CN103381970A

CN103381970A - 全自动机械手煤球搬运机

Info

Publication number: CN103381970A
Application number: CN 201210146955
Authority: CN
Inventors: 徐金鹏; 邢鹏达; 朱益
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-05
Filing date: 2012-05-05
Publication date: 2013-11-06

Abstract

本发明包括有一个机架，其上面有两个三自由度机械手，可以沿x、y、z轴方向移动。其中两z向导轨竖直平行安置在机架上，在z向导轨上有一个中拖板，可以沿z向导轨移动；两只x向导轨与中拖板上的滑块构成移动副，与z轴形成的平面垂直。中拖板上的步进电机A通过曲柄、连杆与小拖板(固定在两只x向导轨末端)铰接，从而形成偏置曲柄滑块机构。在x向导轨的末端安置一个小拖板，两只y向导轨安置在小拖板下面，并与x向导轨垂直放置。两只机械手固定在y向导轨的滑块下面，滑块上面固定一个步进电机B，步进电机B的输出轴上安装一个齿轮，在小拖板上下面安置齿条，机械手的运动通过步进电机B驱动齿轮齿条机构控制，机械手的开闭由电磁铁-弹簧控制。

Description

全自动机械手煤球搬运机

技术领域：

本发明涉及一种蜂窝煤球自动搬运机，尤其涉及一种圆形蜂窝煤自动搬运机。

背景技术：

在当前的农村中，农民取暖依然主要依靠煤炭、煤球等。煤球又分实心煤球和蜂窝煤球。其中蜂窝煤球又以原料广泛、成本低廉、使用方便、制作简单、燃烧效率高等优势而被广泛使用。在我国，蜂窝煤机是生产蜂窝煤的主要设备，该机是以处理好的煤泥作为原料，通过搅拌，冲压成蜂窝煤形状的成型蜂窝煤机设备。

煤泥经冲头冲压成蜂窝煤后，被传送带从冲模下方运出，然后用人工搬到车上并排列整齐；通常搬运工作是由两人完成的：一人一次从传送带上一次取下4-5块煤，然后放到车上，由车上的另外一人排列到其他部分，通常传送带和运输车的高度差为50-60厘米。煤球机每分钟能生产50-60块蜂窝煤，每块湿煤重1千克左右，所以人工搬运煤球是一项极费体力和时间的工作。

发明内容：

本发明的目的是提供一种全自动煤球搬煤机，此搬运机解决了人工搬运煤球劳动强度大，成本高的缺点。

此搬运机见(图1)由机械部分、探测反馈部分、及控制部分构成。机械部分由机架(1)、x向导轨(2)、y向导轨(3)、z向导轨(4)、滑块、齿轮(5)、齿条(6)、曲柄(7)、连杆、交流电机(8)、同步带(9)、同步带轮、步进电机(10、11)、机械手(12)组成。

其中：两z向导轨(4)竖直平行安置在机架上；两只x向导轨(2)与中拖板(19)上的滑块2(26)构成移动副，并与z向导轨构成的平面垂直；中拖板上的步进电机1(10)通过曲柄(7)、连杆与小拖板(20)(固定在两只x向导轨(2)末端)铰接，从而形成偏置曲柄滑块机构。因为偏置曲柄滑块机构具有急回速度特点，故可以节约回程时间；两只y向导轨(3)安置在小拖板(20)下方，并与x向导轨垂直放置；两只机械手固定在y向导轨的滑块1(25)上，从而可以沿y向导轨滑动；滑块1又与步进电机B(27)相连且步进电机安装在滑块的上面，步进电机的输出端安装齿轮(5)，与小拖板上的齿条(6)构成齿轮齿条机构，从而可以控制机械手沿y向导轨滑动。

机械手(12)如图2所示由铰链四杆机构组成，其中杆1(21)是原动件，并与电磁铁(16)的衔铁铰接，弹簧2(22)套在杆1(21)的外面，其作用是在电磁铁不通电时，让机械手张开。在构件1(23)的末端有两个可以伸缩的夹具(与构件1构成移动副)，其伸缩方向与平面1(24)垂直，中间有弹簧1(18)，弹簧1的作用是缓和冲击，以免把煤球夹碎。

交流电机(8)固定在机架上，并用联轴器与同步带轮的驱动轴连接，从而可以驱动同步带往复运动，同步带的一小段又和中拖板固定，带动其上下往复运动。

探测反馈部分由激光传感器模块(13、14)、超声波传感器模块(15)构成；

控制部分由控制电路构成。

其工作原理如下：机械手通过交流电机驱动同步带进而实现z方向移动；通过步进电机(10)驱动曲柄滑块机构实现x方向移动；通过步进电机(11)驱动齿轮齿条机构实现y方向移动。机械手的开闭由电磁铁-弹簧控制。在机械手的侧面装有超声波传感器(15)，用于检测机械手和车体平面之间的距离。

激光传感器A(13)是对射型传感器(由发射器和接收器两部分组成，当它们之间的光线被物体挡住时，即被触发)，用于间接检测传送带(17)的速度，即在煤球直径D大小已知的条件下，通过记录一块煤球的挡光时间，然后根据公式v＝s/t，式中的s即为煤球直径D，即可求出传送带的速度。激光传感器B(14)也是对射型传感器，用于检测最前端煤球的位置，当传感器B接收到触发信号时，机械手随即调整到预定位置，在预定的时间内将煤球从传送带上取下并放到车上。

具体实施方式：煤球搬运机处于工作状态时，煤球从传送带的一端过来，当第一个激光传感器A被触发时，开始记录第一个煤球的挡光时间，然后根据公式v＝s/t计算出传送带的速度v，并把数据传到控制中心，当第一个激光传感器A检测到第二个煤球时，记录下两块煤之间没被光挡住的时间T₂，即可根据公式S₁₂＝V×T₂计算出两块煤之间的距离S₁₂；当第二个激光传感器B被触发时，机械手随即调整到预定位置，并调整两个机械手之间的距离为S₁₂，在预定的时间内将两块煤球同时从传送带上取下并放到车上。

在每个循环过程中，第一阶段每个机械手连续取、放五块煤(见图4)，完成后，车上会出现两列煤，每列5块，两列煤之间的距离为5-6厘米。第二阶段，煤放的位置有所改变，即放在前两列煤的两侧，仍然是每列5块，这样设计是为了让车上的人有足够的时间把前两列煤搬走。

附图说明：

图1：煤球搬运机。其中：1：机架；2：x向导轨；3：y向导轨；4：z向导轨；7：曲柄；8：交流电机；9：同步带10：步进电机A；11：步进电机B；12：机械手；13：激光传感器A；14激光传感器B；15：超声波传感器17：传送带；19：中拖板；20：小拖板；26：滑块2；27：步进电机B

图2：机械手。其中：16：电磁铁；18：弹簧1；21：杆1；22：弹簧2；23：构件1；24：平面1

图3：机械手平移装置。其中：5：齿轮；6：齿条25：滑块1

图4：放煤方法示意图。

Claims

1.一种全自动蜂窝煤球搬运机，特别是一种全自动圆形蜂窝煤搬运机它包括：

-一个机架，机架承载着其他部件。

-两个x向导轨、两个y向导轨、两个z向导轨，其中z向导轨安置在机架上，x向导轨和z向导轨垂直放置，y向导轨和x向导轨垂直放置。

-两个可以开闭的机械手，固定在y向导轨的滑块上，滑块上安置步进电机A。

-两个对射激光传感器，两个均装在传送带侧面。

-至少有一个超声波传感器，并安装在机械手的侧面。

2.根据权利要求1所述的煤球搬运机，其特征是两个z向导轨竖直平行安置在机架上；两x向导轨和中拖板构成移动副，x向导轨末端固定一个小拖板，两个y向导轨固定在小拖板下面，且轴向和x向导轨垂直。

3.根据权利要求1所述的煤球搬运机，其特征是中拖板可以沿z方向移动，并且由同步带驱动；中拖板上的步进电机B通过曲柄、连杆与小拖板构成偏置曲柄滑块机构。

4.根据权利要求1所述的煤球搬运机，其特征是两个机械手可以沿y向导轨移动；小拖板上至少有一个齿条，并且和步进电机A上的齿轮构成齿轮齿条机构；机械手的开闭由电磁铁-弹簧驱动。

5.根据权利要求1所述的煤球搬运机，其特征是有两个对射激光传感器，均安装在传送带的侧面，第一个装在距离机械手较远的地方，第二个装在距离机械手较近的地方，两者之间保持60-70厘米，其中第一个用于传送带速度的检测，第二个用于煤球位置的检测。

6.根据权利要求1所述的煤球搬运机，其特征是机械手的开闭由电磁铁-弹簧控制；在侧面至少有一个超声波传感器，用于测量机械手和车体平面之间的距离。