[实用新型]一种刚柔耦合并联拣矸机器人

说明书

本实用新型公开了一种刚柔耦合并联拣矸机器人，包括皮带运输机机架，架设在机架上方的皮带运输机和拣矸机器人上顶板，机架两侧对称安装有两组绳索驱动电机，四根柔性绳索的一端分别与四个绳索驱动电机的转轴相连，另一端穿过滑轮与末端抓斗的尾端相连，还包括一刚性驱动杆，刚性驱动杆上端通过球铰链与拣矸机器人上顶板相连，下端通过球铰链与末端抓斗的尾端相连，拣矸机器人上位机与拣矸机器人主控机的输入端相连，拣矸机器人主控机的输出端通过通讯线路与绳索驱动电机相连。本实用新型通过刚性驱动杆件的设计，克服了柔索驱动并联机器人的单向受力特性，给末端抓斗提供向下的作用力，为提高拣矸效率和拣矸成功率奠定基础。

技术领域

本实用新型涉及拣矸技术领域，具体涉及一种刚柔耦合并联拣矸机器人。

背景技术

随着矿产资源利用的深度发展，煤矿井下做业就变得尤为重要。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。目前地面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。

现有的柔索驱动并联机器人相对于刚性连杆机器人具有工作空间大、承载能力强、可以实现较大运动速度以及加速度等多种优势。但是，其驱动柔索的单向约束特性使其不能提供竖直向下的作用力，大多数情况下煤矸石在皮带运输机上处于单层分布，但目标矸石与煤以及别的矸石的密集度较高，甚至部分情况目标矸石处于煤层的下方，影响机器人拣矸率。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种刚柔耦合并联拣矸机器人，在柔索驱动并联机器人基本构架下，加入刚性驱动杆件，克服柔索驱动并联机器人的单向受力特性，给末端抓斗提供向下的作用力，为提高拣矸效率和拣矸成功率奠定基础。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种刚柔耦合并联拣矸机器人，包括皮带运输机机架，架设在机架上方的皮带运输机和拣矸机器人上顶板，机架两侧对称安装有两组绳索驱动电机，还包括四根柔性绳索和一末端抓斗，四根柔性绳索的一端分别与四个绳索驱动电机的转轴相连，另一端穿过滑轮与末端抓斗的尾端相连，皮带运输机4通过皮带横向分界线均分为左侧煤矸石抓取区A和右侧煤矸石抓取区B，左侧煤矸石抓取区A和右侧煤矸石抓取区B外侧均设置有矸石放置仓，还包括一刚性驱动杆，所述刚性驱动杆上端通过球铰链与拣矸机器人上顶板相连，下端通过球铰链与所述末端抓斗的尾端相连，所述拣矸机器人主控机的输入端与拣矸机器人的上位机相连，所述拣矸机器人主控机的输出端通过通讯线路与绳索驱动电机末端抓斗和刚性驱动杆相连。

作为优选，所述拣矸机器人上顶板通过安装架架设在所述皮带运输机的上方，所述滑轮为四个，对称安装在拣矸机器人上顶板的四个角上。

作为优选，所述绳索驱动电机的转轴外侧均套接卷绕筒，所述四根柔性绳索缠绕在该卷绕筒上。

作为优选，所述皮带运输机两侧设有卷筒。

作为优选，所述末端抓斗采用电动液压抓斗。

作为优选，所述刚性驱动杆采用直线电机驱动刚性杆。

本实用新型具有以下有益效果：