CN116330337A - 一种露天采矿用抓取机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种露天采矿用抓取机械手，涉及采矿设备技术领域。包括固定板、调节板，固定板通过调节机构与调节板连接，调节板的底面固设有三个U型板，每个U型板的正下方均设有L型板，每块L型板的里侧壁均安装有第一抓取臂；调节板的顶面外侧固设有三个延伸板，三个延伸板与三个U型板呈交错分布，每个延伸板的底面中部均固设有U型槽钢，每个U型槽钢的内部均卡合有定位滑板，每块定位滑板的里端部均安装有第二抓取臂。本发明适用于抓取不规则形状的矿石等物质，较为方便使用，并且抓取矿石的稳定性较强，降低工作场地的风险，提高安全性。

Description

一种露天采矿用抓取机械手

技术领域

本发明涉及采矿设备技术领域，尤其涉及一种露天采矿用抓取机械手。

背景技术

中国发明专利公开了一种矿山开采用矿石抓取机械手（公开号：CN114772272B），包括安装盘，安装盘底部固定连接有多个推架，安装盘底部固定安装有抓取缸，抓取缸的活动端固定连接有抓取盘，抓取盘侧壁转动连接有多个大臂爪，大臂爪端部均转动连接有钩爪，钩爪顶端转动连接有拉杆，拉杆与大臂爪之间安装有收紧缸，大臂爪和钩爪侧壁分别设有上防护片和下防护片，上防护片和大臂爪与下防护片和钩爪之间均连接有防护拉绳，抓取盘顶部设有用于驱动相邻大臂爪之间的上防护片同时转动并相互靠近的驱动件。

目前，矿场已经使用机械手来代替部分矿工的工作，但现有设备存在以下缺点：1、由于矿石的质量较重，机械抓手结构较为简单，对于较重的矿石的夹取能力有限，在抓取矿石后，矿石易从抓手的缝隙处滑落，稳定性较差；2、对于一些不规则的矿石材料则难以抓紧，不能根据矿石选择最合适的抓取位置，抓取过程中易出现材料脱落的现象，具有一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的矿石抓取时稳定性较差和易脱落的缺点，而提出的一种露天采矿用抓取机械手。

为了解决现有技术存在的矿石抓取时稳定性较差和易脱落的问题，本发明采用了如下技术方案：

一种露天采矿用抓取机械手，包括固定板、调节板，所述固定板、调节板均为中空的外六边形状，所述固定板、调节板上下平行放置，所述固定板通过调节机构与调节板连接，所述固定板的顶面中部固设有同心固接的法兰环；

所述调节板的底面固设有三个圆形分布且开口朝下的U型板，每个所述U型板的正下方均设有L型板，每块所述L型板的里侧壁均安装有第一抓取臂；

所述U型板的底部两侧插设有一对转动连接的第一连轴，所述L型板的顶部两侧插设有一对转动连接的第二连轴，每根所述第一连轴的两端部均固设有一对平行分布的限位连杆，每根所述第二连轴的两端部均与对应的一对限位连杆的底端部固接；

所述调节板的顶面外侧固设有三个圆形分布的延伸板，三个所述延伸板与三个U型板呈交错分布，每个所述延伸板的底面中部均固设有呈竖向放置且开口朝内的U型槽钢，每个所述U型槽钢的内部均卡合有滑动连接的定位滑板，每块所述定位滑板的里端部均安装有第二抓取臂。

优选地，所述调节机构包括第一摆臂、第二摆臂，所述固定板的底面外侧固设有三个圆形分布且开口朝下的第一U型座，每个所述第一U型座的开口内均设有活动铰接的第一摆臂，所述调节板的顶面外侧固设有三个圆形分布且开口朝上的第二U型座，每个所述第二U型座的开口内均设有活动铰接的第二摆臂，每个所述第一摆臂的外端部均与对应的第二摆臂的外端部活动铰接；

所述第一摆臂的外端部插设有转动连接的第一销轴，所述第一销轴的外端部固设有双耳座，所述第二摆臂的外端部插设有转动连接的第二销轴，所述第二销轴的外端部固设有单耳座，所述双耳座均与对应的单耳座活动铰接。

优选地，所述第一摆臂、第二摆臂的中部均开设有矩形通孔，所述第一摆臂的矩形通孔内插设有转动连接的第三销轴，所述固定板的底面里侧固设有三个圆形分布且开口朝下的第三U型座，所述第三U型座的开口内设有活动铰接的电动伸缩缸，所述电动伸缩缸的伸缩杆端部延伸至第一摆臂的矩形通孔内并与第三销轴固接。

优选地，所述U型板的开口里侧设有限位齿轮，所述限位齿轮同心固定套设在对应的第一连轴的中部，所述U型板内顶壁开设有T型滑槽，所述T型滑槽的内部卡合有滑动连接的工字型齿条，所述工字型齿条的齿牙面朝下，所述工字型齿条与限位齿轮啮合连接。

优选地，所述调节板的顶面中部固设有三角支架，所述三角支架的顶面中部固设有输出端朝下的第一电机，所述第一电机的电机轴端部延伸至调节板内中空位置，所述第一电机的电机轴端部套设有同心固接的转盘，所述转盘的底面上开设有三个圆形分布的椭圆销孔，每根所述工字型齿条的顶面里端均固设有限位销轴，每根所述限位销轴均滑动卡合在对应的椭圆销孔内。

优选地，所述延伸板的外端部开设有U型缺口，所述U型缺口的内部插设有转动连接的联动轴，所述联动轴的两端部贯穿U型缺口并延伸至外侧，所述联动轴的两端部固设有一对定位摆臂，一对所述定位摆臂分设在U型槽钢的两侧。

优选地，所述联动轴的中部套设有同心固接的蜗轮，所述延伸板的顶面里侧固设有输出端朝外的第二电机，所述第二电机的电机轴端部延伸至蜗轮的正上方，所述第二电机的电机轴端部固设有同轴连接的蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合连接。

优选地，一对所述定位摆臂的中下段部分均开设有第二销孔，所述U型槽钢的两侧壁开设有一对第一销孔，所述定位滑板的顶端部固设有定位轴，所述定位轴的两端部滑动贯穿一对第一销孔并延伸至外侧，且所述定位轴的两端部滑动插设在一对第二销孔内。

优选地，所述定位轴的两端部固设有一对缺口齿轮，一对所述缺口齿轮分布在U型槽钢与一对定位摆臂之间，所述缺口齿轮的缺口部分为平面状，所述U型槽钢的两侧壁固设有一对缺口齿条，所述缺口齿条的中上段缺口部分为平面状，所述缺口齿轮的缺口部分与缺口齿条的缺口部分滑动连接，所述缺口齿轮的齿牙部分与缺口齿条的齿牙部分啮合连接。

优选地，所述L型板的底部开设有一对第一螺纹孔，所述第一抓取臂的顶部插设有一对第一螺栓，每根所述第一螺栓的螺纹端部均贯穿第一抓取臂并与对应的第一螺纹孔螺纹锁紧；

所述定位滑板的底部开设有一对第二螺纹孔，所述第二抓取臂的顶部插设有一对第二螺栓，每根所述第二螺栓的螺纹端部均贯穿第二抓取臂并与对应的第二螺纹孔螺纹锁紧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在本发明中，通过三根第一抓取臂呈合拢状对矿石进行初步抓取固定，再通过第二抓取臂先向下平移后向内进行翻转合拢，使得三根第二抓取臂呈合拢状对矿石进行再次抓取固定，通过双重夹持的方式保证了矿石在抓取提升过程中的稳定性，抓取结构的提升能力较强；

2、在本发明中，通过调节机构的配合使用，使得调节板朝向某一方向进行倾斜摆动，以采取不同的角度对矿石进行抓取作业，适用于对不同尺寸的矿石进行抓取固定，以保证抓取过程中矿石的稳定性；

综上所述，本发明解决了矿石抓取时稳定性较差和易脱落的问题，且整体结构设计紧凑，适用于抓取不规则形状的矿石等物质，较为方便使用，并且抓取矿石的稳定性较强，降低工作场地的风险，提高安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的仰视结构示意图；

图3为本发明的固定板与调节板连接示意图；

图4为本发明的图3的仰视示意图；

图5为本发明的调节板与三根第一抓取臂连接示意图；

图6为本发明的图5的仰视示意图；

图7为本发明的图5的爆炸示意图；

图8为本发明的转盘与三块工字型齿条连接示意图；

图9为本发明的图8的仰视示意图；

图10为本发明的调节板与三根第二抓取臂连接示意图；

图11为本发明的图10的仰视示意图；

图12为本发明的延伸板与定位滑板的爆炸示意图。

图中附图标记为：1、固定板；11、第一摆臂；12、双耳座；13、第二摆臂；14、单耳座；15、电动伸缩缸；16、法兰环；2、调节板；21、U型板；22、L型板；23、限位连杆；24、第一抓取臂；25、限位齿轮；26、工字型齿条；27、第一电机；28、转盘；29、限位销轴；3、延伸板；31、U型槽钢；32、定位滑板；33、第二抓取臂；34、缺口齿轮；35、缺口齿条；36、定位摆臂；37、第二电机；38、蜗杆；39、蜗轮。

具体实施方式

下面将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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：本实施例提供了一种露天采矿用抓取机械手，参见图1-12，具体的，包括固定板1、调节板2，固定板1、调节板2均为中空的外六边形状，固定板1、调节板2上下平行放置，固定板1通过调节机构与调节板2连接，固定板1的顶面中部固设有同心固接的法兰环16；

调节板2的底面固设有三个圆形分布且开口朝下的U型板21，每个U型板21的正下方均设有L型板22，每块L型板22的里侧壁均安装有第一抓取臂24；

U型板21的底部两侧插设有一对转动连接的第一连轴，L型板22的顶部两侧插设有一对转动连接的第二连轴，每根第一连轴的两端部均固设有一对平行分布的限位连杆23，每根第二连轴的两端部均与对应的一对限位连杆23的底端部固接；

调节板2的顶面外侧固设有三个圆形分布的延伸板3，三个延伸板3与三个U型板21呈交错分布，每个延伸板3的底面中部均固设有呈竖向放置且开口朝内的U型槽钢31，每个U型槽钢31的内部均卡合有滑动连接的定位滑板32，每块定位滑板32的里端部均安装有第二抓取臂33。

在具体实施过程中，如图10和图12所示，延伸板3的外端部开设有U型缺口，U型缺口的内部插设有转动连接的联动轴，联动轴的两端部贯穿U型缺口并延伸至外侧，联动轴的两端部固设有一对定位摆臂36，一对定位摆臂36分设在U型槽钢31的两侧；

联动轴的中部套设有同心固接的蜗轮39，延伸板3的顶面里侧固设有输出端朝外的第二电机37，第二电机37的电机轴端部延伸至蜗轮39的正上方，第二电机37的电机轴端部固设有同轴连接的蜗杆38，蜗杆38与蜗轮39啮合连接；第二电机37的电机轴带动蜗杆38同步转动，蜗杆38啮合带动蜗轮39、联动轴及一对定位摆臂36同步向外摆动。

需说明的是：在本实施例中，L型板22的底部开设有一对第一螺纹孔，第一抓取臂24的顶部插设有一对第一螺栓，每根第一螺栓的螺纹端部均贯穿第一抓取臂24并与对应的第一螺纹孔螺纹锁紧；

定位滑板32的底部开设有一对第二螺纹孔，第二抓取臂33的顶部插设有一对第二螺栓，每根第二螺栓的螺纹端部均贯穿第二抓取臂33并与对应的第二螺纹孔螺纹锁紧；

随着第一抓取臂24、第二抓取臂33的长时间作业会造成损坏，可通过第一螺栓、第二螺栓对第一抓取臂24、第二抓取臂33进行拆卸更换，以满足日常作业的需求。

实施例二：在实施例一中，还存在矿石的尺寸不同，调节板2无法朝向合适的抓取角度的问题，因此，在实施例一的基础上本实施例还包括：

在具体实施过程中，如图3和图4所示，调节机构包括第一摆臂11、第二摆臂13，固定板1的底面外侧固设有三个圆形分布且开口朝下的第一U型座，每个第一U型座的开口内均设有活动铰接的第一摆臂11，调节板2的顶面外侧固设有三个圆形分布且开口朝上的第二U型座，每个第二U型座的开口内均设有活动铰接的第二摆臂13，每个第一摆臂11的外端部均与对应的第二摆臂13的外端部活动铰接；

第一摆臂11的外端部插设有转动连接的第一销轴，第一销轴的外端部固设有双耳座12，第二摆臂13的外端部插设有转动连接的第二销轴，第二销轴的外端部固设有单耳座14，双耳座12均与对应的单耳座14活动铰接；

第一摆臂11、第二摆臂13的中部均开设有矩形通孔，第一摆臂11的矩形通孔内插设有转动连接的第三销轴，固定板1的底面里侧固设有三个圆形分布且开口朝下的第三U型座，第三U型座的开口内设有活动铰接的电动伸缩缸15，电动伸缩缸15的伸缩杆端部延伸至第一摆臂11的矩形通孔内并与第三销轴固接；

控制电动伸缩缸15，电动伸缩缸15的伸缩杆伸缩，通过第三销轴带动第一摆臂11进行铰接摆动，由于双耳座12与单耳座14铰接转动，其分别与第一摆臂11、第二摆臂13转动连接，可同步带动第二摆臂13进行铰接摆动，使得调节板2朝向某一方向进行倾斜摆动，以采取不同的角度对矿石进行抓取作业。

实施例三：在实施例一中，还存在三根第一抓取臂24无法进行合拢的问题，因此，在实施例一的基础上本实施例还包括：

在具体实施过程中，如图8和图9所示，U型板21的开口里侧设有限位齿轮25，限位齿轮25同心固定套设在对应的第一连轴的中部，U型板21内顶壁开设有T型滑槽，T型滑槽的内部卡合有滑动连接的工字型齿条26，工字型齿条26的齿牙面朝下，工字型齿条26与限位齿轮25啮合连接；

调节板2的顶面中部固设有三角支架，三角支架的顶面中部固设有输出端朝下的第一电机27，第一电机27的电机轴端部延伸至调节板2内中空位置，第一电机27的电机轴端部套设有同心固接的转盘28，转盘28的底面上开设有三个圆形分布的椭圆销孔，每根工字型齿条26的顶面里端均固设有限位销轴29，每根限位销轴29均滑动卡合在对应的椭圆销孔内；

第一电机27的电机轴带动转盘28同步转动，限位销轴29与椭圆销孔形成限位作用，通过限位销轴29带动工字型齿条26沿着T型滑槽向外滑动，通过限位销轴29带动工字型齿条26沿着T型滑槽向外滑动，工字型齿条26啮合带动限位齿轮25进行转动；限位齿轮25同步带动第一连轴进行转动，再通过平行设置的限位连杆23带动L型板22及第一抓取臂24向内合拢，使得三根第一抓取臂24呈合拢状对矿石进行初步抓取固定。

实施例四：在实施例一中，还存在三根第二抓取臂33无法进行合拢的问题，因此，在实施例一的基础上本实施例还包括：

在具体实施过程中，如图10和图12所示，一对定位摆臂36的中下段部分均开设有第二销孔，U型槽钢31的两侧壁开设有一对第一销孔，定位滑板32的顶端部固设有定位轴，定位轴的两端部滑动贯穿一对第一销孔并延伸至外侧，且定位轴的两端部滑动插设在一对第二销孔内；定位轴的两端部与一对第二销孔形成限位作用，带动定位轴、一对缺口齿轮34沿着第一销孔向下进行滑动，带动定位滑板32、第二抓取臂33沿着定位滑板32向下滑动；

定位轴的两端部固设有一对缺口齿轮34，一对缺口齿轮34分布在U型槽钢31与一对定位摆臂36之间，缺口齿轮34的缺口部分为平面状，U型槽钢31的两侧壁固设有一对缺口齿条35，缺口齿条35的中上段缺口部分为平面状，缺口齿轮34的缺口部分与缺口齿条35的缺口部分滑动连接，缺口齿轮34的齿牙部分与缺口齿条35的齿牙部分啮合连接；

缺口齿轮34先沿着缺口齿条35向下进行滑动，当缺口齿轮34的齿牙部分与缺口齿条35的齿牙部分啮合接触时，带动缺口齿轮34、定位滑板32、第二抓取臂33向内进行合拢，使得第二抓取臂33先向下平移后向内进行翻转合拢，并通过三根第二抓取臂33呈合拢状对矿石进行再次抓取固定。

实施例五：具体的，本发明的工作原理及操作方法如下：

步骤一，机械臂可通过法兰环16与固定板1进行连接，机械臂可带动固定板1、调节板2移动至需要抓取的矿石的上方，在对矿石进行抓取时，控制电动伸缩缸15，电动伸缩缸15的伸缩杆伸缩，通过第三销轴带动第一摆臂11进行铰接摆动，由于双耳座12与单耳座14铰接转动，其分别与第一摆臂11、第二摆臂13转动连接，可同步带动第二摆臂13进行铰接摆动，使得调节板2朝向某一方向进行倾斜摆动，以采取不同的角度对矿石进行抓取作业；

步骤二，启动第一电机27，第一电机27的电机轴带动转盘28同步转动，限位销轴29与椭圆销孔形成限位作用，通过限位销轴29带动工字型齿条26沿着T型滑槽向外滑动，工字型齿条26啮合带动限位齿轮25进行转动；限位齿轮25同步带动第一连轴进行转动，再通过平行设置的限位连杆23带动L型板22及第一抓取臂24向内合拢，使得三根第一抓取臂24呈合拢状对矿石进行初步抓取固定；

步骤三，同步启动三个第二电机37，第二电机37的电机轴带动蜗杆38同步转动，蜗杆38啮合带动蜗轮39、联动轴及一对定位摆臂36同步向外摆动，定位轴的两端部与一对第二销孔形成限位作用，带动定位轴、一对缺口齿轮34沿着第一销孔向下滑动，带动定位滑板32、第二抓取臂33沿着定位滑板32向下滑动，缺口齿轮34先沿着缺口齿条35向下滑动，当缺口齿轮34的齿牙部分与缺口齿条35的齿牙部分啮合接触时，带动缺口齿轮34、定位滑板32、第二抓取臂33向内进行合拢，使得第二抓取臂33先向下平移后向内进行翻转合拢，并通过三根第二抓取臂33呈合拢状对矿石进行再次抓取固定。

本发明解决了矿石抓取时稳定性较差和易脱落的问题，且整体结构设计紧凑，适用于抓取不规则形状的矿石等物质，较为方便使用，并且抓取矿石的稳定性较强，降低工作场地的风险，提高安全性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种露天采矿用抓取机械手，包括固定板（1）、调节板（2），其特征在于：所述固定板（1）、调节板（2）均为中空的外六边形状，所述固定板（1）、调节板（2）上下平行放置，所述固定板（1）通过调节机构与调节板（2）连接，所述固定板（1）的顶面中部固设有同心固接的法兰环（16）；

所述调节板（2）的底面固设有三个圆形分布且开口朝下的U型板（21），每个所述U型板（21）的正下方均设有L型板（22），每块所述L型板（22）的里侧壁均安装有第一抓取臂（24）；

所述U型板（21）的底部两侧插设有一对转动连接的第一连轴，所述L型板（22）的顶部两侧插设有一对转动连接的第二连轴，每根所述第一连轴的两端部均固设有一对平行分布的限位连杆（23），每根所述第二连轴的两端部均与对应的一对限位连杆（23）的底端部固接；

所述调节板（2）的顶面外侧固设有三个圆形分布的延伸板（3），三个所述延伸板（3）与三个U型板（21）呈交错分布，每个所述延伸板（3）的底面中部均固设有呈竖向放置且开口朝内的U型槽钢（31），每个所述U型槽钢（31）的内部均卡合有滑动连接的定位滑板（32），每块所述定位滑板（32）的里端部均安装有第二抓取臂（33）。

2.根据权利要求1所述的一种露天采矿用抓取机械手，其特征在于：所述调节机构包括第一摆臂（11）、第二摆臂（13），所述固定板（1）的底面外侧固设有三个圆形分布且开口朝下的第一U型座，每个所述第一U型座的开口内均设有活动铰接的第一摆臂（11），所述调节板（2）的顶面外侧固设有三个圆形分布且开口朝上的第二U型座，每个所述第二U型座的开口内均设有活动铰接的第二摆臂（13），每个所述第一摆臂（11）的外端部均与对应的第二摆臂（13）的外端部活动铰接；

所述第一摆臂（11）的外端部插设有转动连接的第一销轴，所述第一销轴的外端部固设有双耳座（12），所述第二摆臂（13）的外端部插设有转动连接的第二销轴，所述第二销轴的外端部固设有单耳座（14），所述双耳座（12）均与对应的单耳座（14）活动铰接。

3.根据权利要求2所述的一种露天采矿用抓取机械手，其特征在于：所述第一摆臂（11）、第二摆臂（13）的中部均开设有矩形通孔，所述第一摆臂（11）的矩形通孔内插设有转动连接的第三销轴，所述固定板（1）的底面里侧固设有三个圆形分布且开口朝下的第三U型座，所述第三U型座的开口内设有活动铰接的电动伸缩缸（15），所述电动伸缩缸（15）的伸缩杆端部延伸至第一摆臂（11）的矩形通孔内并与第三销轴固接。

4.根据权利要求3所述的一种露天采矿用抓取机械手，其特征在于：所述U型板（21）的开口里侧设有限位齿轮（25），所述限位齿轮（25）同心固定套设在对应的第一连轴的中部，所述U型板（21）内顶壁开设有T型滑槽，所述T型滑槽的内部卡合有滑动连接的工字型齿条（26），所述工字型齿条（26）的齿牙面朝下，所述工字型齿条（26）与限位齿轮（25）啮合连接。

5.根据权利要求4所述的一种露天采矿用抓取机械手，其特征在于：所述延伸板（3）的外端部开设有U型缺口，所述U型缺口的内部插设有转动连接的联动轴，所述联动轴的两端部贯穿U型缺口并延伸至外侧，所述联动轴的两端部固设有一对定位摆臂（36），一对所述定位摆臂（36）分设在U型槽钢（31）的两侧。

6.根据权利要求5所述的一种露天采矿用抓取机械手，其特征在于：所述联动轴的中部套设有同心固接的蜗轮（39），所述延伸板（3）的顶面里侧固设有输出端朝外的第二电机（37），所述第二电机（37）的电机轴端部延伸至蜗轮（39）的正上方，所述第二电机（37）的电机轴端部固设有同轴连接的蜗杆（38），所述蜗杆（38）与蜗轮（39）啮合连接。

7.根据权利要求6所述的一种露天采矿用抓取机械手，其特征在于：一对所述定位摆臂（36）的中下段部分均开设有第二销孔，所述U型槽钢（31）的两侧壁开设有一对第一销孔，所述定位滑板（32）的顶端部固设有定位轴，所述定位轴的两端部滑动贯穿一对第一销孔并延伸至外侧，且所述定位轴的两端部滑动插设在一对第二销孔内。

8.根据权利要求7所述的一种露天采矿用抓取机械手，其特征在于：所述L型板（22）的底部开设有一对第一螺纹孔，所述第一抓取臂（24）的顶部插设有一对第一螺栓，每根所述第一螺栓的螺纹端部均贯穿第一抓取臂（24）并与对应的第一螺纹孔螺纹锁紧；

所述定位滑板（32）的底部开设有一对第二螺纹孔，所述第二抓取臂（33）的顶部插设有一对第二螺栓，每根所述第二螺栓的螺纹端部均贯穿第二抓取臂（33）并与对应的第二螺纹孔螺纹锁紧。

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