CN115818168B - 一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下皮带运输领域，提出了一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构，包括横梁、V型轨道、平型轨道、同步带组件、移动梁、机械手机构，横梁为两个，沿X轴方向平行设置；V型轨道沿X轴方向设置在其中一个横梁上；平型轨道沿X轴方向设置在另一个横梁上，且与V型轨道相对设置；同步带组件为两组，分别设置在两个横梁上；移动梁沿Y轴方向设置在两个横梁之间，且两端分别与两个同步带组件连接，同步带组件驱动移动梁，使移动梁的两端分别在V型轨道和平型轨道上往复运动；机械手机构沿Y轴方向滑动设置在移动梁上。通过上述技术方案，解决了现有机械手设备不能够与异物同步运行并准确稳定抓取的问题。

Description

一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构

技术领域

本发明涉及煤矿井下皮带运输领域，具体说是一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构。

背景技术

皮带运输机是煤矿主要系统之一，是煤炭从井下采煤工作面至地面煤仓的主要运输工具，皮带安全、可靠稳定的运行至关重要。皮带机运输过程中，皮带上除了有煤还经常出现铁器、大块异物等。为了将皮带面上的铁器、大块矸石等异物分拣出来，一般采用机械手进行抓取。井下皮带运输运行速度一般在2米/秒到4米/秒，皮带宽度从1.2米到2.2米，而且皮带上堆放的运输物料并不均匀，高低起伏，位置不定。为了使机械手准确抓取异物，避免碰撞其周边煤炭或皮带面造成高速剐蹭，需要能有携带机械手快速移动且在一段距离内与皮带运行速度保持同步的移动装置，确保机械手与皮带移动速度同步后，可靠抓取异物。目前，应用现场还未见到满足该要求的机械机构。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构，以解决现有机械手设备不能够与异物同步运行并准确稳定抓取的问题。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案在于：

一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构，包括：

横梁，所述横梁的数量为两个，沿X轴方向平行设置；

V型轨道，所述V型轨道沿X轴方向设置在其中一个所述横梁上；

平型轨道，所述平型轨道沿X轴方向设置在另一个所述横梁上，且与所述V型轨道相对设置；

同步带组件，所述同步带组件为两组，分别设置在两个所述横梁上；

移动梁，所述移动梁沿Y轴方向设置在两个所述横梁之间，且两端分别与两个所述同步带组件连接，所述同步带组件驱动所述移动梁，使所述移动梁的两端分别在所述V型轨道和所述平型轨道上往复运动；

机械手机构，所述机械手机构沿Y轴方向滑动设置在所述移动梁上。

作为进一步的技术方案，所述V型轨道的数量为两个，两个所述V型轨道平行且上下相对设置，所述移动梁的一端通过V型滚轮滑座机构滑动设置在两个所述V型轨道上，所述V型滚轮滑座机构包括：

第一座体，所述第一座体与所述移动梁的一端连接；

同心V型滚轮，所述同心V型滚轮为多个，转动设置在所述第一座体的上部，且与上方的所述V型轨道滚动贴合；

偏心V型滚轮，所述偏心V型滚轮为多个，转动设置在所述第一座体的下部，且与下方的所述V型轨道滚动贴合。

作为进一步的技术方案，所述V型滚轮滑座机构还包括：

第一刮扫器，所述第一刮扫器为两个，均设置在所述第一座体的上部，所述第一刮扫器的底部开设有V型刮槽，所述第一刮扫器通过所述V型刮槽与上方的所述V型轨道滑动贴合。

作为进一步的技术方案，所述平型轨道的数量为两个，两个所述平型轨道平行且上下相对设置，所述移动梁的一端通过圆柱滚轮滑座机构滑动设置在两个所述平型轨道上，所述圆柱滚轮滑座机构包括：

第二座体，所述第二座体与所述移动梁远离所述第一座体的一端连接；

同心圆柱滚轮，所述同心圆柱滚轮为多个，转动设置在所述第二座体的上部，且与上方的所述平型轨道滚动配合；

偏心圆柱滚轮，所述偏心圆柱滚轮为多个，转动设置在所述第二座体的下部和侧部，位于下部的所述偏心圆柱滚轮与下方的所述平型轨道滚动配合，位于侧部的多个所述偏心圆柱滚轮分别与两个所述平型轨道滚动配合。

作为进一步的技术方案，所述圆柱滚轮滑座机构还包括：

第二刮扫器，所述第二刮扫器为两个，均设置在所述第二座体的上部，所述第二刮扫器的底部设有刮扫面，所述刮扫面与上方的所述平型轨道滑动贴合。

作为进一步的技术方案，所述圆柱滚轮滑座机构还包括：

上安全钩，所述上安全钩设置在所述第二座体的顶部，滑动钩设在所述横梁上方；

下安全钩，所述下安全钩设置在所述第二座体的底部，滑动钩设在所述横梁下方。

作为进一步的技术方案，所述同步带组件包括：

主动同步带轮，所述主动同步带轮转动设置在所述横梁的一端；

从动同步带轮，所述从动同步带轮转动设置在所述横梁的另一端；

高速同步带，所述高速同步带套设在所述主动同步带轮和所述从动同步带轮上，且位于两个所述V型轨道之间和两个所述平型轨道之间。

作为进一步的技术方案，还包括：

涨紧机构，所述涨紧机构设置在所述横梁上，所述涨紧机构包括：

固定座，所述固定座固定设置在所述横梁上；

丝杠，所述丝杠为四个，固定设置在所述固定座的上下两侧；

滑动座，所述滑动座滑动穿设在所述丝杠上，所述从动同步带轮转动设置在所述滑动座上；

调节螺母，所述调节螺母为多个，且每个所述丝杠上至少设置两个，两个所述调节螺母分别夹紧设置在所述滑动座的两侧。

作为进一步的技术方案，所述涨紧机构还包括：

托轮，所述托轮转动设置在所述横梁上，且位于所述高速同步带的下方。

作为进一步的技术方案，还包括：

驱动机构，所述驱动机构为两组，分别设置在两个所述横梁上，且分别带动两个所述主动同步带轮转动。

本发明的有益效果为：

本发明通过同步带实现大跨距横梁、高速长距离运动，从而实现机械手与异物同步运行后准确平稳抓取。本发明中两个横梁上的轨道分别采用V型导轨和平型轨道，平型轨道可容忍相当程度的安装偏差，保证该机构的平稳运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明组成结构和安装位置示意图；

图2为本发明横梁断面结构示意图；

图3为本发明涨紧机构组成结构示意图；

图4为本发明移动梁组成结构示意图；

图5为本发明移动梁的V型滚轮滑座机构的结构示意图；

图6为本发明移动梁的圆柱滚轮滑座机构的结构示意图。

附图标记说明

1、驱动机构；2、横梁；21、V型轨道；22、平型轨道；3、高速同步带；30、主动同步带轮；31、从动同步带轮；4、拖链；5、涨紧机构；51、固定座；52、丝杠；53、调节螺母；54、滑动座；55、托轮；61、移动梁；62、V型滚轮滑座机构；621、第一座体；622、同心V型滚轮；623、偏心V型滚轮；624、第一刮扫器；63、圆柱滚轮滑座机构；631、第二座体；632、同心圆柱滚轮；633、偏心圆柱滚轮；634、下安全钩；635、上安全钩；636、第二刮扫器；7、机械手机构。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图6所示，本发明提出了一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构，包括横梁2、V型轨道21、平型轨道22、同步带组件、涨紧机构5、驱动机构1、移动梁61、机械手机构7、拖链4、V型滚轮滑座机构62和圆柱滚轮滑座机构63。

横梁2为两个，沿X轴方向平行设置，横梁2的底部可设置支撑腿，以达到适合的高度，其中一个横梁2上设置有上下平行的两个V型轨道21，另一个横梁2上设置有上下平行的两个平型轨道22，V型轨道21与平型轨道22相对设置；

同步带组件为两组，分别设置在两个横梁2上，两组同步带组件均包括主动同步带轮30、从动同步带轮31和高速同步带3，主动同步带轮30转动设置在横梁2的一端，从动同步带轮31转动设置在横梁2的另一端，高速同步带3套设在主动同步带轮30和从动同步带轮31上，且位于两个V型轨道21之间和两个平型轨道22之间；

驱动机构1为两组，分别设置在两个横梁2上，两组驱动机构1均包括高精密伺服电机和减速机，分别带动两个主动同步带轮30转动；每组同步带组件均搭配一组涨紧机构5，涨紧机构5设置在横梁2上且位于远离驱动机构1的一端，涨紧机构5包括固定座51、丝杠52、滑动座54、调节螺母53和托轮55，固定座51固定设置在横梁2上，丝杠52为四个，固定设置在固定座51的上下两侧，滑动座54滑动穿设在丝杠52上，从动同步带轮31转动设置在滑动座54上，每个丝杠52上至少设置两个调节螺母53，两个调节螺母53分别夹紧设置在滑动座54的两侧，涨紧机构5用于调整高速同步带3，使高速同步带3始终处于涨紧状态，具体的操作为：旋转调节螺母53，使调节螺母53松动，然后调整从动同步带轮31的位置，再将调节螺母53拧紧，从而调整从动同步带轮31和主驱动同步带轮的距离，达到涨紧高速同步带3的作用，保证高速同步带3的运行效果，可靠性强。托轮55转动设置在横梁2上，且位于高速同步带3的下方，随着高速同步带3转动同步滚动，用于支撑高速同步带3。

移动梁61沿Y轴方向设置在两个横梁2之间，一端设置有V型滚轮滑座机构62，另一端设置有V型滚轮滑座机构62，且移动梁61与V型滚轮滑座机构62、V型滚轮滑座机构62之间通过定位止口和螺钉连接，V型滚轮滑座机构62、V型滚轮滑座机构62分别与两个高速同步带3通过压板连接，且V型滚轮滑座机构62安装在V型轨道21上，圆柱滚轮滑座机构63安装在平型轨道22上；

V型滚轮滑座机构62包括第一座体621、同心V型滚轮622、偏心V型滚轮623和第一刮扫器624，第一座体621的一侧面与移动梁61的一端连接，另一侧面的中部与高速同步带3连接，同心V型滚轮622为四个，转动设置在第一座体621的上部，且与上方的V型轨道21的顶部滚动贴合，偏心V型滚轮623为两个，转动设置在第一座体621的下部，且与下方的V型轨道21的底部滚动贴合，有利于避免移动梁61沿V型轨道21滑动的过程中脱落，第一刮扫器624为两个，均设置在第一座体621的上部，且分别位于第一座体621的两侧部，第一刮扫器624的底部开设有V型刮槽，第一刮扫器624通过V型刮槽与上方的V型轨道21滑动贴合，第一刮扫器624在移动梁61沿V型轨道21滑动的过程中，通过其底部的V型刮槽将V型轨道21上的粉尘和颗粒刮扫干净，保证该机构的正常运行，可靠性强。

圆柱滚轮滑座机构63包括第二座体631、同心圆柱滚轮632、偏心圆柱滚轮633、第二刮扫器636、上安全钩635和下安全钩634，第二座体631与移动梁61远离第一座体621的一端连接，同心圆柱滚轮632为两个，转动设置在第二座体631的上部，且与上方的平型轨道22滚动配合，偏心圆柱滚轮633为八个，两个转动设置在第二座体631的下部，其转动轴沿水平方向设置，且与下方的平型轨道22的底面滚动配合，六个转动设置在第二座体631的侧部，其转动轴沿竖直方向设置，且分别与两个平型轨道22的竖直面滚动配合，有利于保证移动梁61滑动的平稳度，第二刮扫器636为两个，均设置在第二座体631的上部，第二刮扫器636的底部设有刮扫面，刮扫面与上方的平型轨道22滑动贴合，第二刮扫器636在移动梁61沿平型轨道22滑动的过程中，通过其底部的刮扫面将平型轨道22上的粉尘和颗粒刮扫干净，保证该机构的正常运行，可靠性强；上安全钩635设置在第二座体631的顶部，滑动钩设在横梁2上方，下安全钩634设置在第二座体631的底部，滑动钩设在横梁2下方，上安全钩635和下安全钩634有利于避免移动梁61沿平型轨道22滑动的过程中脱落。

机械手机构7沿Y轴方向滑动设置在移动梁61上，拖链4设置在移动梁61上，用于传输机械手机构7所需的动力和控制信号。

本发明的工作过程为：当机器人识别系统识别出运输皮带面上有需要抓取的异物时，机器人控制系统发信号给驱动机构1，驱动机构1通过驱动高速同步带3，带动移动梁61及其上的机械手机构7沿横梁2上的轨道快速追踪到运输皮带面上异物的位置。具体为：高精密伺服电机通过减速机驱动主动同步带轮30；主动同步带轮30分别驱动V型滚轮滑座机构62和圆柱滚轮滑座机构63在V型轨道21和平型轨道22上高速运动，从而带动移动梁61及其上的机械手机构7沿横梁2上的轨道高速运动；当移动梁61移动到皮带上异物所在位置时，使高速同步带3与运输皮带移动速度保持同步，此时，移动梁61上的机械手机构7的移动速度与皮带上的异物亦保持同步，在此期间，机械手在由拖链4传输的动力和控制信号控制下，沿移动梁61快速移动到异物具体位置，从而对准异物进行快速抓取。

本发明具有以下优点：

（1）本发明中X轴方向的横梁上采用两根平行相对的导轨，一根是滚轮V型导轨，一根是滚轮平型导轨，滚轮平型导轨允许平导轮在平导轨面上左右移动，可容忍相当程度的安装偏差，保证该机构的平稳运行；

（2）在煤矿井下，时常有粉尘和颗粒物掉落在导轨表面上，该机构采用V型导向滚轮和平轮组合导轨系统，不需要伸缩防护罩；利用了V型导向技术的“刮擦”原理，滚轮通过滚动可以把粉尘和颗粒物从滚轮V型导轨面上刮除，从而保证该机构可在恶劣环境中运行。

（3）具有使用寿命长、维修费用少、维修方便的特点；滚轮的寿命到了之后，如果导轨还处于良好的状态，只需要更换滚轮；安装滚轮的时候，可通过偏心滚轮的偏心距调整所需的预紧力。

（4）为了避免刚性冲击，该机构采用同步带双驱沿Y轴设置的移动梁，同步带为带钢丝聚氨酯重型同步带，可以吸收横梁高速启动停止带来的冲击，具有很高的实用价值。

（5）该机构为抓取机械手机构沿皮带同步高速跟踪、快速响应提供了平台支撑。

以上说明内容仅为本发明较佳实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构，其特征在于，包括：

横梁（2），所述横梁（2）的数量为两个，沿X轴方向平行设置；

V型轨道（21），所述V型轨道（21）沿X轴方向设置在其中一个所述横梁（2）上；

平型轨道（22），所述平型轨道（22）沿X轴方向设置在另一个所述横梁（2）上，且与所述V型轨道（21）相对设置；

同步带组件，所述同步带组件为两组，分别设置在两个所述横梁（2）上；

移动梁（61），所述移动梁（61）沿Y轴方向设置在两个所述横梁（2）之间，且两端分别与两个所述同步带组件连接，所述同步带组件驱动所述移动梁（61），使所述移动梁（61）的两端分别在所述V型轨道（21）和所述平型轨道（22）上往复运动；

机械手机构（7），所述机械手机构（7）沿Y轴方向滑动设置在所述移动梁（61）上；

所述V型轨道（21）的数量为两个，两个所述V型轨道（21）平行且上下相对设置，所述移动梁（61）的一端通过V型滚轮滑座机构（62）滑动设置在两个所述V型轨道（21）上，所述V型滚轮滑座机构（62）包括：

第一座体（621），所述第一座体（621）与所述移动梁（61）的一端连接；

同心V型滚轮（622），所述同心V型滚轮（622）为多个，转动设置在所述第一座体（621）的上部，且与上方的所述V型轨道（21）滚动贴合；

偏心V型滚轮（623），所述偏心V型滚轮（623）为多个，转动设置在所述第一座体（621）的下部，且与下方的所述V型轨道（21）滚动贴合；

第一刮扫器（624），所述第一刮扫器（624）为两个，均设置在所述第一座体（621）的上部，所述第一刮扫器（624）的底部开设有V型刮槽，所述第一刮扫器（624）通过所述V型刮槽与上方的所述V型轨道（21）滑动贴合；

所述平型轨道（22）的数量为两个，两个所述平型轨道（22）平行且上下相对设置，所述移动梁（61）的一端通过圆柱滚轮滑座机构（63）滑动设置在两个所述平型轨道（22）上，所述圆柱滚轮滑座机构（63）包括：

第二座体（631），所述第二座体（631）与所述移动梁（61）远离所述第一座体（621）的一端连接；

同心圆柱滚轮（632），所述同心圆柱滚轮（632）为多个，转动设置在所述第二座体（631）的上部，且与上方的所述平型轨道（22）滚动配合；

偏心圆柱滚轮（633），所述偏心圆柱滚轮（633）为多个，转动设置在所述第二座体（631）的下部和侧部，位于下部的所述偏心圆柱滚轮（633）与下方的所述平型轨道（22）滚动配合，位于侧部的多个所述偏心圆柱滚轮（633）分别与两个所述平型轨道（22）滚动配合；

第二刮扫器（636），所述第二刮扫器（636）为两个，均设置在所述第二座体（631）的上部，所述第二刮扫器（636）的底部设有刮扫面，所述刮扫面与上方的所述平型轨道（22）滑动贴合。

2.如权利要求1所述的一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构，其特征在于，所述圆柱滚轮滑座机构（63）还包括：

上安全钩（635），所述上安全钩（635）设置在所述第二座体（631）的顶部，滑动钩设在所述横梁（2）上方；

下安全钩（634），所述下安全钩（634）设置在所述第二座体（631）的底部，滑动钩设在所述横梁（2）下方。

3.如权利要求1所述的一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构，其特征在于，所述同步带组件包括：

主动同步带轮（30），所述主动同步带轮（30）转动设置在所述横梁（2）的一端；

从动同步带轮（31），所述从动同步带轮（31）转动设置在所述横梁（2）的另一端；

高速同步带（3），所述高速同步带（3）套设在所述主动同步带轮（30）和所述从动同步带轮（31）上，且位于两个所述V型轨道（21）之间和两个所述平型轨道（22）之间。

4.如权利要求3所述的一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构，其特征在于，还包括：

涨紧机构（5），所述涨紧机构（5）设置在所述横梁（2）上，所述涨紧机构（5）包括：

固定座（51），所述固定座（51）固定设置在所述横梁（2）上；

丝杠（52），所述丝杠（52）为四个，固定设置在所述固定座（51）的上下两侧；

滑动座（54），所述滑动座（54）滑动穿设在所述丝杠（52）上，所述从动同步带轮（31）转动设置在所述滑动座（54）上；

调节螺母（53），所述调节螺母（53）为多个，且每个所述丝杠（52）上至少设置两个，两个所述调节螺母（53）分别夹紧设置在所述滑动座（54）的两侧。

5.如权利要求4所述的一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构，其特征在于，所述涨紧机构（5）还包括：

托轮（55），所述托轮（55）转动设置在所述横梁（2）上，且位于所述高速同步带（3）的下方。

6.如权利要求3所述的一种煤矿主运皮带高速移动跟踪机构，其特征在于，还包括：

驱动机构（1），所述驱动机构（1）为两组，分别设置在两个所述横梁（2）上，且分别带动两个所述主动同步带轮（30）转动。