权利要求
1.一种机械臂模块化连接机构，用于实现基体与机械臂所连接的连接体之间的连接，其特征在于：机械臂模块化连接机构包括连接柱、多级油缸、连接杆、中间滑动盘和末端滑动盘;
所述连接柱的一端通过多个平行设置的连接杆与所述连接体固定连接;所述多级油缸安装在连接柱中，多级油缸的伸缩杆朝向连接体，多级油缸的一级伸缩杆与末端滑动盘相连接、二级伸缩杆与中间滑动盘相连接，所述中间滑动盘位于末端滑动盘与连接柱之间，且所述连接杆穿过中间滑动盘及末端滑动盘并与二者滑动连接;
所述中间滑动盘靠近末端滑动盘的外边缘处设有内凹的锥形面;
所述基体上设有与连接柱进行轴孔配合的连接孔，连接孔的内壁上设有工作槽，所述工作槽中通过转动连接安装有锁止块，所述锁止块的内侧边缘设有用于与所述锥形面的外边缘相配合的槽口。
2.如权利要求1所述的机械臂模块化连接机构，其特征在于：所述连接柱的另一端端面上开设有第一油路接口，所述第一油路接口与多级油缸相连通。
3.如权利要求1所述的机械臂模块化连接机构，其特征在于：还包括连接线缆;
所述连接柱的另一端端面上设有第一电连接触点，所述连接线缆一端与第一电连接触点相连接，连接线缆穿过连接柱和连接杆、另一端用于与连接体内部的电气元件相连接。
4.如权利要求1所述的机械臂模块化连接机构，其特征在于：所述多级油缸为单作用弹簧复位油缸。
5.一种模块化金属矿山掘进设备，包括车体(1)和多个工作模块，其特征在于：所述工作模块包括机械臂以及与机械臂根部相连接的连接体，所述连接体通过如权利要求1所述的机械臂模块化连接机构与作为基体的车体(1)相连接。
6.如权利要求5所述的模块化金属矿山掘进设备，其特征在于：所述工作模块包括用于将整个模块化金属矿山掘进设备撑起的支撑模块和用于进行掘进作业的作业模块;
所述支撑模块中的第一连接体(292)通过上向连接机构(72)与车体(1)相连接，所述作业模块中的第二连接体(392)通过下向连接机构(73)与车体(1)相连接，上向连接机构(72)和下向连接机构(73)均为所述机械臂模块化连接机构;第一连接体(292)和第二连接体(392)还分别与车体(1)上的竖直外侧面接触配合。
7.如权利要求6所述的模块化金属矿山掘进设备，其特征在于：所述上向连接机构(72)包括作为所述连接柱的第一连接柱(721)、作为所述多级油缸的第一多级油缸(722)、作为所述连接杆的第一连接杆(723)、作为所述中间滑动盘的第一中间滑动盘(724)和作为所述末端滑动盘的第一末端滑动盘(725)，车体(1)上与第一连接柱(721)相配合的第一连接孔朝下设置;
所述下向连接机构(73)包括作为所述连接柱的第二连接柱(731)、作为所述多级油缸的第二多级油缸(732)、作为所述连接杆的第二连接杆(733)、作为所述中间滑动盘的第二中间滑动盘(734)和作为所述末端滑动盘的第二末端滑动盘(735)，车体(1)上与第二连接柱(731)相配合的第二连接孔朝上设置。
8.如权利要求6所述的模块化金属矿山掘进设备，其特征在于：所述第一连接体(292)和第二连接体(392)中均设有子液压站和子控制系统;所述子液压站用于为所在模块提供液压动力;所述子控制系统与子液压站电连接，用于控制子液压站工作。
9.如权利要求8所述的模块化金属矿山掘进设备，其特征在于：机械臂模块化连接机构还包括连接线缆;所述连接线缆包括供电线缆和信号线缆;
所述连接柱上与车体(1)的连接孔相接触的端面上设有第一电连接触点，所述连接线缆一端与第一电连接触点相连接，连接线缆穿过连接柱和连接杆、另一端通入对应的连接体中，其中供电线缆的另一端与子控制系统及子液压站相连接实现供电，信号线缆与子控制系统及子液压站相连接实现信号的传送;
所述车体(1)的连接孔的孔底端面处设有用于与第一电连接触点相接触的第二电连接触点;
所述车体(1)上还设有总控制系统和总供电系统，总控制系统与各信号线缆所对应的第二电连接触点相连接，总供电系统与各供电线缆所对应的第二电连接触点相连接。
10.如权利要求5所述的模块化金属矿山掘进设备，其特征在于：所述车体(1)上还设有总液压站;
所述连接柱上与车体(1)的连接孔相接触的端面上开设有第一油路接口，所述第一油路接口与多级油缸相连通;
所述车体(1)的连接孔的孔底端面处开设有与第一油路接口相对应的第二油路接口，所述总液压站与第二油路接口相连通。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及一种矿山机械设备的连接机构，还涉及一种矿山掘进设备。
背景技术
[0002]在金属矿山开采领域，凿岩掘进设备作为核心作业装备，其性能直接关系到矿山开采的效率与安全。随着矿山开采技术的不断进步，对凿岩掘进设备的功能要求也日益提高。现代矿山作业不仅需要设备具备高效的凿岩能力，还要求其能够完成锚护、清理等多种辅助作业。这种多功能需求导致设备上需要集成多个功能模块，如凿岩模块、锚护模块、清理模块等，并通过设备上的主液压站为各个模块集中提供液压油，同时通过控制线缆进行电连接，完成信号的传送。
[0003]然而，这种整体式结构设计在实际应用中存在显著缺陷。首先，由于设备上集成了多个功能模块，导致设备体积庞大，重量显著增加，给井下运输带来了极大的困难。特别是在狭窄的矿山巷道中，设备的运输需要耗费大量的人力和物力，还需要其它设备进行避让，增加了矿山开采的运营成本。其次，如果采用先拆解运输、后现场组装的方式，一方面此类设备难以拆解，另一方面组装时也要耗费大量的时间，效率低下，而且液压管路及线路的连接操作非常繁琐，一旦连接错误，将导致设备无法工作，甚至造成事故。
发明内容
[0004]本发明提出了一种机械臂模块化连接机构及模块化金属矿山掘进设备，其目的是：1、解决现有设备体积庞大运输不便的问题;2、解决现有设备拆装困难的问题。
[0005]本发明技术方案如下：
一种机械臂模块化连接机构，用于实现基体与机械臂所连接的连接体之间的连接，机械臂模块化连接机构包括连接柱、多级油缸、连接杆、中间滑动盘和末端滑动盘;
所述连接柱的一端通过多个平行设置的连接杆与所述连接体固定连接;所述多级油缸安装在连接柱中，多级油缸的伸缩杆朝向连接体，多级油缸的一级伸缩杆与末端滑动盘相连接、二级伸缩杆与中间滑动盘相连接，所述中间滑动盘位于末端滑动盘与连接柱之间，且所述连接杆穿过中间滑动盘及末端滑动盘并与二者滑动连接;
所述中间滑动盘靠近末端滑动盘的外边缘处设有内凹的锥形面;
所述基体上设有与连接柱进行轴孔配合的连接孔，连接孔的内壁上设有工作槽，所述工作槽中通过转动连接安装有锁止块，所述锁止块的内侧边缘设有用于与所述锥形面的外边缘相配合的槽口。
[0006]作为所述的机械臂模块化连接机构的进一步改进：所述连接柱的另一端端面上开设有第一油路接口，所述第一油路接口与多级油缸相连通。
[0007]作为所述的机械臂模块化连接机构的进一步改进：还包括连接线缆;
所述连接柱的另一端端面上设有第一电连接触点，所述连接线缆一端与第一电连接触点相连接，连接线缆穿过连接柱和连接杆、另一端用于与连接体内部的电气元件相连接。
[0008]作为所述的机械臂模块化连接机构的进一步改进：所述多级油缸为单作用弹簧复位油缸。
[0009]本发明还公开了一种模块化金属矿山掘进设备，包括车体和多个工作模块，所述工作模块包括机械臂以及与机械臂根部相连接的连接体，所述连接体通过所述的机械臂模块化连接机构与作为基体的车体相连接。
[0010]作为所述模块化金属矿山掘进设备的进一步改进：所述工作模块包括用于将整个模块化金属矿山掘进设备撑起的支撑模块和用于进行掘进作业的作业模块;
所述支撑模块中的第一连接体通过上向连接机构与车体相连接，所述作业模块中的第二连接体通过下向连接机构与车体相连接，上向连接机构和下向连接机构均为所述机械臂模块化连接机构;第一连接体和第二连接体还分别与车体上的竖直外侧面接触配合。
[0011]作为所述模块化金属矿山掘进设备的进一步改进：所述上向连接机构包括作为所述连接柱的第一连接柱、作为所述多级油缸的第一多级油缸、作为所述连接杆的第一连接杆、作为所述中间滑动盘的第一中间滑动盘和作为所述末端滑动盘的第一末端滑动盘，车体上与第一连接柱相配合的第一连接孔朝下设置;
所述下向连接机构包括作为所述连接柱的第二连接柱、作为所述多级油缸的第二多级油缸、作为所述连接杆的第二连接杆、作为所述中间滑动盘的第二中间滑动盘和作为所述末端滑动盘的第二末端滑动盘，车体上与第二连接柱相配合的第二连接孔朝上设置。
[0012]作为所述模块化金属矿山掘进设备的进一步改进：所述第一连接体和第二连接体中均设有子液压站和子控制系统;所述子液压站用于为所在模块提供液压动力;所述子控制系统与子液压站电连接，用于控制子液压站工作。
[0013]作为所述模块化金属矿山掘进设备的进一步改进：机械臂模块化连接机构还包括连接线缆;所述连接线缆包括供电线缆和信号线缆;
所述连接柱上与车体的连接孔相接触的端面上设有第一电连接触点，所述连接线缆一端与第一电连接触点相连接，连接线缆穿过连接柱和连接杆、另一端通入对应的连接体中，其中供电线缆的另一端与子控制系统及子液压站相连接实现供电，信号线缆与子控制系统及子液压站相连接实现信号的传送;
所述车体的连接孔的孔底端面处设有用于与第一电连接触点相接触的第二电连接触点;
所述车体上还设有总控制系统和总供电系统，总控制系统与各信号线缆所对应的第二电连接触点相连接，总供电系统与各供电线缆所对应的第二电连接触点相连接。
[0014]作为所述模块化金属矿山掘进设备的进一步改进：所述车体上还设有总液压站;
所述连接柱上与车体的连接孔相接触的端面上开设有第一油路接口，所述第一油路接口与多级油缸相连通;
所述车体的连接孔的孔底端面处开设有与第一油路接口相对应的第二油路接口，所述总液压站与第二油路接口相连通。
[0015]相对于现有技术，本发明具有以下积极效果：
1、本发明通过多级油缸与锁止块的配合实现了各工作模块与车体之间的模块化快速连接，不仅解决了现有掘进设备体积庞大、在井下运输不便的问题，而且提高了模块连接的效率，节省了准备时间。
[0016]2、中间滑动盘与锁止块卡合后，不仅能将连接柱牢固地固定在连接孔中，而且可以保证电连接触点的紧密接触，确保信号传送的稳定性。
[0017]3、本发明对于支撑模块和工作模块分别采用上向连接机构和下向连接机构，从而减小工作时锁止块的受力，提高了使用寿命。
[0018]4、本发明通过在连接体内设置子控制系统和子液压站，并通过触点进行供电和信号的传送，实现了车体与模块之间的纯电控制连接，省去了车体与工作模块之间复杂的液压连接管路，进一步提高了连接效率，降低了操作难度。
附图说明
[0019]图1为本发明中掘进设备沿爬行轨道行走时的结构示意图;
图2为本发明中掘进设备沿爬行轨道行走时的俯视图;
图3为本发明中爬行钻进模块的结构示意图;
图4为图3中A部分的局部放大图;
图5为爬行钻进模块前半部分的俯视图;
图6为凿岩模块的结构示意图;
图7为图6中B部分的局部放大图;
图8为随行供电装置的结构示意图。
[0020]附图标记包括：
1、车体;2、摄像模块;3、凿岩模块;4、爬行钻进模块;5、爬行支撑模块;6、清理模块;7、锚护模块;8、液压爆破模块;9、随行供电装置;100、爬行轨道;101、第一锁止块;102、第二锁止块;301、凿岩机械臂;801、起落液压缸;802、第一连接臂;803、第二连接臂;804、连接座;805、偏转液压缸;806、转动伸缩臂;807、第一转动关节;808、第二转动关节;809、滚动支撑模块;810、钻头;901、移动底盘;902、伸缩缸;903、升降座;904、电刷机构;905、线缆盘;72、上向连接机构;721、第一连接柱;722、第一多级油缸;723、第一连接杆;724、第一中间滑动盘;725、第一末端滑动盘;292、第一连接体;73、下向连接机构;731、第二连接柱;732、第二多级油缸;733、第二连接杆;734、第二中间滑动盘;735、第二末端滑动盘;392、第二连接体。
具体实施方式
[0021]下面结合附图详细说明本发明的技术方案。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。
[0022]实施例一
本实施例中记载的是工作模块的连接体与掘进设备的车体1进行连接所使用的连接机构：
一种机械臂模块化连接机构，用于实现基体(即所述车体1)与机械臂所连接的连接体之间的连接，它包括连接柱、多级油缸、连接杆、中间滑动盘和末端滑动盘。
[0023]所述连接柱的一端通过多个平行设置的连接杆与所述连接体固定连接。所述多级油缸为单作用弹簧复位油缸，安装在连接柱中，多级油缸的伸缩杆朝向连接体，多级油缸的一级伸缩杆与末端滑动盘相连接、二级伸缩杆与中间滑动盘相连接。所述中间滑动盘位于末端滑动盘与连接柱之间，且所述连接杆穿过中间滑动盘及末端滑动盘并与二者滑动连接。
[0024]所述中间滑动盘靠近末端滑动盘的外边缘处设有内凹的锥形面。
[0025]所述基体上设有与连接柱进行轴孔配合的连接孔，连接孔的内壁上设有工作槽，所述工作槽中通过转动连接安装有锁止块，所述锁止块的内侧边缘设有用于与所述锥形面的外边缘相配合的槽口。
[0026]所述连接柱的另一端端面上开设有第一油路接口，所述第一油路接口与多级油缸相连通。
[0027]机械臂模块化连接机构还包括连接线缆。所述连接柱的另一端端面上设有第一电连接触点，所述连接线缆一端与第一电连接触点相连接，连接线缆穿过连接柱和连接杆、另一端用于与连接体内部的电气元件相连接。
[0028]掘进设备的工作模块包括支撑模块和作业模块两类。所述车体1上还设有总控制系统、总供电系统和总液压站。
[0029]本实施例中，如图3、图4、图6和图7，支撑模块中的第一连接体292通过上向连接机构72与车体1相连接，作业模块中的第二连接体392通过下向连接机构73与车体1相连接，上向连接机构72和下向连接机构73均为所述机械臂模块化连接机构。第一连接体292和第二连接体392还分别与车体1上的竖直外侧面接触配合。
[0030]具体地，如图4，所述上向连接机构72包括作为所述连接柱的第一连接柱721、作为所述多级油缸的第一多级油缸722、作为所述连接杆的第一连接杆723、作为所述中间滑动盘的第一中间滑动盘724和作为所述末端滑动盘的第一末端滑动盘725，车体1上与第一连接柱721相配合的第一连接孔朝下设置。第一连接孔中对应设置有若干圆周均布的第一锁止块101。第一连接柱721上端设有第一电连接触点和第一油路接口，第一连接孔的上端设有与第一电连接触点相对应的第二电连接触点，以及与第一油路接口相对应的第二油路接口。
[0031]连接各模块时，需要起吊装置进行辅助。
[0032]支撑模块向上插入前，第一多级油缸722处于收缩状态。插入时，由于第一锁止块101可转动且重心位于转动点的外侧，因此第一锁止块101不会起到阻挡作用、且内侧会与第一连接柱721、第一中间滑动盘724和第一末端滑动盘725依次接触。当第一连接柱721的上端触碰到第一连接孔的上端时(可通过压力传感器检测，也可以直接通过此处的触点进行检测)，此时第二油路接口通过第一油路接口将液压油注入到第一多级油缸722中，一级伸缩杆带动第一末端滑动盘725先移动，使得第一末端滑动盘725与第一中间滑动盘724中间出现空隙，此时第一锁止块101的内端在自重作用下进入该空隙，而后二级伸缩杆开始带动第一中间滑动盘724移动，使第一中间滑动盘724上锥形面的外边缘与第一锁止块101上朝向上方的槽口卡合，该卡合使得第一锁止块101无法转动、并阻挡住第一中间滑动盘724继续移动，从而通过液压内力将第一连接柱721牢固地固定在第一连接孔中。
[0033]同理，如图7，所述下向连接机构73包括作为所述连接柱的第二连接柱731、作为所述多级油缸的第二多级油缸732、作为所述连接杆的第二连接杆733、作为所述中间滑动盘的第二中间滑动盘734和作为所述末端滑动盘的第二末端滑动盘735，车体1上与第二连接柱731相配合的第二连接孔朝上设置。第二连接孔中对应设置有若干圆周均布的第二锁止块102。第二连接柱731下端设有第一电连接触点和第一油路接口，第二连接孔的下端设有与第一电连接触点相对应的第二电连接触点，以及与第一油路接口相对应的第二油路接口。
[0034]作业模块向下插入前，第二多级油缸732处于收缩状态。插入时，由于第二锁止块102可转动且重心位于转动点的外侧，因此第二锁止块102不会起到阻挡作用、且内侧会与第二连接柱731、第二中间滑动盘734和第二末端滑动盘735依次接触。当第二连接柱731的下端触碰到第二连接孔的下端时(可通过压力传感器检测，也可以直接通过此处的触点进行检测)，此时第二油路接口通过第一油路接口将液压油注入到第二多级油缸732中，一级伸缩杆带动第二末端滑动盘735先移动，使得第二末端滑动盘735与第二中间滑动盘734中间出现空隙，此时第二锁止块102的内端在自重作用下进入该空隙，而后二级伸缩杆开始带动第二中间滑动盘734移动，使第二中间滑动盘734上锥形面的外边缘与第二锁止块102上朝向上方的槽口卡合，该卡合使得第二锁止块102无法转动、并阻挡住第二中间滑动盘734继续移动，从而通过液压内力将第二连接柱731牢固地固定在第二连接孔中。
[0035]中间滑动盘与锁止块卡合后，不仅能将连接柱牢固地固定在连接孔中，而且可以保证电连接触点的紧密接触，确保信号传送的稳定性。
[0036]所述总液压站与第二油路接口相连通，仅负责为各连接机构的多级油缸提供液压动力。需要断开时，只要断开对多级油缸的供油，然后通过起吊装置将模块取下即可。
[0037]通过上述结构实现机械部分的模块化连接后，还需要实现电连接以及各模块内部的液压功能：
所述第一连接体292和第二连接体392中均设有子液压站和子控制系统;所述子液压站用于为所在模块提供液压动力;所述子控制系统与子液压站电连接，用于控制子液压站工作。
[0038]所述的连接线缆包括供电线缆和信号线缆，它们的一端都与对应的第一电连接触点连接，而供电线缆的另一端与子控制系统及子液压站相连接进行供电，信号线缆的另一端与子控制系统及子液压站相连接进行信号传送。总控制系统与各信号线缆所对应的第二电连接触点相连接实现与模块间的信号传送，总供电系统与各供电线缆所对应的第二电连接触点相连接，实现对各模块的供电。
[0039]本发明通过在连接体内设置子控制系统和子液压站，并通过触点进行供电和信号的传送，实现了车体1与工作模块之间的纯电控制连接，省去了车体1与工作模块之间复杂的液压连接管路，进一步提高了连接效率，降低了操作难度。
[0040]实施例二
如图1和2，本实施例公开了一种模块化金属矿山掘进设备，包括车体1，车体1的底部设有行走机构，所述行走机构可以是履带式，也可以是轮式。
[0041]所述车体1顶部安装有摄像模块2，所述摄像模块2包括安装在云台上的摄像头，用于拍摄操作面并将图像上传到服务器端进行存储和识别处理。
[0042]车体1上安装有多个工作模块，各工作模块包括机械臂(工作部分)以及与机械臂根部相连接的连接体，所述连接体通过实施例一种所记载的机械臂模块化连接机构与车体1进行可拆卸式的连接。
[0043]进一步地，工作模块分两类：用于进行掘进作业的作业模块以及用于将整个模块化金属矿山掘进设备撑起的支撑模块。
[0044]其中，作业模块包括安装在车体1前端的凿岩模块3与液压爆破模块8，还包括安装在车体1尾端的清理模块6和锚护模块7，从而实现一机多用。如图6，凿岩模块3包括凿岩机械臂301，凿岩机械臂301末端设有凿岩机构，用于在操作面上钻取爆破孔。所述液压爆破模块用于对已开凿的炮眼进行压裂分离。所述清理模块6上设有可回转的清理头，用于清扫爆破后坍塌部位的浮石。所述车体1的尾端还安装有锚护模块7，用于钻取锚杆孔并将锚杆插入到锚杆孔中，还可以将锚网托起、固定在锚杆上。
[0045]需要说明的是，各作业模块的机械臂及执行机构部分都可以使用现有的成型产品，例如使用SANDVIK的DD311作为凿岩模块的主体部分，使用力德路矿的PL1500作为液压爆破模块的主体部分，使用SANDVIK的MB670-1作为清理模块的主体部分，使用SANDVIK的DS311作为锚护模块的主体部分。实施时也可以根据现场工况选择其它型号的机构部件，相关具体结构不做赘述。
[0046]进一步地，所述车体1上还设有用于存放锚护材料的料仓。
[0047]所述支撑模块包括安装在车体1前端的左右两组爬行钻进模块4以及安装在车体1后端的左右两组爬行支撑模块5。
[0048]如图1、图2、图3和图5，所述爬行钻进模块4和爬行支撑模块5结构基本相同：均包括从车体1(根部)向末端方向依次连接的第一连接体292、起落机构、转动伸缩臂806、偏转液压缸805、第一转动关节807、第二转动关节808和钻头810。
[0049]所述第一连接体292与车体1相连接。所述起落机构安装在第一连接体292上。起落机构包括第一连接臂802、第二连接臂803、起落液压缸801和连接座804。所述第一连接臂802和第二连接臂803等长且平行设置，二者的根部均与第一连接体292转动连接、末端均与连接座804转动连接，构成平行四边形机构，确保起落时后端的部件始终保持水平。所述起落液压缸801一端与第一连接体292转动连接、另一端与第一连接臂802或第二连接臂803转动连接，通过伸缩实现起落的驱动控制。
[0050]所述转动伸缩臂806的根部与连接座804转动连接，以实现相对于起落机构的左右转动。偏转液压缸805一端与连接座804转动连接，另一端与转动伸缩臂806的臂体转动连接，以驱动转动伸缩臂806相对于起落机构左右转动。
[0051]转动伸缩臂806的伸缩部分前端与第一转动关节807相连接，第一转动关节807的转动轴线与转动伸缩臂806的伸缩方向平行，用于调整末端的角度。所述第二转动关节808的转动轴线垂直于第一转动关节807的转动轴线，用于带动钻头810转动。
[0052]本实施例中，爬行钻进模块4和爬行支撑模块5的不同之处在于：所述爬行钻进模块4的钻头810通过回转驱动装置与第二转动关节808相连接，其钻头810是可转动的，用以实现钻进。所述爬行支承模块的钻头810直接与第二转动关节808相连接，其钻头810是不可转动的，只用于支撑。作为可选的实施方式，也可以让爬行支撑模块5可旋转，即与爬行钻进模块4结构完全相同。
[0053]进一步地，转动伸缩臂806或第一转动关节807或第二转动关节808的底部还设有滚动支撑模块809，减小沿爬行轨道100移动时所受的阻力。
[0054]实施例三
本实施例记载的是实施例二中掘进设备工作时的掘进方法，它包括以下步骤：
步骤1、将爬行钻进模块4和爬行支撑模块5的起落机构均设置为升起状态，使转动伸缩臂806及钻头810离开地面，然后将掘进设备行驶到工作起始位置。
[0055]步骤2、将两个爬行钻进模块4的转动伸缩臂806转动到朝向对应侧岩壁的方向，然后转动伸缩臂806伸出，启动爬行钻进模块4末端的钻头810，同时控制金属矿山爬顶式掘进设备继续前行，在两侧岩壁上加工出凹槽形状的爬行轨道100。
[0056]进一步地，加工爬行轨道100时，每间隔一段距离，金属矿山爬顶式掘进设备停止前行，然后爬行钻进模块4的第二转动关节808调整所连接钻头810的角度、向岩壁深处钻取一个孔洞结构的定位孔，然后第二转动关节808控制钻头810回到原来的方向，金属矿山爬顶式掘进设备继续前行。
[0057]步骤3、当爬行支撑模块5的末端位于爬行轨道100起始端的前侧时，金属矿山爬顶式掘进设备停止前行。将两个爬行支撑模块5的转动伸缩臂806转动到朝向对应侧岩壁的方向，然后转动伸缩臂806伸出，将爬行支撑模块5的钻头810插入爬行轨道100，然后将爬行钻进模块4和爬行支撑模块5的起落机构均设置为下落状态(这里是指转动伸缩臂806及末端部分相对于车体1下落，而非车体1本身下落)，从而以两侧的爬行轨道100为支撑，利用爬行钻进模块4和爬行支撑模块5将车体1撑起，使车体1的底部离开地面，在下方留出空间。此后，其它设备、车辆可以从车体1底部到达操作面附近进行作业，从而大幅提高生产效率。
[0058]步骤4、通过爬行钻进模块4和爬行支撑模块5实现沿爬行轨道100的伸缩钻进爬行，并在爬行过程中通过前端的凿岩模块3与液压爆破模块8对操作面进行凿岩与爆破作业。同时利用车体1尾端安装的清理模块6对岩壁进行清理，利用车体1尾端安装的锚护模块7对岩壁进行锚护。
[0059]所述伸缩钻进爬行是指交替执行动作A和动作B：
动作A、爬行支撑模块5的第二转动关节808调整所连接钻头810的角度，将该钻头810插入到爬行轨道100中的定位孔中。然后爬行钻进模块4和爬行支撑模块5的转动伸缩臂806同时开始伸长，且爬行钻进模块4的钻头810旋转，以爬行支撑模块5插入的定位孔为支撑点向前加工出爬行轨道100。向前加工爬行轨道100时，每间隔一段距离，爬行钻进模块4和爬行支撑模块5的转动伸缩臂806停止伸长，然后爬行钻进模块4的第二转动关节808调整所连接钻头810的角度、向岩壁深处钻取一个孔洞结构的定位孔。然后该第二转动关节808控制钻头810回到原来的方向，爬行钻进模块4和爬行支撑模块5的转动伸缩臂806继续伸长，直至伸长到极限长度。
[0060]动作B、爬行钻进模块4的第二转动关节808调整所连接钻头810的角度、向岩壁深处钻取一个孔洞结构的定位孔，然后爬行支撑模块5的第二转动关节808调整所连接钻头810的角度，将该钻头810从当前所插入的定位孔中撤出，然后爬行钻进模块4和爬行支撑模块5的转动伸缩臂806同时缩短，以爬行钻进模块4插入的定位孔为支撑点向前拖拽金属矿山爬顶式掘进设备，直至爬行支撑模块5的钻头810到达某个定位孔所对应的位置。
[0061]通过上述伸缩钻进爬行方式，可以实现长距离的连续爬行，为连续作业奠定了基础。
[0062]需要说明的是，当转动伸缩臂806进行伸缩时，可以通过偏转液压缸805来使转动伸缩臂806的末端始终位于爬行轨道100中，避免脱落或受阻。
[0063]进一步地，当金属矿山爬顶式掘进设备进行作业时，爬行钻进模块4和爬行支撑模块5的钻头810均插入定位孔中，提供稳固的水平支撑。通过在爬行轨道100中间隔钻取定位孔，为设备提供水平方向的受力支点，不仅保证了爬行轨道100钻进的顺利进行，而且也为掘进作业提供了稳固的支撑。
[0064]实施例四
本实施例记载了实施例二中的掘进设备中用于进行随行供电的金属矿山井下随行供电装置：
如图1和图8，随行供电装置9包括移动底盘901、升降座903、伸缩缸902、下向连接机构73、电刷机构904和线缆盘905。
[0065]所述移动底盘901优选为遥控式。
[0066]所述升降座903与移动底盘901上竖直的滑轨相配合，所述伸缩缸902一端与移动底盘901相连接、另一端与升降座903相连接。
[0067]所述下向连接机构73安装在升降座903的平板部分的底部、为柱状，用于与待供电的掘进设备车体1上的连接孔进行配合连接;下向连接机构73上设有第一电连接触点。
[0068]本实施例中的下向连接机构73与实施例三相同：
下向连接机构73包括第二连接柱731、第二多级油缸732、第二连接杆733、第二中间滑动盘734和第二末端滑动盘735。所述第二连接柱731的上端通过多个平行设置的第二连接杆733与所述平板部分固定连接。所述第二多级油缸732安装在第二连接柱731中，第二多级油缸732的伸缩杆朝向平板部分，第二多级油缸732的一级伸缩杆与第二末端滑动盘735相连接、二级伸缩杆与第二中间滑动盘734相连接，所述第二中间滑动盘734位于第二末端滑动盘735与第二连接柱731之间，且所述第二连接杆733穿过第二中间滑动盘734及第二末端滑动盘735并与二者滑动连接。所述第二中间滑动盘734靠近第二末端滑动盘735的外边缘处设有内凹的锥形面。所述车体1上的连接孔的内壁上设有工作槽，所述工作槽中通过转动连接安装有第二锁止块102，所述第二锁止块102的内侧边缘设有用于与所述锥形面的外边缘相配合的槽口。所述第二连接柱731的下端面上开设有第一油路接口，所述第一油路接口与第二多级油缸732相连通。所述第二连接柱731的下端面还设有第一电连接触点。
[0069]与该下向连接机构73相对应的连接孔内设有第二电连接触点，该第二电连接触点与第一电连接触点位置相对应，且与车体1上的总供电系统连接，用于为整个掘进设备供电。
[0070]所述电刷机构904和线缆盘905均安装在移动底盘901上。线缆盘905上的线缆的一端与线缆盘905上与线缆同步转动的电环相连接，另一端用于与供电站相连接。所述电刷机构904与所述电环通过接触实现电连接。电刷机构904还通过连接线缆与下向连接机构73中的第一电连接触点实现电连接。
[0071]所述随行供电装置9可以自由移动到所需要供电的掘进设备旁，将升降座903升级后，使下向连接机构73对准车体1上的连接孔，再将升降座903落下使下向连接机构73插入，第二多级油缸732处于收缩状态，由于第二锁止块102可转动且重心位于转动点的外侧，因此第二锁止块102不会起到阻挡作用、且内侧会与第二连接柱731、第二中间滑动盘734和第二末端滑动盘735依次接触。当第二连接柱731的下端触碰到第二连接孔的下端时(可通过压力传感器检测，也可以直接通过此处的触点进行检测)，此时第二油路接口通过第一油路接口将液压油注入到第二多级油缸732中，一级伸缩杆带动第二末端滑动盘735先移动，使得第二末端滑动盘735与第二中间滑动盘734中间出现空隙，此时第二锁止块102的内端在自重作用下进入该空隙，而后二级伸缩杆开始带动第二中间滑动盘734移动，使第二中间滑动盘734上锥形面的外边缘与第二锁止块102上朝向上方的槽口卡合，该卡合使得第二锁止块102无法转动、并阻挡住第二中间滑动盘734继续移动，从而通过液压内力将第二连接柱731牢固地固定在第二连接孔中，第一电连接触点和第二电连接触点完成紧密接触，实现随行供电装置9与车体1的电连接和机械连接。伸缩缸902继续缩短后，还能将整个随行供电装置9升起，便于跟随车体1自由移动。在掘进设备行进过程中，转动的线缆盘905可自动放出线缆，实现不间断的供电。
[0072]需要卸下随行供电装置9时，控制伸缩缸902逐渐伸长，使移动底盘901先落地，然后断开对第二多级油缸732的供油、伸缩缸902继续伸长，随着第二多级油缸732的自动复原，第二锁止块102撤出，即可断开下向连接机构73的连接，并进一步将整个下向连接机构73拔出。此时，随行供电装置9可自由移动。
[0073]需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。本发明的范围由权利要求而不是上述说明限定。
说明书附图(8)
