[發明專利]一種貨運火車車廂清掃機器人

在審

• 申請號: 202210593264.7
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN115071640A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 許靜;任超凡;許杰;劉焱鑫;孫寧
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B60S3/00
• 分類號: B60S3/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐澍

本發明公開了一種貨運火車車廂清掃機器人，包括單邊平行移動裝置、可移動設置在單邊平行移動裝置上的六自由度清掃機械臂、負壓吸附系統、蛟龍輸送裝置、驅動裝置和總控制處理器，共同配合完成余料清理的掃吸卸料過程；在單橋架平行移動裝置滑軌前端設置有車廂定位傳感裝置，可用于待清掃車廂定位；設置在六自由度清掃機械臂防撞模組，進行反饋防撞機制；設置在待清掃車廂正上方的監視器，可以時時獲取車廂內壁余料清掃情況圖像。本發明貨運火車車廂清掃機器人余料清掃效率高、安全性強。

技術領域

本發明屬于清理設備技術領域，涉及一種貨運火車車廂清掃機器人。

技術背景

煤炭、鐵礦石等原料采用貨運火車運輸方式在跨區域長距離運輸到達目的地，經翻車機完成原料卸車后，仍有部分余料殘留在車廂表面，若不及時清理，既造成能源浪費，也會增加運輸成本，不符合鐵路部門對車皮的管理要求。目前，車廂余料主要依靠人工清掃，人工清掃一節空車廂通常用時在15分鐘以上，工作效率低，勞動強度大，且影響卸車效率，且清掃人員需要不斷攀爬處翻閱車廂，安全風險較高。同時，工作現場粉塵、噪音較大，對現場工作人員身體健康產生極大危害。

中國專利申請(CN111762131 A)公開了一種一種空車線智能清車廂系統及其清掃方法，其方法存在的缺陷體現在：1.總控制器發送指令至第一連桿機構和第二連桿機構對應的驅動缸的控制裝置并且發送指令至第一料斗和第二料斗對應的料斗驅動缸的控制裝置，使得第一連桿機構帶動水平滾刷貼靠待清掃車廂的內底面，第二連桿機構帶動立式滾刷貼靠待清掃車廂的兩邊內側面，同時第一料斗的入料口朝向水平滾刷，第二料斗的入料口背離水平滾刷，清掃作業時，第一料斗收集清掃的物料，第二料斗的尖端結構將待清掃車廂的內底面上的物料鏟入第二料斗中。但在實際過程中，由于室外環境條件復雜多變，僅通過物料自然沉降和鏟動式方式回收余料，易造成車廂余料回收不徹底，殘余料較多，影響車廂清掃效率。2.該發明中采用雙軌橋式傳動，橋架滑軌通過前端立柱和后端立柱支撐，橋架滑軌布置在待清掃車廂的空車軌道線的兩側，這樣待清掃車廂可以運動至兩個橋架滑軌之間，清車廂裝置位于待清掃車廂上方。雙軌道建造成本高，體形大，需要在車軌倆側都要鋪設軌道，在一些軌道間距較窄的煤礦或碼頭無法應用此設備。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種貨運火車車廂清掃機器人，結構緊湊清掃過程無需人工干預，自動化程度高、清掃效率高、清掃效果好、故障率低。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案。

一種貨運火車車廂清掃機器人，包括：

單邊平行移動裝置，通過固定軌道鋪設于待清掃車廂一側地面上，包括：與沿待清掃車廂軌道延伸方向相平行的固定軌道、可在固定軌道上平行移動的搭載平臺、提供動力的移動伺服電機、用于力矩傳輸的齒輪齒條傳動裝置；

六自由度清掃機械臂，由下基座設置于搭載平臺的上前端；包括：下基座通過回轉支撐關節連接上基座；橫臂與上基座聯接并可其回轉；同時橫臂可由水平電缸實現伸縮運動；豎臂與橫臂通過第一旋轉關節連接，豎臂與前臂執行機構可由豎直電缸實現豎直方向的伸縮運動，豎臂與前臂執行機構通過第二旋轉關節連接，前臂執行機構通過旋轉輥連接豎直滾刷(26)和水平滾刷；

負壓吸附系統，設置于搭載平臺上面且靠近六自由度清掃機械臂的位置，包括：吸料管道、負壓離心電機、料倉；吸料管道與六自由度清掃機械臂聯接，可隨六自由度清掃機械臂進行移動；負壓離心電機高速旋轉使料倉內產生負壓，配合將六自由度清掃機械臂掃落的料渣經吸料管道進入料倉進行暫時存儲；安裝在搭載平臺的負壓離心電機和料倉，負壓離心電機和料倉通過濾網管道進行連接；

防撞模組，包括設置在六自由度清掃機械臂肘臂端不同位置面的多個激光傳感器，用于檢測車廂不同面的距離信息傳輸給總控制處理器進行信息處理，包括清掃定位，使豎直滾刷和水平滾刷與車廂的側面和底面進行適當貼合；也可在清掃過程中，當車廂變形過大或有異物入侵時，總控制處理器可以控制六自由度清掃機械臂進行避讓，防止被損壞。