗向下翻轉(zhuǎn)，以傾倒鏟斗32中的物質(zhì)。可選地或者另外，通過(guò)如圖4所示的推進(jìn)板50 或其它類似的執(zhí)行裝置將物質(zhì)從鏟斗32的空腔48中推出。推進(jìn)板50通常垂直于空腔48 的底部或者至少與空腔48的底部成一定角度，并且能夠至少部分地橫過(guò)(across)空腔48 從鏟斗的背板到其開口前部推進(jìn)，但優(yōu)選地完全橫過(guò)空腔48推進(jìn)。由此，通過(guò)推進(jìn)板50至 少部分地橫過(guò)空腔48的推進(jìn)，推進(jìn)板50能夠在空腔48中定向地推動(dòng)物質(zhì)。推進(jìn)板50橫 過(guò)鏟斗32的空腔48的推進(jìn)和收回通過(guò)例如液壓千斤頂之類的裝置控制，該裝置置于桿52 內(nèi)并被桿52保護(hù)。鏟斗32可以包括適于在運(yùn)輸系統(tǒng)走廊的受限空間中鏟挖、搬運(yùn)和/或傾倒物質(zhì)的 任意多個(gè)尺寸。例如，鏟斗32的長(zhǎng)和寬分別在2-4英尺之間，深度在0.5-2英尺之間。更 優(yōu)選地，寬度和高度的范圍為2. 5-3. 5英尺，并且深度大約為1英尺。通過(guò)本發(fā)明，鏟斗32相對(duì)于低輪廓車輛的駕駛室部分18能夠定位在多個(gè)位置上 (并且因此能夠達(dá)到運(yùn)輸系統(tǒng)走廊或在運(yùn)輸系統(tǒng)走廊內(nèi)工作，以機(jī)械地收集落下的煤和巖 石屑，并將它們輸送到運(yùn)輸系統(tǒng))。更具體地，鏟斗32可以通過(guò)以下運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)或多個(gè)定 位通過(guò)推進(jìn)支撐件22產(chǎn)生的懸臂組件14的側(cè)向推進(jìn)和/或收回；通過(guò)懸臂組件的旋轉(zhuǎn)致 動(dòng)器24產(chǎn)生的定位臂26和調(diào)整臂44的雙向側(cè)向旋轉(zhuǎn)；通過(guò)懸臂組件的線性致動(dòng)器42產(chǎn) 生的鏟斗組件16雙向垂直定位；通過(guò)鏟斗組件的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器30產(chǎn)生的鏟斗32的雙向側(cè)向 旋轉(zhuǎn)；和通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)34產(chǎn)生的鏟斗32雙向豎直翻轉(zhuǎn)。鏟斗32的定位的多樣性增強(qiáng)了鏟 挖設(shè)備10到達(dá)難以到達(dá)的區(qū)域的操作能力，并且便于通過(guò)鏟挖設(shè)備10鏟挖、搬運(yùn)和/或傾 倒物質(zhì)。雖然在本發(fā)明的設(shè)備中液壓缸和致動(dòng)器是優(yōu)選的，但是其它結(jié)構(gòu)如氣泵或其它線 性或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置也適用于本發(fā)明。特別適合在本發(fā)明中使用的是Helac Corporation提 供的螺旋液壓旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器(L30系列)。應(yīng)當(dāng)注意，此處列舉的實(shí)施例的組成部件以特定方式被“配置”或體現(xiàn)特定性質(zhì)或 以特定方式工作，是結(jié)構(gòu)的列舉而不是預(yù)期應(yīng)用的列舉。更確切地說(shuō)，此處引用的“配置”指 組成部件的實(shí)際狀況，同樣地，被認(rèn)為是組成部件的結(jié)構(gòu)特性的明確描述。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“通?！辈⒉幌拗茖?shí)施例的保護(hù)范圍或者暗示一些特征對(duì)于實(shí) 施例的結(jié)構(gòu)或功能來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵性的，必不可少的或者更重要的。恰恰相反，這些術(shù)語(yǔ)只是指 識(shí)別實(shí)施例的特定方面或者強(qiáng)調(diào)在特定實(shí)施例中使用或不使用的可選或附加特征。為了描述和限定本文中所述的實(shí)施例，可以注意到本文中使用了術(shù)語(yǔ)“基本上”和 “部分地”，以表示內(nèi)在不確定性的程度，其可能歸因于任何數(shù)量比較、值、測(cè)量或者其它表 示。術(shù)語(yǔ)“基本上”和“部分地”還用于表示數(shù)量表示在不導(dǎo)致所討論的主題的基本功能發(fā) 生變化的前提下可以從規(guī)定的參考變化的程度。在詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例并參考本發(fā)明的特定實(shí)施例，明顯的是，在不背離所 附權(quán)利要求中限定的實(shí)施例的范圍的前提下，可以作出很多修改和變形。更具體地，雖然本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面在本文中被認(rèn)為是優(yōu)選的或是特別有利的，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明 的實(shí)施例并不一定局限于這些優(yōu)選的方面。
權(quán)利要求
一種鏟挖設(shè)備，所述鏟挖設(shè)備包括適于在地下煤礦中使用的低輪廓車輛，所述車輛進(jìn)一步包括推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)和一個(gè)或多個(gè)接收裝置，所述接收裝置部分地接收和支撐所述推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)的縱向運(yùn)動(dòng)；懸臂組件；鏟斗；第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，其中所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器固定到所述推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)和所述懸臂組件，用于控制所述懸臂組件繞所述推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器固定到所述懸臂組件和所述鏟斗，用于控制所述鏟斗繞所述懸臂組件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；和第一線性致動(dòng)器和第二線性致動(dòng)器，其中所述第一線性致動(dòng)器與所述推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)接合，用于控制所述推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)的縱向運(yùn)動(dòng)，并且所述第二線性致動(dòng)器與所述懸臂組件接合，用于控制所述懸臂組件相對(duì)于所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的豎直旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括與所述鏟斗接合的第三線性致動(dòng)器，所 述第三線性致動(dòng)器用于控制所述鏟斗相對(duì)于所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的豎直旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為5-8英尺，并包括能夠 運(yùn)動(dòng)地定位在所述低輪廓車輛的相對(duì)的側(cè)上的一對(duì)平行的臂。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述懸臂組件的長(zhǎng)度為6-10英尺，并包括定位臂和 調(diào)整臂。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述懸臂組件包括第一末端和第二末端，所述第一 末端和第二末端中的每一個(gè)都具有貫穿的孔口 ；并且其中，所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和第二旋 轉(zhuǎn)致動(dòng)器是液壓螺旋致動(dòng)器，每一個(gè)液壓螺旋致動(dòng)器都具有形成它的基部的4個(gè)底座，所 述設(shè)備還包括固定到所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)并位于所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述 推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)之間的矩形結(jié)構(gòu)，其中所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的底座被固定到所述矩形結(jié)構(gòu)；固定到所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述懸臂組件并位于所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述懸臂 組件之間的第一托架結(jié)構(gòu)、U形夾和銷，其中，所述第一托架結(jié)構(gòu)跨坐安裝在所述旋轉(zhuǎn)致動(dòng) 器上，所述U形夾從所述第一托架結(jié)構(gòu)延伸，并且當(dāng)所述第一末端和相對(duì)應(yīng)的U形夾接合 時(shí)，所述銷延伸通過(guò)所述懸臂組件的所述第一末端中的孔口 ；固定到所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述懸臂組件并位于所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述懸臂 組件之間的板、U形夾和銷，其中，所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的底座被固定到所述板，所述U形夾 從所述板延伸，并且當(dāng)所述第二末端和相對(duì)應(yīng)的U形夾接合時(shí)，所述銷延伸穿過(guò)所述懸臂 組件的所述第二末端中的孔口 ；以及固定到所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述鏟斗并位于所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述鏟斗之間 的第二托架結(jié)構(gòu)，其中，所述第二托架結(jié)構(gòu)跨坐安裝在所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器上。
6.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述第一線性致動(dòng)器是液壓致動(dòng)器，并且其中，所 述第二線性致動(dòng)器和第三線性致動(dòng)器都包括兩個(gè)液壓缸系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)包括位于低輪廓車輛相對(duì)的側(cè)上的兩個(gè)平行的臂，使得每個(gè)所述平 行的臂都具有內(nèi)端和暴露的末端，固定到所述平行的臂的暴露的末端的面板，所述一個(gè)或多個(gè)接收裝置包括至少兩個(gè)接收裝置，每個(gè)接收裝置中都定位有用于接收 平行的臂的輥；所述低輪廓車輛進(jìn)一步包括相對(duì)的空腔，每個(gè)空腔定位在低輪廓車輛的相對(duì)應(yīng)的側(cè) 上，用于隱藏和保護(hù)相應(yīng)的平行的臂的一部分、接收裝置和第一線性致動(dòng)器；所述第一線性致動(dòng)器包括兩個(gè)液壓缸，每個(gè)液壓缸都包括缸筒和活塞桿，每個(gè)所述活 塞桿都固定到平行的臂的內(nèi)端上，并且所述缸筒固定到所述接收裝置中的至少一個(gè)。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，每個(gè)平行的臂在它的暴露的末端處遠(yuǎn)離所述低輪 廓車輛的縱向軸線成角度。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述鏟斗部分地由空腔限定，并且進(jìn)一步包括定位 在所述空腔中的能夠運(yùn)動(dòng)的板、連接到所述板的千斤頂和從所述能夠運(yùn)動(dòng)的板伸出并隱藏 所述千斤頂?shù)臈U。
10.一種鏟挖設(shè)備，所述鏟挖沒備包括適合在地下煤礦中使用的低輪廓車輛，所述低輪廓車輛進(jìn)一步包括 定位在所述低輪廓車輛的相對(duì)的側(cè)上的一對(duì)平行的臂，每個(gè)平行的臂都具有內(nèi)端和暴 露的末端，至少兩個(gè)接收裝置，每個(gè)接收裝置都具有定位在其上的輥，用于部分地接收和支撐所 述支撐結(jié)構(gòu)的縱向運(yùn)動(dòng)，固定到所述平行的臂的暴露的末端的面板，和相對(duì)的空腔，每個(gè)空腔都在所述低輪廓車輛的一側(cè)上定位成隱藏相應(yīng)的平行的臂的一 部分和接收裝置； 定位臂和調(diào)整臂； 鏟斗；第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，其中所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器固定到所述平行的臂、所述定位臂以及調(diào)整臂，用于控制所述定 位臂和調(diào)整臂繞所述平行的臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器固定到所述定位臂、調(diào)整臂和所述鏟斗，用于控制所述鏟斗繞定 位臂和調(diào)整臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；以及第一液壓缸系統(tǒng)、第二液壓缸系統(tǒng)和第三液壓缸系統(tǒng)，其中所述第一液壓缸系統(tǒng)包括兩個(gè)液壓缸，每個(gè)液壓缸都包括缸筒和活塞桿，其中每個(gè)所 述活塞桿固定到平行的臂的內(nèi)端上，用于控制平行的臂的縱向運(yùn)動(dòng)；所述第二液壓缸系統(tǒng)與所述定位臂、調(diào)整臂接合，用于控制所述定位臂和調(diào)整臂相對(duì) 于旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的豎直旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；并且所述第三液壓缸系統(tǒng)與所述鏟斗接合，用于控制所述鏟斗相對(duì)于所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器 的豎直旋轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述每個(gè)平行的臂的長(zhǎng)度都為5-8英尺，所述定3位臂和調(diào)整臂的每一個(gè)的長(zhǎng)度為6-10英尺。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述定位臂和調(diào)整臂均具有第一末端和第二末 端，每個(gè)末端都具有貫穿的孔口，并且其中，所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器是液壓 螺旋致動(dòng)器，所述液壓螺旋致動(dòng)器具有形成它的基部的底座，該設(shè)備還包括固定到所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述面板并位于所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述面板之間 的矩形結(jié)構(gòu)，其中所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的底座被固定到所述矩形結(jié)構(gòu)；固定到所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器、定位臂以及調(diào)整臂并位于所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器、定位臂 以及調(diào)整臂之間的第一托架結(jié)構(gòu)、U形夾和銷，其中，所述第一托架結(jié)構(gòu)跨坐安裝在所述第 一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器上，U形夾從所述第一托架結(jié)構(gòu)延伸，并且當(dāng)所述末端和相對(duì)應(yīng)的U形夾接合 時(shí)，所述銷延伸穿過(guò)位于所述定位臂和調(diào)整臂的第一末端中的孔口 ；固定到所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器、定位臂和調(diào)整臂并位于所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器、定位臂和 調(diào)整臂之間的板、U形夾和銷，其中所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的底座固定到所述板，U形夾從所 述板延伸，并且當(dāng)所述末端和相對(duì)應(yīng)的U形夾接合時(shí)，所述銷延伸穿過(guò)位于所述定位臂和 調(diào)整臂的第二末端中的孔口；固定到所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述鏟斗并位于所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和所述鏟斗之間 的第二托架結(jié)構(gòu)，其中，所述第二托架結(jié)構(gòu)跨坐安裝在所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器上。
13.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，每個(gè)平行的臂在其暴露的末端處遠(yuǎn)離所述低輪 廓車輛的縱向軸線成角度。
14.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述鏟斗由空腔限定，并且進(jìn)一步包括定位在 所述空腔中的能夠運(yùn)動(dòng)的板、連接到所述板的千斤頂和從所述板伸出并隱藏所述千斤頂?shù)?桿。
15.一種從地下煤礦的運(yùn)輸系統(tǒng)走廊運(yùn)出煤和巖石屑的方法，所述方法包括以下步驟 提供一種鏟挖設(shè)備，所述鏟挖設(shè)備包括適合在地下煤礦中使用的低輪廓車輛，所述低輪廓車輛進(jìn)一步包括推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)和一 個(gè)或多個(gè)接收裝置，所述接收裝置部分地接收和支撐所述推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)；和 懸臂組件； 鏟斗；第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，其中所述第一旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器固定到所述推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)和所述懸臂組件，用于控制所述懸臂組 件繞所述推進(jìn)支撐結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；并且所述第二旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器固定到所述懸臂組件和所述鏟斗，用于控制所述鏟斗繞所述懸臂 組件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；以及線性致動(dòng)器，其中所述線性致動(dòng)器與所述懸臂組件接合，用于控制所述懸臂組件的豎 直運(yùn)動(dòng)；將所述設(shè)備定位在所述走廊附近；將所述鏟斗定位在所述走廊內(nèi)并定位在地面處，并且通過(guò)平行的臂的線性運(yùn)動(dòng)、懸臂 組件的線性和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及鏟斗的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從地面上挖掘煤和巖石屑；以及通過(guò)懸臂組件的線性和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及鏟斗的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提升鏟斗并將煤和巖石屑放置 到運(yùn)輸系統(tǒng)上。
全文摘要
具有多位置鏟斗的鏟挖設(shè)備，所述鏟挖設(shè)備包括低輪廓車輛、懸臂組件和鏟斗組件，用于地下煤礦中的操作，特別用于從運(yùn)輸系統(tǒng)走廊清理煤和巖石屑。低輪廓車輛包括推進(jìn)支撐件，該推進(jìn)支撐件支撐懸臂組件，并將懸臂組件從車輛的駕駛室部分側(cè)向推進(jìn)。懸臂組件包括支撐結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和線性致動(dòng)器，用于控制支撐結(jié)構(gòu)(從而控制鏟斗組件)相對(duì)于地面的側(cè)向和豎直旋轉(zhuǎn)。鏟斗組件包括旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和鏟斗，并且在一些實(shí)施例中還包括翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于控制鏟斗相對(duì)于懸臂組件的側(cè)向和某些情況下地豎直的旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)E21C35/20GK101922291SQ20101017170
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者J·L·布洛克, J·R·馬伊納德 申請(qǐng)人:馬西技術(shù)投資公司