一种用于煤矿井下的机械手装置

    专利查询2025-12-06  14


    本发明涉及机械手领域,具体而言,涉及一种用于煤矿井下的机械手装置。


    背景技术:

    1、现有井下采煤主要依靠煤矿工人人工作业,效率低,劳动强度大,并且煤矿工人长期工作在潮湿、充满粉尘的恶劣环境里,长时间、高负荷工作,严重影响到他们的身体健康,甚至有生命危险。

    2、如中国专利cn110202562a中公开了一种一种用于煤矿井下的机械手装置,支撑柱的一端可转动地设置在底座上;大臂的一端与支撑杆的另一端通过第一销轴连接,第一油缸的缸筒端与支撑杆的侧壁轴连,第一油缸的活塞杆端与大臂连接;小臂的一端与大臂的另一端通过第二销轴连接,第二油缸的缸筒端与大臂轴连,第二油缸的活塞杆端与小臂的一端连接;手爪组件与小臂的另一端通过连接组件连接,连接组件包括:连接杆、第一电机驱动部和第二电机驱动部;手爪组件设置在连接杆上;第一电机驱动部用于驱动连接杆绕连接杆的中心转动;第二电机驱动部用于驱动连接杆在俯仰向转动。该装置既能发挥液压出力大的优点,又能减小爪部的体积和负载,控制灵活且精度高,但是在实际使用时发现,手爪组件设置在连接组件上,当手爪组件抓取不同重量的产物时,会导致连接组件与驱动臂连接位置的驱动机构产生不同的扭力,容易造成该位置的损坏,因此,我们对此做出改进,提出一种用于煤矿井下的机械手装置。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种用于煤矿井下的机械手装置,解决了抓取重物重量不同容易产生扭矩的问题。

    2、为了实现上述发明目的,本发明提供了一种用于煤矿井下的机械手装置,包括:

    3、底座,底部具有驱动轮可沿着水平面进行移动;

    4、机台,转动连接在底座上,通过布置在底座上的驱动机构驱动其进行度转动;

    5、支撑臂,转动连接在机台上,通过固定连接在机台上的驱动电机一驱动其转动;

    6、调节臂,转动连接在机台上,通过固定连接在机台上的驱动电机二驱动其转动;

    7、搬运臂,转动连接在支撑臂的顶部,尾端通过转动连接的连杆与调节臂转动连接;

    8、液压驱动臂,转动连接在支撑臂的中部,其输出端通过三角架与搬运臂转动连接;

    9、水平座,固定安装在三角架的前端,用于保持水平状态;

    10、角度调节部件,设置在水平座的前端,其内壁设置有横梁;

    11、滑动称重部件,滑动连接在横梁上通过磁驱动机构沿着横梁的长度方向滑动;

    12、搬运机械手,设置在滑动称重部件的底部用于煤矿产物的搬运。

    13、作为本发明优选的技术方案,所述驱动机构包括固定连接在底座上的驱动电机三,所述驱动电机三的输出端固定连接有驱动齿轮,所述驱动齿轮的外壁啮合有齿轮圈,所述齿轮圈与机台固定连接。

    14、作为本发明优选的技术方案,所述角度调节部件包括固定连接在水平座内壁的驱动电机四,所述驱动电机四的输出端固定连接有驱动带轮,所述驱动带轮的外壁啮合有同步带,所述同步带的一端啮合有从动带轮,所述从动带轮通过支轴一与横梁固定连接。

    15、作为本发明优选的技术方案,所述横梁包括两侧的滑轨,所述滑动称重部件通过顶部设置的滑轮组滑动连接在横梁两侧的滑轨上,所述滑轨的中部固定连接有导电条,所述滑动称重部件通过顶部固定连接的导电簧片与导电条电连接。

    16、作为本发明优选的技术方案,所述滑轨的内侧壁设置有n极和s极交替布置的电磁线圈,所述磁驱动机构为设置在滑动称重部件内部的四条超导磁体,当超导磁体输入直流电时滑动称重部件可沿着滑轨向两侧滑动,当超导磁体输入交流电时滑动称重部件可沿着滑轨向中心滑动。

    17、作为本发明优选的技术方案,所述滑轨的内侧壁还设置有限位组件,所述限位组件包括滑动安装在滑轨内部的卡杆,所述卡杆的底部固定连接有弹簧,所述弹簧与滑轨固定连接,所述滑轨的内侧壁还设置有电磁铁,所述卡杆上设置有与电磁铁相斥的磁铁块,当电磁铁通电时驱动卡杆伸出。

    18、作为本发明优选的技术方案,所述滑动称重部件的内侧壁还设置有卡块,当卡杆伸出时可限制卡块滑动,所述搬运机械手与滑动称重部件相连接的位置设置有称重模块。

    19、作为本发明优选的技术方案,所述搬运机械手包括设置在滑动称重部件内侧壁的机械手支架,所述机械手支架的侧壁铰接有连杆,所述机械手支架的底部铰接有夹持臂,所述连杆与夹持臂转动连接,所述机械手支架的中部还设置有电动推杆,所述电动推杆的输出端与夹持臂转动连接。

    20、与现有技术相比,本发明的有益效果:

    21、在本发明的方案中:

    22、1.通过底座、机台、支撑臂、调节臂、搬运臂、液压驱动臂和水平座的设置,支撑臂、调节臂、搬运臂和液压驱动臂可进行多角度的调节,同时还可通过驱动机构和角度调节部件驱动其进行转向,从而方便对产物进行搬运,保证了该装置既能发挥液压出力大的优点,又能减小爪部的体积和负载,控制灵活且精度高;

    23、2.通过滑动称重部件和搬运机械手的设置,滑动称重部件通过磁驱动机构驱动其沿着滑轨长度方向进行滑动,这样可进行不同位置的抓取,同时还可通过称重模块进行重量计算,当出现重力偏差较大时,磁驱动机构可驱动搬运机械手进行位移,通过改变动力臂和阻力臂的支点,以此来平衡该重力,从而达到降低扭力的目的,保证了设备的安全,同时还可通过限位组件限制滑动称重部件运动,保证搬运过程的安全性能,而且通过调节滑动称重部件的位置还可对不同间距的物体进行搬运,提高搬运效率。



    技术特征:

    1.一种用于煤矿井下的机械手装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿井下的机械手装置,其特征在于,所述驱动机构(3)包括固定连接在底座(1)上的驱动电机三(31),所述驱动电机三(31)的输出端固定连接有驱动齿轮(32),所述驱动齿轮(32)的外壁啮合有齿轮圈(33),所述齿轮圈(33)与机台(2)固定连接。

    3.根据权利要求1所述的一种用于煤矿井下的机械手装置,其特征在于,所述角度调节部件(5)包括固定连接在水平座(49)内壁的驱动电机四(51),所述驱动电机四(51)的输出端固定连接有驱动带轮(52),所述驱动带轮(52)的外壁啮合有同步带(53),所述同步带(53)的一端啮合有从动带轮(54),所述从动带轮(54)通过支轴一与横梁(6)固定连接。

    4.根据权利要求1所述的一种用于煤矿井下的机械手装置,其特征在于,所述横梁(6)包括两侧的滑轨(61),所述滑动称重部件(7)通过顶部设置的滑轮组(71)滑动连接在横梁(6)两侧的滑轨(61)上,所述滑轨(61)的中部固定连接有导电条(62),所述滑动称重部件(7)通过顶部固定连接的导电簧片(63)与导电条(62)电连接。

    5.根据权利要求4所述的一种用于煤矿井下的机械手装置,其特征在于,所述滑轨(61)的内侧壁设置有n极和s极交替布置的电磁线圈(67),所述磁驱动机构(8)为设置在滑动称重部件(7)内部的四条超导磁体(81),当超导磁体(81)输入直流电时滑动称重部件(7)可沿着滑轨(61)向两侧滑动,当超导磁体(81)输入交流电时滑动称重部件(7)可沿着滑轨(61)向中心滑动。

    6.根据权利要求5所述的一种用于煤矿井下的机械手装置,其特征在于,所述滑轨(61)的内侧壁还设置有限位组件,所述限位组件包括滑动安装在滑轨(61)内部的卡杆(64),所述卡杆(64)的底部固定连接有弹簧(65),所述弹簧(65)与滑轨(61)固定连接,所述滑轨(61)的内侧壁还设置有电磁铁(66),所述卡杆(64)上设置有与电磁铁(66)相斥的磁铁块,当电磁铁(66)通电时驱动卡杆(64)伸出。

    7.根据权利要求6所述的一种用于煤矿井下的机械手装置,其特征在于,所述滑动称重部件(7)的内侧壁还设置有卡块(72),当卡杆(64)伸出时可限制卡块(72)滑动,所述搬运机械手(9)与滑动称重部件(7)相连接的位置设置有称重模块。

    8.根据权利要求1所述的一种用于煤矿井下的机械手装置,其特征在于,所述搬运机械手(9)包括设置在滑动称重部件(7)内侧壁的机械手支架(91),所述机械手支架(91)的侧壁铰接有连杆(92),所述机械手支架(91)的底部铰接有夹持臂(93),所述连杆(92)与夹持臂(93)转动连接,所述机械手支架(91)的中部还设置有电动推杆(94),所述电动推杆(94)的输出端与夹持臂(93)转动连接。


    技术总结
    本发明提供了一种用于煤矿井下的机械手装置,涉及机械手领域,包括:底座,底部具有驱动轮可沿着水平面进行移动;机台,转动连接在底座上,通过布置在底座上的驱动机构驱动其进行度转动;支撑臂,转动连接在机台上,通过固定连接在机台上的驱动电机一驱动其转动;调节臂,转动连接在机台上,通过固定连接在机台上的驱动电机二驱动其转动。本发明滑动称重部件通过磁驱动机构驱动其沿着滑轨长度方向进行滑动,这样可进行不同位置的抓取,同时还可通过称重模块进行重量计算,当出现重力偏差较大时,磁驱动机构可驱动搬运机械手进行位移,通过改变动力臂和阻力臂的支点,以此来平衡该重力,从而达到降低扭力的目的,保证了设备的安全。

    技术研发人员:刘晓瑞,韩变枝,李江,李亮,檀瑞龙
    受保护的技术使用者:山西工程技术学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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