[发明专利]一种用于装卸钻杆机械手的定位装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于装卸钻杆机械手的定位装置及方法，属于机械设备技术领域，定位装置包括控制器和与其相连的传感器模块；传感器模块包括设置在机械手末端的同步定位传感器组件和水平定位传感器组件，以及设置在机架上的末端定位传感器组件；同步定位传感器组件用于确定机械手的回转臂与机架上的钻杆夹持器的轴线平行；水平定位传感器组件用于确定机械手的回转臂与水平面之间的夹角为零；末端定位传感器组件用于检测待装夹钻杆的安装位置。本发明通过在机械手的末端设置同步定位传感器组件和水平定位传感器组件，在机架上设置用于检测待装夹钻杆的安装位置的末端定位传感器组件，解决了现有技术中的定位系统复杂的问题。

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，涉及一种用于装卸钻杆机械手的定位装置及方法。

背景技术

装卸钻杆机械手是一种取代煤矿井下钻机人工上下钻杆的装置，该装置通过多关节的运动组件，可实现不同钻孔角度的钻杆装卸功能。由于涉及到末端坐标的变化，需要对机械手的不同位置进行定位。

目前，机械手的定位有机械定位和视觉定位。机械定位是在需要定位的终端设置阻挡块，利用阻挡块来制动机械手的运动。视觉定位是通过两个摄像头及相应的控制算法来实现机械手定位。

但是，现有技术存在以下缺点：采用机械定位由于阻挡块受到的力较大，极易引起阻挡块的变形和损毁，影响机械手正常工作，且该方式本身的精度极低；采用视觉定位，定位系统复杂，成本高，且难以适用于煤矿井下的多粉尘工作环境。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种用于装卸钻杆机械手的定位装置及方法，通过在机械手的末端设置同步定位传感器组件和水平定位传感器组件，在机架上设置用于检测待装夹钻杆的安装位置的末端定位传感器组件，解决了现有技术中的定位系统复杂的问题。

为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用于装卸钻杆机械手的定位装置，所述机械手用于机架上钻杆夹持器中的钻杆装卸，机架固定连接在机架回转器上，机械手包括回转臂和设置在其末端的机械手回转器，所述机械手回转器和机架回转器分别设置在安装架的两侧；所述定位装置包括控制器和与其相连的传感器模块；所述传感器模块包括设置在机械手回转器内侧的同步定位传感器组件和设置在机械手回转器外侧的水平定位传感器组件，以及设置在机架上的末端定位传感器组件；所述同步定位传感器组件用于确定机械手的回转臂与机架上的钻杆夹持器的轴线平行；所述水平定位传感器组件用于确定机械手的回转臂与水平面之间的夹角为零；所述末端定位传感器组件用于检测待装夹钻杆的安装位置。

可选地，还包括设置在机械手末端的保护定位传感器组件，所述保护定位传感器组件用于控制机械手的回转臂在竖直平面内的旋转角度β。

可选地，所述定位传感器组件包括保护定位传感器和保护定位传感器感应块，所述保护定位传感器感应块固定在机械手回转器外侧靠近钻杆的一侧，所述保护定位传感器固定在安装架上。

可选地，β的范围为-90°～90°。

可选地，所述同步定位传感器组件、水平定位传感器组件、末端定位传感器组件和保护定位传感器组件为同一型号。

可选地，所述机架回转器上固定有贯穿机械手回转器的连接杆；所述同步定位传感器组件包括同步定位传感器和同步定位传感器感应块；所述同步定位传感器感应块固定在机械手回转器的内侧，所述同步定位传感器固定在连接杆上。

可选地，所述水平定位传感器组件包括水平定位传感器和水平定位传感器感应块；所述水平定位传感器感应块固定在机械手回转器外侧靠近钻杆的一侧，所述水平定位传感器固定在安装架上。

可选地，所述末端定位传感器组件包括固定在机架上的末端定位传感器和末端定位传感器感应块。