[發明專利]一種地面煤倉清倉用剛柔耦合機械臂及其使用方法

在審

• 申請號: 202110253955.8
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112936248A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 毛君;李博;謝苗;劉治翔;盧進南;蔣澤旭
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J19/00;B08B7/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種地面煤倉清倉用剛柔耦合機械臂及其使用方法，機械臂包括清倉大臂、清倉中臂、清倉小臂、第一動力關節、第二動力關節、第三動力關節及超聲振動錘；清倉大臂后端部通過第一動力關節與清倉機器人本體相連接，清倉大臂前端部通過第二動力關節與清倉中臂后端部相連接，清倉中臂前端部通過第三動力關節與清倉小臂后端部相連接，超聲振動錘同軸安裝在清倉小臂前端部；清倉大臂、清倉中臂及清倉小臂結構相同均包括后剛性臂、中間柔性臂及前剛性臂。方法為：將機械臂處于折疊狀態的清倉機器人下放懸停到倉內指定高度處；通過動力關節和中間柔性臂調整超聲振動錘空間位置；利用超聲振動錘且逐級向下清除掛壁煤；折疊機械臂后提升清倉機器人至倉外。

技術領域

本發明屬于煤礦機械技術領域，特別是涉及一種地面煤倉清倉用剛柔耦合機械臂及其使用方法。

背景技術

地面煤倉是選煤廠針對原煤和產品煤進行儲存的主要設施，通常為上下縮口結構，且底部下縮口為卸料口。地面煤倉在使用過程中，會不斷的有原煤加入，而倉內的原煤又不斷從卸料口流出，隨著長期使用，會在倉壁的內表面形成一層掛壁煤，這些掛壁煤不但會堵塞卸料口，還會降低煤倉的儲存量以及影響煤倉的出煤效率，并且掛壁煤長期滯留在倉壁上，還可能會出現自燃，這對安全會造成嚴重威脅。

因此，必須對地面煤倉進行定期清倉，而現階段的清倉工作仍以人工清倉為主，但人工清倉存在勞動強度高、清倉效率低的缺點，由于煤倉中通常含有大量粉塵和有毒有害氣體，清倉作業人員長時間處于這種惡劣的環境內，必然會對身體健康產生危害，而且人工清倉作業屬于高空懸吊作業，作業危險性較高。為此，行業內逐步開展了利用機器人進行清倉的全新嘗試，目前清倉機器人的設計主要以采用機械臂的形式為主，這些現有設計中多數采用的是全剛性機械臂，少量采用的是全柔性機械臂。對于全剛性機械臂來說，雖然其具有穩定性高、剛度大、強度高等優點，但也伴隨著重量大、靈活性差、運輸不便的缺點，而且全剛性機械臂很難進入煤倉內部，特別是針對卸料口等一些狹窄的倉內部位難以進行有效清理。對于全柔性機械臂來說，雖然其具有重量輕、體積小、整臂彎曲能力高、響應快等優點，但同時也伴隨著穩定性差、清倉效果差的缺點。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種地面煤倉清倉用剛柔耦合機械臂及其使用方法，同時具備了全剛性機械臂和全柔性機械臂的優點，而且克服了二者存在的缺點，當清倉機器人采用了本發明的剛柔耦合機械臂后，可以全面替代人工進行清倉作業，從而避免了人工清倉所帶來的一系列問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種地面煤倉清倉用剛柔耦合機械臂，包括清倉大臂、清倉中臂、清倉小臂、第一動力關節、第二動力關節、第三動力關節及超聲振動錘；所述清倉大臂的后端部通過第一動力關節與清倉機器人的本體相連接，清倉大臂的前端部通過第二動力關節與清倉中臂的后端部相連接，清倉中臂的前端部通過第三動力關節與清倉小臂的后端部相連接，所述超聲振動錘同軸安裝在清倉小臂的前端部。

所述清倉大臂、清倉中臂及清倉小臂結構相同，均包括后剛性臂、中間柔性臂及前剛性臂；所述后剛性臂、中間柔性臂及前剛性臂之間順序且同軸固連在一起；所述清倉大臂的后剛性臂的后端部通過第一動力關節與清倉機器人的本體相連接，清倉大臂的前剛性臂的前端部通過第二動力關節與清倉中臂的后剛性臂的后端部相連接，清倉中臂的前剛性臂的前端部通過第三動力關節與清倉小臂的后剛性臂的后端部相連接，所述超聲振動錘同軸安裝在清倉小臂的前剛性臂的前端部。