[发明专利]煤矿用多关节臂式拆/架棚机器人

说明书

本发明提供一种煤矿用多关节臂式拆/架棚机器人，属于煤矿设备的技术领域，包括机械臂、机械手、机体、动力系统、操纵系统和控制系统；机械臂包括底座、一级水平回转座、大臂、二级水平回转座和小臂；机械手包括基座、回转驱动、静指和动指；机械臂驱动油缸中安装了磁致位移传感器，机械手回转驱动中安装了编码器；控制系统有手动模式、记忆模式和自动模式三种控制模式。上述机器人可改善易变性巷道修复过程中，拆除旧棚和架设新棚强度大、危险系数高的实际问题，也可用于新掘巷道的架棚施工。

技术领域

本发明属于煤矿设备的技术领域，具体公开了一种煤矿用多关节臂式拆/架棚机器人。

背景技术

随着浅埋深煤炭资源的不断减少，煤矿井工开采深度的不断加大，深井围岩一般比较松软易碎、地应力大、受采动影响强烈，巷道变形速度快，变形量大，因此矿井多采用U型棚、锚杆锚索等多重支护，尽管如此，巷道还是需要定期维护，维修过程中需要将已经严重变形的旧棚拆除，扩巷后架设新棚。目前扩巷基本实现机械化，但扩巷前的拆除旧棚，以及扩巷后架设新棚还主要依靠人工完成，拆除旧棚主要有两种工艺，一种是利用氧气-乙炔火焰切割，这种工艺需要在巷道通风条件良好的环境下进行，且具有较高的安全隐患；另一种是利用液压锯进行切割，这工工艺需要配备液压操作系统；两种拆棚工艺都不甚理想，工人劳动强度大，安全隐患高。专利CN210343398U公开了一种矿用顶板支护架棚液压机械装置，具有行走、抱闸、夹持、释放、多角度旋转和伸缩的功能，此外，新巷道在掘进过程中，部分掘进机集成了架棚装置比如CN102400696A-架棚机及应用其的掘进机，但是上述专利只能完成对棚梁的提升或托举任务，拆除旧棚目前没有相适应设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单、适应性好、可完成旧棚拔除和新棚托举任务的煤矿用多关节臂式拆/架棚机器人，改善易变性巷道修复过程中，拆除旧棚和架设新棚强度大、危险系数高的实际问题，也可用于新掘巷道的架棚施工。

为实现上述目的，本发明提供一种煤矿用多关节臂式拆/架棚机器人，包括机械臂和机械手；机械臂包括底座、一级水平回转座、大臂、二级水平回转座和小臂；一级水平回转座与底座铰接，可相对于底座在水平面内转动；大臂与一级水平回转座铰接，可相对于一级水平回转座在铅垂面内转动；二级水平回转座与大臂铰接，可相对于大臂在水平面内转动；小臂与二级水平回转座铰接，可相对于二级水平回转座在铅垂面内转动；机械手包括基座、回转驱动、静指和动指；基座与小臂铰接，可相对于小臂在铅垂面内转动；回转驱动的壳体与基座固结，回转驱动的输出轴与静指固结；动指与静指铰接，可相对于静指转动，实现夹持和释放。

进一步地，机械臂还包括一级水平回转油缸，一级水平回转油缸的一端与底座铰接，另一端与一级水平回转座铰接，驱动一级水平回转座相对于底座在水平面内转动。

进一步地，机械臂还包括大臂油缸，大臂油缸的一端与一级水平回转座铰接，另一端与大臂铰接，驱动大臂相对于一级水平回转座在铅垂面内转动。

进一步地，机械臂还包括二级水平回转油缸，二级水平回转油缸的一端与大臂铰接，另一端与二级水平回转座铰接，驱动二级水平回转座相对于大臂在水平面内转动。

进一步地，机械臂还包括小臂油缸，小臂油缸的一端与二级水平回转座铰接，另一端与小臂铰接，驱动小臂相对于二级水平回转座在铅垂面内转动。

进一步地，机械臂还包括机械手油缸一端与小臂铰接，另一端与基座铰接，驱动机械手相对于小臂在铅垂面内转动。

进一步地，基座上设置上铰接点和下铰接点，下铰接点与小臂铰接，上铰接点铰接有基座连杆；小臂上铰接有小臂连杆，小臂连杆和基座连杆铰接，机械手油缸与小臂连杆和基座连杆的铰接点铰接；小臂、基座、基座连杆和小臂连杆构成四连杆机构。

进一步地，机械手还包括夹持油缸，夹持油缸的一端与静指铰接，另一端与动指铰接，驱动动指相对于静指转动。