一种水泥库清库机器人制造技术

本实用新型专利技术公开一种水泥库清库机器人，其包括支承框架，支承框架呈横向放置的U形结构，支承框架顶部连接有钢丝绳，钢丝绳另一端伸出水泥库库顶连接卷扬机构，支承框架的顶板、底板两端均连接有支撑轮组件，支撑轮组件由支臂和支撑轮组成，支臂一端与支承框架通过关节铰接，关节由内置的伺服机构控制旋转，支臂另一端连接支撑轮；所述支承框架的底板上安装有PLC控制器、液压站，液压站通过液压油管与液压工作臂连接，液压工作臂端部连接有风镐；PLC控制器与液压工作臂、关节的伺服机构电连接，PLC控制器通过无线网关与远程终端连接。本实用新型专利技术能够安全高效地完成清库工作，降低清库成本，大大提高了清库效率，改善了工人的工作环境。

A kind of robot for cleaning cement warehouse

【技术实现步骤摘要】
一种水泥库清库机器人
本技术涉及粉料库清理
，尤其是涉及一种水泥库清库机器人。
技术介绍
水泥厂储库主要用于存放粉状物料，当储库使用一段时间后，粉状物料在水分和静电等外部因素的作用下，很容易粘结在库壁上，形成一层库壁挂料。这些挂料会随着时间的积累越变越厚，不但导致储库容积的下降，而且当库壁挂料厚到一定程度后还会自动脱落，阻塞下料器造成储库无法排料，生产中断，大大影响了企业的正常生产，给企业带来直接的经济损失。因此水泥生产企业的水泥库在使用一段时间后需要派人进入储库进行清水泥库作业，将水泥库内部的水泥积块清理干净，才能保证水泥厂的生产继续进行。目前，水泥厂储库的清理工作主要依靠人工进行，该方法不但作业效率低下，而且还容易造成安全事故。因此，采用机器代替人工进入储库完成清库工作迫在眉睫。但是由于储库都是封闭结构且空间巨大，如何设计一个轻巧的机械装置从库顶600×600mm的检修门放入，并能完成Φ18×57.5m库壁的清洁工作，成为了开发工作的难点。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的是提供一种功能完备、操作方便、环境适应性强的水泥库清库机器人。为实现上述专利技术目的，本技术采用如下技术方案：一种水泥库清库机器人，其包括支承框架，支承框架呈横向放置的U形结构，支承框架顶部连接有钢丝绳，钢丝绳另一端伸出水泥库库顶连接卷扬机构，支承框架的顶板、底板两端均连接有支撑轮组件，支撑轮组件由支臂和支撑轮组成，支臂一端与支承框架通过关节铰接，关节由内置的伺服机构控制旋转，支臂另一端连接支撑轮；所述支承框架的底板上安装有PLC控制器、液压站，液压站通过液压油管与液压工作臂连接，液压工作臂端部连接有风镐；PLC控制器与液压工作臂、关节的伺服机构电连接，PLC控制器通过无线网关与远程终端连接。所述的水泥库清库机器人，其支承框架上还安装有摄像头和照明灯，PLC控制器与摄像头和照明灯电连接。所述的水泥库清库机器人，其远程终端连接有控制手柄。由于采用如上所述的技术方案，本技术具有如下优越性：该水泥库清库机器人，其结构简单，设计合理新颖，操作方便，能够完全代替危险的人工操作，安全高效地完成清库工作，解决了人工清库所带来的人身安全问题以及在高粉尘环境下工作对工人的职业健康的不利影响，降低了清库成本，大大提高了清库效率，减轻了工人的劳动强度，大大改善了工人的工作环境，具有良好的推广应用价值以及市场前景。附图说明图1是本技术水泥库清库机器人的结构示意图；图2是本技术水泥库清库机器人折叠状态的结构示意图；图3是本技术水泥库清库机器人工作状态的结构示意图；图中：1－PLC控制器；2－无线网关；3－远程终端；4－控制手柄；5（a、b）－关节；6（a、b）－支臂；7（a、b）－支撑轮；8－顶板；9－液压工作臂；10－风镐；11－底板；12－液压站；13－侧板；14－摄像头；15－钢丝绳；16－水泥库的库壁；17－挂料。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的技术方案作进一步详细说明。如图1、2、3所示，该水泥库清库机器人，其包括支承框架，支承框架呈横向放置的U形结构，支承框架顶部连接钢丝绳15一端且钢丝绳此端散开形成若干股与支承框架的顶板8有多个连接点，优选2～5股，以便于对支承框架稳固可靠的悬吊，钢丝绳另一端伸出水泥库库顶连接卷扬机构，支承框架的顶板8、底板11两端分别连接有第一支撑轮组件、第二支撑轮组件，第一支撑轮组件由支臂6a和支撑轮7a组成，支臂6a一端与支承框架的顶板8通过关节5a铰接，关节5a由内置的伺服机构控制旋转,另一端连接支撑轮7a；第二支撑轮组件由支臂6b和支撑轮7b组成，支臂6b一端与支承框架的底板11通过关节5b铰接，关节5b由内置的伺服机构控制旋转,另一端连接支撑轮7b；所述支承框架的底板11上安装有PLC控制器1、液压站12，液压站通过液压油管与液压工作臂9连接，液压工作臂端部连接有风镐10；支承框架的侧板13上还安装有摄像头14和照明灯，PLC控制器1与液压工作臂9、关节5a的伺服机构、关节5b的伺服机构、摄像头14和照明灯电连接，PLC控制器1与无线网关2之间通过以太网连接，无线网关与远程终端3之间通过无线通讯网络连接，远程终端连接有控制手柄4。上述的PLC控制器型号为S7-1500，无线网关的型号为USR-LG220-L。本技术水泥库清库机器人的工作过程：如图2所示，初始状态，PLC控制器1发出信号至通过关节5a、关节5b的伺服机构，使关节5a、关节5b的伺服机构分别驱动关节5a、关节5b旋转，使第一支撑轮组件、第二支撑轮组件均处于竖直状态，此时，机器人的截面最小，完全可以通过水泥库库顶600×600mm的检修门进入到水泥库内；进入到水泥库内后，PLC控制器发出信号，经由关节5a、关节5b的伺服机构控制关节5a、关节5b顺时针旋转90度，使第一支撑轮组件、第二支撑轮组件均处于图1中所示的水平状态，在重力的作用下，第一支撑轮组件、第二支撑轮组件的支撑轮7a、支撑轮7b会贴紧水泥库的库壁，这时机器人会通过摄像头对水泥库的库壁上的挂料情况进行视觉识别，通过PLC控制器控制关节5a、关节5b的伺服机构自动调整支撑轮7a、支撑轮7b的角度，确保机器人处于水平工作状态，如图3所示；当机器人进入工作状态后，摄像头14会将视野范围内的水泥库的库壁16实时画面通过无线网关2传送到远程操作站的远程终端3上并显示出来，然后人工通过实时画面操作控制手柄4，调整六自由度的液压工作臂9，使风镐10垂直向下并贴近水泥库的库壁16与挂料17的结合部位，此时，通过PLC控制器启动风镐，镐头不断向下冲击挂料使其不停的从库壁上脱离。在液压工作臂的运动范围内，机器人能够根据视频画面通过视觉识别算法判断需要清理的区域，由PLC控制器、远程的操作手柄对液压工作臂的姿态进行调整，控制液压工作臂的角度将风镐自动移到需要清理的区域上，利用风镐的冲击力将库壁挂料清洁干净；机器人的清库工作通过钢丝绳从上往下进行，当机器人附近区域内的挂料被清理完毕后，需要人工放下钢丝绳将机器人移动到一个新的未清理区域继续清理。以上所述仅为本技术的较佳实施例，而非对本技术的限制，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，凡依本技术申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本技术的专利保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥库清库机器人，其特征是：其包括支承框架，支承框架呈横向放置的U形结构，支承框架顶部连接有钢丝绳，钢丝绳另一端伸出水泥库库顶连接卷扬机构，支承框架的顶板、底板两端均连接有支撑轮组件，支撑轮组件由支臂和支撑轮组成，支臂一端与支承框架通过关节铰接，关节由内置的伺服机构控制旋转，支臂另一端连接支撑轮；所述支承框架的底板上安装有PLC控制器、液压站，液压站通过液压油管与液压工作臂连接，液压工作臂端部连接有风镐；PLC控制器与液压工作臂、关节的伺服机构电连接，PLC控制器通过无线网关与远程终端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种水泥库清库机器人，其特征是：其包括支承框架，支承框架呈横向放置的U形结构，支承框架顶部连接有钢丝绳，钢丝绳另一端伸出水泥库库顶连接卷扬机构，支承框架的顶板、底板两端均连接有支撑轮组件，支撑轮组件由支臂和支撑轮组成，支臂一端与支承框架通过关节铰接，关节由内置的伺服机构控制旋转，支臂另一端连接支撑轮；所述支承框架的底板上安装有PLC控制器、液压站，液压站通过液压油管与液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，刘俊，张波，师华东，柴俊峰，弯勇，袁龙，朱鹏飞，曲佳佳，赵虎，李文博，王应丽，王星星，
申请(专利权)人：中信重工机械股份有限公司，洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：河南;41