一种矿用柔索驱动拣矸机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿用柔索驱动拣矸机器人，包括拣矸机器人主控机、通讯线路、电机、皮带运输机、末端抓斗、拣矸机器人框架、矸石放置仓、机架和工业相机，机架上设置有皮带运输机，机架两侧对称安装有两组电机，四个电机分别通过柔性绳索与末端抓斗相连，柔性绳索一端穿过滑轮与末端抓斗连接，另一端与电机的转轴端相连，滑轮对称安装在拣矸机器人框架的四个角上，皮带运输机中心设置有皮带横向分界线，皮带横向分界线两侧为A区和B区，A区和B区外侧均设置有矸石放置仓。本实用新型专利技术能够实现目标矸石的快速跟踪以及抓取与皮带运输机一体运动的目标矸石。

A kind of mining robot driven by soft rope for picking gangue

The utility model discloses a mine wiredriven picking robot, including picking robot main control computer, communication circuit, motor, belt conveyor, grab the end, picking robot frame, frame and placed gangue warehouse, industrial camera, the frame is provided with a belt conveyer frame are symmetrically installed on both sides of the two groups of motor. Four motors are respectively connected by a flexible rope with the end of the grab, flexible rope pulley is connected with one end through the end of the grab, shaft and the other end of the motor is connected with the pulley symmetrically arranged on the four corners of the frame picking robot, the center is equipped with a belt conveyor belt transverse line, belt transverse demarcation line for the A zone and B area, A area and B area are arranged outside the bin for placing the gangue. The utility model can realize the fast tracking of the target gangue and the target gangue to capture the integrated movement of the belt conveyer.

【技术实现步骤摘要】
一种矿用柔索驱动拣矸机器人
本技术涉及拣矸
，具体涉及一种矿用柔索驱动拣矸机器人。
技术介绍
随着矿产资源利用的深度发展，煤矿井下作业就变得尤为重要。然而在大多数煤矿中，由于地势和煤层结构的分布，特别是中小型煤矿的煤层较低，使得在采煤的过程中混进了大量的煤矸石。因此不仅给矸石预先筛分以及其他煤矿作业步骤带来了困难，而且直接影响选煤工作以及商品煤的质量，不利于商品煤产量与质量的提高。同时，大量矸石和煤一同提升至地面，造成了能源损耗，洗煤后的废水也污染了周围环境，使用燃烧煤矸石含量高的煤也是造成现今日益严重的雾霾问题的主要原因。因此，为了提高煤炭利用率，节约资源以及保护环境，克服人工拣矸效率低下以及保护劳动者的身心健康，必须在矿井下采用机械分离的方式，对煤与矸石进行分离，再将矸石向采空区回填，这对于解放劳动力降低成本，提高产品质量，减少环境污染以及实现煤矿生产过程的自动化具有很大意义。现阶段，煤与矸石的分离工作主要以人工选矸为主。连续重复性的劳动工作给拣矸工人的身心健康带来了巨大的伤害，不仅劳动强度大，且生产效率低，还经常会出现漏选、错选的情况。因此，为了提高煤矸石的分拣效率，保护劳动者的身心健康以及实现煤矿生产过程的自动化进程，迫切需要研制一种用于矸石分拣工作，且能够代替人工完成具有动作重复特性的拣矸工作的机器人设计方案。目前，对于煤矸石分拣的相关工作主要集中于煤矸石与煤块的识别问题，而对于识别之后矸石分拣的工作一般多是通过人工完成的，关于目标矸石分拣执行机构的设计方面鲜见报道。因此，有必要研发一种更加高效、灵巧且能承受重载的机构来进行煤与矸石的分离工作，这也是实现煤矿生产自动化进程的重要组成部分。鉴于此，本技术旨在填补拣取矸石执行机构设计以及分析方面的不足与空缺，拟提出一种具有大承载能力以及强机动灵活性的煤矿柔索牵引拣矸机器人，可以为目前煤矿生成过程中所面临的煤与矸石的分离问题提供一个较为完美的解决方案。该类拣矸机器人的末端抓斗采用目前已然拥有成熟技术以及商品的电动液压抓斗来实现抓取矸石的功能。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供了一种矿用柔索驱动拣矸机器人，能够实现目标矸石的快速跟踪以及抓取与皮带运输机一体运动的目标矸石。为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：一种矿用柔索驱动拣矸机器人，包括拣矸机器人主控机、通讯线路、电机、皮带运输机、末端抓斗、拣矸机器人框架、矸石放置仓、机架和工业相机，机架上设置有皮带运输机，机架两侧对称安装有两组电机，四个电机分别通过柔性绳索与末端抓斗相连，柔性绳索一端穿过滑轮与末端抓斗连接，另一端与电机的转轴端相连，滑轮对称安装在拣矸机器人框架的四个角上，皮带运输机中心设置有皮带横向分界线，皮带横向分界线两侧为A区和B区，A区和B区外侧均设置有矸石放置仓，工业相机将获得的矸石位置信息传递给拣矸机器人主控机，拣矸机器人主控机通过柔索驱动位置逆解反算出各个绳索的伸缩量以及各个驱动电机的转角，拣矸机器人主控机通过通讯线路与电机、末端抓斗相连。作为优选，所述的A区和B区均为矸石抓取带。作为优选，所述的皮带运输机两侧设置有卷筒，卷筒套接在电机的转轴端，用于收纳柔性绳索。本技术具有以下有益效果：1、拣矸机器人是柔索驱动并联机器人中的一类，其末端抓斗的运动不受地面障碍物的影响，可以实现工作空间内的任意三维运动，且具有工作空间大、运行速度快、稳定性高、安装简便等优点；2、对矸石实行定区域拣矸与分区域放置有利于减小拣矸过程中的不确定性，进一步减小其控制的难度与复杂性，同时有助于提高拣矸机器人的工作效率，提高其抓取精度。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的煤矸石放置方式示意图；图3为本技术的抓矸分区示意图。具体实施方式为了使本技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1-3所示，本技术实施例提供了一种矿用柔索驱动拣矸机器人，包括拣矸机器人主控机1、通讯线路2、电机3、皮带运输机4、末端抓斗5、拣矸机器人框架6、矸石放置仓7、和机架8，机架8上设置有皮带运输机4，机架8两侧对称安装有两组电机3，四个电机3分别通过柔性绳索与末端抓斗5相连，柔性绳索一端穿过滑轮与末端抓斗5连接，另一端与电机3的转轴端相连，滑轮对称安装在拣矸机器人框架6的四个角上，皮带运输机4中心设置有皮带横向分界线9，皮带横向分界线9两侧为A区和B区，A区和B区外侧均设置有矸石放置仓7，上位机用于将检测到的煤矸石的位置信息传递给拣矸机器人主控机1，拣矸机器人主控机1通过通讯线路2与电机3、末端抓斗5相连。所述的A区和B区均为煤矸石抓取带。所述的皮带运输机4两侧设置有卷筒10，卷筒10套接在电机3的转轴端，用于收纳柔性绳索。本具体实施方式的拣矸机器人通过4根绳索的协调收放，驱动末端抓斗在三维空间中跟随皮带运输机运动，实现对目标矸石的分拣工作。为了克服因为目标矸石的位置不确定而造成拣矸机器人末端抓斗运动控制的难度与复杂性，本申请通过对拣矸工作在皮带运输机上发生的位置进行约束，在皮带上建立虚拟的拣矸区域，对煤矸石11进行分区分拣的工作方式来实现。图2和图3所示为煤矸石分拣分区以及完成分拣工作后矸石的放置方式示意图。图3中的两个矩形区域为机器人拣矸区域，该区域被皮带横向分界线分为两个部分A和B。处于拣矸区域A内的目标矸石会被末端抓斗放置在图2中左边的矸石放置仓；相应的，处于拣矸区域B内的目标矸石会被末端抓斗放置在图2中右边的矸石放置仓。对矸石实行定区域分拣与分区域放置有利于减小拣矸过程中的不确定性，进一步减小机器人控制的难度与复杂性，同时有助于提高拣矸机器人的工作效率，提高抓取精度。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用柔索驱动拣矸机器人，其特征在于，包括拣矸机器人主控机(1)、通讯线路(2)、电机(3)、皮带运输机(4)、末端抓斗(5)、拣矸机器人框架(6)、矸石放置仓(7)、机架(8)和工业相机，机架(8)上设置有皮带运输机(4)，机架(8)两侧对称安装有两组电机(3)，四个电机(3)分别通过柔性绳索与末端抓斗(5)相连，柔性绳索一端穿过滑轮与末端抓斗(5)连接，另一端与电机(3)的转轴端相连，滑轮对称安装在拣矸机器人框架(6)的四个角上，皮带运输机(4)中心设置有皮带横向分界线(9)，皮带横向分界线(9)两侧为A区和B区，A区和B区外侧均设置有矸石放置仓(7)，工业相机将获得的煤矸石位置信息传递给拣矸机器人主控机(1)，拣矸机器人主控机通过柔索驱动位置逆解反算出各个绳索的伸缩量以及各个驱动电机的转角，拣矸机器人主控机(1)通过通讯线路(2)与电机(3)、末端抓斗(5)相连。

【技术特征摘要】
1.一种矿用柔索驱动拣矸机器人，其特征在于，包括拣矸机器人主控机(1)、通讯线路(2)、电机(3)、皮带运输机(4)、末端抓斗(5)、拣矸机器人框架(6)、矸石放置仓(7)、机架(8)和工业相机，机架(8)上设置有皮带运输机(4)，机架(8)两侧对称安装有两组电机(3)，四个电机(3)分别通过柔性绳索与末端抓斗(5)相连，柔性绳索一端穿过滑轮与末端抓斗(5)连接，另一端与电机(3)的转轴端相连，滑轮对称安装在拣矸机器人框架(6)的四个角上，皮带运输机(4)中心设置有皮带横向分界线(9)，皮带横向分界线(9)两侧为A区和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，马宏伟，马琨，王川伟，夏晶，薛旭升，尚万峰，乔心州，田海波，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61