本發(fā)明涉及一種液壓支架智能安裝機(jī)及其使用方法，屬于液壓支架輔助設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

中厚煤層一直是煤礦開采的主采區(qū)，作為井下重要支護(hù)設(shè)備的液壓支架，對(duì)煤礦安全開采與高效開采具有重要意義。隨著煤層開采厚度的不斷增加，液壓支架的支護(hù)高度與調(diào)節(jié)范圍也不斷增加，目前我國一些企業(yè)甚至研制出了最大支撐高度可達(dá)8.8米的特大采高液壓支架。液壓支架要求具有較強(qiáng)的承載能力，一般為鋼鐵材料構(gòu)件焊接而成，因此液壓支架質(zhì)量很大，其部件一般也具有較大的質(zhì)量，這對(duì)液壓支架的安裝與安裝完成后的運(yùn)輸帶來了困難。很多液壓支架生產(chǎn)企業(yè)都是在支架組件焊接完成后，人工完成支架的整架組裝，效率低下，液壓支架體積龐大、笨重導(dǎo)致人工操作誤差很大，液壓支架銷軸的對(duì)心、安裝存在很多亟待解決的問題，而且一些生產(chǎn)企業(yè)的行車不能滿足液壓支架整架提升的要求，無法實(shí)現(xiàn)整架運(yùn)輸裝車。

由于液壓支架尺寸、重量較大，無法整機(jī)直接下井，一般將整機(jī)分解成底座、掩護(hù)梁、頂梁與前梁等三部分，形成分體下井及巷道運(yùn)輸，當(dāng)分體液壓支架拉運(yùn)至采煤面后，必須在工作面入口處重新組裝，方可運(yùn)到工作面整體安裝。

中國專利文獻(xiàn)CN201696064U公開了一種液壓支架組裝機(jī)，該技術(shù)方案包括起吊轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括底座、頂梁、支座、折疊臂桿、起吊液壓缸、絲杠調(diào)解支座、起吊轉(zhuǎn)臂、固定起吊桿、滑動(dòng)起吊桿、旋轉(zhuǎn)液壓缸；還設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)車機(jī)構(gòu)、底車升降機(jī)構(gòu)、側(cè)向調(diào)偏機(jī)構(gòu)和雙側(cè)操作臺(tái)等諸多機(jī)構(gòu)。

而現(xiàn)有的液壓支架組裝機(jī)大多解決的是液壓支架在綜采工作面的安裝問題，并且現(xiàn)有的安裝設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，安裝過程繁瑣，安裝精度及安裝效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種液壓支架智能安裝機(jī)。

本發(fā)明還提供一種液壓支架智能安裝機(jī)的使用方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種液壓支架智能安裝機(jī)，包括安裝執(zhí)行系統(tǒng)、銷軸孔定位組件及控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)與安裝執(zhí)行系統(tǒng)、銷軸孔定位組件電連接用于智能控制安裝執(zhí)行系統(tǒng)、銷軸孔定位組件的作業(yè)；

所述安裝執(zhí)行系統(tǒng)包括移動(dòng)平臺(tái)組件、起吊裝置、夾固裝置、機(jī)械手組件及后連桿推移油缸組件；移動(dòng)平臺(tái)組件用于將液壓支架底座移動(dòng)到目標(biāo)位置，起吊裝置用于將液壓支架前連桿、后連桿、頂梁和掩護(hù)梁移送到目標(biāo)位置，機(jī)械手組件用于抓取銷軸并完成銷軸的安裝，后連桿推移油缸組件用于推動(dòng)后連桿；

所述銷軸孔定位組件包括激光燈組件和投影板組件，通過激光燈組件發(fā)射的激光穿過銷軸孔在投影板組件上投影，以獲取銷軸孔的坐標(biāo)信息并將坐標(biāo)信息傳輸給控制系統(tǒng)，用于對(duì)銷軸孔定位；

所述控制系統(tǒng)包括中央控制器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、信號(hào)采集處理單元、顯示單元和參數(shù)設(shè)置單元，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、信號(hào)采集處理單元、顯示單元和參數(shù)設(shè)置單元均與中央控制器連接，所述信號(hào)采集處理單元一端連接控制系統(tǒng)，另一端連接投影板。此設(shè)計(jì)的好處在于，通過信號(hào)采集處理單元可以采集激光燈組件發(fā)射的激光穿過銷軸孔在投影板組件上投影得到的光信號(hào)，轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)可以識(shí)別和處理的電信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，并將信號(hào)處理后傳送到控制系統(tǒng)內(nèi)部。

優(yōu)選的，所述移動(dòng)平臺(tái)組件包括中部臺(tái)座和移動(dòng)平臺(tái)，中部臺(tái)座上設(shè)置有三條滑槽，三條滑槽分別為左滑槽、中滑槽和右滑槽，移動(dòng)平臺(tái)的底部設(shè)置有移動(dòng)塊，移動(dòng)塊設(shè)置在中滑槽內(nèi)并可在中滑槽內(nèi)滑動(dòng)；激光燈組件和投影板組件的底端分別滑動(dòng)設(shè)置在右滑槽和左滑槽內(nèi)。

優(yōu)選的，所述移動(dòng)平臺(tái)的上表面設(shè)置有后端夾具、左側(cè)向夾具和右側(cè)向夾具，后端夾具位于移動(dòng)平臺(tái)上表面中后部開設(shè)的滑槽內(nèi)，移動(dòng)平臺(tái)上表面的兩側(cè)還開設(shè)有左右滑槽，在左右滑槽內(nèi)分別設(shè)置有側(cè)向夾具滑臺(tái)，左側(cè)向夾具和右側(cè)向夾具分別位于左右兩側(cè)的側(cè)向夾具滑臺(tái)內(nèi)。此設(shè)計(jì)的好處在于，當(dāng)將液壓支架底座放置在移動(dòng)平臺(tái)上時(shí)，通過后端夾具、左側(cè)向夾具和右側(cè)向夾具可以有效夾緊底座，保證底座在移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性，同時(shí)能夠獲取準(zhǔn)確的銷軸孔坐標(biāo)信息。

優(yōu)選的，所述激光燈組件包括激光燈支撐架和設(shè)置在激光燈支撐架頂端的激光燈，激光燈支撐架的底端滑動(dòng)設(shè)置在右滑槽內(nèi)。

優(yōu)選的，所述投影板組件包括投影板支撐架和設(shè)置在投影板支撐架頂端的投影板，投影板支撐架的底端滑動(dòng)設(shè)置在左滑槽內(nèi)。

優(yōu)選的，所述激光燈支撐架和投影板支撐架對(duì)稱設(shè)置且由控制系統(tǒng)同步控制。

優(yōu)選的，所述激光燈支撐架和投影板支撐架均選用多級(jí)伸縮桿。

優(yōu)選的，所述起吊裝置包括行車架、第一行車和第二行車，第一行車和第二行車平行設(shè)置在行車架上，第一行車和第二行車上設(shè)置有兩組鋼絲繩控制器，兩組鋼絲繩控制器分別為第一鋼絲繩控制器和第二鋼絲繩控制器，第一鋼絲繩控制器和第二鋼絲繩控制器上纏繞有鋼絲繩，鋼絲繩的底端連接有鋼鉤。

優(yōu)選的，在中部臺(tái)座的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置所述的夾固裝置，夾固裝置包括端部臺(tái)座、機(jī)械手滑臺(tái)、第一固定裝置和第二固定裝置，在端部臺(tái)座上兩端分別設(shè)置第一支撐架，第一支撐架內(nèi)套設(shè)有第二支撐架，第二支撐架的頂端連接機(jī)械手滑臺(tái)，機(jī)械手滑臺(tái)上設(shè)置有上滑道和側(cè)滑道；第一固定裝置和第二固定裝置均包括依次連接的第一支撐桿、第二支撐桿、伸縮桿和緊固板。

優(yōu)選的，所述機(jī)械手組件包括滑動(dòng)塊及設(shè)置在滑動(dòng)塊上的機(jī)械手，滑動(dòng)塊的底端位于上滑道內(nèi)。此設(shè)計(jì)的好處在于，機(jī)械手具有多自由度，可方便抓取固定位置的銷軸，并通過中央控制器設(shè)定的路線完成銷軸的安裝。

優(yōu)選的，所述后連桿推移油缸組件包括缸座、推移板、推移油缸、推移缸座和升降缸座，缸座的底端滑動(dòng)設(shè)置在中滑槽內(nèi)，升降缸座套設(shè)在缸座內(nèi)，升降缸座的頂端連接推移缸座，推移缸座內(nèi)設(shè)置有推移油缸，推移油缸的活塞桿穿出推移缸座后與推移板鉸接。此設(shè)計(jì)的好處在于，后連桿推移油缸組件前后可移動(dòng)、上下可升降，并且推移板可實(shí)現(xiàn)一定角度的傾斜，能夠與后連桿實(shí)現(xiàn)完美的貼合。

一種液壓支架智能安裝機(jī)的使用方法，包括以下步驟，

(1)首先將液壓支架的掩護(hù)梁、前連桿和后連桿連接起來，形成組裝件，備用；將立柱安裝在液壓支架的底座上，備用；

(2)開啟液壓支架智能安裝機(jī)，由控制系統(tǒng)確定參考坐標(biāo)系，智能安裝機(jī)處于初始位置，即移動(dòng)平臺(tái)組件位于中滑槽的最前端、激光燈組件位于右滑槽的最前端、投影板組件位于左滑槽的最前端，此時(shí)可得到智能安裝機(jī)各組成部件在參考坐標(biāo)系內(nèi)的初始位置坐標(biāo)；然后將所需安裝液壓支架的初始參數(shù)通過參數(shù)設(shè)置單元輸入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過內(nèi)部嵌入算法計(jì)算安裝運(yùn)行軌跡；

(3)啟動(dòng)起吊裝置將底座吊放到移動(dòng)平臺(tái)上，再通過后端夾具、左側(cè)向夾具和右側(cè)向夾具的配合作用使底座中軸面與移動(dòng)平臺(tái)的中軸面平齊并對(duì)底座進(jìn)行三面夾緊，將底座固定在移動(dòng)平臺(tái)上；

(4)移動(dòng)平臺(tái)組件啟動(dòng)并移動(dòng)到控制系統(tǒng)指定的坐標(biāo)位置后，由于控制系統(tǒng)已知智能安裝機(jī)各組成部件的初始位置坐標(biāo)，移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)的路徑已知，便可以得到移動(dòng)平臺(tái)到達(dá)指定位置后移動(dòng)平臺(tái)的坐標(biāo)，并且液壓支架的初始參數(shù)已設(shè)定好，底座固定在移動(dòng)平臺(tái)上的相對(duì)坐標(biāo)也已知，所以控制系統(tǒng)可以計(jì)算出此時(shí)底座在控制系統(tǒng)內(nèi)所處的位置坐標(biāo)，進(jìn)而可得到底座上各個(gè)銷軸孔K5、K6的初步坐標(biāo)值；

(5)控制系統(tǒng)控制激光燈組件和投影板組件同時(shí)啟動(dòng)并同步運(yùn)行，激光燈組件從初始位置逐漸向底座銷軸孔K5的初步坐標(biāo)值位置移動(dòng)，當(dāng)激光燈發(fā)出的激光穿過底座銷軸孔透射在投影板上為一圓形時(shí)，控制系統(tǒng)控制激光燈組件停止運(yùn)行，通過信號(hào)采集處理單元由控制系統(tǒng)記錄此時(shí)銷軸孔K5的坐標(biāo)K5(X5，Y5)；然后激光燈組件繼續(xù)運(yùn)行逐漸向底座銷軸孔K6的初步坐標(biāo)值位置移動(dòng)，當(dāng)激光燈發(fā)出的激光再次穿過底座銷軸孔透射在投影板上為一圓形時(shí)，控制系統(tǒng)控制激光燈組件停止運(yùn)行，通過信號(hào)采集處理單元由控制系統(tǒng)記錄此時(shí)銷軸孔K6的坐標(biāo)K6(X6，Y6)，并將K5、K6的坐標(biāo)信息存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；

(6)再次啟動(dòng)起吊裝置，將鋼鉤穿過掩護(hù)梁上的吊裝孔，起吊裝置運(yùn)行將步驟(1)中的組裝件運(yùn)送至吊裝初始位置，第一鋼絲繩控制器、第二鋼絲繩控制器的調(diào)整使掩護(hù)梁頂面水平，然后控制系統(tǒng)停止操作直到前連桿和后連桿停止擺動(dòng)且前連桿和后連桿的軸心垂直于水平面；

(7)再次啟動(dòng)激光燈組件和投影板組件對(duì)前連桿下鉸接點(diǎn)K3掃描定位，當(dāng)激光燈發(fā)射的激光穿過前連桿下鉸接點(diǎn)K3的銷軸孔在投影板上透射出圓形時(shí)，控制系統(tǒng)控制激光燈組件停止運(yùn)動(dòng)，通過信號(hào)采集處理單元由控制系統(tǒng)記錄此時(shí)K3的坐標(biāo)K3(X3，Y3)，并將K3的坐標(biāo)信息存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；

(8)控制系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中記錄的K3及K5的坐標(biāo)信息，計(jì)算出起吊裝置帶動(dòng)組裝件所走的行程：X＝X3-X5、Y＝Y(jié)3-Y5；控制系統(tǒng)控制起吊裝置首先在X方向上運(yùn)行X3-X5，運(yùn)行完畢后待前連桿和后連桿停止擺動(dòng)，然后第一鋼絲繩控制器和第二鋼絲繩控制器同時(shí)控制鋼絲繩下放組裝件，下放距離為Y3-Y5，下放完成后待前連桿和后連桿停止擺動(dòng)，完成前連桿下鉸接點(diǎn)K3與底座鉸接點(diǎn)K5的對(duì)中；

(9)此時(shí)控制系統(tǒng)控制第一固定裝置夾緊掩護(hù)梁，第二固定裝置夾緊前連桿，然后控制系統(tǒng)控制機(jī)械手抓取銷軸，通過機(jī)械手在上滑道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)以及借助第二支撐架的上下運(yùn)動(dòng)使銷軸達(dá)到K5的坐標(biāo)點(diǎn)，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)將銷軸插入K3、K5鉸接點(diǎn)，插入的距離為初始參數(shù)中K5銷軸孔的深度，至此完成前連桿和底座的安裝，第一固定裝置和第二固定裝置回復(fù)到原始位置；

(10)完成前連桿與底座的安裝后，再進(jìn)行后連桿與底座的安裝，通過第二鋼絲繩控制器控制鋼絲繩下放，第一組鋼絲繩保持不變，鋼絲繩在下放過程中由于鋼絲繩具有柔性，會(huì)發(fā)生偏斜，需要計(jì)算第二鋼絲繩控制器下放鋼絲繩的長度；通過控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)的程序計(jì)算出第二鋼絲繩控制器控制鋼絲繩需下放的長度后，控制系統(tǒng)控制第二鋼絲繩控制器動(dòng)作下放鋼絲繩到指定位置，然后待組裝件停止晃動(dòng)；

(11)控制系統(tǒng)控制第一固定裝置夾緊掩護(hù)梁，第二固定裝置夾緊前連桿，控制系統(tǒng)控制缸座在中滑槽內(nèi)前移并通過調(diào)整升降缸座到預(yù)設(shè)高度，推移缸座內(nèi)活塞桿伸出將推移板貼合在后連桿上，活塞桿繼續(xù)推進(jìn)直至后連桿的下鉸接點(diǎn)K4與底座鉸接點(diǎn)K6對(duì)中，然后機(jī)械手將銷軸插入K4、K6鉸接點(diǎn)，插入的距離為初始參數(shù)中K6銷軸孔的深度，至此完成后連桿和底座的安裝；

(12)起吊裝置的鋼鉤從掩護(hù)梁吊裝孔中脫出，起吊裝置運(yùn)動(dòng)到初始位置并通過初始參數(shù)中頂梁兩吊裝孔間距數(shù)值來調(diào)整第一鋼絲繩控制器和第二鋼絲繩控制器之間的距離，然后將頂梁吊起，第一鋼絲繩控制器、第二鋼絲繩控制器將頂梁頂面調(diào)整水平，并待頂梁停止擺動(dòng)；

(13)再次啟動(dòng)激光燈組件和投影板組件，對(duì)掩護(hù)梁前端的鉸接孔掃描定位獲取其坐標(biāo)信息并將坐標(biāo)信息存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中；然后激光燈組件和投影板組件再次運(yùn)行，對(duì)頂梁后端的鉸接孔掃描定位獲取其坐標(biāo)信息并將坐標(biāo)信息存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中；

(14)起吊裝置啟動(dòng)，將頂梁后端的鉸接孔調(diào)整到掩護(hù)梁前端鉸接孔的坐標(biāo)信息位置，機(jī)械手運(yùn)行從初始位置抓取銷軸后通過控制系統(tǒng)機(jī)械手運(yùn)行到掩護(hù)梁前端鉸接孔的坐標(biāo)信息位置，將銷軸插入掩護(hù)梁和頂梁相應(yīng)的銷軸孔內(nèi)，插入的距離為初始參數(shù)中掩護(hù)梁前端銷軸孔的深度，至此實(shí)現(xiàn)頂梁和掩護(hù)梁的安裝；

(15)通液將立柱升起頂住頂梁柱窩，然后起吊裝置的鋼鉤從頂梁吊裝孔中脫出，最終完成液壓支架的安裝，起吊裝置、第一固定裝置和第二固定裝置回復(fù)到初始位置。

優(yōu)選的，所述操作方法還包括步驟(16)，移動(dòng)平臺(tái)組件帶動(dòng)組裝完成后的液壓支架滑動(dòng)至中滑槽的最前端，起吊裝置再次啟動(dòng)吊起液壓支架整架，放置到運(yùn)輸車上。

優(yōu)選的，步驟(2)中，所述液壓支架的初始參數(shù)，是指液壓支架各組成部分的外觀結(jié)構(gòu)尺寸，即底座、前連桿、后連桿、掩護(hù)梁及頂梁各自的長度和寬度。

優(yōu)選的，步驟(6)中，所述吊裝初始位置，是指第一行車和第二行車的中間平面與底座的中心軸線相重合的垂直面，且起吊的組裝件X方向在移動(dòng)平臺(tái)組件前方。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明液壓支架智能安裝機(jī)，代替了傳統(tǒng)人工安裝液壓支架的方式，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，節(jié)省了人力，提高了安裝效率。

2.本發(fā)明智能安裝機(jī)可實(shí)現(xiàn)智能安裝，無需人員操控，且安裝過程準(zhǔn)確無誤，大大提高了安裝精度，能夠?qū)崿F(xiàn)快速有效安裝。

3.本發(fā)明智能安裝機(jī)設(shè)計(jì)可靠，結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行安全高效，能夠滿足液壓支架安裝企業(yè)的需求，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)值，值得推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明智能安裝機(jī)各組成部分的連接關(guān)系圖；

圖2為本發(fā)明智能安裝機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖Ⅰ；

圖3為本發(fā)明智能安裝機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖Ⅱ；

圖4a為本發(fā)明智能安裝機(jī)的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4b為智能安裝機(jī)局部結(jié)構(gòu)的正視圖；

圖5為本發(fā)明中銷軸孔定位組件和移動(dòng)平臺(tái)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6a為本發(fā)明中機(jī)械手滑臺(tái)組件的結(jié)構(gòu)示意圖Ⅰ；

圖6b為本發(fā)明中機(jī)械手滑臺(tái)組件的結(jié)構(gòu)示意圖Ⅱ；

圖7為液壓支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為液壓支架中組裝件和底座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9a為前連桿下鉸接點(diǎn)與底座安裝時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9b為前連桿下鉸接點(diǎn)與底座安裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10a為后連桿下鉸接點(diǎn)與底座安裝前的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10b為后連桿下鉸接點(diǎn)與底座安裝前的各傾角示意圖；

圖11為推移板與后連桿剛接觸推移前的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為后連桿下鉸接點(diǎn)與底座安裝時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為頂梁與掩護(hù)梁安裝前的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為頂梁與掩護(hù)梁完成安裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1-銷軸孔定位組件；101-激光燈組件；102-投影板組件；

2-控制系統(tǒng)；201-中央控制器；202-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；203-顯示單元；204-參數(shù)設(shè)置單元；205-信號(hào)采集處理單元；

3-安裝執(zhí)行系統(tǒng)；301-移動(dòng)平臺(tái)組件；302-機(jī)械手；303-后連桿推移油缸組件；304-起吊裝置；305-機(jī)械手滑臺(tái)；306-第一固定裝置；307-第二固定裝置；

4-臺(tái)座；401-中部臺(tái)座；402-端部臺(tái)座；7-移動(dòng)塊；8-移動(dòng)平臺(tái)；9-左側(cè)向夾具滑臺(tái)；10-左側(cè)向夾具；11-后端夾具；12-第一投影板支撐架；13-第二投影板支撐架；14-第三投影板支撐架；15-投影板；16-缸座；17-推移板；18-活塞桿；19-推移缸座；20-升降缸座；21-激光燈；22-第三激光燈支撐架；23-第二激光燈支撐架；24-第一激光燈支撐架；25-第一支撐桿；26-第二支撐桿；27-伸縮桿；28-緊固板；29-機(jī)械手滑臺(tái)；30-第二支撐架；31-第一支撐架；32-行車架；33-第一行車；34-第二行車；35-第一鋼絲繩控制器；36-鋼絲繩；37-第二鋼絲繩控制器；38-鋼鉤。

ZJ1-底座；ZJ2-后連桿；ZJ3-前連桿；ZJ4-掩護(hù)梁；ZJ5-頂梁。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于此。

實(shí)施例1：

如圖1至圖6b所示，本實(shí)施例提供一種液壓支架智能安裝機(jī)，包括安裝執(zhí)行系統(tǒng)3、銷軸孔定位組件1及控制系統(tǒng)2，控制系統(tǒng)2與安裝執(zhí)行系統(tǒng)3、銷軸孔定位組件1電連接用于智能控制安裝執(zhí)行系統(tǒng)3、銷軸孔定位組件1的作業(yè)；

安裝執(zhí)行系統(tǒng)3包括移動(dòng)平臺(tái)組件301、起吊裝置304、夾固裝置、機(jī)械手組件及后連桿推移油缸組件；移動(dòng)平臺(tái)組件301用于將液壓支架底座移動(dòng)到目標(biāo)位置，起吊裝置304用于將液壓支架前連桿、后連桿、頂梁和掩護(hù)梁移送到目標(biāo)位置，機(jī)械手組件用于抓取銷軸并完成銷軸的安裝，后連桿推移油缸組件用于推動(dòng)后連桿；

銷軸孔定位組件1包括激光燈組件101和投影板組件102，通過激光燈組件101發(fā)射的激光穿過銷軸孔在投影板組件102上投影，以獲取銷軸孔的坐標(biāo)信息并將坐標(biāo)信息傳輸給控制系統(tǒng)2，用于對(duì)銷軸孔定位；

控制系統(tǒng)2包括中央控制器201、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元202、信號(hào)采集處理單元205、顯示單元203及參數(shù)設(shè)置單元204；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元202、信號(hào)采集處理單元205、顯示單元203及參數(shù)設(shè)置單元204均與中央控制器201電連接。

其中，移動(dòng)平臺(tái)組件301包括中部臺(tái)座401和移動(dòng)平臺(tái)8，中部臺(tái)座401上開設(shè)有三條平行的滑槽，三條滑槽分別為左滑槽、中滑槽和右滑槽，移動(dòng)平臺(tái)8的底部焊接有移動(dòng)塊7，移動(dòng)塊7安裝在中滑槽內(nèi)并可在中滑槽內(nèi)滑動(dòng)；激光燈組件101和投影板組件102的底端分別滑動(dòng)設(shè)置在右滑槽和左滑槽內(nèi)。

移動(dòng)平臺(tái)8的上表面設(shè)置有后端夾具11、左側(cè)向夾具10和右側(cè)向夾具，后端夾具11位于移動(dòng)平臺(tái)8上表面中后部開設(shè)的滑槽內(nèi)，移動(dòng)平臺(tái)8上表面的兩側(cè)還開設(shè)有左右滑槽，左右滑槽位于后端夾具11的兩側(cè)，在左右滑槽內(nèi)分別設(shè)置有側(cè)向夾具滑臺(tái)，側(cè)向夾具滑臺(tái)可在左右滑槽內(nèi)滑動(dòng)，左側(cè)向夾具10和右側(cè)向夾具分別位于左右兩側(cè)的左側(cè)向夾具滑臺(tái)9和右側(cè)向夾具滑臺(tái)內(nèi)。當(dāng)將液壓支架底座放置在移動(dòng)平臺(tái)8上時(shí)，通過后端夾具11、左側(cè)向夾具10和右側(cè)向夾具可以有效夾緊底座，保證底座在移動(dòng)平臺(tái)8運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性，同時(shí)能夠獲取準(zhǔn)確的銷軸孔坐標(biāo)信息。

激光燈組件101包括激光燈支撐架和安裝在激光燈支撐架頂端的激光燈21，激光燈支撐架的底端滑動(dòng)設(shè)置在右滑槽內(nèi)，激光燈支撐架為兩級(jí)伸縮桿，其包括由下而上依次套接的第一激光燈支撐架24、第二激光燈支撐架23和第三激光燈支撐架22，激光燈21位于第三激光燈支撐架22的頂端。

投影板組件102包括投影板支撐架和安裝在投影板支撐架頂端的投影板15，投影板支撐架的底端滑動(dòng)設(shè)置在左滑槽內(nèi)，投影板支撐架為兩級(jí)伸縮桿，其包括由下而上依次套接的第一投影板支撐架12、第二投影板支撐架13和第三投影板支撐架14，投影板15位于第三投影板支撐架14的頂端。

激光燈支撐架和投影板支撐架對(duì)稱設(shè)置且由控制系統(tǒng)2同步控制，即激光燈21和投影板15始終處在同一水平直線上，以保證激光燈21發(fā)射的激光能夠透射在投影板15上，保證后續(xù)激光燈掃描定位銷軸孔時(shí)的準(zhǔn)確性以及信號(hào)采集處理單元205能夠采集投射到投影板15上的光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)2可以識(shí)別和處理的電信號(hào)或數(shù)字信號(hào)后傳送到控制系統(tǒng)內(nèi)部。

起吊裝置包括行車架32、第一行車33和第二行車34，第一行車33和第二行車34平行設(shè)置在行車架32上，第一行車33和第二行車34上設(shè)置有兩組鋼絲繩控制器，兩組鋼絲繩控制器分別為第一鋼絲繩控制器35和第二鋼絲繩控制器37，第一鋼絲繩控制器35和第二鋼絲繩控制器37上纏繞有鋼絲繩36，鋼絲繩36的底端連接有鋼鉤38?？刂葡到y(tǒng)2可控制第一行車33和第二行車34的運(yùn)行，同時(shí)也控制第一鋼絲繩控制器35和第二鋼絲繩控制器37的運(yùn)行。

在中部臺(tái)座401的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置所述的夾固裝置，夾固裝置包括端部臺(tái)座402、機(jī)械手滑臺(tái)305、第一固定裝置306和第二固定裝置307，在端部臺(tái)座402上兩端分別設(shè)置第一支撐架31，第一支撐架31內(nèi)套設(shè)有第二支撐架30，第二支撐架30的頂端連接機(jī)械手滑臺(tái)29，機(jī)械手滑臺(tái)29上設(shè)置有上滑道和側(cè)滑道；第一固定裝置306和第二固定裝置307均包括依次連接的第一支撐桿25、第二支撐桿26、伸縮桿27和緊固板28，第一支撐桿25的底端位于側(cè)滑道內(nèi)并可在側(cè)滑道內(nèi)來回滑動(dòng)，由控制系統(tǒng)2控制第一固定裝置306和第二固定裝置307的滑動(dòng)、升降、伸縮，以此實(shí)現(xiàn)第一固定裝置306和第二固定裝置307對(duì)掩護(hù)梁的夾固。

機(jī)械手組件包括滑動(dòng)塊及設(shè)置在滑動(dòng)塊上的機(jī)械手302，滑動(dòng)塊的底端位于上滑道內(nèi)并由控制系統(tǒng)2控制滑動(dòng)塊在上滑道內(nèi)來回滑動(dòng)。機(jī)械手302具有多自由度，可方便抓取固定位置的銷軸，并通過中央控制器設(shè)定的路線完成銷軸的安裝。

后連桿推移油缸組件303包括缸座16、推移板17、推移油缸、推移缸座19和升降缸座20，缸座16的底端滑動(dòng)設(shè)置在中滑槽內(nèi)，升降缸座20套設(shè)在缸座16內(nèi)，升降缸座20的頂端連接推移缸座19，推移缸座19內(nèi)設(shè)置有推移油缸，推移油缸的活塞桿18穿出推移缸座19后與推移板17鉸接。后連桿推移油缸組件前后可移動(dòng)、上下可升降，并且推移板可實(shí)現(xiàn)一定角度的傾斜，能夠與后連桿實(shí)現(xiàn)完美的貼合，便于后續(xù)推動(dòng)后連桿。

實(shí)施例2：

一種利用實(shí)施例1所述的液壓支架智能安裝機(jī)進(jìn)行液壓支架安裝的使用方法，包括以下步驟，

(1)首先將液壓支架的掩護(hù)梁ZJ4、前連桿ZJ3和后連桿ZJ2連接起來，形成組裝件，備用；將立柱安裝在液壓支架的底座上，備用；

(2)開啟液壓支架智能安裝機(jī)，由控制系統(tǒng)2確定參考坐標(biāo)系，智能安裝機(jī)處于初始位置，即移動(dòng)平臺(tái)組件301位于中滑槽的最前端、激光燈組件101位于右滑槽的最前端、投影板組件102位于左滑槽的最前端，此時(shí)可得到智能安裝機(jī)各組成部件在參考坐標(biāo)系內(nèi)的初始位置坐標(biāo)；然后將所需安裝液壓支架的初始參數(shù)通過參數(shù)設(shè)置單元輸入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過內(nèi)部嵌入算法計(jì)算安裝運(yùn)行軌跡；

(這里的液壓支架初始參數(shù)指的是液壓支架底座或掩護(hù)梁等的長、寬、連桿長度等一些液壓支架的固定參數(shù)，不同架型的支架的參數(shù)不同，所以安裝不同的液壓支架需要針對(duì)該架型支架設(shè)定初始值，根據(jù)這些初始值，控制系統(tǒng)通過內(nèi)部植入的程序算法計(jì)算安裝過程中智能安裝系統(tǒng)的各個(gè)組件的位置或某些部件需要走的路徑，以固定支架的底座為例，當(dāng)某架型支架的初始參數(shù)設(shè)定好，底座放置在移動(dòng)平臺(tái)上后，后端夾具、左側(cè)向夾具和右側(cè)向夾具根據(jù)控制系統(tǒng)計(jì)算并設(shè)定的路徑運(yùn)行，來夾緊底座)

(3)啟動(dòng)起吊裝置將底座ZJ1吊放到移動(dòng)平臺(tái)8上，再通過后端夾具11、左側(cè)向夾具10和右側(cè)向夾具的配合作用使底座ZJ1中軸面與移動(dòng)平臺(tái)的中軸面平齊并對(duì)底座ZJ1進(jìn)行三面夾緊，將底座ZJ1固定在移動(dòng)平臺(tái)8上；

(4)移動(dòng)平臺(tái)組件301啟動(dòng)并移動(dòng)到控制系統(tǒng)2指定的坐標(biāo)位置后，由于控制系統(tǒng)2已知智能安裝機(jī)各組成部件的初始位置坐標(biāo)，移動(dòng)平臺(tái)8移動(dòng)的路徑已知，便可以得到移動(dòng)平臺(tái)8到達(dá)指定位置后移動(dòng)平臺(tái)8的坐標(biāo)，并且液壓支架的初始參數(shù)已設(shè)定好，底座ZJ1固定在移動(dòng)平臺(tái)上的相對(duì)坐標(biāo)也已知，所以控制系統(tǒng)2可以計(jì)算出此時(shí)底座ZJ1在控制系統(tǒng)內(nèi)所處的位置坐標(biāo)，進(jìn)而可得到底座上各個(gè)銷軸孔K5、K6的初步坐標(biāo)值；

(5)控制系統(tǒng)2控制激光燈組件101和投影板組件102同時(shí)啟動(dòng)并同步運(yùn)行，激光燈組件101從初始位置逐漸向底座ZJ1銷軸孔K5的初步坐標(biāo)值位置移動(dòng)，當(dāng)激光燈21發(fā)出的激光穿過底座銷軸孔透射在投影板15上為一圓形時(shí)，控制系統(tǒng)2控制激光燈組件101停止運(yùn)行，通過信號(hào)采集處理單元205由控制系統(tǒng)記錄此時(shí)銷軸孔K5的坐標(biāo)K5(X5，Y5)；然后激光燈組件101繼續(xù)運(yùn)行逐漸向底座銷軸孔K6的初步坐標(biāo)值位置移動(dòng)，當(dāng)激光燈21發(fā)出的激光再次穿過底座銷軸孔透射在投影板上為一圓形時(shí)，控制系統(tǒng)2控制激光燈組件101停止運(yùn)行，通過信號(hào)采集處理單元205由控制系統(tǒng)記錄此時(shí)銷軸孔K6的坐標(biāo)K6(X6，Y6)，并將K5、K6的坐標(biāo)信息存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元202；

(6)再次啟動(dòng)起吊裝置，將鋼鉤38穿過掩護(hù)梁ZJ4上的吊裝孔，起吊裝置運(yùn)行將步驟(1)中的組裝件運(yùn)送至吊裝初始位置(吊裝初始位置，是指第一行車和第二行車的中間平面與底座的中心軸線相重合的垂直面，且起吊的組裝件X方向在移動(dòng)平臺(tái)組件前方某處，可在控制系統(tǒng)內(nèi)確定其初始坐標(biāo)值)，第一鋼絲繩控制器35、第二鋼絲繩控制器37的調(diào)整使掩護(hù)梁ZJ4頂面水平(保證第一鋼絲繩控制器和第二鋼絲繩控制器下放鋼絲繩的長度一致，這樣可使掩護(hù)梁頂面始終處于水平)，然后控制系統(tǒng)2停止操作直到前連桿ZJ3和后連桿ZJ2停止擺動(dòng)且前連桿和后連桿的軸心垂直于水平面；

(7)再次啟動(dòng)激光燈組件101和投影板組件102對(duì)前連桿ZJ3下鉸接點(diǎn)K3掃描定位，當(dāng)激光燈21發(fā)射的激光穿過前連桿下鉸接點(diǎn)K3的銷軸孔在投影板15上透射出圓形時(shí)，控制系統(tǒng)2控制激光燈組件101停止運(yùn)動(dòng)，通過信號(hào)采集處理單元205由控制系統(tǒng)記錄此時(shí)K3的坐標(biāo)K3(X3，Y3)，并將K3的坐標(biāo)信息存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元202；

(8)控制系統(tǒng)2根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元202中記錄的K3及K5的坐標(biāo)信息，計(jì)算出起吊裝置帶動(dòng)組裝件所走的行程：X＝X3-X5、Y＝Y(jié)3-Y5；控制系統(tǒng)2控制起吊裝置首先在X方向上運(yùn)行X3-X5，運(yùn)行完畢后待前連桿ZJ3和后連桿ZJ2停止擺動(dòng)，然后第一鋼絲繩控制器35和第二鋼絲繩控制器37同時(shí)控制鋼絲繩下放組裝件，下放距離為Y3-Y5，下放完成后待前連桿和后連桿停止擺動(dòng)，完成前連桿下鉸接點(diǎn)K3與底座鉸接點(diǎn)K5的對(duì)中；

(9)此時(shí)控制系統(tǒng)2控制第一固定裝置306夾緊掩護(hù)梁ZJ4，第二固定裝置307夾緊前連桿ZJ3，然后控制系統(tǒng)2控制機(jī)械手302抓取銷軸(銷軸事先放置在銷軸框內(nèi)，而銷軸框可設(shè)置在機(jī)械手方便抓取的位置，同時(shí)銷軸框在控制系統(tǒng)開啟后能夠確定其在系統(tǒng)內(nèi)的坐標(biāo))，通過機(jī)械手302在上滑道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)以及借助第二支撐架30的上下運(yùn)動(dòng)使銷軸達(dá)到K5的坐標(biāo)點(diǎn)，機(jī)械手302運(yùn)動(dòng)將銷軸插入K3、K5鉸接點(diǎn)，插入的距離為初始參數(shù)中K5銷軸孔的深度，至此完成前連桿ZJ3和底座ZJ1的安裝，第一固定裝置306和第二固定裝置307回復(fù)到原始位置；

(10)完成前連桿ZJ3與底座ZJ1的安裝后，再進(jìn)行后連桿ZJ2與底座ZJ1的安裝，通過第二鋼絲繩控制器37控制鋼絲繩下放，第一組鋼絲繩保持不變，鋼絲繩在下放過程中由于鋼絲繩具有柔性，會(huì)發(fā)生偏斜，需要計(jì)算第二鋼絲繩控制器37下放鋼絲繩的長度；通過控制系統(tǒng)2內(nèi)設(shè)的程序計(jì)算出第二鋼絲繩控制器37控制鋼絲繩需下放的長度后，控制系統(tǒng)2控制第二鋼絲繩控制器37動(dòng)作下放鋼絲繩到指定位置，待組裝件停止晃動(dòng)；

(11)控制系統(tǒng)2控制第一固定裝置306夾緊掩護(hù)梁ZJ4，第二固定裝置307夾緊前連桿ZJ3，控制系統(tǒng)2控制缸座16在中滑槽內(nèi)前移并通過調(diào)整升降缸座16到預(yù)設(shè)高度，推移缸座19內(nèi)活塞桿18伸出將推移板17貼合在后連桿ZJ2上，活塞桿18繼續(xù)推進(jìn)直至后連桿ZJ2的下鉸接點(diǎn)K4與底座鉸接點(diǎn)K6對(duì)中，然后機(jī)械手302將銷軸插入K4、K6鉸接點(diǎn)，插入的距離為初始參數(shù)中K6銷軸孔的深度，至此完成后連桿和底座的安裝；

(12)起吊裝置的鋼鉤38從掩護(hù)梁ZJ4吊裝孔中脫出，起吊裝置運(yùn)動(dòng)到初始位置并通過初始參數(shù)中頂梁兩吊裝孔間距數(shù)值來調(diào)整第一鋼絲繩控制器35和第二鋼絲繩控制器37之間的距離，然后將頂梁ZJ5吊起，第一鋼絲繩控制器35、第二鋼絲繩控制器37將頂梁ZJ5頂面調(diào)整水平，并待頂梁ZJ5停止擺動(dòng)；

(13)再次啟動(dòng)激光燈組件101和投影板組件102，對(duì)掩護(hù)梁ZJ4前端的鉸接孔掃描定位獲取其坐標(biāo)信息并將坐標(biāo)信息存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元202中；然后激光燈組件101和投影板組件102再次運(yùn)行，對(duì)頂梁ZJ5后端的鉸接孔掃描定位獲取其坐標(biāo)信息并將坐標(biāo)信息存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元202中；

(14)起吊裝置啟動(dòng)，將頂梁ZJ5后端的鉸接孔調(diào)整到掩護(hù)梁ZJ4前端鉸接孔的坐標(biāo)信息位置，機(jī)械手302運(yùn)行從初始位置抓取銷軸后通過控制系統(tǒng)2控制機(jī)械手運(yùn)行到掩護(hù)梁ZJ4前端鉸接孔的坐標(biāo)信息位置，將銷軸插入掩護(hù)梁ZJ4和頂梁ZJ5相應(yīng)的銷軸孔內(nèi)，插入的距離為初始參數(shù)中掩護(hù)梁前端銷軸孔的深度，至此實(shí)現(xiàn)頂梁ZJ5和掩護(hù)梁ZJ4的安裝；

(15)通液將立柱升起頂住頂梁柱窩，然后起吊裝置的鋼鉤38從頂梁吊裝孔中脫出，最終完成液壓支架的安裝，起吊裝置、第一固定裝置306和第二固定裝置307回復(fù)到初始位置。

(16)移動(dòng)平臺(tái)組件301帶動(dòng)組裝完成后的液壓支架滑動(dòng)至中滑槽的最前端，起吊裝置再次啟動(dòng)吊起液壓支架整架，放置到運(yùn)輸車上。

步驟(2)中，所述液壓支架的初始參數(shù)，是指液壓支架各組成部分的外觀結(jié)構(gòu)尺寸，即底座、前連桿、后連桿、掩護(hù)梁及頂梁各自的長度和寬度。

步驟(10)中控制系統(tǒng)通過內(nèi)設(shè)程序計(jì)算第二鋼絲繩下放的長度以及步驟(11)中活塞桿繼續(xù)推進(jìn)后連桿前進(jìn)距離的計(jì)算過程如下：

如圖9b所示，液壓支架智能安裝系統(tǒng)完成前連桿與底座間銷軸的安裝，此時(shí)掩護(hù)梁頂面水平，初始兩組鋼絲繩的長度均為l_EG＝l₂，兩組鋼絲繩的距離為兩吊裝孔軸心K1、K2的距離l_GH＝l_EF＝l₁，圖中l(wèi)_FD、l_EC、l_CD、l_BD、l_AC、l_AI、l_IH均為已知量，角度均已知。

當(dāng)?shù)诙M鋼絲繩控制器37下放鋼絲繩36時(shí)，由于鋼絲繩具有柔性，組裝件發(fā)生偏轉(zhuǎn)，到目的位置時(shí)的液壓支架位姿圖如圖10a所示，此時(shí)第二組鋼絲繩長度變?yōu)閘₃，對(duì)應(yīng)的l_ID的長度變?yōu)閘_BD(l_ID＝l_BD)，除了角度不變，其余角度均發(fā)生改變，第一組鋼絲繩與水平方向夾角變?yōu)棣?sub>8，第二組鋼絲繩與水平方向夾角為θ₉，前連桿與水平方向夾角為θ₁₀，l_EF(或說是掩護(hù)梁頂面)與水平夾角為θ₇，改變后其他角度與之前角度對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

在液壓支架位姿圖10b中取矢量環(huán)G-H-F-E與A-C-D-I以及H-G-D-F構(gòu)建矢量方程：

根據(jù)矢量方程構(gòu)建數(shù)值方程，得：

通過上述方法計(jì)算得到θ₆和l₃之后，得到第二組鋼絲繩控制器37下放鋼絲繩36的長度(l₃-l₂)，控制系統(tǒng)2控制第二組鋼絲繩控制器37動(dòng)作至指定位置，待整個(gè)組件停止晃動(dòng)，進(jìn)行下一步安裝工序。

圖10b中右側(cè)軸線為后連桿推移油缸組件某處X方向的位置。其中，活塞桿18桿頭的軸心到此時(shí)推移油缸組件某處X方向的距離為t₁(已知),活塞桿Y方向中軸線到底座地面距離為h₁(已知)，活塞桿18桿頭的軸心到后連桿后平面的X方向距離為h₂(已知)，后連桿鉸接孔連線到后連桿后平面的X方向距離為m(已知)。如圖12所示，發(fā)生推移后活塞桿18桿頭的軸心到此時(shí)推移油缸組件某處X方向的距離為t₂(未知量)。假設(shè)后連桿上銷軸孔軸心點(diǎn)距離底座底面的高度為h_D(可以由以前的計(jì)算過程計(jì)算得到或者銷軸孔定位組件測(cè)量得出，故也為已知)。

由圖11，推移油缸組件某處到后連桿鉸接孔連線的X方向距離為：

(t₁+h₂+m)，

由圖12，推移油缸組件某處到后連桿鉸接孔連線的X方向距離為：

[t₂+(h₂+m)/sinθ₆],

則：(t₁+h₂+m)+(h_D-h₁)·cotθ₆＝[t₂+(h₂+m)/sinθ₆]

θ₆已在上面求出，帶入上式，可得到未知量t₂，則進(jìn)一步得到后連桿安裝時(shí)，若使后連桿下銷軸孔軸心與底座上銷軸孔軸心對(duì)齊，只需控制后連桿推移油缸組件303的活塞桿18向前伸長(t₂-t₁)即可。