【技术实现步骤摘要】
本申请涉及煤矿井下钻机自动化领域，具体地，涉及一种煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装及标定方法。
技术介绍
1、在煤矿井下进行钻孔作业时，钻孔机器人扮演着重要的角色，能够提高作业效率并减少工人的潜在风险。然而，由于零部件加工、装配误差等因素，造成自动送钻杆位置与目标送杆位置存在较大偏差，造成煤矿井下钻孔机器人送杆作业失败，导致煤矿井下钻孔机器人的自动化作业依然存在挑战。
2、目前，煤矿井下钻孔机器人的自动送杆位置标定是一个关键的技术问题。自动送杆是指工业机器人将钻杆从钻杆箱中取出，从准确地送入钻机动力头处的目标位置，通过钻机动力头将钻杆连接在一起，实现自动上杆作业；在卸钻时，工业机器人在目标位置将钻杆抓取，放置到钻杆箱内，实现自动卸杆作业。然而，在实际操作中，由于机械加工误差、零部件装配误差、设备磨损、误差累计等因素，工业机器人在送杆、卸杆过程中经常出现目标位置与实际送杆位置之间存在较大偏差。这导致上杆或者卸杆作业失败，甚至可能会导致设备损坏或事故发生。
3、因此，研发一种能够实现煤矿井下钻孔机器人自动送杆、卸杆位置准确标定的工装变得至关重要。这种工装需要能够精准的测量出目标位置，通过对位置差异进行分析和计算，可以实现对机器人送杆过程中的位置误差进行补偿和校准。这样，煤矿井下钻孔机器人将能够在不断变化的位姿条件下，仍然能够保持准确的送杆操作，将钻杆送到指定的目标位置处，从而提高钻孔质量和工作效率。
4、现有技术中，一些方法尝试使用摄像头、激光测距仪或传感器等设备来监测送杆钻杆目标位置，但这些方
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请提供一种煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装及标定方法。
2、第一方面，提供一种煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，包括：标定套筒和标定探针，标定套筒包括径向套筒和轴向套筒；标定套筒固定安装到主动钻杆上；
3、径向套筒用于实现径向套筒标定以获取自动送杆径向目标位置参数；轴向套筒用于实现轴向套筒标定以获取自动送杆轴向目标位置参数；自动送杆径向目标位置参数和自动送杆轴向目标位置参数用于确定自动送杆目标位置。
4、在一个实施例中，径向套筒包括径向套筒二次同轴标定、径向套筒一次同轴标定、径向套筒观测窗口、径向套筒深度标定块；径向套筒二次同轴标定位于径向套筒的顶部，径向套筒一次同轴标定位于径向套筒二次同轴标定的下端，径向套筒观测窗口位于径向套筒一次同轴标定和径向套筒深度标定块之间，径向套筒深度标定块位于径向套筒的底部。
5、在一个实施例中，径向套筒二次同轴标定包括径向套筒二次同轴标定a段、径向套筒二次同轴标定m段、径向套筒二次同轴标定b段，径向套筒二次同轴标定a段位于径向套筒二次同轴标定的上端，径向套筒二次同轴标定b段位于径向套筒二次同轴标定的下端，其余段为径向套筒二次同轴标定m段。
6、在一个实施例中，径向套筒一次同轴标定包括径向套筒一次同轴标定a段、径向套筒一次同轴标定b段，径向套筒一次同轴标定m段；径向套筒一次同轴标定a段位于径向套筒一次同轴标定的上端，径向套筒一次同轴标定b段位于径向套筒一次同轴标定的下端，其余段为径向套筒一次同轴标定m段。
7、在一个实施例中，径向套筒深度标定块包括径向套筒深度标定平面和径向套筒深度平面，径向套筒深度标定平面位于径向套筒深度平面的平面中心位置。
8、在一个实施例中，轴向套筒包括轴向套筒二次同轴标定、轴向套筒一次同轴标定、轴向套筒观测窗口、轴向套筒深度标定块；轴向套筒二次同轴标定位于轴向套筒的顶部，轴向套筒一次同轴标定位于轴向套筒二次同轴标定的下端，轴向套筒观测窗口位于轴向套筒一次同轴标定和轴向套筒深度标定块之间，轴向套筒深度标定块位于轴向套筒的底部。
9、在一个实施例中，轴向套筒二次同轴标定包括轴向套筒二次同轴标定a段、轴向套筒二次同轴标定m段、轴向套筒二次同轴标定b段，轴向套筒二次同轴标定a段位于轴向套筒二次同轴标定的上端，轴向套筒二次同轴标定b段位于轴向套筒二次同轴标定的下端，其余段为轴向二次套筒同轴标定m段。
10、在一个实施例中，轴向套筒一次同轴标定包括轴向套筒一次同轴标定a段、轴向套筒一次同轴标定b段，轴向套筒一次同轴标定m段；轴向套筒一次同轴标定a段位于轴向套筒一次同轴标定的上端，轴向套筒一次同轴标定b段位于轴向套筒一次同轴标定的下端，其余段为轴向套筒一次同轴标定m段。
11、在一个实施例中，轴向套筒深度标定块包括轴向套筒深度标定平面和轴向套筒深度平面，轴向套筒深度标定平面位于轴向套筒深度平面的平面中心位置。
12、在一个实施例中，径向套筒的中心轴线和轴向套筒的中心轴线相交与o点，径向套筒最顶部端面到o点的距离l1与轴向套筒71最顶部端面到o点的距离l2相等，径向套筒最顶部端面到径向套筒深度标定平面的距离l3与轴向套筒最顶部端面到轴向套筒深度标定平面的距离l4相等。
13、在一个实施例中，标定探针包括标定探头、标定探棒、同轴标定杆、探针加长杆，定位连接法兰盘；标定探头位于标定探棒的顶部，标定探棒位于标定探头和同轴标定杆之间，同轴标定杆位于标定探棒和探针加长杆之间，探针加长杆位于同轴标定杆和定位连接法兰盘之间。
14、在一个实施例中，标定探棒包括标定探棒一次标定a段、标定探棒一次标定b段、标定探棒一次标定剩余段；标定探棒一次标定a段位于标定探棒的底部，标定探棒一次标定b段位于标定探棒的上部，其余段为标定探棒一次标定剩余段。
15、在一个实施例中，同轴标定杆包括同轴标定杆二次标定a段、同轴标定杆二次标定b段、同轴标定杆二次标定剩余段；同轴标定杆二次标定a段位于同轴标定杆的底部，同轴标定杆二次标定b段位于同轴标定杆的上部，其余段为同轴标定杆二次标定剩余段。
16、在一个实施例中，标定探棒的直径小于轴向套筒一次同轴标定直径，且小于径向套筒一次同轴标定直径；标定探头的顶部到标定探针深度测量平面的距离l0大于径向套筒深度测量平面与径向套筒深度标定平面之间的距离，并且大于轴向套筒深度测量平面与轴向套筒深度标定平面之间的距离。
17、在一个实施例中，同轴标定杆的直径小于轴向套筒二次同轴标定直径，且小于径向套筒二次同轴标定直径；标定探头的顶部到同轴标定杆底部之间的距离大于轴向套筒一次同轴标定顶部与轴向套筒深度标定块之间的距离，且大于径向套筒一次同轴标定顶部与径向套筒深度标定块之间的距离。
18、在一个实施例中，还包括水平检测仪，水平检测仪放置在轴向套筒定位基准平面或者径向套筒定位基准平面上，用于实现水平调整检测。
19、第二方面，还提供一种煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定方法，包括：
20、步骤1，标定工装安装固定，包括将标定套筒固定安装到动力头前端的主动钻杆上，使得主动钻杆连接面与标定套筒连接端面紧密贴合；检本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，包括：标定套筒(70)和标定探针(72)，所述标定套筒(70)包括径向套筒(73)和轴向套筒(71)；所述标定套筒(70)固定安装到主动钻杆(5)上；
2.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述径向套筒(73)包括径向套筒二次同轴标定(731)、径向套筒一次同轴标定(732)、径向套筒观测窗口(733)、径向套筒深度标定块(734)；所述径向套筒二次同轴标定(731)位于所述径向套筒(73)的顶部，所述径向套筒一次同轴标定(732)位于所述径向套筒二次同轴标定(731)的下端，所述径向套筒观测窗口(733)位于所述径向套筒一次同轴标定(732)和所述径向套筒深度标定块(734)之间，所述径向套筒深度标定块(734)位于所述径向套筒(73)的底部。
3.如权利要求2所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述径向套筒二次同轴标定(731)包括径向套筒二次同轴标定A段(731A)、径向套筒二次同轴标定M段(731M)、径向套筒二次同轴标定B段(731B)，所述
4.如权利要求2所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述径向套筒一次同轴标定(732)包括径向套筒一次同轴标定A段(732A)、径向套筒一次同轴标定B段(732B)，径向套筒一次同轴标定M段(732M)；所述径向套筒一次同轴标定A段(732A)位于所述径向套筒一次同轴标定(732)的上端，所述径向套筒一次同轴标定B段(732B)位于所述径向套筒一次同轴标定(732)的下端，其余段为所述径向套筒一次同轴标定M段(732M)。
5.如权利要求2所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述径向套筒深度标定块(734)包括径向套筒深度标定平面(734A)和径向套筒深度平面(734C)，所述径向套筒深度标定平面(734A)位于所述径向套筒深度平面(734C)的平面中心位置。
6.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述轴向套筒(71)包括轴向套筒二次同轴标定(711)、轴向套筒一次同轴标定(712)、轴向套筒观测窗口(713)、轴向套筒深度标定块(714)；所述轴向套筒二次同轴标定(711)位于所述轴向套筒(71)的顶部，所述轴向套筒一次同轴标定(712)位于所述轴向套筒二次同轴标定(711)的下端，所述轴向套筒观测窗口(713)位于所述轴向套筒一次同轴标定(712)和所述轴向套筒深度标定块(714)之间，所述轴向套筒深度标定块(714)位于所述轴向套筒(71)的底部。
7.如权利要求6所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述轴向套筒二次同轴标定(711)包括轴向套筒二次同轴标定A段(711A)、轴向套筒二次同轴标定M段(711M)、轴向套筒二次同轴标定B段(711B)，所述轴向套筒二次同轴标定A段(711A)位于所述轴向套筒二次同轴标定(711)的上端，所述轴向套筒二次同轴标定B段(711B)位于所述轴向套筒二次同轴标定(711)的下端，其余段为所述轴向二次套筒同轴标定M段(711M)。
8.如权利要求6所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述轴向套筒一次同轴标定(712)包括轴向套筒一次同轴标定A段(712A)、轴向套筒一次同轴标定B段(712B)，轴向套筒一次同轴标定M段(712M)；所述轴向套筒一次同轴标定A段(712A)位于所述轴向套筒一次同轴标定(712)的上端，所述轴向套筒一次同轴标定B段(712B)位于所述轴向套筒一次同轴标定(712)的下端，其余段为所述轴向套筒一次同轴标定M段(712M)。
9.如权利要求6所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述轴向套筒深度标定块(714)包括轴向套筒深度标定平面(714A)和轴向套筒深度平面(714C)，所述轴向套筒深度标定平面(714A)位于所述轴向套筒深度平面(714C)的平面中心位置。
10.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述径向套筒(73)的中心轴线和所述轴向套筒(71)的中心轴线相交与O点，所述径向套筒(73)最顶部端面到O点的距离L1与所述轴向套筒71最顶部端面到O点的距离L2相等，所述径向套筒(73)最顶部端面到径向套筒深度标定平面(734A)...
【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，包括：标定套筒(70)和标定探针(72)，所述标定套筒(70)包括径向套筒(73)和轴向套筒(71)；所述标定套筒(70)固定安装到主动钻杆(5)上；
2.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述径向套筒(73)包括径向套筒二次同轴标定(731)、径向套筒一次同轴标定(732)、径向套筒观测窗口(733)、径向套筒深度标定块(734)；所述径向套筒二次同轴标定(731)位于所述径向套筒(73)的顶部，所述径向套筒一次同轴标定(732)位于所述径向套筒二次同轴标定(731)的下端，所述径向套筒观测窗口(733)位于所述径向套筒一次同轴标定(732)和所述径向套筒深度标定块(734)之间，所述径向套筒深度标定块(734)位于所述径向套筒(73)的底部。
3.如权利要求2所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述径向套筒二次同轴标定(731)包括径向套筒二次同轴标定a段(731a)、径向套筒二次同轴标定m段(731m)、径向套筒二次同轴标定b段(731b)，所述径向套筒二次同轴标定a段(731a)位于径向套筒二次同轴标定(731)的上端，所述径向套筒二次同轴标定b段(731b)位于所述径向套筒二次同轴标定(731)的下端，其余段为所述径向套筒二次同轴标定m段(731m)。
4.如权利要求2所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述径向套筒一次同轴标定(732)包括径向套筒一次同轴标定a段(732a)、径向套筒一次同轴标定b段(732b)，径向套筒一次同轴标定m段(732m)；所述径向套筒一次同轴标定a段(732a)位于所述径向套筒一次同轴标定(732)的上端，所述径向套筒一次同轴标定b段(732b)位于所述径向套筒一次同轴标定(732)的下端，其余段为所述径向套筒一次同轴标定m段(732m)。
5.如权利要求2所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述径向套筒深度标定块(734)包括径向套筒深度标定平面(734a)和径向套筒深度平面(734c)，所述径向套筒深度标定平面(734a)位于所述径向套筒深度平面(734c)的平面中心位置。
6.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述轴向套筒(71)包括轴向套筒二次同轴标定(711)、轴向套筒一次同轴标定(712)、轴向套筒观测窗口(713)、轴向套筒深度标定块(714)；所述轴向套筒二次同轴标定(711)位于所述轴向套筒(71)的顶部，所述轴向套筒一次同轴标定(712)位于所述轴向套筒二次同轴标定(711)的下端，所述轴向套筒观测窗口(713)位于所述轴向套筒一次同轴标定(712)和所述轴向套筒深度标定块(714)之间，所述轴向套筒深度标定块(714)位于所述轴向套筒(71)的底部。
7.如权利要求6所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述轴向套筒二次同轴标定(711)包括轴向套筒二次同轴标定a段(711a)、轴向套筒二次同轴标定m段(711m)、轴向套筒二次同轴标定b段(711b)，所述轴向套筒二次同轴标定a段(711a)位于所述轴向套筒二次同轴标定(711)的上端，所述轴向套筒二次同轴标定b段(711b)位于所述轴向套筒二次同轴标定(711)的下端，其余段为所述轴向二次套筒同轴标定m段(711m)。
8.如权利要求6所述的煤矿井下钻孔机器人自动送杆标定工装，其特征在于，所述轴向套筒一次同轴标定(712)包括轴向套筒一次同轴标定a段(712a)、轴向套筒一次同轴标定b段(712b)，轴向套筒一次同轴标定m段(712m)；所述轴向套筒一次同轴标定a段(712a)位于所述轴向套筒一次同轴标定(712)的上端，所述轴向套筒一次同轴标定b段(712b)位于所述轴向套筒一次同轴标定(712)的下端，其余段为所述轴向套筒一次同轴标定m...
【专利技术属性】
技术研发人员：路前海，彭光宇，董洪波，王佳，代晨昱，娄凯，朱钱祥，陈坤，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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