多功能选矸机器人手爪系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多功能选矸机器人手爪系统，包括连接支架、基座、多连杆手爪、气缸、伺服电机以及传动机构；连接支架与外部机器人相连接，基座安装在连接支架上，多连杆手爪通过传动机构与基座相连接，气缸的固定端连接在连接支架上，气缸的伸缩端连接在多连杆手爪上，伺服电机安装在基座上，伺服电机的输出轴与传动机构相连接。该多功能选矸机器人手爪系统，实现抓取、拨离与协同抱取功能，各功能状态之间可快速切换，以适应现场实际应用工况的需求，兼顾分拣精度与分拣效率。兼顾分拣精度与分拣效率。兼顾分拣精度与分拣效率。

【技术实现步骤摘要】
多功能选矸机器人手爪系统


[0001]本专利技术涉及选矸机器人手爪的
，尤其是一种多功能选矸机器人手爪系统。

技术介绍

[0002]采用智能选矸机器人实现矸石的分拣日渐成为主流发展方向，而机器人末端的手爪作为分拣矸石的执行机构，对矸石的分拣方式、精度与效率具有重要影响。目前选矸机器人分拣矸石的常用方式有抓取与拨离两种，两种分拣方式各有优缺点。
[0003]现有选矸机器人抓取方式的优点为分拣精度高；缺点为：1、手爪占用的作业空间较大，在煤与矸石分布密集的情况下，手爪下放时容易与煤或矸石发生碰撞；2、对机器人的承载能力要求高。
[0004]现有选矸机器人拨离方式的优点为对机器人的承载能力要求较低；缺点为：1、需要实时规划拨离路径；2、在煤块与矸石分布密集的情况下，容易将煤块一起拨离，影响分拣精度，造成煤块的浪费。
[0005]在现场条件允许的情况下，机器人分拣系统常常会增加分列装置，将煤块与矸石流分成两列，便于进行抓取或拨离，而现场常常会存在煤块与矸石分布密集的应用场景，采用单一的抓取或拨离方式很难达到理想效果。另外，虽然现有技术中已有抓拨一体式手爪，且抓拨一体式手爪也弥补了单一分拣方式的一些不足，但是抓拨一体式手爪仍存在或结构复杂笨重，或抓取不牢的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0007]为此，本专利技术提出一种多功能选矸机器人手爪系统，实现抓取、拨离与协同抱取功能，各功能状态之间可快速切换，以适应现场实际应用工况的需求，兼顾分拣精度与分拣效率。
[0008]根据本专利技术实施例的多功能选矸机器人手爪系统，包括连接支架、基座、多连杆手爪、气缸、伺服电机以及传动机构；连接支架与外部机器人相连接，基座安装在连接支架上，多连杆手爪通过传动机构与基座相连接，气缸的固定端连接在连接支架上，气缸的伸缩端连接在多连杆手爪上，伺服电机安装在基座上，伺服电机的输出轴与传动机构相连接。
[0009]本专利技术的有益效果是，本专利技术的选矸机器人手爪系统可实现抓取、拨离与协同抱取功能，各功能状态之间可快速切换，以适应现场实际应用工况的需求，兼顾分拣精度与分拣效率；多连杆手爪的功能状态变换结构不仅简单实用，还十分可靠；多连杆手爪的占用空间小，在手爪下放时，可最大限度减小碰撞矸石或煤块的概率；双机器人手爪协同抱取分拣方式，为大型矸石的分拣提供了一种新思路。
[0010]根据本专利技术一个实施例，多连杆手爪包括四个平行四边形连杆机构，四个平行四边形连杆机构矩阵式分布；在四个平行四边形连杆机构中，设定位于前后方向上的两个平
行四边形连杆机构相同，设定位于左右方向上的两个平行四边形连杆机构为对称式结构。
[0011]根据本专利技术一个实施例，位于左右方向上的两个平行四边形连杆机构之间的连接是通过第一连杆连接轴与传动机构的蜗轮轴实现的。
[0012]根据本专利技术一个实施例，平行四边形连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆以及第四连杆；第一连杆与第四连杆平行布置，第二连杆与第三连杆平行布置。
[0013]根据本专利技术一个实施例，第一连杆与第三连杆之间、第三连杆与第四连杆之间、第二连杆与第四连杆之间均通过销轴进行连接；第一连杆与蜗轮轴相连，且第一连杆绕蜗轮轴旋转；第二连杆与蜗轮轴相连，且第二连杆随蜗轮轴一同转动。
[0014]根据本专利技术一个实施例，还包括电机安装板，电机安装板安装在基座上，伺服电机安装在电机安装板上。
[0015]根据本专利技术一个实施例，传动机构还包括第一滑动轴承、蜗轮、蜗杆轴、第二滑动轴承、蜗杆以及第三滑动轴承；第一滑动轴承固定在基座上，蜗轮轴穿过第一滑动轴承与基座相连，蜗轮与蜗轮轴相连并随蜗轮轴一同转动，第二滑动轴承固定在电机安装板上，第三滑动轴承固定在基座上，蜗杆轴穿过第二滑动轴承、第三滑动轴承连接在基座与电机安装板之间，蜗杆与蜗杆轴相连并随蜗杆轴一同转动，蜗轮与蜗杆配合实现蜗轮蜗杆传动。
[0016]根据本专利技术一个实施例，传动机构还包括定位环，定位环固定在蜗杆轴上用于限制蜗轮的轴向移动。
[0017]根据本专利技术一个实施例，传动机构还包括第二轴套和第三轴套，第二轴套和第三轴套穿在蜗杆轴上用于限制蜗杆轴向移动。
[0018]根据本专利技术一个实施例，传动机构还包括第一轴套，第一轴套套装在蜗轮轴上用来限制第一连杆、第二连杆的轴向移动。
[0019]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0020]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术多功能选矸机器人手爪系统的整体结构示意图；
[0023]图2是本专利技术中多连杆手爪的结构示意图；
[0024]图3是本专利技术中传动机构的结构示意图；
[0025]图4是本专利技术中气动机构的原理图；
[0026]图5是抓取模式时手爪初始状态示意图；
[0027]图6是抓取模式时手爪抓取状态示意图；
[0028]图7是拨离模式时手爪工作状态示意图；
[0029]图8是协同抱取模式时手爪初始状态示意图；
[0030]图9是协同抱取模式时手爪协同抱取状态示意图；
[0031]图10是手爪分拣功能变换控制流程图。
[0032]图中的标号为：1、连接支架；2、基座；3、多连杆手爪；4、气缸；5、伺服电机；6、传动机构；7、电机安装板；8、防护板；31、第一连杆；32、第二连杆；33、第三连杆；34、第四连杆；35、销轴；36、第一连杆连接轴；61、蜗轮轴；62、第一滑动轴承；63、第一轴套；64、蜗轮；65、定位环；66、蜗杆轴；67、第二滑动轴承；68、蜗杆；69、第二轴套；610、第三滑动轴承；611、第三轴套。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“一侧”、“另一侧”、“两侧”、“之间”、“中部”、“上端”、“下端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能选矸机器人手爪系统，其特征是：包括连接支架(1)、基座(2)、多连杆手爪(3)、气缸(4)、伺服电机(5)以及传动机构(6)；所述连接支架(1)与外部机器人相连接，所述基座(2)安装在连接支架(1)上，所述多连杆手爪(3)通过所述传动机构(6)与基座(2)相连接，所述气缸(4)的固定端连接在连接支架(1)上，气缸(4)的伸缩端连接在多连杆手爪(3)上，所述伺服电机(5)安装在基座(2)上，伺服电机(5)的输出轴与传动机构(6)相连接。2.根据权利要求1所述的多功能选矸机器人手爪系统，其特征是：所述多连杆手爪(3)包括四个平行四边形连杆机构，所述四个平行四边形连杆机构矩阵式分布；在所述四个平行四边形连杆机构中，设定位于前后方向上的两个平行四边形连杆机构相同，设定位于左右方向上的两个平行四边形连杆机构为对称式结构。3.根据权利要求2所述的多功能选矸机器人手爪系统，其特征是：位于左右方向上的两个平行四边形连杆机构之间的连接是通过第一连杆连接轴(36)与所述传动机构(6)的蜗轮轴(61)实现的。4.根据权利要求3所述的多功能选矸机器人手爪系统，其特征是：所述平行四边形连杆机构包括第一连杆(31)、第二连杆(32)、第三连杆(33)以及第四连杆(34)；所述第一连杆(31)与所述第四连杆(34)平行布置，所述第二连杆(32)与所述第三连杆(33)平行布置。5.根据权利要求4所述的多功能选矸机器人手爪系统，其特征是：所述第一连杆(31)与第三连杆(33)之间、第三连杆(33)与第四连杆(34)之间、第二连杆(32)与第四连杆(34)之间均通过销轴(35)进行连接；第一连杆(31)与蜗轮轴(61)相连，且第一连杆(31)绕蜗轮轴(61)旋转；第二连杆(32)与蜗轮轴(61)相连，且第二连杆(32)随蜗...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟海波，周李兵，谭磊，黄小明，莫海峰，张袁浩，王超凡，李龙，徐铭，
申请(专利权)人：中煤科工集团常州研究院有限公司，
类型：发明
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