人机协同煤矸分选机械手制造技术

本发明专利技术公开了人机协同煤矸分选机械手，包括：视觉模组、显示器、主体、机械抓手和协同手套；所述视觉模组安装于煤矸石分拣工作的上方；所述显示器安装于工作人员的工作区；所述主体上安装有机械手臂；所述机械抓手安装于机械手臂的输出终端；所述协同手套与机械抓手信号连接，所述协同手套可佩戴于工作人员手臂上，工作人员可操作调整协同手套的动作和角度，所述机械抓手可根据协同手套的动作与角度进行相应的动作模仿，所述协同手套用于操控机械抓手的移动位置与抓取方式，所述协同手套可远距离操控机械抓手。本发明专利技术具有适应复杂的矸石分选环境、降低了工作环境对工作人员身体产生伤害的优点。生伤害的优点。生伤害的优点。

【技术实现步骤摘要】
人机协同煤矸分选机械手


[0001]本专利技术属于煤矸石分拣
，具体涉及人机协同煤矸分选机械手。

技术介绍

[0002]煤矿作为人类生产过程中的主要能量来源，其因为工作环境的特殊性，开采的过程依旧较其他行业略微落后，其中针对在煤矿开采中所产生的煤矸石的分拣工作，由于其分拣过程繁琐、煤矸分选面临的环境极为复杂，其中所涉及的情况无法全面的预期，单纯的使用各种算法进行分析几乎不可能解决各种问题，并且面临各种突发状况也难以得到有效的解决煤矸石石块与煤块不易区分，是煤炭自动化技术上的一大难题，因此很多的工作岗位依旧由各种类型的矿工进行担任，但无论是工作现场持续的噪音还是飞扬的粉尘，均会对工作人员的身体产生一定的伤害，因此，为了解决上述问题，现提出一种人机协同煤矸分选机械手。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0004]为此，本专利技术提出人机协同煤矸分选机械手，该人机协同煤矸分选机械手具有降低对工作人员身体伤害的同时适应复杂环境下矸石分拣工作的优点。
[0005]根据本专利技术实施例的人机协同煤矸分选机械手，包括：视觉模组、显示器、主体、机械抓手和协同手套；所述视觉模组安装于煤矸石分拣工作的上方，用于拍摄煤矸石分拣工作的实时画面；所述显示器安装于工作人员的工作区，所述显示器用于显示视觉模组拍摄的实时画面；所述主体安装于煤矸石分拣工作的一侧，所述主体上安装有机械手臂；所述机械抓手安装于机械手臂的输出终端；所述协同手套与机械抓手信号连接，所述协同手套可佩戴于工作人员手臂上，工作人员可操作调整协同手套的动作和角度，所述机械抓手可根据协同手套的动作与角度进行相应的动作模仿，所述协同手套用于操控机械抓手的移动位置与抓取方式，所述协同手套可远距离操控机械抓手。
[0006]根据本专利技术一个实施例，所述协同手套包括手指端，所述手指端为三段式，所述手指端的第一段与第二段之间安装有一个角度传感器，所述手指端的第二段与第三段之间安装有另一个角度传感器，所述角度传感器用于检测手指端的角度变化；所述机械抓手包括抓齿，所述抓齿包括三个连接臂，三个所述连接臂与手指端的三段一一对应，第一个所述连接臂与第二个连接臂之间安装有一个角度调节组件，第二个所述连接臂与第三个连接臂之间安装有另一个角度调节组件，一个所述角度传感器与一个角度调节组件信号连接，另一个所述角度传感器与另一个角度调节组件信号连接。
[0007]根据本专利技术一个实施例，所述机械抓手还包括法兰，所述法兰固定安装于机械手臂的输出终端，所述抓齿安装于法兰的下表面；所述协同手套还包括手背端，所述手指端安装于手背端上，所述手背端上设置有第一位置传感器，所述第一位置传感器与机械抓手信号连接，所述第一位置传感器用于检测手背端的移动位置，所述第一位置传感器的检测数
据用于控制法兰的移动位置。
[0008]根据本专利技术一个实施例，所述手指端的数量为多个，所述抓齿的数量与手指端的数量相同，所述手指端与抓齿一一对应。
[0009]根据本专利技术一个实施例，所述手指端的数量为4个。
[0010]根据本专利技术一个实施例，所述手背端还连接有手臂端，所述手臂端上安装有第二位置传感器，所述第二位置传感器与机械抓手信号连接，所述第二位置传感器用于检测手臂端的移动角度与移动方向，所述第二位置传感器的检测数据用于控制机械手臂的移动角度与移动方向。
[0011]根据本专利技术一个实施例，所述手背端上还安装有加速传感器，用于检测手背端的突发应急性的快速动作。
[0012]根据本专利技术一个实施例，所述抓齿的末端安装有压力传感器。
[0013]根据本专利技术一个实施例，所述机械手臂与机械抓手的运行范围均设置有软限位。
[0014]人机协同煤矸分选机械手，采用上述任意一项所述的人机协同煤矸分选机械手，包括以下步骤：
[0015]S1.工作人员穿戴好协同手套，并将协同手套放置在初始位置，此时机械手臂在初始位置，待系统检测到协同手套位于初始位置后，机械手臂启动；
[0016]S2.工作人员根据根据视觉模组拍摄的实时画面，判断矸石的所在位置，此时工作人员根据该位置移动手臂，使机械手臂根据第二位置传感器检测的数据带动法兰移动至矸石的上方，工作人员根据矸石周围的状况控制控制手指端进行相应的拨、抓动作，使抓齿根据模仿协同手套的动作变化，对矸石进行抓取作业，当压力传感器检测到抓取成功后，各抓齿停止继续向内收缩，此时工作人员操作协同手套移动，使机械手臂带动抓齿将矸石抬起并移出；
[0017]S3.若加速传感器检测到有异常的加速时，机械手臂会进行锁死操作，当协同手套再次放置到初始位置时，机械手臂解锁；
[0018]S4.当机械手臂或机械抓手的移动范围超出软限位区域时，超出软限位区域的机械手臂或机械抓手停止在软限位区域内的边缘。
[0019]本专利技术的有益效果是，本专利技术采用在分拣工作现场安装视觉模组和机械抓手，在工作人员工作区域设置显示器和协同手套，实现了将工作人员与分拣工作现场隔离，避免了分拣工作现场的环境对工作人员身体的伤害，另外依然采用人工分辨，避免了机器视觉分析的局限性，保证了分辨的精准度，提高了分辨率，同时在分拣工作中，由于始终使用人工监分辨，对现场设备还起到了人工监管的作用，使设备发生故障或产生碰撞时，可以及时被发现，降低了设备的损害程度。
[0020]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
[0021]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0022]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得
明显和容易理解，其中：
[0023]图1是本专利技术的机械抓手安装位置示意图；
[0024]图2是本专利技术的机械抓手结构示意图；
[0025]图3是本专利技术的协同手套结构示意图；
[0026]附图标记：
[0027]1、主体；12、机械手臂；13、机械抓手；14、抓齿；15、连接臂；16、角度调节组件；17、法兰；2、协同手套；21、手臂端；22、手背端；23、手指端；24、角度传感器。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人机协同煤矸分选机械手，其特征在于，包括：视觉模组，安装于煤矸石分拣工作的上方，用于拍摄煤矸石分拣工作的实时画面；显示器，安装于工作人员的工作区，所述显示器用于显示视觉模组拍摄的实时画面；主体(1)，安装于煤矸石分拣工作的一侧，所述主体(1)上安装有机械手臂(12)；机械抓手(13)，所述机械抓手(13)安装于机械手臂(12)的输出终端；协同手套(2)，所述协同手套(2)与机械抓手(13)信号连接，所述协同手套(2)可佩戴于工作人员手臂上，工作人员可操作调整协同手套(2)的动作和角度，所述机械抓手(13)可根据协同手套(2)的动作与角度进行相应的动作模仿，所述协同手套(2)用于操控机械抓手(13)的移动位置与抓取方式，所述协同手套(2)可远距离操控机械抓手(13)。2.根据权利要求1所述的人机协同煤矸分选机械手，其特征在于，所述协同手套(2)包括：手指端(23)，所述手指端(23)为三段式，所述手指端(23)的第一段与第二段之间安装有一个角度传感器(24)，所述手指端(23)的第二段与第三段之间安装有另一个角度传感器(24)，所述角度传感器(24)用于检测手指端(23)的角度变化；所述机械抓手(13)包括：抓齿(14)，所述抓齿(14)包括三个连接臂(15)，三个所述连接臂(15)与手指端(23)的三段一一对应，第一个所述连接臂(15)与第二个连接臂(15)之间安装有一个角度调节组件(16)，第二个所述连接臂(15)与第三个连接臂(15)之间安装有另一个角度调节组件(16)，一个所述角度传感器(24)与一个角度调节组件(16)信号连接，另一个所述角度传感器(24)与另一个角度调节组件(16)信号连接。3.根据权利要求2所述的人机协同煤矸分选机械手，其特征在于，所述机械抓手(13)还包括法兰(17)，所述法兰(17)固定安装于机械手臂(12)的输出终端，所述抓齿(14)安装于法兰(17)的下表面；所述协同手套(2)还包括手背端(22)，所述手指端(23)安装于手背端(22)上，所述手背端(22)上设置有第一位置传感器，所述第一位置传感器与机械抓手(13)信号连接，所述第一位置传感器用于检测手背端(22)的移动位置，所述第一位置传感器的检测数据用于控制法兰(17)的移动位置。4.根据权利要求3所述的人机协同煤矸分选机械手，其特征在于，所述手指...

【专利技术属性】
技术研发人员：任书文，周李兵，张海庆，张袁浩，陈晓晶，王超凡，黄小明，
申请(专利权)人：中煤科工集团常州研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：