一種新型並聯式液壓支架的製作方法
2023-04-26 17:47:41
一種新型並聯式液壓支架的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型並聯式液壓支架，包括頂板、底板和多個驅動杆，所述驅動杆設置在頂板和底板之間，多個驅動杆通過與虎克鉸、球鉸或轉動副的不同組合與頂板和底板固定相連，驅動杆與頂板的連接點之間的連線構成四邊形或六邊形，驅動杆與底板的連接點之間的連線構成四邊形或六邊形。本實用新型通過不同的結構形式使得頂板具有三到四個自由度，頂板能夠實現不同位置的移動，保證頂板可以實現不同角度和位置的變化，能夠適應頂板巖層的複雜運動，為井下作業等多種場合下提供了應用，其結構設計巧妙，使用操作方便，效果顯著，具有良好的經濟價值和市場效益。
【專利說明】一種新型並聯式液壓支架
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種新型並聯式液壓支架，屬於礦山機械設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著能源工業的不斷發展，我國已經成為了煤炭資源利用和開採的大國，煤炭開採需要井下作業，近年來，在煤炭開採過程中發生了不少礦難事故，究其原因，大多是由於在開採過程中地下煤層發生坍塌導致的事故，為解決礦難事故的發生，保障礦工井下作業的安全，有必要對地下煤層進行加固，防止煤層在發生坍塌時造成人員的傷亡。
[0003]液壓支架是實現採煤作業綜合化、機械化和自動化的重要設備。液壓支架的使用可以增加煤產量、提高勞動生產率、降低開採成本、保障工人的生產安全。然而，傳統液壓支架存在原理上的缺陷，導致液壓支架承受較大的內力，液壓支架的支撐穩定性差，與頂板的耦合性差，不能滿足井下生產安全的需要，也不利於綜合開採的順利進行。因此研究一種支撐穩定性好、對頂板適應性強的新型液壓支架意義重大。
實用新型內容
[0004]針對現有技術的不足，本實用新型提供一種新型並聯式液壓支架。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]一種新型並聯式液壓支架，包括頂板、底板和六個驅動杆，所述驅動杆設置在頂板和底板之間，所述六個驅動杆成兩排三列設置，所述驅動杆的一端通過虎克鉸與頂板固定連接，所述驅動杆的另一端通過虎克鉸與底板固定連接，所述六個驅動杆與頂板的連接點之間的連線構成四邊形或六邊形，所述六個驅動杆與底板的連接點之間的連線構成四邊形或六邊形。
[0007]在實際作業過程中，頂板為動平臺，底板為定平臺，驅動杆通過活動連接件虎克鉸與頂板和底板固定相連，虎克鉸可以實現兩個軸方向的旋轉，驅動杆本身能夠實現長度的伸縮變化，當頂板受到外力時，驅動杆通過自身的伸縮以及虎克鉸的角度變化能夠實現頂板的上下位移和左右位移，獲得預期的位置和姿態。
[0008]根據本實用新型，優選的，所述新型並聯式液壓支架還包括第七驅動杆，所述第七驅動杆的一端通過轉動副與頂板固定連接，另一端通過球鉸與底板固定連接；所述轉動副位於頂板左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，所述球鉸位於底板左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
[0009]根據本實用新型，進一步優選的，所述第七驅動杆的一端通過球鉸與頂板固定連接，另一端通過轉動副與底板固定連接；所述球鉸位於頂板左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，所述轉動副位於底板左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
[0010]根據本實用新型，優選的，所述驅動杆為液壓杆。
[0011]根據本實用新型，優選的，所述頂板和底板均設置為長方形，所述底板的面積小於頂板的面積。此設計的目的在於，頂板的面積大於底板的面積，頂板可以用來承受更大的荷載，底板可以方便放置以適應不同的應用場景。
[0012]根據本實用新型，優選的，所述頂板和底板上的四邊形均為矩形。
[0013]本實用新型的有益效果在於:
[0014]1.本實用新型從液壓支架的核心機構出發，將並聯機構應用於液壓支架中。與傳統液壓支架所不同的是，並聯式液壓支架是以具有多個自由度的支鏈為核心組件，替代傳統的四連杆機構，並聯式液壓支架是支架在結構上進行的創新性改進。
[0015]2.本實用新型並聯式液壓支架的結構具有桁架的結構形式，且支架的頂板同時有六到七根液壓杆支撐，每根液壓杆的受力變形小，整體剛度大，結構穩定，具有較高的承載能力，適宜大採高支架的設計。
[0016]3.本實用新型並聯式液壓支架的頂板(動平臺)具有三到四個自由度，可以實現多個位置的移動，能夠適應頂板巖層的複雜運動。
[0017]4.本實用新型並聯式液壓支架的液壓杆長度不變時，支架為一個穩定機構，且支架的結構為閉環結構，運動可靠性高，能夠為煤礦的開採提供安全保障。
[0018]5.本實用新型並聯式液壓支架動力學特性好，運動靈活，可以在短時間內到達指定位置。
[0019]6.本實用新型並聯式液壓支架的液壓杆為二力杆，不管頂板承受什麼方向的力，都不會對支架的其他部件產生附加的彎曲應力，長期使用，能夠保持支架不發生形變。
[0020]7.本實用新型並聯式液壓支架不存在誤差累積，無中間環節誤差累積與放大，所以定位精度較高，能夠應用到比較苛刻的環境下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為實施例1中頂板的結構示意圖；
[0022]圖2為實施例1中底板的結構示意圖；
[0023]圖3為實施例1中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0024]圖4為實施例2中底板的結構示意圖；
[0025]圖5為實施例2中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0026]圖6為實施例3中頂板的結構示意圖；
[0027]圖7為實施例3中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0028]圖8為實施例4中底板的結構示意圖；
[0029]圖9為實施例4中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0030]圖10為實施例5中頂板的結構示意圖；
[0031]圖11為實施例5中底板的結構示意圖；
[0032]圖12為實施例5中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0033]圖13為實施例6中頂板的結構示意圖；
[0034]圖14為實施例6中底板的結構示意圖；
[0035]圖15為實施例6中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0036]圖16為實施例7中頂板的結構示意圖；
[0037]圖17為實施例7中底板的結構示意圖；
[0038]圖18為實施例7中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0039]圖19為實施例8中頂板的結構示意圖；
[0040]圖20為實施例8中底板的結構示意圖；
[0041]圖21為實施例8中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0042]圖22為實施例9中頂板的結構示意圖；
[0043]圖23為實施例9中底板的結構示意圖；
[0044]圖24為實施例9中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0045]圖25為實施例10中頂板的結構示意圖；
[0046]圖26為實施例10中底板的結構示意圖；
[0047]圖27為實施例10中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0048]圖28為實施例11中頂板的結構示意圖；
[0049]圖29為實施例11中底板的結構示意圖；
[0050]圖30為實施例11中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0051]圖31為實施例12中頂板的結構示意圖；
[0052]圖32為實施例12中底板的結構示意圖；
[0053]圖33為實施例12中新型並聯式液壓支架的立體圖；
[0054]其中:I為頂板,2為虎克鉸,3為底板,4為虎克鉸,5為液壓杆,6為球鉸,7為第七液壓杆，8為球鉸,9為轉動副，10為轉動副。
【具體實施方式】
[0055]下面通過實施例並結合附圖對本實用新型做進一步說明，但不限於此。
[0056]實施例1:
[0057]如圖1至圖3所示，一種新型並聯式液壓支架，包括頂板1、底板3和六個液壓杆5，所述液壓杆5設置在頂板I和底板3之間，所述六個液壓杆5成兩排三列設置，所述液壓杆5的一端通過虎克鉸4與頂板I固定相連，所述液壓杆5的另一端通過虎克鉸4與底板3固定相連，所述六個液壓杆5與頂板I的連接點之間的連線構成矩形，所述六個液壓杆5與底板3的連接點之間的連線構成矩形。
[0058]其中，所述頂板和底板均設置為長方形，所述底板的面積小於頂板的面積。
[0059]本新型並聯式液壓支架的工作原理為:六個液壓杆通過6U (虎克鉸)P (移動副)U(虎克鉸)連接頂板和底板，由於並聯液壓支架的頂板具有四個自由度，可以實現三個方向的移動和一個方向的轉動，能夠適應頂板巖層的複雜運動；同時，液壓杆為二力杆，不管頂板承受什麼方向的力，都不會對支架的其他部件產生附加的彎曲應力。
[0060]實施例2:
[0061]如圖4和圖5所示，一種新型並聯式液壓支架，結構如實施例1所述，其不同之處在於，所述六個液壓杆5與底板3的連接點之間的連線構成六邊形。
[0062]實施例3:
[0063]如圖6和圖7所示，一種新型並聯式液壓支架，結構如實施例1所述，其不同之處在於，所述六個液壓杆5與頂板I的連接點之間的連線構成六邊形。
[0064]實施例4:
[0065]如圖8和圖9所示，一種新型並聯式液壓支架，結構如實施例3所述，其不同之處在於，所述六個液壓杆5與底板3的連接點之間的連線構成六邊形。
[0066]實施例5:
[0067]如圖10至圖12所示，一種新型並聯式液壓支架，結構如實施例1所述，其不同之處在於，該液壓支架還包括第七液壓杆7，第七液壓杆7的一端通過轉動副9與頂板I固定連接，另一端通過球鉸6與底板3固定連接；轉動副9位於頂板I左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，球鉸6位於底板3左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
[0068]液壓支架增加的第七液壓杆，通過轉動副和球鉸分別與頂板和底板相連，構造了液壓支架新的結構形式，限制液壓支架為3個自由度；同時相應地增加了整個頂板的支撐載重，能夠適應不同程度的載荷要求。
[0069]實施例6:
[0070]如圖13至圖15所示，一種新型並聯式液壓支架，結構如實施例2所述，其不同之處在於，該液壓支架還包括第七液壓杆7，第七液壓杆7的一端通過轉動副9與頂板I固定連接，另一端通過球鉸6與底板3固定連接；轉動副9位於頂板I左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，球鉸6位於底板3左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
[0071]實施例7:
[0072]如圖16至圖18所示，一種新型並聯式液壓支架，結構如實施例3所述，其不同之處在於，該液壓支架還包括第七液壓杆7，第七液壓杆7的一端通過轉動副9與頂板I固定連接，另一端通過球鉸6與底板3固定連接；轉動副9位於頂板I左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，球鉸6位於底板3左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
[0073]實施例8:
[0074]如圖19至圖21所示，一種新型並聯式液壓支架，結構如實施例4所述，其不同之處在於，該液壓支架還包括第七液壓杆7，第七液壓杆7的一端通過轉動副9與頂板I固定連接，另一端通過球鉸6與底板3固定連接；轉動副9位於頂板I左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，球鉸6位於底板3左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
[0075]實施例9:
[0076]如圖22至圖24所示，一種新型並聯式液壓支架，結構如實施例1所述，其不同之處在於，該液壓支架還包括第七液壓杆7，第七液壓杆7的一端通過球鉸8與頂板I固定連接，另一端通過轉動副10與底板3固定連接；球鉸8位於頂板I左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，轉動副10位於底板3左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
[0077]實施例10:
[0078]如圖25至圖27所示，一種新型並聯式液壓支架，結構如實施例2所述，其不同之處在於，該液壓支架還包括第七液壓杆7，第七液壓杆7的一端通過球鉸8與頂板I固定連接，另一端通過轉動副10與底板3固定連接；球鉸8位於頂板I左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，轉動副10位於底板3左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
[0079]實施例11:
[0080]如圖28至圖30所示，一種新型並聯式液壓支架，結構如實施例3所述，其不同之處在於，該液壓支架還包括第七液壓杆7，第七液壓杆7的一端通過球鉸8與頂板I固定連接，另一端通過轉動副10與底板3固定連接；球鉸8位於頂板I左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，轉動副10位於底板3左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
[0081]實施例12:
[0082]如圖31至圖33所示，一種新型並聯式液壓支架，結構如實施例4所述，其不同之處在於，該液壓支架還包括第七液壓杆7，第七液壓杆7的一端通過球鉸8與頂板I固定連接，另一端通過轉動副10與底板3固定連接；球鉸8位於頂板I左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，轉動副10位於底板3左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
[0083]實際使用過程中，利用該新型並聯式液壓支架的進行操作的使用方法，包括如下步驟，
[0084]升柱初撐階段:將並聯液壓支架安放在所需的應用場景下，液壓油缸控制液壓杆的伸出，當頂梁的一點接觸到液壓支架頂板時，此時液壓杆的壓力信號有突變，則停止向壓力變化最大的液壓杆供油；而液壓油缸以另一較小的速度向其它液壓杆供油，直至頂梁的另一點接觸到液壓支架頂板時，另一液壓杆的壓力信號再次突變；以此循環，直到頂梁的第三點接觸到液壓支架頂板時，根據三點確定一個平面的法則，此時頂梁與頂板接觸完成；
[0085]增阻承載階段:隨著頂梁不斷地向下施加壓力，頂板逐漸下沉，此時液壓油缸向液壓杆供油，通過不同液壓杆的伸縮和移動，並聯液壓支架對頂板產生更大的支撐力，阻止或減緩頂板下沉；
[0086]溢流承載階段:在頂板不斷下沉或發生頂板來壓時，支架對頂板的支撐壓力會急劇上升，並超過安全閥的調定壓力，此時，安全閥開始溢流，使液壓杆活塞腔裡的壓力基本上恆定於安全閥的調定壓力；在卸載降柱時，驅動電液控制閥，使支架離開頂板，至此完成並聯支架液壓杆的一個工作循環。
【權利要求】
1.一種新型並聯式液壓支架，包括頂板、底板和六個驅動杆，其特徵在於，所述驅動杆設置在頂板和底板之間，所述六個驅動杆成兩排三列設置，所述驅動杆的一端通過虎克鉸與頂板固定連接，所述驅動杆的另一端通過虎克鉸與底板固定連接，所述六個驅動杆與頂板的連接點之間的連線構成四邊形或六邊形，所述六個驅動杆與底板的連接點之間的連線構成四邊形或六邊形。
2.如權利要求1所述的新型並聯式液壓支架，其特徵在於，所述新型並聯式液壓支架還包括第七驅動杆，所述第七驅動杆的一端通過轉動副與頂板固定連接，另一端通過球鉸與底板固定連接；所述轉動副位於頂板左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，所述球鉸位於底板左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
3.如權利要求2所述的新型並聯式液壓支架，其特徵在於，所述第七驅動杆的一端通過球鉸與頂板固定連接，另一端通過轉動副與底板固定連接；所述球鉸位於頂板左列連接點與中間列連接點對角線的交點上，所述轉動副位於底板左列連接點與中間列連接點對角線的交點上。
4.如權利要求1所述的新型並聯式液壓支架，其特徵在於，所述驅動杆為液壓杆。
5.如權利要求1所述的新型並聯式液壓支架，其特徵在於，所述頂板和底板均設置為長方形，所述底板的面積小於頂板的面積。
6.如權利要求1或2所述的新型並聯式液壓支架，其特徵在於，所述頂板和底板上的四邊形均為矩形。
【文檔編號】E21D23/04GK204041088SQ201420519317
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月10日 優先權日:2014年9月10日
【發明者】陳修龍, 梁小夏, 陳林林 申請人:山東科技大學