[實(shí)用新型]一種礦用柔索驅(qū)動(dòng)揀矸機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720590257.6
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN206794181U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鵬;馬宏偉;馬琨;王川偉;夏晶;薛旭升;尚萬峰;喬心州;田海波
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: B07C5/36
• 分類號: B07C5/36
• 代理公司: 北京彭麗芳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11407
• 代理人: 彭麗芳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及揀矸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦用柔索驅(qū)動(dòng)揀矸機(jī)器人。

背景技術(shù)

隨著礦產(chǎn)資源利用的深度發(fā)展，煤礦井下作業(yè)就變得尤為重要。然而在大多數(shù)煤礦中，由于地勢和煤層結(jié)構(gòu)的分布，特別是中小型煤礦的煤層較低，使得在采煤的過程中混進(jìn)了大量的煤矸石。因此不僅給矸石預(yù)先篩分以及其他煤礦作業(yè)步驟帶來了困難，而且直接影響選煤工作以及商品煤的質(zhì)量，不利于商品煤產(chǎn)量與質(zhì)量的提高。同時(shí)，大量矸石和煤一同提升至地面，造成了能源損耗，洗煤后的廢水也污染了周圍環(huán)境，使用燃燒煤矸石含量高的煤也是造成現(xiàn)今日益嚴(yán)重的霧霾問題的主要原因。因此，為了提高煤炭利用率，節(jié)約資源以及保護(hù)環(huán)境，克服人工揀矸效率低下以及保護(hù)勞動(dòng)者的身心健康，必須在礦井下采用機(jī)械分離的方式，對煤與矸石進(jìn)行分離，再將矸石向采空區(qū)回填，這對于解放勞動(dòng)力降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少環(huán)境污染以及實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)過程的自動(dòng)化具有很大意義。

現(xiàn)階段，煤與矸石的分離工作主要以人工選矸為主。連續(xù)重復(fù)性的勞動(dòng)工作給揀矸工人的身心健康帶來了巨大的傷害，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，且生產(chǎn)效率低，還經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)漏選、錯(cuò)選的情況。因此，為了提高煤矸石的分揀效率，保護(hù)勞動(dòng)者的身心健康以及實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)過程的自動(dòng)化進(jìn)程，迫切需要研制一種用于矸石分揀工作，且能夠代替人工完成具有動(dòng)作重復(fù)特性的揀矸工作的機(jī)器人設(shè)計(jì)方案。

目前，對于煤矸石分揀的相關(guān)工作主要集中于煤矸石與煤塊的識別問題，而對于識別之后矸石分揀的工作一般多是通過人工完成的，關(guān)于目標(biāo)矸石分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面鮮見報(bào)道。因此，有必要研發(fā)一種更加高效、靈巧且能承受重載的機(jī)構(gòu)來進(jìn)行煤與矸石的分離工作，這也是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化進(jìn)程的重要組成部分。鑒于此，本實(shí)用新型旨在填補(bǔ)揀取矸石執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及分析方面的不足與空缺，擬提出一種具有大承載能力以及強(qiáng)機(jī)動(dòng)靈活性的煤礦柔索牽引揀矸機(jī)器人，可以為目前煤礦生成過程中所面臨的煤與矸石的分離問題提供一個(gè)較為完美的解決方案。該類揀矸機(jī)器人的末端抓斗采用目前已然擁有成熟技術(shù)以及商品的電動(dòng)液壓抓斗來實(shí)現(xiàn)抓取矸石的功能。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種礦用柔索驅(qū)動(dòng)揀矸機(jī)器人，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)矸石的快速跟蹤以及抓取與皮帶運(yùn)輸機(jī)一體運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)矸石。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：一種礦用柔索驅(qū)動(dòng)揀矸機(jī)器人，包括揀矸機(jī)器人主控機(jī)、通訊線路、電機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、末端抓斗、揀矸機(jī)器人框架、矸石放置倉、機(jī)架和工業(yè)相機(jī)，機(jī)架上設(shè)置有皮帶運(yùn)輸機(jī)，機(jī)架兩側(cè)對稱安裝有兩組電機(jī)，四個(gè)電機(jī)分別通過柔性繩索與末端抓斗相連，柔性繩索一端穿過滑輪與末端抓斗連接，另一端與電機(jī)的轉(zhuǎn)軸端相連，滑輪對稱安裝在揀矸機(jī)器人框架的四個(gè)角上，皮帶運(yùn)輸機(jī)中心設(shè)置有皮帶橫向分界線，皮帶橫向分界線兩側(cè)為A區(qū)和B區(qū)，A區(qū)和B區(qū)外側(cè)均設(shè)置有矸石放置倉，工業(yè)相機(jī)將獲得的矸石位置信息傳遞給揀矸機(jī)器人主控機(jī)，揀矸機(jī)器人主控機(jī)通過柔索驅(qū)動(dòng)位置逆解反算出各個(gè)繩索的伸縮量以及各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)角，揀矸機(jī)器人主控機(jī)通過通訊線路與電機(jī)、末端抓斗相連。

作為優(yōu)選，所述的A區(qū)和B區(qū)均為矸石抓取帶。

作為優(yōu)選，所述的皮帶運(yùn)輸機(jī)兩側(cè)設(shè)置有卷筒，卷筒套接在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸端，用于收納柔性繩索。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、揀矸機(jī)器人是柔索驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人中的一類，其末端抓斗的運(yùn)動(dòng)不受地面障礙物的影響，可以實(shí)現(xiàn)工作空間內(nèi)的任意三維運(yùn)動(dòng)，且具有工作空間大、運(yùn)行速度快、穩(wěn)定性高、安裝簡便等優(yōu)點(diǎn)；

2、對矸石實(shí)行定區(qū)域揀矸與分區(qū)域放置有利于減小揀矸過程中的不確定性，進(jìn)一步減小其控制的難度與復(fù)雜性，同時(shí)有助于提高揀矸機(jī)器人的工作效率，提高其抓取精度。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的煤矸石放置方式示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的抓矸分區(qū)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。