CN218808942U - 一种用于煤样转运小车的样桶转运机械手及样桶转运*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于煤样转运小车的样桶转运机械手，包括安装于煤样转运小车上方的运动模组，所述运动模组至少包括第一运动模组、第二运动模组和第三运动模组，所述第三运动模组设置在所述第二运动模组上，所述第二运动模组与第一运动模组相连，所述第二运动模组在第一运动模组上沿Y轴方向往复运动，所述第一运动模组沿X轴方向进行往复运动；还包括钩桶机构，所述钩桶机构设置在所述第三运动模组上并沿Z轴方向上下运动，所述第一运动模组、第二运动模组和第三运动模组相互配合实现样桶在X轴、Y轴和Z轴三个方向上的运动。本实用新型具有结构简单、可靠性高、兼容性好、环境适应性好等优点，能快速准确的实现样桶的转运。

Description

一种用于煤样转运小车的样桶转运机械手及样桶转运***

技术领域

本实用新型主要涉及采制样设备领域，特指一种用于煤样转运小车的样桶转运机械手及样桶转运***。

背景技术

目前在煤炭、矿物等的采制样领域，煤样桶需要从采样端运送到制样端，全程实现无人值守是亟需解决的问题。当距离较远(≥200m)时，主要采用转运小车运送，如图1所示，但是现有方案中转运小车在实现煤样桶的自动对接与自动进出桶，存在较多的技术问题与缺陷：

(1)转运小车与采样端辊筒输送单元之间要实现煤样桶的自动对接、自动进出桶，需要在车厢上设计一套复杂的辊筒输送单元，以实现样桶的自动进出；这就要求车厢内部需提供动力，将样桶输送出来，如采用辊筒线、皮带输送机、推移机构等，此动力需要较大功率，会导致车辆本身动力不足；

(2)车厢尾部需要设计辊筒输送机翻转机构，运送过程中翻转机构收起，车尾部卷闸门关闭，当车辆行至对接地点，样桶需自动进出时，此翻转机构需翻转下来对齐地面的辊筒输送单元；

(3)因转运小车需倒车对接地面辊筒线，无论是有人驾驶或者无人驾驶的小车，倒车过程中必然会出现一定的左右偏差，会使得样桶从车内辊筒线到采样端辊筒线输送过程中，出现无法对正、卡桶、进出桶失败等问题，为保证车厢内部辊筒线与地面的辊筒线精确对齐，又需要设计一段小车快捷对接模块，实现样桶的左右平移，来兼容车辆倒车左右偏差，保证自动对接的顺利完成；导致***更加复杂；

(4)样桶转运与对接方式要求车辆只能倒车对接，无法兼容其他的对接缺陷，如左右侧面对接、车辆停止倾斜角度过大等问题；

(5)对接方式要求车厢内辊筒线与地面的辊筒线大致在同一高度，车厢内的辊筒线与地面采样端的辊筒线之间出现少量的高度差，可翻转的辊筒段虽然能够兼容此偏差，但是此转运***设计之初，就对土建提出较高的要求，对接处车辆停放位置与地面高度需保证可允许偏差范围内，现有方案的环境适应性较差；

(6)现有方案要求车辆内样桶只能从尾部进出，辊筒线也只能沿着车辆前进的方案布局，对于现场土建布局较窄，车辆无法倒车入库的地方，此方案无法实现样桶自动转运，也无法兼容车辆侧面进出桶等方案。

实用新型内容

针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、可靠性高、兼容性好、环境适应性好、能快速准确的实现样桶自动转运的用于煤样转运小车的样桶转运机械手及样桶转运***。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于煤样转运小车的样桶转运机械手，包括安装于煤样转运小车上方的运动模组，所述运动模组至少包括第一运动模组、第二运动模组和第三运动模组，所述第三运动模组设置在所述第二运动模组上，所述第二运动模组与第一运动模组相连，所述第二运动模组在第一运动模组上沿Y轴方向往复运动，所述第一运动模组沿X轴方向进行往复运动；还包括钩桶机构，所述钩桶机构设置在所述第三运动模组上并沿Z轴方向上下运动，所述第一运动模组、第二运动模组和第三运动模组相互配合实现样桶在X轴、Y轴和Z轴三个方向上的运动。

作为本实用新型的进一步改进：所述运动模组上至少设有一个以上的检测机构，所述运动模组带动检测机构运动使检测机构扫描车厢轮廓以定位车厢内每个样桶的位置。

作为本实用新型的进一步改进：所述钩桶机构上至少设有一个挂钩。

作为本实用新型的进一步改进：所述挂钩为U形、V形或S形中任意一种或多种。

本实用新型提供了一种样桶转运***，包括如上所述的用于煤样转运小车的样桶转运机械手，还包括转运小车，所述用于煤样转运小车的样桶转运机械手设置在转运小车的上方，所述转运小车上设有用于放置样桶的车厢。

作为本实用新型的进一步改进：还包括采样端样桶输送单元，所述采样端样桶输送单元用于存放已完成采样的样桶或转运小车运输过来的空样桶。

作为本实用新型的进一步改进：还包括制样端合样归批单元，所述转运小车用于在所述采样端样桶输送单元和制样端合样归批单元之间进行样桶的转运。

作为本实用新型的进一步改进：所述转运小车的车厢底部设有用于定位样桶的限位凹槽。

作为本实用新型的进一步改进：所述限位凹槽由4个限位块或限位柱围设而成。

作为本实用新型的进一步改进：所述车厢的顶部设有电动卷闸门。

作为本实用新型的进一步改进：车厢左右设有可对开的闸门。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的用于煤样转运小车的样桶转运机械手，采用第一运动模组、第二运动模组和第三运动模组相互配合，将现有技术中样桶通过辊筒输送线水平运输方式改成机械手三个自由度的搬运方式，第三运动模组带动钩桶机构在垂直于地面的方向上(Z轴方向)运动，第一运动模组带动钩桶机构沿水平方向运动(X轴)、第二运动模组带动钩桶机构沿Y轴方向运动，从而实现样桶在三个自由度方向进行移动，动作灵活，钩桶位置精准；避免了转运小车与地面辊筒线之间物理连接，样桶无需水平输送到车厢内部；通过三个坐标方向搬运样桶，可大大降低转运小车停止平面与辊筒输送单元平面的高度偏差限制；可完全取消了以前的样桶左右偏移容错机构、车内翻转机构、车内辊筒输送机构等复杂的机构与控制；本实用新型的用于煤样转运小车的样桶转运机械手的结构更加简洁，样桶转运过程可靠性高，不易发生样桶卡滞或输送不顺畅等问题。

2、本实用新型的样桶转运***，样桶通过转运机械手能实现三个自由度方向上的运动，实现样桶在采样端样桶输送单元与转运小车车厢之间或制样端合样归批单元与转运小车车厢之间快速可靠准确的转运；且转运小车内部取消复杂的辊筒输送机构、翻转对接机构、动力机构等，仅在车厢底部设计可定位的样桶的限位凹槽，防止车辆运行过程中样桶移位或晃动。

3、本实用新型的样桶转运***，转运小车与地面的辊筒输送单元之间取消对接，即车辆停止位置没有严格的限制，大大降低了倒车的精准度的要求，大大降低了对于地面高度差的限制，同时也取消转运小车快捷对接模块，无需样桶左右平移容错机构，整个***结构更加简洁、样桶转运过程更加安全可靠。

附图说明

图1为现有技术中的样桶转运***的结构示意图。

图2为本实用新型的用于煤样转运小车的样桶转运机械手的立体结构图。

图3为本实用新型的用于煤样转运小车的样桶转运机械手的侧视图。

图4为本实用新型的样桶转运***的立体结构图。

图5为本实用新型的样桶转运***的俯视图。

图6为本实用新型的转运小车的立体结构图。

图例说明：

1、第一运动模组；2、第二运动模组；3、第三运动模组；4、钩桶机构；41、挂钩；100、转运小车；101、采样端样桶输送单元；102、制样端合样归批单元；103、限位凹槽。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“侧部”、“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图2至图3所示，本实施例公开了一种用于煤样转运小车的样桶转运机械手，包括安装于煤样转运小车上方的运动模组，运动模组至少包括第一运动模组1、第二运动模组2和第三运动模组3，第三运动模组3设置在第二运动模组2上，第二运动模组2与第一运动模组1相连，第二运动模组2在第一运动模组1上沿Y轴方向往复运动，第一运动模组1沿X轴方向进行往复运动；还包括钩桶机构4，钩桶机构4设置在第三运动模组3上并沿Z轴方向上下运动，第一运动模组1、第二运动模组2和第三运动模组3相互配合实现样桶在X轴、Y轴和Z轴三个方向上的运动。

需要说明的是，本实施例中，第一运动模组1、第二运动模组2和第三运动模组3的结构有多种形式，如气缸和直线导轨、电机和同步带轮、电机和丝杆螺母机构等等，三个方向的移动可分别采用多种动力机构，如步进电机驱动同步带机构来回往复运动，伺服电机驱动丝杆螺母机构来回往复运动，外接气源驱动气缸实现升降往复运动等，实现形式多种多样，只要满足能实现样桶在三个方向(XYZ轴)的移动即可。

本实施例中，机械手为三轴机器人，在其他实施例中，机械手可采用更高自由度的机器人来代替，如可采用四轴机器人、五轴机器人等，自由度越高，样桶的搬运过程越灵活，对于场地和环境的适应性越高。

本实施例的用于煤样转运小车的样桶转运机械手，采用第一运动模组1、第二运动模组2和第三运动模组3相互配合，将现有技术中样桶通过辊筒输送线水平运输方式改成机械手三个自由度的搬运方式，第三运动模组3带动钩桶机构4在垂直于地面的方向上(Z轴方向)运动，第一运动模组1带动钩桶机构沿水平方向运动(X轴)、第二运动模组2带动钩桶机构沿Y轴方向运动，从而实现样桶在三个自由度方向进行移动，动作灵活，钩桶位置精准；避免了转运小车100与地面辊筒线之间物理连接，样桶无需水平输送到车厢内部；通过三个坐标方向搬运样桶，可大大降低转运小车100停止平面与辊筒输送单元平面的高度偏差限制；完全取消了以前的样桶左右偏移容错机构、车内翻转机构、车内辊筒输送机构等复杂的机构与控制；本实用新型的用于煤样转运小车的样桶转运机械手的结构更加简洁，样桶转运过程可靠高，不易发生样桶卡滞或输送不顺畅等问题。

本实施例中，所述运动模组上至少设有一个以上的检测机构，所述运动模组带动检测机构运动使检测机构扫描车厢轮廓以定位车厢内每个样桶的位置。检测机构为距离传感器、红外传感器、激光传感器、超声波传感器、机器视觉传感器等一种或多种，通过传感器的扫描来判断车辆位置，进而定位样桶的放置坐标。在转运小车100到达对接位置后，运动模组带动检测机构运动在对接区域内扫描小车位置，进而标定出样桶取放的坐标，保证每次夹取样桶精准可靠，精度的标定可适应性强，多个对接位置坐标可以不一样，地面环境也可以不一样。

本实施例中，钩桶机构4上对称设有两个挂钩41，挂钩41的数量可以根据需要进行设置，且挂钩41的形状可以为U形、V形或S形或者其他形状。

本实施例中，转运小车100可以为有人驾驶小车或者无人驾驶小车，如采用无人驾驶小车，样桶从采样端到制样端实现了无人化智能转运；采用的运动模块均是成熟可靠的技术，取消了转运小车100与地面辊筒线之间的对接，对于场地的限制更小，样桶搬运动作更简洁、可靠，故障率更低。

实施例二

如图4至图6所示，本实施例公开了一种样桶转运***，包括如实施例一中所述的用于煤样转运小车的样桶转运机械手，还包括转运小车100，用于煤样转运小车的样桶转运机械手设置在转运小车100的上方，转运小车100上设有用于放置样桶的车厢。

本实施例中，样桶转运***还包括采样端样桶输送单元101和制样端合样归批单元102，采样端样桶输送单元101用于存放已完成采样的样桶或转运小车100运输过来的空样桶，转运小车100用于在采样端样桶输送单元101和制样端合样归批单元102之间进行样桶的转运。

本实施例中，转运小车100的车厢底部设有用于定位样桶的限位凹槽103。车厢内部底盘设计了与样桶底部相匹配的限位凹槽103，限位凹槽103的形状与样桶形状相适应；在其他实施例中，限位凹槽103由前后左右四个限位块或者四个的限位柱围设而成，形状可多种多样，只要保证样桶不发生左右晃动或倾翻即可。

本实施例中的样桶转运***，样桶通过转运机械手能实现三个自由度方向上的运动，解决了样桶的自动上下车问题，实现样桶在采样端样桶输送单元101与转运小车100车厢之间快速可靠准确的转运；且转运小车100内部取消复杂的辊筒输送机构、翻转对接机构、动力机构等，仅在车厢底部设计可定位的样桶的限位凹槽103，防止车辆运行过程中样桶移位或晃动；本实施例中的转运小车100的车厢内部结构简洁，无需动力机构设计，仅保留样桶凹槽限位；车厢成本大大降低，控制简单可靠，无需外部取电和信号控制等。

本实用新型的样桶转运***，转运小车100与地面的辊筒输送单元之间取消对接，即车辆停止位置没有严格的限制，大大降低倒车的精准度要求，大大降低了对于地面高度差的限制，同时也取消转运小车100快捷对接模块，无需样桶左右平移容错机构，整个***结构更加简洁、样桶转运过程更加可靠。

本实施例中，车厢的顶部设有电动卷闸门。采用的顶部电动卷闸门打开或关闭的结构形式，通过打开车厢的上部空间，使得运动模组上的钩桶机构4可以从转运小车100的竖直方向上自由取放样桶，能方便实现障碍物避让。在其他实施例中，车厢也可以采用左右可对开的闸门。

以无人驾驶的转运小车100为例，本实施例中的样桶转运***的工作流程如下：

(1)当采样端样桶输送单元101已经缓存有多个样桶时，无人转运小车100会在调度程序的控制下，自动行驶到此对接区域，用于煤样转运小车的样桶转运机械手可达地面区域即可；

(2)运动模组上装有检测机构，可向下扫描车厢轮廓，定位出车厢内部每个桶位的坐标，车厢顶部卷闸门打开，准备装卸样桶；

(3)运动模组上设计有钩桶机构4，运动到样桶位置，提起样桶把手，依次执行提升(Z轴)、平移(X轴、Y轴)动作，将样桶放置于车厢内的限位凹槽103内即可；

(4)运动模组放下样桶，依次重复上述动作，完成所有样桶的搬运装卸任务；

(5)无人转运小车100装载所有样桶，行驶到制样端合样归批单元102的对接区域，由制样端的运动模组参照(2)至(4)步骤，完成样桶的装卸任务。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于煤样转运小车的样桶转运机械手，其特征在于，包括安装于煤样转运小车上方的运动模组，所述运动模组至少包括第一运动模组(1)、第二运动模组(2)和第三运动模组(3)，所述第三运动模组(3)设置在所述第二运动模组(2)上，所述第二运动模组(2)与第一运动模组(1)相连，所述第二运动模组(2)在第一运动模组(1)上沿Y轴方向往复运动，所述第一运动模组(1)沿X轴方向进行往复运动；还包括钩桶机构(4)，所述钩桶机构(4)设置在所述第三运动模组(3)上并沿Z轴方向上下运动，所述第一运动模组(1)、第二运动模组(2)和第三运动模组(3)相互配合实现样桶在X轴、Y轴和Z轴三个方向上的运动。

2.根据权利要求1所述的用于煤样转运小车的样桶转运机械手，其特征在于，所述运动模组上至少设有一个以上的检测机构，所述运动模组带动检测机构运动使检测机构扫描车厢轮廓以定位车厢内每个样桶的位置。

3.根据权利要求1所述的用于煤样转运小车的样桶转运机械手，其特征在于，所述钩桶机构(4)上至少设有一个挂钩(41)。

4.根据权利要求3所述的用于煤样转运小车的样桶转运机械手，其特征在于，所述挂钩(41)为U形、V形或S形中任意一种或多种。

5.一种样桶转运***，其特征在于，包括如权利要求1至4任意一项所述的用于煤样转运小车的样桶转运机械手，还包括转运小车(100)，所述用于煤样转运小车的样桶转运机械手设置在转运小车(100)的上方，所述转运小车(100)上设有用于放置样桶的车厢。

6.根据权利要求5所述的样桶转运***，其特征在于，还包括采样端样桶输送单元(101)，所述采样端样桶输送单元(101)用于存放已完成采样的样桶或转运小车(100)运输过来的空样桶。

7.根据权利要求6所述的样桶转运***，其特征在于，还包括制样端合样归批单元(102)，所述转运小车(100)用于在所述采样端样桶输送单元(101)和制样端合样归批单元(102)之间进行样桶的转运。

8.根据权利要求5至7任意一项所述的样桶转运***，其特征在于，所述转运小车(100)的车厢底部设有用于定位样桶的限位凹槽(103)。

9.根据权利要求8所述的样桶转运***，其特征在于，所述限位凹槽(103)由4个限位块或限位柱围设而成。

10.根据权利要求5至7任意一项所述的样桶转运***，其特征在于，所述车厢的顶部设有电动卷闸门。

11.根据权利要求5至7任意一项所述的样桶转运***，其特征在于，车厢左右设有可对开的闸门。

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