[0001] 本发明涉及煤矿开采技术领域，特别涉及一种露天矿端帮工作面无人开采装置。

[0002] 露天煤矿是指由于地理变化沉积在地表或浅层的煤炭层，通过直接露天采掘煤矿，一般通过剥离物沿工作线，绕过端帮，纵向运往采空区，之后用充填料充填采空区，充填的目的是支护采空区两帮岩石，并为继续进行上面分层回采造成立足的底板；露天煤矿不受采运设备规格和剥离岩石厚度的限制,有较大灵活性，适用于单斗‑机车车辆、单斗‑带式输送机、无人式开采破碎机等多种设备，其中无人式开采破碎机是基于安全性考量最先进的开采装置。

[0003] 现有的无人式开采破碎机在使用时存在一定的技术缺陷，第一目前的无人式破碎机通过机座前的地平刮板直接将地面的煤矿石刮入到机座内，再通过机座上机械扒手将煤矿石推到运输皮带上，刮板直接刮料的收集效果差，容易漏料，且刮料范围只锁定在无人式破碎机正前方，范围较小；第二目前无人式破碎机上的除尘主要依靠喷淋系统，但是喷淋系统的安装位置处于主破碎滚筒的后方，离主破碎滚筒实际破碎位置有一定距离，喷淋出来的水雾较为分散，且喷洒的时间点难以跟破碎的时间点做到一致，导致喷淋降尘的效果差、浪费水源。

[0004] 综上所述，考虑到现有设施满足不了工作使用需求，为此，我们提出一种露天矿端帮工作面无人开采装置。

[0034] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0035] 实施例一如图1‑10所示，本实施例提供了一种露天矿端帮工作面无人开采装置，包括无人
机座1，无人机座1的底部安装有若干组驱动轮，驱动轮带动无人机座1在矿区运动，无人机座1的内部安装有输送机2，用于输送煤矿石，无人机座1的中部并位于输送机2的上方架设有无人操控箱10，无人操控箱10内置关节臂11和驱动轮的驱动系统，无人操控箱10通过外部人员遥控控制开采装置的工作，无人操控箱10的内部向上延伸转动设置有关节臂11，关节臂11上固定设置有机械臂12，机械臂12的前端对称设置有传动座13，两组传动座13之间活动安装有主破碎滚筒14，主破碎滚筒14的外表面均匀分布有若干组破碎齿，主破碎滚筒
14的两端部向传动座13外延伸焊接有转臂15，每组转臂15上均安装有环形切割刀16，环形切割刀16起到辅助切割的作用。

[0036] 其中，无人操控箱10的上端面对称安装有两组储水箱17，储水箱17的上端面开设有加水口，用于加水，每组储水箱17的内部向上安装有排水泵72，排水泵72的排水口连接有高压管18，高压管18上安装有第一旋转喷头19，两组第一旋转喷头19朝向主破碎滚筒14区域，用于远距离喷淋，如图1和2所示。

[0037] 其中，无人机座1的前端并靠近输送机2的位置设置有贴地底座3，贴地底座3和地面形成平缓过渡，输送机2前端设置为贴合贴地底座3的向下倾斜状态，贴地底座3的两侧对称开设有限位开口槽4，每组限位开口槽4内部均转动设置有弹性刮煤器5，如图1和2所示。

[0038] 具体的，每组弹性刮煤器5均包括刮煤段20、支撑段21和驱动段22，如图3所示。

[0039] 本实施例中，刮煤段20通过支撑段21和驱动段22连接，支撑段21和驱动段22均位于限位开口槽4内（限位开口槽4内侧面和驱动段22之间留有一定空间，供刮煤段20和支撑段21向贴地底座3内运动），驱动段22上竖直贯穿安装有转动轴23，转动轴23的两端均通过第一轴承座24和限位开口槽4的内壁固定，起到连接定位作用，如图1‑3所示。

[0040] 本实施例中，转动轴23向上延伸进入到保护壳73内，并且端部套接有一号大齿轮25，一号大齿轮25的一侧啮合设置有一号小齿轮26，一号大齿轮25和一号小齿轮26均位于保护壳73内部，一号小齿轮26套接在第一伺服电机27的输出轴上，第一伺服电机27贯穿保护壳73的上端面设置，转动轴23带动弹性刮煤器5运动的范围大于180°（覆盖无人机座1的两侧），如图1‑3所示。

[0041] 进一步的，刮煤段20的内部向下开设有条形收纳口30，条形收纳口30内依次排列设置有若干组刮煤板单体31（刮煤板单体31和条形收纳口30宽度相契合），相邻间隙可以忽略，如图4所示。

[0042] 其中，刮煤板单体31的下端设置有伸出条形收纳口30的刮煤片32，刮煤片32选用高强度合金材料，刮煤板单体31的侧面开设有止动腰孔33，刮煤板单体31的上端面中间位置处焊接有活动柱34，活动柱34的外周面均匀水平焊接有弹簧连接柱35，如图6和7所示。

[0043] 进一步的，刮煤板单体31的上方设置有定位座40，定位座40的下端部外侧面通过若干组固定块41和条形收纳口30的内壁固定，起到连接固定作用，如图6和8所示。

[0044] 其中，定位座40的内部向下开设有竖直活动槽42，竖直活动槽42供活动柱34伸入，并且可以上下运动，竖直活动槽42的槽壁上开设有分别供弹簧连接柱35向外伸出的条形柱孔43，条形柱孔43贯穿定位座40的外侧面，条形柱孔43供弹簧连接柱35上下运动，如图6‑8所示。

[0045] 其中，每组定位座40的上端部伸出刮煤段20的上端面均设置有螺纹部44，螺纹部44上拧固有六角调节螺母45，定位座40的上端面开设有作用于六角调节螺母45的开口，便于手动调节，定位座40的中部外侧活动套接有压簧套46，压簧套46和六角调节螺母45上下相贴合，两者相互作用，如图6和8所示。

[0046] 其中，压簧套46底部均匀分布有若干组L型导向滑杆47，定位座40的外侧面开设有分别供L型导向滑杆47滑动的导向外槽48，起到限位导向作用，压簧套46和若干组弹簧连接柱35之间固定有套接在定位座40的外侧的调节弹簧49，选用高性能弹簧，如图6和8所示。

[0047] 进一步的，刮煤段20的外侧面靠下位置水平铆接有驱动壳体50，驱动壳体50内部水平设置有长连轴51，长连轴51的两端部均通过第二轴承座52和驱动壳体50的内壁固定，起到连接定位作用，如图4和9所示。

[0048] 其中，长连轴51的一端向外延伸套接有二号大齿轮53，二号大齿轮53的内侧面啮合设置有二号小齿轮54，二号小齿轮54套接在第二伺服电机55的输出轴上，第二伺服电机55固定在支撑段21的内部，如图9所示。

[0049] 其中，长连轴51上等距套接有凸轮56，所有凸轮56起始位置相同，每组凸轮56的内侧方向均设置有止动器8，止动器8位于刮煤段20的内层，如图9所示。

[0050] 具体的，止动器8包括轮台81、轮槽82、滑轮83、止动杆84、定位板85、杆孔86和复位弹簧87，如图10所示。

[0051] 本实施例中，轮台81的内部开设有轮槽82，轮槽82内安装有滑轮83，滑轮83的局部伸出轮台81外和相对应的凸轮56接触，轮台81远离滑轮83的一端水平焊接有止动杆84。

[0052] 本实施例中，条形收纳口30的内壁上开设有供止动杆84伸出的限位孔74，从限位孔74伸出止动杆84插入到相对应刮煤板单体31的止动腰孔33，刮煤段20的内层铆接有定位板85，定位板85的中部开设有供止动杆84穿过的杆孔86，起到限位作用，轮台81和定位板85之间固定有套接在止动杆84外侧的复位弹簧87，复位弹簧87用于维持滑轮83和凸轮56轮面之间的接触作用力。

[0053] 其中，止动腰孔33的长度大于止动杆84的直径，确保每组止动杆84均能准确插入到止动腰孔33内（可能存在每组刮煤板单体31高度存在差异的问题）。

[0054] 进一步的，无人机座1的上端靠后位置设置有集煤箱70，集煤箱70的后端面开设有排煤通道71，集煤箱70用于自动收集输送机2上的煤矿石，并利用排煤通道71向外排出，如图1和2所示。

[0055] 进一步的，保护壳73固定在限位开口槽4的上端，如图2所示。

[0056] 进一步的，开采装置开采后形成的采空区先上支护架，再用充填料进行充填。

[0057] 本实施例在使用时，外部人员遥控控制开采装置的工作，关节臂11翻转带动机械臂12改变工作位置，通过主破碎滚筒14和两组环形切割刀16的转动对露天煤矿进行持续开采，下落的煤矿石部分直接落到输送机2的前端皮带上，部分落到地面，这时启动两组弹性刮煤器5上的第一伺服电机27，带动一号小齿轮26转动，通过啮合作用引起一号大齿轮25减速转动，从而使驱动段22转动，两组刮煤段20从地面位置向贴地底座3内慢慢运动，利用若干组刮煤片32对地面的煤矿石进行刮料以及推动，使其慢慢进入到无人机座1的皮带上，当刮煤段20进入到贴地底座3上时，由于坡度开始上升，刮煤片32受到挤压作用力，刮煤板单体31被抬升并引起调节弹簧49被压缩（弹簧连接柱35在条形柱孔43内向上运动），从而适配贴地底座3的坡度。

[0058] 当刮煤段20将煤矿石完全推到皮带上时，此时刮煤片32所处的坡度最高，并停止运动，这时启动第二伺服电机55，带动二号小齿轮54转动，并通过啮合作用使二号大齿轮53减速转动，引起长连轴51转动一定的角度，长连轴51上的若干组凸轮56同时做圆周运动，并让凸轮56凸出部在运动过程中和止动器8上的滑轮83接触，在持续接触的过程中，滑轮83受到压力作用，引起轮台81带动止动杆84向条形收纳口30方向直线运动，直至每一组止动器8上的止动杆84伸出相对应的限位孔74外，并且直接插入到相对应刮煤板单体31的止动腰孔33内，此时刮煤板单体31的位置高度被锁定。

[0059] 这时让第一伺服电机27反转，经过传动使弹性刮煤器5沿着原路路径回到地面（即刮煤段20从贴地底座3内向地面位置慢慢运动），在回位的过程中由于刮煤板单体31被锁定，每一组刮煤片32下端均高于地面煤矿石的高度，因此不会发生反向推料的情况，当刮煤板单体31回位后，让凸轮56凸出部继续运动从而离开滑轮83，在复位弹簧87的带动下，止动杆84离开止动腰孔33，刮煤板单体31失去束缚向下运动（在调节弹簧49的压缩弹力作用下），直至刮煤片32和地面重新接触。

[0060] 由于不同地质松软程度、不同地段的煤质硬度不同，弹性刮煤器5所收到的反向作用力也存在差异，通过拧动每一组六角调节螺母45，使其在螺纹部44上螺旋上升或者下降，从而带动压簧套46在定位座40的外侧上升或者下降，这时压簧套46和若干组弹簧连接柱35之间固定的距离发生改变，即调节弹簧49的压缩程度发生改变，向下的弹性作用力存在变化，导致最下端的刮煤片32与地面、煤矿石接触强度发生改变，从而更好的去适配不同地质、不同地段的煤质硬度。

[0061] 实施例二在实施例一的基础上，目前煤矿开采装置上的除尘主要依靠喷淋系统，但是喷淋
系统的安装位置处于主破碎滚筒14的后方，离主破碎滚筒14实际破碎位置有一定距离，喷淋出来的水雾较为分散，且喷洒的时间点无法跟破碎的时间点适配，导致喷淋效果差、浪费水源，为了解决以上的问题，我们在两组传动座13内均倾斜安装有喷淋补偿器9，如图11‑15所示。

[0062] 具体的，喷淋补偿器9包括压力筒91、密封口92、压力柱93和滑头94，如图14和15所示。

[0063] 本实施例中，压力筒91的下筒面开设有密封口92，起到密封导向的作用，密封口92供压力柱93伸缩，压力柱93的下端部设置有滑头94，两组转臂15上均设置有圆弧凸起块76，压力柱93伸入于传动座13和环形切割刀16之间的区域，压力柱93朝向转臂15方向运动，并通过滑头94和转臂15的外表面持续接触。

[0064] 进一步的，喷淋补偿器9还包括蓄水腔95、柱塞96、压缩弹簧97、进水控制接口98和出水控制接口99，如图14和15所示。

[0065] 本实施例中，压力筒91的内部并且和密封口92连通开设有蓄水腔95，压力柱93的上端伸入蓄水腔95内连接有柱塞96，柱塞96和蓄水腔95的腔壁充分贴合，为滑动密封，柱塞96和压力筒91的内表面之间固定有套接在柱塞96外侧的压缩弹簧97（压缩弹簧97用于维持滑头94和转臂15外表面的接触作用力）。

[0066] 本实施例中，压力筒91的上端面并且和蓄水腔95内部连通设置有进水控制接口98，进水控制接口98内安装有第一单向阀，压力筒91的外侧面并且和蓄水腔95内部连通设置有出水控制接口99，出水控制接口99内安装有第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀的控制方向相反。

[0067] 其中，两组进水控制接口98上均连接有导流管60，导流管60向传动座13外延伸，导流管60排布在机械臂12的外侧面，导流管60的端部安装有波纹伸缩管61，波纹伸缩管61可以随着机械臂12的运动而伸缩，波纹伸缩管61向储水箱17方向延伸，波纹伸缩管61和排水泵72的另一个排水口密封连接，如图11‑13所示。

[0068] 其中，两组出水控制接口99上均连接有横管62，两组横管62在传动座13之间的区域相向延伸，两组横管62之间通过密封隔板63连接，每组横管62上均等距安装有若干组喷淋管64，每组喷淋管64的上端部活动设置有第二旋转喷头65，第二旋转喷头65接近主破碎滚筒14和两组环形切割刀16的工作区域，第一旋转喷头19和第二旋转喷头65内置旋转驱动结构，如图11‑13所示。

[0069] 本实施例在使用时，当主破碎滚筒14工作时，两侧的转臂15会跟着转动，转臂15上的圆弧凸起块76持续做圆周运动，当圆弧凸起块76在运动的过程中和压力柱93上的滑头94滑动接触时，产生挤压作用力，会引起压力柱93向斜上回收，利用柱塞96的运动对蓄水腔95的清水进行挤压，使出水控制接口99处的第二单向阀被压开，清水顺着横管62高速流出，并且被分配到若干组喷淋管64内，从第二旋转喷头65喷出，对主破碎滚筒14和两组环形切割刀16工作区域进行除尘，并且可以对主破碎滚筒14和两组环形切割刀16进行降温，当圆弧凸起块76在运动的过程中离开滑头94时，在压缩弹簧97的弹力作用下带动压力柱93向斜下回位，这时蓄水腔95内缺水，通过开启排水泵72，将储水箱17内的水向外抽送，沿着导流管60及时补充到蓄水腔95内（第一单向阀被压开）。

[0070] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0071] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。