一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器的制作方法

本发明属于煤岩识别，具体涉及一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器。

背景技术：

1、随着煤矿开采技术水平的不断发展，以及国家对职业健康要求的不断提高，传统的煤矿开采工作面的作业过程正朝着少人化和无人化的方向发展。掘进机(也称采煤机)是煤矿井下综采工作面的主要设备之一，因此实现掘进机悬臂和滚筒的自动化调高不仅是实现采煤工作面自动化的重要环节，也是提高矿山装备可靠性、延长煤矿机械装备使用寿命、保障操作人员安全的重要手段。而掘进机的悬臂自动调高的关键技术是如何实现工作面煤岩顶壁的自动识别，依此自动调整掘进机的悬臂的高度，以期尽量绕开坚硬的岩石顶，防止滚筒的截齿被硬岩所破坏，同时又要尽可能全面的截割煤层，保证煤层的整体回采率，提高煤矿企业的生产效率。

2、现有技术中，申请号为cn201410775674.9的中国发明专利公开了一种采煤机超声煤岩识别装置，其包括可以安装在采煤机摇臂上的喷水器和超声波换能器，喷水器包括相连通的进水管部分和出水管部分，进水管部分的轴线和出水管部分的轴线之间存在夹角；在出水管部分端头设置有喷头螺母，超声波换能器设置在出水管部分端尾，出水管部分的轴线和超声波换能器的轴线相重合。该方案在使用时，超声波换能器以喷水器向煤岩界面喷射出的水流作为耦合介质，沿轴线方向向煤岩界面发送超声波，并实时接收煤岩界面反射回的回波，根据回波特性进行煤岩识别。如此，该煤岩装置以能采煤机的自适应调高提供科学依据，避免采煤机截割硬岩，提高采煤机效率，但在实际应用中，由于出水管部分端头始终处于朝上的状态，因此在掘进机停止过程时，更具体的是喷水器停止喷水时，煤矿井顶壁掉落的岩体颗粒将直接落入喷水器内，在后续进行采煤工作时，岩体颗粒会对超声波形成干扰，甚至吸收超声波，如此将影响整个煤岩识别装置采集精度，因此针对上述问题，我们提出了一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本发明公开提供了一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器。

2、为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：

3、一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，包括可安装于掘进机悬臂上的喷水器以及设于喷水器上的超声波换能器，所述喷水器包括壳体、封闭件以及驱动件，所述壳体包括一端与所述掘进机悬臂连接的横管、设于所述横管远离所述掘进机悬臂一端且与所述横管垂直连接的竖管、设于所述横管侧面下部的连接管、设于所述横管侧面上部且与所述连接管相对设置的上管以及设于所述上管上端的顶板，所述超声波换能器装配于所述竖管下端，所述竖管上端面为向上倾斜的斜面；

4、所述封闭件包括转动连接于所述顶板上端的转动部以及设于所述转动部一端的封板，所述封板可随所述转动部转动至与所述竖管上端面抵接以封闭所述竖管上端；

5、所述驱动件包括能密封滑动连接于所述连接管内的活塞以及设于所述活塞上端的竖杆，所述活塞位于所述壳体内，所述竖杆向上依次贯穿所述顶板与所述转动部，所述竖杆与所述顶板纵向滑动连接且不能相对于所述顶板转动，所述竖杆与所述转动部螺纹连接；

6、当所述封板与所述竖管上端面抵接以封闭所述竖管上端时，所述活塞将位于所述连接管内；当所述竖杆向上运动时，所述竖杆将迫使所述转动部带动所述封板向远离所述竖管的方向转动以打开所述竖管上端。

7、进一步的，所述喷水器还包括设于所述壳体内以用于将所述活塞向下推挤的弹性件。

8、进一步的，所述喷水器还包括锁止件，所述锁止件包括纵向滑动装配于所述竖杆外侧的限位板以及设于所述限位板上端的插销，所述限位板不能相对于所述竖杆转动，所述弹性件还用于将所述锁止件向上推挤，所述顶板上端开设有供所述插销贯穿的穿孔，所述转动部上端开设有供所述插销插入的锁槽；

9、当所述封板与所述竖管上端面抵接以封闭所述竖管上端时,所述锁槽将不与所述穿孔对齐，且所述限位板上端将不与所述顶板下端抵接；

10、当所述锁槽与所述穿孔对齐时，所述竖管上端将不被所述封板封闭。

11、进一步的，所述竖杆上端设有拉动件。

12、进一步的，所述拉动件包括安装环以及拉环，所述安装环通过第一螺栓固接于所述竖杆上端，所述拉环具有开口，所述拉环开口处的两端均与所述安装环侧面固接。

13、进一步的，所述竖杆侧面具有若干均匀设置的花键槽，所述限位板具有供所述竖杆贯穿的第一竖杆孔，所述第一竖杆孔内侧具有与所述花键槽啮合的第一花键。

14、进一步的，所述顶板具有供所述竖杆贯穿的第二竖杆孔，所述第二竖杆孔内侧具有与所述花键槽啮合的第二花键。

15、进一步的，所述转动部具有供所述竖杆贯穿的第三竖杆孔，所述第三竖杆孔内侧具有内螺纹条，所述竖杆外侧具有与所述内螺纹条相匹配的外螺纹槽。

16、进一步的，所述顶板上端设有绕所述第二竖杆孔轴线呈圆周阵列分布的两个安装座，所述转动部开设有绕所述第三竖杆孔轴线呈圆周阵列分布的两个圆弧槽，两个所述安装座分别位于两个所述圆弧槽内，两个所述安装座均固接有用于限制所述转动部相对于所述顶板向上运动的第二螺栓。

17、进一步的，所述锁槽与所述圆弧槽相通，所述圆弧槽侧面下部具有贯穿所述转动部外侧的排泄槽。

18、本发明公开提供了一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，该煤岩识别器具有封闭竖管上端的封闭件，在煤岩识别器未工作时，封闭件能将竖管上端自动封闭，以避免岩体颗粒掉入影响煤岩识别器后续的识别精度，此外，在煤岩识别器工作时，封闭件将在水压作用下将竖管上端自动打开，以使煤岩识别器能正常进行识别工作。

技术特征：

1.一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，包括可安装于掘进机悬臂上的喷水器以及设于喷水器上的超声波换能器，其特征在于：所述喷水器包括壳体、封闭件以及驱动件，所述壳体包括一端与所述掘进机悬臂连接的横管、设于所述横管远离所述掘进机悬臂一端且与所述横管垂直连接的竖管、设于所述横管侧面下部的连接管、设于所述横管侧面上部且与所述连接管相对设置的上管以及设于所述上管上端的顶板，所述超声波换能器装配于所述竖管下端，所述竖管上端面为向上倾斜的斜面；

2.根据权利要求1所述的一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，其特征在于：所述喷水器还包括设于所述壳体内以用于将所述活塞向下推挤的弹性件。

3.根据权利要求2所述的一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，其特征在于：所述喷水器还包括锁止件，所述锁止件包括纵向滑动装配于所述竖杆外侧的限位板以及设于所述限位板上端的插销，所述限位板不能相对于所述竖杆转动，所述弹性件还用于将所述锁止件向上推挤，所述顶板上端开设有供所述插销贯穿的穿孔，所述转动部上端开设有供所述插销插入的锁槽；

4.根据权利要求3所述的一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，其特征在于：所述竖杆上端设有拉动件。

5.根据权利要求4所述的一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，其特征在于：所述拉动件包括安装环以及拉环，所述安装环通过第一螺栓固接于所述竖杆上端，所述拉环具有开口，所述拉环开口处的两端均与所述安装环侧面固接。

6.根据权利要求3所述的一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，其特征在于：所述竖杆侧面具有若干均匀设置的花键槽，所述限位板具有供所述竖杆贯穿的第一竖杆孔，所述第一竖杆孔内侧具有与所述花键槽啮合的第一花键。

7.根据权利要求6所述的一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，其特征在于：所述顶板具有供所述竖杆贯穿的第二竖杆孔，所述第二竖杆孔内侧具有与所述花键槽啮合的第二花键。

8.根据权利要求7所述的一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，其特征在于：所述转动部具有供所述竖杆贯穿的第三竖杆孔，所述第三竖杆孔内侧具有内螺纹条，所述竖杆外侧具有与所述内螺纹条相匹配的外螺纹槽。

9.根据权利要求8所述的一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，其特征在于：所述顶板上端设有绕所述第二竖杆孔轴线呈圆周阵列分布的两个安装座，所述转动部开设有绕所述第三竖杆孔轴线呈圆周阵列分布的两个圆弧槽，两个所述安装座分别位于两个所述圆弧槽内，两个所述安装座均固接有用于限制所述转动部相对于所述顶板向上运动的第二螺栓。

10.根据权利要求9所述的一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，其特征在于：所述锁槽与所述圆弧槽相通，所述圆弧槽侧面下部具有贯穿所述转动部外侧的排泄槽。

技术总结本发明属于煤岩识别技术领域，具体涉及一种基于悬臂式掘进机的煤岩识别器，包括可安装于掘进机悬臂上的喷水器以及设于喷水器上的超声波换能器，喷水器包括壳体、封闭件以及驱动件，壳体包括一端与掘进机悬臂连接的横管、设于横管远离掘进机悬臂一端且与横管垂直连接的竖管、设于横管侧面下部的连接管、设于横管侧面上部的上管以及设于上管上端的顶板，超声波换能器装配于竖管下端，该煤岩识别器具有封闭竖管上端的封闭件，在煤岩识别器未工作时，封闭件能将竖管上端自动封闭，以避免岩体颗粒掉入影响煤岩识别器后续的识别精度，此外，在煤岩识别器工作时，封闭件将在水压作用下将竖管上端自动打开，以使煤岩识别器能正常进行识别工作。技术研发人员：陈辉亭,靳卫虎,吴天戈,王海涛,王进,潘妍奇,周金龙,商天宇受保护的技术使用者：淮北矿业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15