[發(fā)明專利]一種用于裝卸鉆桿機(jī)械手的定位裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911185721.3
• 申請(qǐng)日: 2019-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN111042752A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬軍;辛德忠;劉小華;陳航;呂晉軍;張始齋;馬振綱;萬園;周富佳;蒲劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21B19/18
• 分類號(hào): E21B19/18;E21B19/14;G01D21/00
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 陰知見

本發(fā)明涉及一種用于裝卸鉆桿機(jī)械手的定位裝置及方法，屬于機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，定位裝置包括控制器和與其相連的傳感器模塊；傳感器模塊包括設(shè)置在機(jī)械手末端的同步定位傳感器組件和水平定位傳感器組件，以及設(shè)置在機(jī)架上的末端定位傳感器組件；同步定位傳感器組件用于確定機(jī)械手的回轉(zhuǎn)臂與機(jī)架上的鉆桿夾持器的軸線平行；水平定位傳感器組件用于確定機(jī)械手的回轉(zhuǎn)臂與水平面之間的夾角為零；末端定位傳感器組件用于檢測(cè)待裝夾鉆桿的安裝位置。本發(fā)明通過在機(jī)械手的末端設(shè)置同步定位傳感器組件和水平定位傳感器組件，在機(jī)架上設(shè)置用于檢測(cè)待裝夾鉆桿的安裝位置的末端定位傳感器組件，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的定位系統(tǒng)復(fù)雜的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于裝卸鉆桿機(jī)械手的定位裝置及方法。

背景技術(shù)

裝卸鉆桿機(jī)械手是一種取代煤礦井下鉆機(jī)人工上下鉆桿的裝置，該裝置通過多關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)組件，可實(shí)現(xiàn)不同鉆孔角度的鉆桿裝卸功能。由于涉及到末端坐標(biāo)的變化，需要對(duì)機(jī)械手的不同位置進(jìn)行定位。

目前，機(jī)械手的定位有機(jī)械定位和視覺定位。機(jī)械定位是在需要定位的終端設(shè)置阻擋塊，利用阻擋塊來制動(dòng)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)。視覺定位是通過兩個(gè)攝像頭及相應(yīng)的控制算法來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手定位。

但是，現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點(diǎn)：采用機(jī)械定位由于阻擋塊受到的力較大，極易引起阻擋塊的變形和損毀，影響機(jī)械手正常工作，且該方式本身的精度極低；采用視覺定位，定位系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，且難以適用于煤礦井下的多粉塵工作環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)的目的在于提供一種用于裝卸鉆桿機(jī)械手的定位裝置及方法，通過在機(jī)械手的末端設(shè)置同步定位傳感器組件和水平定位傳感器組件，在機(jī)架上設(shè)置用于檢測(cè)待裝夾鉆桿的安裝位置的末端定位傳感器組件，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的定位系統(tǒng)復(fù)雜的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種用于裝卸鉆桿機(jī)械手的定位裝置，所述機(jī)械手用于機(jī)架上鉆桿夾持器中的鉆桿裝卸，機(jī)架固定連接在機(jī)架回轉(zhuǎn)器上，機(jī)械手包括回轉(zhuǎn)臂和設(shè)置在其末端的機(jī)械手回轉(zhuǎn)器，所述機(jī)械手回轉(zhuǎn)器和機(jī)架回轉(zhuǎn)器分別設(shè)置在安裝架的兩側(cè)；所述定位裝置包括控制器和與其相連的傳感器模塊；所述傳感器模塊包括設(shè)置在機(jī)械手回轉(zhuǎn)器內(nèi)側(cè)的同步定位傳感器組件和設(shè)置在機(jī)械手回轉(zhuǎn)器外側(cè)的水平定位傳感器組件，以及設(shè)置在機(jī)架上的末端定位傳感器組件；所述同步定位傳感器組件用于確定機(jī)械手的回轉(zhuǎn)臂與機(jī)架上的鉆桿夾持器的軸線平行；所述水平定位傳感器組件用于確定機(jī)械手的回轉(zhuǎn)臂與水平面之間的夾角為零；所述末端定位傳感器組件用于檢測(cè)待裝夾鉆桿的安裝位置。

可選地，還包括設(shè)置在機(jī)械手末端的保護(hù)定位傳感器組件，所述保護(hù)定位傳感器組件用于控制機(jī)械手的回轉(zhuǎn)臂在豎直平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度β。

可選地，所述定位傳感器組件包括保護(hù)定位傳感器和保護(hù)定位傳感器感應(yīng)塊，所述保護(hù)定位傳感器感應(yīng)塊固定在機(jī)械手回轉(zhuǎn)器外側(cè)靠近鉆桿的一側(cè)，所述保護(hù)定位傳感器固定在安裝架上。

可選地，β的范圍為-90°～90°。

可選地，所述同步定位傳感器組件、水平定位傳感器組件、末端定位傳感器組件和保護(hù)定位傳感器組件為同一型號(hào)。

可選地，所述機(jī)架回轉(zhuǎn)器上固定有貫穿機(jī)械手回轉(zhuǎn)器的連接桿；所述同步定位傳感器組件包括同步定位傳感器和同步定位傳感器感應(yīng)塊；所述同步定位傳感器感應(yīng)塊固定在機(jī)械手回轉(zhuǎn)器的內(nèi)側(cè)，所述同步定位傳感器固定在連接桿上。

可選地，所述水平定位傳感器組件包括水平定位傳感器和水平定位傳感器感應(yīng)塊；所述水平定位傳感器感應(yīng)塊固定在機(jī)械手回轉(zhuǎn)器外側(cè)靠近鉆桿的一側(cè)，所述水平定位傳感器固定在安裝架上。

可選地，所述末端定位傳感器組件包括固定在機(jī)架上的末端定位傳感器和末端定位傳感器感應(yīng)塊。