液压机械手的研究与设计突破了传统人工操作的局限性，从繁重的体力劳动 和恶劣的工作环境中解放出来，大大提高了采矿设备的工作效率，向着现代化、 自动化、智能化、安全化的方向发展。

由此我们得知，传统的清仓工艺和设备有诸多安全问题，现为了安全生产， 迫切需要一种技术成熟，安全有效的设备来疏通煤仓。通过对该设备的设计研究， 将进一步推动清仓自动化设备在煤仓清理中的应用，为我国煤炭安全高效生产和 煤炭井下运输提供有力的技术支撑并且实现了较高的经济和社会效益。摇臂式液 压清仓机设计研究打破了传统的人工限制，使煤矿工人不再受繁重的体力劳动和 恶劣的工作环境所困扰。清仓机器人也大大提高了工作效率。该设计也有助于提 升矿井现代化装备水平、提高矿井自动化程度的智能化和自动化，促进了安全本 质化矿井建设的进一步开展。

1.2   国内外发展概况

1.2.1 国外发展概况

1.2.2 国内发展现状

1.2.3 国内常用清仓方法

1.3 煤仓粘煤机理分析

松散煤属煤颗粒物的种类，它具有固体性质齐全，但对于大量的煤颗粒，它 是液体，具有流体性质的煤的位置。煤炭在煤仓中对煤仓产生三种力：上面的煤 炭对煤仓底部产生的竖直压力，煤炭对煤仓壁的水平压力 ，煤炭和煤仓壁的摩 擦力，受力如图 1-5 所示。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

煤仓壁产生粘壁现象主要由两方面引起，首先空气中具有水蒸气，煤炭具有 吸附作用，煤炭吸附空气中的水蒸气，当有大量积煤时，煤炭与煤炭、煤炭与仓 壁之间相互挤压作用，粘结在仓壁上；其次，上一环节下放的煤炭，会不断撞击 仓壁，对仓壁造成一定损坏并减少其寿命，有水分的煤炭受到冲击形成粘结物。 随着煤仓长时间的使用，粘结物会越积越多，并占用较大空间，减少煤炭的生产 率，不利于煤仓的有效利用。因此要对煤仓进行定期清理，使其生产之间互相协 调连续。[26~28]

图 1-5 井下煤仓受力分析图

1.4 课题主要研究内容及方法

本文从工程应用的角度出发，应用于煤矿工业和选煤，只要设计一种清仓机 器人可以处理煤仓内壁附着的粘结物，并可以安全高效的完成作业，主要研究内 容如下：

（1）摇臂式液压清仓机结构的总体设计，包括支撑臂结构的设计、摇臂结 构的设计、截割部的设计、回转机构的设计等。

（2）运用 ANSYS WORKBENCH 软件对设计的摇臂式清仓机进行强度、刚 度的分析。从理论上对其尺寸结构的安全性进行验证；并根据仿真结果，对清仓 机结构进行优化设计。

（3）对摇臂式液压清仓机的关键零部件进行多方面的校核，以确保其工作 的安全性与耐久性。

1.5 本章小结

本章详细阐述了课题的研究背景及意义，分析了煤仓壁积煤成因及国内外清 仓技术的发展概况，指出其中需要改进的地方，进而提出主要研究的是什么以及 研究的方法。