CN213084551U - 一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置，其基本结构主要包括六自由度机械臂末端平台、安装台、固定连杆驱动系统、调节连杆检测系统和调节弹簧所组成，该装置针对矸石输煤系统中出现故障而未转动的托辊进行准确地转动修复和检测。控制系统将六自由度机械臂末端平台定位到未转动的托辊处，由固定连杆驱动系统中的主动轮对托辊实施转动修复，并由调节连杆检测系统的被动轮对其转动修复检测。调节弹簧的采用使该装置能适用于不同直径的托辊转动检测，确保主、被动轮和托辊外壁紧密接触，确保该装置修复和检测工作的精准可靠性且还具有一定缓冲减震作用。本实用新型结构简单、工作效率和精度高，消除工人操作安全隐患。

Description

一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置

技术领域

本发明属于工业机器人技术和自动化设备技术领域，特别涉及一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置，它能通过监控系统实时监测滚筒的工作状态和信息反馈，本发明针对反馈信息对未工作的托辊进行转动修复和运动障碍清除，并由带编码器的被动轮贴紧托辊表面进行转动修复的信息反馈。

背景技术

目前，从采煤厂到矸石厂的长距离煤矿输送，大多采用托辊转动的管道输送技术，且该技术主要为人工作业。然而，由于采煤厂到矸石厂的距离大多为若干公里，且输送设备均搭建在环境较差的地貌上，使人工检查管道壁外托辊是否转动的作业效率较低，此外，工作中因存在输送电线，以及较高的设备设备装置，使操作人员存在明显的安全隐患。

随着工业水平地不断提高，使企业工作人员对于设备功能和操作效率等的要求也越来越高。近年来，随着工业机器人和自动化技术的不断发展，基于传感或编码技术的工业机器人或自动化设备的开发也取得了显著的进步。编码器作为自动化设备中的核心元件之一，它因能采集机构工作的信息并将其反馈给控制系统，它的采用能有效地提高设备的自动化性能。此外，针对编码器采集数据的精准性，除了机构本身的控制系统的精度之外，结构性能的好坏和适用范围等也很大程度影响着自动化系统的检测结果。因此，对于编码器检测结果的改进设计也备受相关技术人员的关注。

为了有效地解决上述存在的问题，本实用新型涉及的一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置，它的六自由度机械臂末端平台由六自由度机械臂根据监测系统的检测结果将该末端平台定位到出现故障而停止转动的托辊处，并由主动轮对托辊进行转动修复。同时，被动轮对托辊转动情况进行实时检测。该装置具有结构设计与制造工艺简单、拆装方便、测量信号传递中精度和稳定性高，此外，该装置替代人工检测能有效提高作业的效率，降低工人在恶劣工况环境中安全性。

实用新型内容

本实用新型的技术问题在于设计了一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置，解决了从煤矿厂到矸石厂的若干公里输煤系统中对托辊检测的低效率和工作安全隐患等问题。该装置具有结构设计与制造工艺简单、拆装方便、测量信号传递中精度和稳定性高。

本实用新型采用如下的技术方案实现：

一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置，其特征在于：包含六自由度机械臂末端平台(1)、安装台(2)、固定连杆驱动系统(3)、调节连杆检测系统(4)和调节弹簧(5)；该装置由固定连杆驱动系统(3)中的主动轮(3-5)对未转动托辊进行转动修复，并由调节连杆检测系统(4)中的被动轮(4-6)进行托辊转动修复的实时检测；固定连杆(3-1)和调节连杆(4-4) 由调节弹簧(5)连接，能确保固定连杆驱动系统(3)的主动轮(3-5)与调节连杆检测系统(4)的被动轮(4-6)与托辊外壁紧密接触。

所述的固定连杆驱动系统(3)包含：固定连杆(3-1)，薄螺母(3-2)，固定销杆(3-3)，小电机(3-4)，主动轮(3-5)；

构成固定连杆驱动系统的零部件间的连接：固定连杆(3-1)与安装台(2) 通过螺钉连接形成固定副；固定销杆(3-3)与固定连杆(3-1)上的螺纹孔形成螺纹链接；调节弹簧(5)一端置于固定销杆(3-3)，并通过薄螺母(3-2)和固定销杆(3-3)的螺纹链接，使调节弹簧(5)一端与固定销杆(3-3)形成固定副；此外，小电机(3-4)固定安装在固定连杆(3-1)的自由端，作为该装置的动力源；主动轮(3-5)与固定连杆(3-1)形成转动副，同时，小电机(3-4) 与主动轮(3-5)通过同心链接形成转动副，当主动轮(3-5)与未转动的托辊接触时，可由主动轮(3-5)在小电机(3-4)的驱动下，促使未转动的托辊重新实现转动作业。

所述调节连杆检测系统(4)包含：安装铰座(4-1)，安装轴(4-2)，卡簧 (4-3)，调节连杆(4-4)，编码器(4-5)，被动轮(4-6)。

构成调节连杆检测系统的零部件间的连接：安装铰座(4-1)与安装台(2) 通过螺钉连接形成固定副；安装铰座(4-1)和调节连杆(4-4)形成转动副，并由安装轴(4-2)和卡簧(4-3)的装配，限制调节连杆(4-4)沿转动轴线方向的移动；固定销杆(3-3)与调节连杆(4-4)上的螺纹孔形成螺纹链接；调节弹簧(5)的另一端置于固定销杆(3-3)，并通过薄螺母(3-2)和固定销杆(3-3) 的螺纹链接，使调节弹簧(5)这一端与固定销杆(3-3)形成固定副；编码器(4-5) 与调节连杆(4-4)的自由端形成固定副，且其置于调节连杆(4-4)中间；编码器(4-5)两侧的轴与被动轮(4-6)通过膜片联轴器连接；被动轮(4-6)通过调节弹簧(5)的张紧使其与托辊表面紧密接触，当主动轮(3-5)驱动未转动的托辊时，编码器(4-5)实时记录托辊的转动修复情况，并将转动信号反馈给机器人控制系统。

本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：(1)结构设计与制造工艺简单、拆装方便，引入的调节弹簧能促使编码器起到缓冲减震的效果；(2)调节弹簧的两端分别与固定连杆和调节连杆连接，通过调节连杆的转动使该装置能适用于不同直径的托辊转动检测，同时，调节弹簧的存在能确保检测小轮与被检测装置的紧密接触，提高装置的测量精度和稳定性；(3)该装置替代人工检测能有效提高作业的效率，降低工人在恶劣工况环境中安全性。

附图说明

图1一种具有托辊转动修复与修复的缓冲自适应编码器装置结构模型图；

图2固定连杆驱动系统结构模型图；

图3调节连杆检测系统结构模型图；

图4一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置工作示意图；

图中：六自由度机械臂末端平台(1)、安装台(2)、固定连杆驱动系统(3)、调节连杆检测系统(4)和调节弹簧(5)。固定连杆驱动系统(3)包含：固定连杆(3-1)，薄螺母(3-2)，固定销杆(3-3)，小电机(3-4)，主动轮(3-5)；调节连杆检测系统(4)包含：安装铰座(4-1)，安装轴(4-2)，卡簧(4-3)，调节连杆(4-4)，编码器(4-5)，被动轮(4-6)。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型提供的一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置，下面结合附图和详细实施例对本发明进行具体阐述。

图1为本实用新型设计的一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置结构模型图，包括：六自由度机械臂末端平台(1)、安装台(2)、固定连杆驱动系统(3)、调节连杆检测系统(4)和调节弹簧(5)。通过视觉检测系统控制六自由度机械臂末端平台(1)定位在故障而未转动的托辊处，由固定连杆驱动系统(3)中的主动轮(3-5)修复托辊重新转动，同时，由调节连杆检测系统(4)中的被动轮(4-6)检测托辊的转动情况并反馈给控制终端，直至托辊的转动恢复正常情况。此外，该装置中连接固定连杆(3-1)和调节连杆(4-4)的调节弹簧(5)，不仅使该装置在修改和检测过程中具有缓冲减震作用，还能使该装置适用于不同直径的托辊转动情况检测，且弹簧回程力的作用下能使装置中的主动轮(3-5)和被动轮(4-6)紧贴在托辊外壁，提高装置检测和修复的精度和稳定可靠性。

图2为本实用新型提供的固定连杆驱动系统结构模型图，包括：固定连杆 (3-1)，薄螺母(3-2)，固定销杆(3-3)，小电机(3-4)，主动轮(3-5)；该系统主要通过视觉检测系统控制六自由度机械臂末端平台(1)定位在故障而未转动的托辊处，由固定连杆驱动系统(3)中的主动轮(3-5)修复托辊重新转动。

图3为本实用新型提供的调节连杆检测系统结构模型图，包括：安装铰座 (4-1)，安装轴(4-2)，卡簧(4-3)，调节连杆(4-4)，编码器(4-5)，被动轮 (4-6)。当固定连杆驱动系统(3)中的主动轮(3-5)修复托辊重新转动时，由调节连杆检测系统(4)中的被动轮(4-6)检测托辊的转动情况并反馈给控制终端，直至托辊的转动恢复正常情况。

Claims (3)

1.一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置，其特征在于：它的总体结构由六自由度机械臂末端平台(1)、安装台(2)、固定连杆驱动系统(3)、调节连杆检测系统(4)和调节弹簧(5)组成；该装置由固定连杆驱动系统(3)中的主动轮(3-5)对未转动托辊进行转动修复，并由调节连杆检测系统(4)中的被动轮(4-6)进行托辊转动修复的实时检测；固定连杆(3-1)和调节连杆(4-4)由调节弹簧(5)连接，能确保固定连杆驱动系统(3)的主动轮(3-5)与调节连杆检测系统(4)的被动轮(4-6)与托辊外壁紧密接触。

2.根据权利要求1所述的一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置，其特征在于：所述的固定连杆驱动系统(3)包含：固定连杆(3-1)，薄螺母(3-2)，固定销杆(3-3)，小电机(3-4)，主动轮(3-5)；

各零部件间的连接方式：固定连杆(3-1)与安装台(2)通过螺钉连接形成固定副；固定销杆(3-3)与固定连杆(3-1)上的螺纹孔形成螺纹链接；调节弹簧(5)一端置于固定销杆(3-3)，并通过薄螺母(3-2)和固定销杆(3-3)的螺纹链接，使调节弹簧(5)一端与固定销杆(3-3)形成固定副；此外，小电机(3-4)固定安装在固定连杆(3-1)的自由端，作为该装置的动力源；主动轮(3-5)与固定连杆(3-1)形成转动副，小电机(3-4)与主动轮(3-5)通过同心链接形成转动副，主动轮(3-5)在小电机(3-4)的直驱下匀速转动，主动轮(3-5)与未转动托辊的接触表面产生滑动摩擦使未转动的托辊恢复转动。

3.根据权利要求1所述的一种具有托辊转动修复与检测的缓冲自适应编码器装置，其特征在于：所述的调节连杆检测系统(4)包含：安装铰座(4-1)，安装轴(4-2)，卡簧(4-3)，调节连杆(4-4)，编码器(4-5)，被动轮(4-6)所组成；

各零部件间的连接方式：安装铰座(4-1)与安装台(2)通过螺钉连接形成固定副；安装铰座(4-1)和调节连杆(4-4)形成转动副，并由安装轴(4-2)和卡簧(4-3)的装配，限制调节连杆(4-4)沿转动轴线方向的移动；固定销杆(3-3)与调节连杆(4-4)上的螺纹孔形成螺纹链接；调节弹簧(5)的两端置于固定销杆(3-3)，并通过薄螺母(3-2)和固定销杆(3-3)的螺纹链接，使调节弹簧(5)的两端与固定销杆(3-3)形成固定副；编码器(4-5)与调节连杆(4-4)的自由端形成固定副，且其置于调节连杆(4-4)中间；编码器(4-5)两侧的轴与被动轮(4-6)通过膜片联轴器连接；被动轮(4-6)通过调节弹簧(5)的张紧使其与托辊表面紧密接触，当主动轮(3-5)驱动未转动的托辊时，编码器(4-5)实时记录托辊的转动情况，并将转动信号反馈给机器人控制系统。

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