[实用新型]一种矿用柔索驱动拣矸机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及拣矸技术领域，具体涉及一种矿用柔索驱动拣矸机器人。

背景技术

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，本实用新型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。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型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，本实用新型采取的技术方案为：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。

本实用新型具有以下有益效果：

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为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的煤矸石放置方式示意图；

图3为本实用新型的抓矸分区示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。