立筒仓清理机器人制造技术

设计了一种采用悬挂方式进行移动的机器人。采用吊索悬挂的方式将机器人从仓顶的观察口放入到仓内，并在重力作用下到达清理部位。在接近清理部位时，采用伞状支撑机构将机器人固定在立筒仓的相应位置。同时借助钢丝绳拉动与机器人本体重力共同作用产生的驱动力，控制机器人在立筒仓内的位置和姿态。在机器人机械臂的末端采用硬质毛刷，工作时毛刷在电机的带动下高速旋转，通过毛刷与板结物料的接触，产生巨大的切削力将板结物料从板结的侧壁上剥离下来，完成清扫工作。

Silo cleaning robot

A robot which uses suspension is designed. The robot is placed in the warehouse from the observation port at the top of the silo by means of sling suspension, and it reaches the cleaning area under the action of gravity. When approaching the cleaning area, an umbrella support mechanism is used to fix the robot in the corresponding position of the silo. At the same time, the driving force of the rope is combined with the gravity of the robot body to control the position and posture of the robot in the silo. With hard brush at the end of the robot, when the brush driven by the motor rotating speed, through the brush and the hardened materials contact, the hardened materials stripped from hardening on the side wall of the cutting force is huge, complete cleaning work.

【技术实现步骤摘要】
立筒仓清理机器人
根据立筒仓的结构特点，设计了一种吊索悬挂移动方式的清理机器人。机器人在重力作用下通过钢丝绳吊装机构从立筒仓观察口达到清理部位。在接近清理部位后，机器人的伞状支撑机构将机器人固定在立筒仓的相应位置上。通过电机带动机械臂末端的毛刷高速旋转，与粮食接触后产生的巨大切削力将板结无聊从立筒仓侧壁上剥离下来。
技术介绍
立筒仓是用来存储、输送及处理物料的基本设备,适用于粮食、水泥等各类散装物料。具有机械化程度高，出入仓快捷、方便、仓容大等特点，随着社会的发展,大规模的生产业需要大规模的立筒仓，近年来，我国加大了立筒仓仓场的建设。虽然立筒仓具有上述优点，但立筒仓中如果物料存储一定时间后，由于仓内外温度差，物料内部湿度等的作用，会有一部分物料板结在立筒仓的侧壁或者顶部。当立筒仓中的物料需要腾空清仓时，这些板结的物料无法在自身重力的作用下流动到立筒仓的底部。一方面会对物料数量造成损失，另一方面，这些板结的物料会损害筒仓内部的一些检测仪器和设备，严重的时候会引起立筒仓整体的倾倒造成极大的经济损失甚至人员伤害。目前普遍的立筒仓清理方式，多为人工清理。但立筒仓较高且仓内容积大，人工清扫存在一定的难度。另外在储存过程中有些物料会释放有毒气体，危害人体健康。立筒仓内的粉尘浓度达到一定程度，会引起爆炸，或突然脱落的物料将人体掩埋，造成工人的人身伤害。在这种恶劣的环境下，采用人工清理效率低下，且对人体具有很大的危险性。必须有一种移动智能机器人，完成粮食的清理工作。
技术实现思路
为了解决人工清理立筒仓效率低，隐患多，爬壁机器人无法从底部清粮装置进入立筒仓。本项设计采用钢丝绳悬吊的方式应用于立筒仓清理机器人，代替人工，能够方便快捷的进入立筒仓，能够对立筒仓进行全方位的清理，不留任何死角。本专利技术解决其技术问题所采取的方案是，清理机器人的基本结构为吊装机构，操作臂，连接机器人吊装机构和操作臂的吊索，伞状支撑机构，以及末端清理器。吊装机构位于机器人的最上方，由驱动电机，转动轴，套筒以及固定平台组成，提升电机直接连接与转动轴，套筒和转动轴之间由轴承相，旋转电机通过套筒作用于转动轴。吊装机构用于将机器人稳定在立筒仓内部，并通过旋转电机和提升电机对垂直移动平台进行位置和姿态的调节。操作臂位于机器人的下方，是清洁机器人的主要部分，由腰部连杆，大臂，小臂以及响应关节和驱动电机组成。腰部连杆末端连接于操作臂大臂，能够控制操作臂在小角度内周向旋转。大臂另一端与小臂相连，小臂末端装配有末端吊索驱动电机，用以调节末端清理器的高度。大臂和小臂为分段式结构，每段长约80cm左右，相邻两段采用M10螺纹连接，能够自由调节长度。吊索采用钢丝绳将机器人吊起，一段固定于吊装机构，另一端连接垂直移动平台，本专利技术采用两条平行钢丝绳的方案，保证垂直移动平台在电机的带动下保持足够的稳定性，不会发生倾斜。它的主要任务是将电机对悬吊臂的控制传递到操作臂上，控制操作臂进行旋转运动，对立筒仓壁进行清扫更好的满足立筒仓的仓壁为圆弧的结构设计。伞状支撑机构展开后，与立筒仓仓壁接触，更有效的保持机器人稳定。末端清理器为硬质毛刷，工作时毛刷在驱动电机的带动下高速旋转，通过毛刷与板结物料接触后产生的巨大切削力将板结物料从板结的侧壁上剥离下来。本专利技术的有益效果是，可取代人工，在危险环境中工作，不受毒气，粉尘等因素的影响。效率高，清理效果好，对立筒仓等外界条件适应能力强。附图说明图1是本专利技术机器人的主视图图2是图1中吊装机构的立体图图3是图1中操作臂的立体图图4是图1中伞状支撑机构的主视图图1中1-1.吊装机构1-2.立筒仓出入口1-3.吊索1-4.伞状支撑机构1-5.立筒仓仓壁1-6.垂直移动平台1-7.操作臂1-8.末端吊索1-9.末端清理器图2中2-1.旋转电机2-2.转动轴2-3.套筒2-4.吊索2-5.升降电机图3中3-1.小臂驱动电机3-2.操作臂大臂3-3.腰部连杆旋转电机3-4.腰部连杆3-5.大臂驱动电机3-6.操作臂小臂3-7.末端吊索驱动电机图4中4-1.车轮4-2.撑紧机构4-3.支撑架4-4.垂直移动平台4-5.滑槽具体实施方式吊装机构上的升降电机2-5的转动，牵引吊索2-4带动机器人垂直移动平台1-6移动，伞状支撑机构1-4和操作臂1-7在收缩状态下从立筒仓出入口1-2进入立筒仓内部。在吊装机构上的升降电机2-5和旋转电机2-1的共同作用下，对垂直移动平台1-6的位置和姿态进行调整。当垂直移动平台1-6到达预定位置，支撑架4-3的下部移动端，在电机的作用下，沿滑槽垂直向上运动，牵引支撑架4-3随之水平展开，直至撑紧机构4-2上的车轮4-1与立筒仓仓壁接触并撑紧，使垂直移动平台1-6稳定在立筒仓内部。操作臂1-7在大臂驱动电机3-5和小臂驱动电机3-1的驱动下，伸展到特定位置，末端吊索驱动电机3-7调节末端吊索1-8的长度，使硬质毛刷1-9到达清理位置，毛刷1-9在电机的带动下，高速旋转并与板结物料发生接触，产生切削力，将板结物料从板结的侧壁1-5上剥离下来。在重力的作用下，物料下落到立筒仓底部的收集装置。伞状支持机构1-4和操作臂1-7由展开状态恢复到收缩状态，至此完成一个清理周期。并在吊装机构1-1的调节下进入下一个预定位置，进行下一个清理周期，直至完成所有清理，机器人恢复收缩状态，在吊装机构调解下由进仓口脱离立筒仓，完成清理工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吊索悬挂移动方式的立筒仓清理机器人，由吊装机构，吊索，垂直移动平台，伞状支撑机构，操作臂，末端清理毛刷组成，其特征在于，吊装机构通过吊索连接垂直移动平台，所述伞状支撑机构装配于垂直移动平台两侧，操作臂装配于垂直移动平台下方，通过末端吊索连接末端清理毛刷；所述伞状支撑机构为对称式结构，由2个结构相同的支撑架和撑紧机构组成，将所述支撑架与所述垂直移动平台相接触的一端标记为第一端，将所述支撑架与所述撑紧机构相接触的一端标记为第二端，所述第一端的上部与所述垂直移动平台固定连接，所述第二端的上部与所述撑紧机构固定连接，在电机的作用下，所述第一端的下部能够沿垂直移动平台上开设的滑槽垂直运动，所述第二端的下部能够沿所述撑紧机构上开设的滑槽垂直运动，从而带动所述支撑架的第二端伸展或收缩；展开时，撑紧机构上的车轮与立筒仓仓壁接触并撑紧，提供支撑反力，保持垂直移动平台在筒仓内的位置姿态，使之工作更加稳定。

【技术特征摘要】
1.一种吊索悬挂移动方式的立筒仓清理机器人，由吊装机构，吊索，垂直移动平台，伞状支撑机构，操作臂，末端清理毛刷组成，其特征在于，吊装机构通过吊索连接垂直移动平台，所述伞状支撑机构装配于垂直移动平台两侧，操作臂装配于垂直移动平台下方，通过末端吊索连接末端清理毛刷；所述伞状支撑机构为对称式结构，由2个结构相同的支撑架和撑紧机构组成，将所述支撑架与所述垂直移动平台相接触的一端标记为第一端，将所述支撑架与所述撑紧机构相接触的一端标记为第二端，所述第一端的上部与所述垂直移动平台固定连接，所述第二端的上部与所述撑紧机构固定连接，在电机的作用下，所述第一端的下部能够沿垂直移动平台上开设的滑槽垂直运动，所述第二端的下部能够沿所述撑紧机构上开设的滑槽垂直运动，从而带动所述支撑架的第二端伸展或收缩；展开时，撑紧机构上的车轮与立筒仓仓壁接触并撑紧，提供支撑反力，保持垂直移动平台在筒仓内的位置姿态，使之...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹毅，尤拥宾，臧义，吴翔，李秀娟，钱怡，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南,41