智能拣矸机器人及智能拣矸系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种智能拣矸机器人及智能拣矸系统，属于选煤设备技术领域。包括横向移动组件，横向移动组件上设有纵向移动组件，纵向移动组件上设有竖直移动组件，贯穿竖直移动组件设有旋转组件，旋转组件底部通过缓冲装置连接抓手组件；缓冲装置包括上下顺次布置的上三角板和下三角板，上三角板和下三角板之间通过弹性元件连接，上三角板和下三角板交错布置，上三角板和下三角板角部顺次通过吊带连接，下三角板连接抓手组件，上三角板连接旋转组件。本实用新型专利技术实现了横向、纵向、竖直和旋转四个方向的自由移动，抓手组件稳定性好，能够精准拣矸，生产效率高，降低了工人劳动强度。

Intelligent Gangue Picking Robot and Intelligent Gangue Picking System

【技术实现步骤摘要】
智能拣矸机器人及智能拣矸系统
本技术涉及一种智能拣矸机器人及智能拣矸系统，属于选煤设备

技术介绍
煤炭洗选之前进行预先排矸有利于降低洗选压力，降低次生煤泥的产生量。目前主流的煤炭预先排矸有人工拣矸、动筛排矸等湿法排矸工艺和智能干选技术。人工拣矸是最传统的排矸方式，在煤炭进入洗选前设置手选带，工人站立在皮带两侧根据经验和专业素养将矸石和杂物挑选出料。动筛排矸即采用动筛跳汰机进行湿法排矸，直接靠外力驱动筛板在水介质中做上下运动，造成煤炭周期性松散，实现按密度分层，从而实现煤矸分离。智能干选技术排矸的原理是物料经识别系统识别后，在采集器上产生可以反映物质属性的特征信息，控制系统根据信息将分选要求传递给执行系统，执行系统根据指令完成分选任务。目前在食品等轻工业行业有基于视觉识别的工业机器人替换人工分拣的相关介绍及应用。这类机器人主要用于分拣小粒度范围，轻重量的物体，整体系统的运动速度比较慢。现有技术存在以下技术缺陷：1、人工拣矸作业人员配置较多，工作环境恶劣，劳动强度大，分选效率低、精度差等是制约现代选煤发展的一个瓶颈。2、动筛排矸等湿法机械排矸虽然分选效率较高，但这些高效率的分选设备和工艺均需要借助于水环境，水环境中实现煤矸分离自然涉及到后续脱水和煤泥水问题，这对于缺水的西部区域来说分选过程消耗的水资源也是一笔巨大的成本。3、现有的煤炭智能分选技术方面有基于γ射线识别的智能分选设备和工艺等，但是γ射线属于天然射线源，存在一些安全隐患。现有的一些基于X射线智能识别的相关文献和专利，利用空气喷嘴作为执行机构来实现煤矸分离，比较适合于粒度为100mm以下的块煤，对于大块煤需要的空气量较大，能耗较高，而且空气量大要求喷气时间较长，影响了执行结构的连续动作速度和效率。4、目前在食品等轻工业行业有基于视觉识别的工业机器人替换人工分拣的相关介绍及应用。但这类工业机器人相关机械结构上的设计导致三轴运动速度慢，工作效率低，分拣周期耗时较长，不适合于抓取大块煤矸这样粒度最大粒度达到500mm左右，最大重量30kg左右的物料。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种智能拣矸机器人，实现了横向、纵向、竖直和旋转四个方向的自由移动，抓手组件稳定性好，能够精准拣矸，生产效率高，降低了工人劳动强度。本技术的另一目的是提供一种智能拣矸系统，实现了自动识别、自动拣矸，生产效率高，拣矸效果好。本技术所述的智能拣矸机器人，包括横向移动组件，横向移动组件上设有纵向移动组件，纵向移动组件上设有竖直移动组件，贯穿竖直移动组件设有旋转组件，旋转组件底部通过缓冲装置连接抓手组件；缓冲装置包括上下顺次布置的上三角板和下三角板，上三角板和下三角板之间通过弹性元件连接，上三角板和下三角板交错布置，上三角板和下三角板角部顺次通过吊带连接，下三角板连接抓手组件，上三角板连接旋转组件。旋转组件可以带动抓手组件旋转，竖直移动组件带动抓手组件在竖直方向自由移动，纵向移动组件带动竖直移动组件与抓手组件在纵向方向自由移动，横向移动组件带动纵向移动组件、竖直移动组件与抓手组件在横向方向自由移动。旋转组件、横向移动组件、纵向移动组件和竖直移动组件先对抓手组件位置进行精准调整，抓手组件拣取矸石，旋转组件、横向移动组件、纵向移动组件和竖直移动组件带动抓手组件移动到适合位置，然后，抓手组件将矸石放置或投放到适合位置。缓冲装置利用吊带通过上三角板和下三角板相互连接，形成“三角六筋”结构，确保了抓手组件的稳定性，在运动过程中突然停止时，可以吸收振动或撞击的能量。抓手组件包括连接旋转组件的底板，底板一侧设有抓手驱动装置，抓手驱动装置的工作端可转动地连接主动杆的顶端，主动杆中部通过转轴可转动地连接底板，主动杆底端设有主动爪；从动杆与主动杆并排布置，从动杆顶端可转动的连接底板，主动杆和从动杆通过连杆连接，连杆第一端可转动地连接主动杆，连杆第一端设于转轴上方，连杆第二端可转动地连接从动杆底端，从动杆底端设有从动爪，底板上设有位置传感器；底板连接下三角板。抓手驱动装置动作，推动主动杆动作，主动杆通过连杆带动从动杆同步动作，实现主动爪和从动爪相对动作，实现抓取和放置。位置传感器通过线路连接控制系统，控制系统通过线路连接抓手驱动装置，控制系统采用现有的控制系统，属于现有技术，位置传感器与控制系统的连接是本领域常规技术，控制系统与抓手驱动装置的连接为本领域常规技术，不予赘述。进一步优选地，主动爪和从动爪相对的一侧均设有锯齿。抓紧更可靠更稳固。进一步优选地，弹性元件为空气弹簧、板簧、螺旋弹簧或碟形弹簧。进一步优选地，还包括重力传感器。确保主动爪和从动爪在负载超限时能够及时松开，保护机械结构不收损伤。重力传感器通过线路连接控制系统，为本领域常规技术，不予赘述。进一步优选地，所述的横向移动组件包括横向移动导轨，横向移动导轨上设有与之配合的横向移动滑块，横向移动滑块固定连接纵向移动组件，横向移动滑块连接横向驱动装置，横向驱动装置设于横向移动导轨上。进一步优选地，所述的纵向移动组件包括纵向移动导轨，纵向移动导轨连接横向移动滑块，纵向移动导轨上设有与之配合的纵向移动滑块，纵向移动滑块固定连接竖直移动组件，纵向移动滑块连接纵向驱动装置，纵向驱动装置设于纵向移动导轨上。进一步优选地，所述的竖直移动组件包括竖直移动导轨，竖直移动导轨上设有与之配合的竖直移动滑块，竖直移动滑块连接纵向移动滑块，竖直移动滑块连接竖直驱动装置，竖直驱动装置设于竖直移动导轨上，竖直移动导轨底部设有抓手组件。进一步优选地，贯穿竖直移动导轨设有旋转轴，旋转轴底部连接抓手组件，旋转轴顶端连接旋转驱动装置，旋转驱动装置设于竖直移动导轨顶端。本技术所述的智能拣矸系统，包括振动给料机，振动给料机输出端连接输送机，输送机上方设有识别系统，识别系统一侧设有执行系统；识别系统包括设于输送机上方的工业相机，工业相机通过线路连接图像采集器，输送机上方还设有线光源，线光源对应工业相机设置；执行系统包括智能拣矸机器人，智能拣矸机器人沿输送方向设于工业相机后面，智能拣矸机器人下方设有矸石溜槽。识别系统布置于位于输送机上方的识别箱体内，利用线光源的光照消除外界因素对工业相机所采集图像的影响。进一步优选地，识别系统还包括近红外-近红外光谱传感器和/或3D传感器系统和/或射线和/或成像金属探测器和/或VIS-可见光谱传感器，结合多个传感器的数据，从而可以创建更加准确的实时分析原煤流。输送机的输送带的带宽为1.6m-2.0m，较大的带宽便于给料机振动给料分摊开，避免物料的相互堆积对后续图像侧采集的干扰，同时保证机械抓手在皮带上有抓取物料的空间。振动给料机，其功能是接受来料皮带、料仓给煤机的原煤，经过其高频振动将其给入输送机。进一步优选地，智能拣矸机器人的数量为2-10个。进一步优选地，振动给料机与输送机之间设有倾斜滑板。振动给料机与输送机之间，可以通过溜槽或者特制的倾斜滑板过渡连接。进一步优选地，智能拣矸机器人一侧设有跨步扶梯。与现有技术相比，本技术所述的智能拣矸机器人的有益效果是：1、本技术通过设置缓冲装置，利用吊带通过上三角板和下三角板相互连接，形成“三角六筋”结构，确保了抓手组件的稳定性，在运动过程中突然停止时，可以吸收振动或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能拣矸机器人，其特征在于，包括横向移动组件(71)，横向移动组件(71)上设有纵向移动组件(72)，纵向移动组件(72)上设有竖直移动组件(73)，贯穿竖直移动组件(73)设有旋转组件(74)，旋转组件(74)底部通过缓冲装置(751)连接抓手组件(75)；缓冲装置(751)包括上下顺次布置的上三角板(7511)和下三角板(7514)，上三角板(7511)和下三角板(7514)之间通过弹性元件连接，上三角板(7511)和下三角板(7514)交错布置，上三角板(7511)和下三角板(7514)角部顺次通过吊带(7512)连接，下三角板(7514)连接抓手组件(75)，上三角板(7511)连接旋转组件(74)。

【技术特征摘要】
1.一种智能拣矸机器人，其特征在于，包括横向移动组件(71)，横向移动组件(71)上设有纵向移动组件(72)，纵向移动组件(72)上设有竖直移动组件(73)，贯穿竖直移动组件(73)设有旋转组件(74)，旋转组件(74)底部通过缓冲装置(751)连接抓手组件(75)；缓冲装置(751)包括上下顺次布置的上三角板(7511)和下三角板(7514)，上三角板(7511)和下三角板(7514)之间通过弹性元件连接，上三角板(7511)和下三角板(7514)交错布置，上三角板(7511)和下三角板(7514)角部顺次通过吊带(7512)连接，下三角板(7514)连接抓手组件(75)，上三角板(7511)连接旋转组件(74)。2.根据权利要求1所述的智能拣矸机器人，其特征在于，抓手组件(75)包括连接旋转组件(74)的底板(757)，底板(757)一侧设有抓手驱动装置，抓手驱动装置的工作端可转动地连接主动杆(760)的顶端，主动杆(760)中部通过转轴(759)可转动地连接底板(757)，主动杆(760)底端设有主动爪(756)；从动杆(762)与主动杆(760)并排布置，从动杆(762)顶端可转动的连接底板(757)，主动杆(760)和从动杆(762)通过连杆(761)连接，连杆(761)第一端可转动地连接主动杆(760)，连杆(761)第一端设于转轴(759)上方，连杆(761)第二端可转动地连接从动杆(762)底端，从动杆(762)底端设有从动爪(753)，底板(757)上设有位置传感器(755)；底板(757)连接下三角板(7514)。3.根据权利要求1所述的智能拣矸机器人，其特征在于，弹性元件为空气弹簧、板簧、螺旋弹簧或碟形弹簧。4.根据权利要求1所述的智能拣矸机器人，其特征在于，还包括重力传感器(754)。5.根据权利要求1-4任一项所述的智能拣矸机器人，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兵，谢新兵，张峰伟，杨方成，
申请(专利权)人：山东博润工业技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37