一种大负载机械手及分拣系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种大负载机械手及分拣系统。大负载机械手，包括两个平面关节型机械臂和分拣手机构，所述分拣手机构将两个所述平面关节型机械臂的执行末端进行连接；所述平面关节型机械臂包括基座机构，大臂机构和小臂机构；所述大臂机构和小臂机构设置在所述基座机构上，所述执行末端设置在所述小臂上。本实用新型专利技术能够实现仿人矸石分拣动作；在满足将矸石移至皮带机边缘掉落的工况下，尽可能减少不必要的运动，以节省电费和减少零部件磨损；大臂和小臂采用轻质材料制造，具有较小转动惯量；具有更高的精度、灵活性、分拣效率及更广的应用前景。

A Heavy Load Manipulator and Sorting System

【技术实现步骤摘要】
一种大负载机械手及分拣系统
本技术涉及机器人
，具体涉及一种大负载机械手及分拣系统。
技术介绍
在我国传统的煤矿生产中，由于地质结构的变化，煤炭采区都存在断层和煤层变化，会造成大量矸石随同煤炭一起进入生产系统被运输系统运至地面。一般情况下，带有矸石的原煤先到达选矸车间，经振动筛分机筛分后，大于一定尺寸粒度的矸石及煤块将进入输送皮带机。目前地面煤矸分离以人工选矸方式为主。人工选矸是由站在输送皮带机两侧的工人通过人工来判断煤与矸石，并手动拣选矸石或煤炭，矸石分拣往往伴随着粉尘、潮湿、振动、噪声等严重的环境污染问题。煤矿企业职工长期在这样的环境下工作，不仅劳动强度大，生产效率低，经常会出现漏选的情况；而且还是矽肺等职业病高发群体，严重危害人的身心健康。目前，现有技术中已经存在开始使用机械手来代替部分矿工的工作，减轻矿工劳动强度，节省人力，但是目前现有技术中的大多数机械手都是通过抓手将矿石抓取，矸石的尺寸分布比较广泛，从150mm-1200mm不等，对于一些不规则的矿石材料则难以抓紧，抓取过程中易出现材料脱落的现象，具有一定的安全隐患；并且不适用于大块矸石的抓取，采用单一抓手难以完成矸石分拣的任务。同时上述机械手一般尺寸都很大而且笨重导致制造成本高，组装困难，控制方式复杂。因此，设计一种能真正代替人工选矸的具有大负载能力、机动灵活的机械手及分拣系统，以解决人工选矸劳动强度大、生产效率低下、严重危害身心健康的问题，从而提高矸石分拣效率，保证煤炭的产量，具有很大的社会价值和经济价值。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的在于针对上述
技术介绍
中的缺陷和不足，提供一种大负载、机动灵活、结构简单、分拣效率高及控制简单的机械手及分拣系统，可以实现较大块径的矸石分选。同时该机械手及分拣系统制造简单、成本较低、便于大规模生产应用。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：本技术提供一种大负载机械手，包括两个平面关节型机械臂和分拣手机构，所述分拣手机构将两个所述平面关节型机械臂的执行末端进行连接；所述平面关节型机械臂包括基座机构，大臂机构和小臂机构；所述大臂机构和小臂机构设置在所述基座机构上，所述执行末端设置在所述小臂上；所述分拣手机构包括第一连杆，转接件和回转筒；两个所述第一连杆设置在所述回转筒的两端，分别通过所述转接件与所述回转筒连接；所述转接件包括两个错开垂直布置的第一轴孔和第二轴孔；所述回转筒设置在所述转接件的第一轴孔中，可绕所述第一轴孔的轴线转动；两个所述第一连杆的一端分别与所述转接件的第二轴孔铰接，并可相对所述第二轴孔的轴线转动；所述第一连杆的另一端分别与两个所述平面关节型机械臂的执行末端铰接。进一步地，所述分拣手机构还包括执行杆，第一固定块，第二固定块和止挡件；多个所述执行杆均布在所述回转筒上，所述执行杆穿过所述回转筒，所述执行杆在所述回转筒之外部分的一端设置有第一固定块，另一端设置有第二固定块；所述止挡件与所述回转筒平行设置，所述止挡件的两端分别与两个所述转接件固连，通过所述第一固定块，对所述执行杆进行转动止挡。进一步地，两个所述平面关节型机械臂的基座机构通过结构件连接，两个所述平面关节型机械臂的执行末端位于同一水平面上。进一步地，所述基座机构包括安装基板，连接支撑架和电机安装壳体；所述电机安装壳体固连在所述安装基板上部；所述安装基板固连在所述连接支撑架上，所述平面型关节机械臂通过所述连接支撑架固定安装。进一步地，所述大臂机构包括大臂电机，大臂减速器，第一齿轮，第二齿轮，大臂轴，大臂轴承座和大臂；所述大臂电机的输出轴与所述大臂减速器的输入端连接，并通过所述大臂减速器固定在所述电机安装壳体上；所述大臂减速器的输出端伸入所述电机安装壳体内，所述大臂减速器的输出轴上固连有第一齿轮；与所述第一齿轮啮合传动的第二齿轮固连在所述大臂轴的一端，所述大臂轴的另一端穿过所述安装基板上的通孔后，与所述大臂传动连接。进一步地，所述大臂轴为中空轴；所述大臂通过螺钉和/或定位销在所述大臂轴上定位；所述大臂轴承座安装在所述安装基板上与所述电机安装壳体相对的一侧，所述大臂轴承座的两端设置有轴承孔一，所述轴承孔一内设置有轴承。进一步地，所述小臂机构包括小臂电机，小臂减速器，小臂第一轴，第一同步带轮，第二同步带轮，小臂第二轴和小臂；所述小臂电机的输出轴与所述小臂减速器的输入端连接，并通过所述小臂减速器固定在所述电机安装壳体上；所述小臂减速器的输出端伸入到所述电机安装壳体内，所述小臂减速器的输出轴伸入到所述小臂第一轴的一端的中空孔内传动连接；所述小臂第一轴的另一端穿过所述大臂轴，与所述第一同步带轮固连；所述大臂轴两端设置有轴承孔二，所述轴承孔二内设置有轴承。进一步地，所述小臂第二轴通过轴承支撑设置在所述大臂上与大臂轴相对的一侧，所述小臂第二轴与所述小臂传动连接，所述小臂通过螺钉和/或定位销在所述小臂第二轴上定位；所述小臂第二轴伸出所述大臂的一端固连有所述第二同步带轮，所述第一同步带轮与所述第二同步带轮通过同步带传动连接。进一步地，所述小臂机构还包括末端轴，执行末端和防护罩；所述末端轴通过轴承支撑设置在所述小臂上与小臂第二轴相对的一侧，所述末端轴与所述执行末端固连；所述执行末端可相对所述小臂转动；所述小臂电机与所述大臂电机平行设置，所述小臂第一轴与所述大臂轴同轴设置。进一步地，当两个所述执行末端之间的距离等于回转筒的长度时，所述执行杆位于最低工作姿态；当两个所述执行末端之间的距离等于回转筒和两个第一连杆的长度之和时，执行杆位于最高工作姿态。本技术还提供一种包含上述大负载机械手的分拣系统，所述分拣系统包括龙门架，大负载机械手，输送皮带机和收集装置；所述龙门架包括升降梁和支撑梁，所述升降梁可相对所述支撑梁进行上下移动；两个所述大负载机械手分别设置在所述升降梁上的两侧；两个所述大负载机械手下方设置有输送皮带机，所述输送皮带机两侧分别设置有收集装置，所述收集装置与所述大负载机械手对应布置，用于承接所述大负载机械手分拣拨下的物料。进一步地，所述物料为矸石；所述矸石的粒径为100mm~1200mm；重量为10kg~100kg。本技术提供的大负载机械手及分拣系统与现有技术相比，有益效果在于：本技术提供的大负载机械手结构紧凑、有利于生产加工，降低生产成本；易于装配和控制。同时该大负载机械手制造简单，成本较低，便于大规模生产应用。本技术提供的大负载机械手的末端执行机构具有四个自由度，能够实现仿人矸石分拣动作；在满足将矸石移至皮带机边缘掉落的工况下，尽可能减少不必要的运动，以节省电费和减少零部件磨损；大臂和小臂采用轻质材料制造，具有较小转动惯量；具有更高的精度、灵活性、分拣效率及更广的应用前景。本技术提供的大负载机械手的整个电气部分安装在主体机械上方，机械手运行过程中电缆基本不动，可减小漏电风险；通过采用机电分割的设计方案，使得整个机械手系统可以在高灰尘的工作环境下可靠地运行，能够适应恶劣环境的同时还具有更好的鲁棒性。本技术提供的分拣系统可适应不同大小矸石的分拣；尤其针对较大块径的矸石，更有处理优势。总之，本技术提出了一种结构简单、实用性强的大负载机械手及分拣系统，其在煤矿领域中具有广泛的应用前景本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大负载机械手，包括两个平面关节型机械臂和分拣手机构，所述分拣手机构将两个所述平面关节型机械臂的执行末端进行连接；其特征在于：所述平面关节型机械臂包括基座机构，大臂机构和小臂机构；所述大臂机构和小臂机构设置在所述基座机构上，所述执行末端设置在所述小臂机构上；所述分拣手机构包括第一连杆，转接件和回转筒；两个所述第一连杆设置在所述回转筒的两端，分别通过所述转接件与所述回转筒连接；所述转接件包括两个错开垂直布置的第一轴孔和第二轴孔；所述回转筒设置在所述转接件的第一轴孔中，可绕所述第一轴孔的轴线转动；两个所述第一连杆的一端分别与所述转接件的第二轴孔铰接，并可相对所述第二轴孔的轴线转动；所述第一连杆的另一端分别与两个所述平面关节型机械臂的执行末端铰接。

【技术特征摘要】
1.一种大负载机械手，包括两个平面关节型机械臂和分拣手机构，所述分拣手机构将两个所述平面关节型机械臂的执行末端进行连接；其特征在于：所述平面关节型机械臂包括基座机构，大臂机构和小臂机构；所述大臂机构和小臂机构设置在所述基座机构上，所述执行末端设置在所述小臂机构上；所述分拣手机构包括第一连杆，转接件和回转筒；两个所述第一连杆设置在所述回转筒的两端，分别通过所述转接件与所述回转筒连接；所述转接件包括两个错开垂直布置的第一轴孔和第二轴孔；所述回转筒设置在所述转接件的第一轴孔中，可绕所述第一轴孔的轴线转动；两个所述第一连杆的一端分别与所述转接件的第二轴孔铰接，并可相对所述第二轴孔的轴线转动；所述第一连杆的另一端分别与两个所述平面关节型机械臂的执行末端铰接。2.根据权利要求1所述的大负载机械手，其特征在于：所述分拣手机构还包括执行杆，第一固定块，第二固定块和止挡件；多个所述执行杆均布在所述回转筒上，所述执行杆穿过所述回转筒，所述执行杆在所述回转筒之外部分的一端设置有第一固定块，另一端设置有第二固定块；所述止挡件与所述回转筒平行设置，所述止挡件的两端分别与两个所述转接件固连，通过所述第一固定块，对所述执行杆进行转动止挡。3.根据权利要求2所述的大负载机械手，其特征在于：两个所述平面关节型机械臂的基座机构通过结构件连接，两个所述平面关节型机械臂的执行末端位于同一水平面上。4.根据权利要求3所述的大负载机械手，其特征在于：所述基座机构包括安装基板，连接支撑架和电机安装壳体；所述电机安装壳体固连在所述安装基板上部；所述安装基板固连在所述连接支撑架上，所述平面关节型机械臂通过所述连接支撑架固定安装。5.根据权利要求4所述的大负载机械手，其特征在于：所述大臂机构包括大臂电机，大臂减速器，第一齿轮，第二齿轮，大臂轴，大臂轴承座和大臂；所述大臂电机的输出轴与所述大臂减速器的输入端连接，并通过所述大臂减速器固定在所述电机安装壳体上；所述大臂减速器的输出端伸入所述电机安装壳体内，所述大臂减速器的输出轴上固连有第一齿轮；与所述第一齿轮啮合传动的第二齿轮固连在所述大臂轴的一端，所述大臂轴的另一端穿过所述安装基板上的通孔后，与所述大臂传动连接。6.根据权利要求5所述的大负载机械手，其特征在于：所述大臂轴为中空轴；所述大臂通过螺钉和/或定位销在所述大臂轴上定位；所述大臂轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾瑞清，张钧嘉，高鹏，谢明佐，周东旭，王乾，涂俊，王磊，
申请(专利权)人：北京勤牛创智科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11