一种货运火车车厢清扫机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种货运火车车厢清扫机器人，包括单边平行移动装置、可移动设置在单边平行移动装置上的六自由度清扫机械臂、负压吸附系统、蛟龙输送装置、驱动装置和总控制处理器，共同配合完成余料清理的扫吸卸料过程；在单桥架平行移动装置滑轨前端设置有车厢定位传感装置，可用于待清扫车厢定位；设置在六自由度清扫机械臂防撞模组，进行反馈防撞机制；设置在待清扫车厢正上方的监视器，可以时时获取车厢内壁余料清扫情况图像。本发明专利技术货运火车车厢清扫机器人余料清扫效率高、安全性强。安全性强。安全性强。

【技术实现步骤摘要】
一种货运火车车厢清扫机器人


[0001]本专利技术属于清理设备
，涉及一种货运火车车厢清扫机器人。
技术背景
[0002]煤炭、铁矿石等原料采用货运火车运输方式在跨区域长距离运输到达目的地，经翻车机完成原料卸车后，仍有部分余料残留在车厢表面，若不及时清理，既造成能源浪费，也会增加运输成本，不符合铁路部门对车皮的管理要求。目前，车厢余料主要依靠人工清扫，人工清扫一节空车厢通常用时在15分钟以上，工作效率低，劳动强度大，且影响卸车效率，且清扫人员需要不断攀爬处翻阅车厢，安全风险较高。同时，工作现场粉尘、噪音较大，对现场工作人员身体健康产生极大危害。
[0003]中国专利申请(CN111762131 A)公开了一种一种空车线智能清车厢系统及其清扫方法，其方法存在的缺陷体现在：1.总控制器发送指令至第一连杆机构和第二连杆机构对应的驱动缸的控制装置并且发送指令至第一料斗和第二料斗对应的料斗驱动缸的控制装置，使得第一连杆机构带动水平滚刷贴靠待清扫车厢的内底面，第二连杆机构带动立式滚刷贴靠待清扫车厢的两边内侧面，同时第一料斗的入料口朝向水平滚刷，第二料斗的入料口背离水平滚刷，清扫作业时，第一料斗收集清扫的物料，第二料斗的尖端结构将待清扫车厢的内底面上的物料铲入第二料斗中。但在实际过程中，由于室外环境条件复杂多变，仅通过物料自然沉降和铲动式方式回收余料，易造成车厢余料回收不彻底，残余料较多，影响车厢清扫效率。2.该专利技术中采用双轨桥式传动，桥架滑轨通过前端立柱和后端立柱支撑，桥架滑轨布置在待清扫车厢的空车轨道线的两侧，这样待清扫车厢可以运动至两个桥架滑轨之间，清车厢装置位于待清扫车厢上方。双轨道建造成本高，体形大，需要在车轨俩侧都要铺设轨道，在一些轨道间距较窄的煤矿或码头无法应用此设备。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种货运火车车厢清扫机器人，结构紧凑清扫过程无需人工干预，自动化程度高、清扫效率高、清扫效果好、故障率低。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案。
[0006]一种货运火车车厢清扫机器人，包括：
[0007]单边平行移动装置，通过固定轨道铺设于待清扫车厢一侧地面上，包括：与沿待清扫车厢轨道延伸方向相平行的固定轨道、可在固定轨道上平行移动的搭载平台、提供动力的移动伺服电机、用于力矩传输的齿轮齿条传动装置；
[0008]六自由度清扫机械臂，由下基座设置于搭载平台的上前端；包括：下基座通过回转支撑关节连接上基座；横臂与上基座联接并可其回转；同时横臂可由水平电缸实现伸缩运动；竖臂与横臂通过第一旋转关节连接，竖臂与前臂执行机构可由竖直电缸实现竖直方向的伸缩运动，竖臂与前臂执行机构通过第二旋转关节连接，前臂执行机构通过旋转辊连接竖直滚刷(26)和水平滚刷；
[0009]负压吸附系统，设置于搭载平台上面且靠近六自由度清扫机械臂的位置，包括：吸料管道、负压离心电机、料仓；吸料管道与六自由度清扫机械臂联接，可随六自由度清扫机械臂进行移动；负压离心电机高速旋转使料仓内产生负压，配合将六自由度清扫机械臂扫落的料渣经吸料管道进入料仓进行暂时存储；安装在搭载平台的负压离心电机和料仓，负压离心电机和料仓通过滤网管道进行连接；
[0010]防撞模组，包括设置在六自由度清扫机械臂肘臂端不同位置面的多个激光传感器，用于检测车厢不同面的距离信息传输给总控制处理器进行信息处理，包括清扫定位，使竖直滚刷和水平滚刷与车厢的侧面和底面进行适当贴合；也可在清扫过程中，当车厢变形过大或有异物入侵时，总控制处理器可以控制六自由度清扫机械臂进行避让，防止被损坏。
[0011]进一步的，还包括一个位于搭载平台后端和料仓底部的蛟龙输送装置，其包括一个安装在料仓卸料口处一侧的卧式卸料电机，卧式卸料电机通过第二联轴器与在卸料管道内蛟龙旋转叶片相连。
[0012]进一步的，还包括设置于固定轨道前端的车厢定位传感器和设置于车厢定位传感器底部的电控挡车器，车厢定位传感器、电控挡车器分别与一个总控制处理器通讯连接。
[0013]进一步的，监视器设置于待清扫车厢的正后方，用于采集车厢中的散料密度信息。
[0014]进一步的，所述的单边平行移动装置的固定轨道通过锚栓固定于地面，固定轨道与搭载平台进行轨道梯形牙配合连接。
[0015]进一步的，所述的搭载平台两侧安装有移动伺服电机；移动伺服电机利用第一联轴器与齿轮连接，通过驱动装置进行驱动；齿轮与齿条进行配合连接。
[0016]与现有的技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0017]1.本专利技术其结构设计合理紧凑，可以在火车运输矿石等物料通过翻车机卸车后进行车厢内残余物料清理时，用智能、高效、环保的火车车厢清扫机器人取代人工清理，清扫过程无需人工干预，自动化程度高、清扫效率高、清扫效果好、故障率低。
[0018]2.本专利技术设置有负压吸附系统，其吸料管道与六自由度清扫机械臂通过套箍进行套接，可随六自由度清扫机械臂进行旋转运动，负压离心电机高速旋转使料仓内产生负压，适时配合将六自由度清扫机械臂扫落的料渣经吸料管道进入料仓进行暂时存储。克服了CN111762131A仅通过物料自然沉降和铲动式方式回收余料，易造成车厢余料回收不彻底，残余料较多，影响车厢清扫效率。还配置了手动蝶阀，可手动开启，吸料口可插吸料软管，对余料清扫不彻底且面积较小的位置，直接切换手动模式清理，节省电能源。自动与手动两种模式的切换，进一步提高本专利技术的方便性与实用性。
[0019]3.本专利技术采用单边平行移动装置，不仅所占的地面面积小，而且垂直空间亦较小，建设成本低。其轨道直接铺设在车厢轨道一侧地面上，适应性强，稳定性高。克服了CN111762131A中桥架滑轨通过前端立柱和后端立柱支撑，清车厢装置位于待清扫车厢上方，其建造成本高，体形大，需要在车轨俩侧都要铺设轨道，在一些轨道间距较窄的煤矿或码头无法应用此设备的弊端。
[0020]4.本专利技术还设置了防撞模组，通过将激光传感器设置于六自由度清扫机械臂的肘臂端的不同位置面，在工作过程中，时时检测到车厢不同面的距离信息并传输给总控制处理器进行信息处理，形成一种反馈机制，不仅可以使六自由度清扫机械臂进入车厢后，总控制处理器进行传感器信息处理后通过控制竖直电缸和水平电缸的伸缩，使竖直滚刷和水平
滚刷与待清扫车厢的侧面和底面进行适当贴合，进行起始定位，而且在清扫工作过程中，传感器不断检测到车厢不同面的距离信息，并把距离信息传输给总控制处理器，当车厢变形过大或有异物入侵时，总控制处理器可以控制六自由度清扫机械臂的各个电机，产生避让动作，防止损坏六自由度清扫机械臂。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的一种实施例的结构示意图。
[0022]图2为本专利技术的一种实施例的结构俯视图。
[0023]图3为本专利技术的一种实施例的结构侧视图。
[0024]图4为本专利技术的一种实施例的负压吸附系统结构示意图。
[0025]图5为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种货运火车车厢清扫机器人，其特征在于，包括：单边平行移动装置(37)，通过固定轨道(38)铺设于待清扫车厢一侧地面上，包括：与沿待清扫车厢轨道延伸方向相平行的固定轨道(38)、可在固定轨道(38)上平行移动的搭载平台(21)、提供动力的移动伺服电机(40)、用于力矩传输的齿轮齿条传动装置；六自由度清扫机械臂(23)，由下基座(9)设置于搭载平台(21)的上前端；包括：下基座(9)通过回转支撑关节(41)连接上基座；横臂(1)与上基座(10)联接并可其回转；同时横臂(1)可由水平电缸(2)实现伸缩运动；竖臂(29)与横臂(1)通过第一旋转关节(3)连接，竖臂(29)与前臂执行机构(33)可由竖直电缸(31)实现竖直方向的伸缩运动，竖臂(29)与前臂执行机构(33)通过第二旋转关节(32)连接，前臂执行机构(33)通过旋转辊连接竖直滚刷(26)和水平滚刷(34)；负压吸附系统，设置于搭载平台(21)上面且靠近六自由度清扫机械臂(23)的位置，包括：吸料管道、负压离心电机(8)、料仓(17)；吸料管道与六自由度清扫机械臂联接，可随六自由度清扫机械臂进行移动；负压离心电机高速旋转使料仓内产生负压，配合将六自由度清扫机械臂扫落的料渣经吸料管道进入料仓进行暂时存储；安装在搭载平台(21)的负压离心电机(8)和料仓(17)，负压离心电机(8)和料仓(17)通过滤网管道进行连接；防撞模组(5)，包括设置在六自由度清扫机械臂(23)肘臂端不同位置面的多个激光传感器，用于检测车厢不同面的距离信息传输给总控制处理器(7)进行信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：许静，任超凡，许杰，刘焱鑫，孙宁，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：