一种散装料仓清库机器人及其施工方法与流程

1.本发明涉及清库机器人技术领域，更具体为一种散装料仓清库机器人。


背景技术：

2.由于水泥库中的水泥是粉状物,当水泥库使用一段时间后,水泥这种粉状物很容易粘在库壁上,形成库壁挂料,这些附着物随着时间的增长越来越厚,导致水泥库的容积变小,即水泥库的使用效率变低。有时还会自行脱落成为大小不一的块状物或片状物混在水泥粉中,轻者堵死下料器,重者在库内漏斗上结拱起蓬,把物料架空无法泄出,造成断料停产,因此需要定期进行清理。
3.目前、现有的水泥清库机器人存在以下缺点：1、库开孔太多，重量太重，吊装困难，进出库繁琐，2、多采用钢丝绳柔性接触，或者机构沿库臂作业，效率低，3、无法实现全空间，不同直径库的使用，通用性不强。因此，需要提供一种新的技术方案给予解决。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种散装料仓清库机器人，解决了库开孔太多，重量太重，吊装困难，进出库繁琐，多采用钢丝绳柔性接触，或者机构沿库臂作业，效率低，无法实现全空间，不同直径库的使用，通用性不强的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种散装料仓清库机器人，包括：料仓，所述料仓的顶部设置有两组电动升降机构且电动升降机构的动力输出端设置有钢丝绳，所述钢丝绳的下部设置有机器人本体，所述电动升降机构的侧面设置有动力单元，所述机器人本体采用遥控视频操作且机器人本体配备便携式遥控器和视频显示屏，操作人员可远程遥控操作，所述机器人本体包括可伸缩支腿，工作机构、比例多路阀、回转机构及前端作业工具，所述机器人本体包括工作机构且工作机构包括第一油缸，所述第一油缸的输出端设置有第一支撑臂，所述第一支撑臂的内侧设置有第二油缸且第二油缸的输出端设置有第二支撑臂，所述第二支撑臂的内上部设置有用于进行伸缩的油缸，所述第二支撑臂的下部设置有第三油缸且第三油缸的输出端设置有固定节，所述第二支撑臂的侧面设置有伸缩节且伸缩节与固定节之间相连接，所述固定节的侧面设置有第三支撑臂且第三支撑臂的内侧设置有转锤油缸，所述转锤油缸的输出端设置有摇杆且摇杆与第三支撑臂之间相连接，所述摇杆的侧面设置有连杆且连杆和第三支撑臂的侧面设置有属具，所述第一油缸的上部设置有回转平台且回转平台的上部设置有连接板，所述连接板的上部设置有蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构是由本身的液压马达驱动，所述蜗轮蜗杆机构的上部设置有回转驱动且蜗轮蜗杆机构和回转驱动呈一个整体，集回转和驱动为一体，由动力单元提供液压油，通过多路阀控制转向，所述回转驱动的上部设置有上平台，所述上平台的上部设置有电磁阀组且电磁阀组的四周设置有安装座，所述安装座的内部安装有支撑腿且支撑腿的上部安装有折叠油缸，所述折叠油缸的一端铰接在上平台上且另一端铰接于支撑腿，所述折叠油缸的输出端上设置有吊环且支撑腿的上部设置有固定架，所述固定架与吊环之间相连接，
所述支撑腿的一端铰接于上平台上且另一端设置有连接法兰，所述支撑腿的内部安装有带伸缩油缸的伸缩部永用于连接法兰的伸出，所述伸缩部的末端设置有凸起接触面且凸起接触面与分解炉的炉壁相互接触。
6.作为本发明的一种优选实施方式，所述回转平台的外部设置有防护罩且防护罩通过螺栓与回转平台之间固定连接。
7.作为本发明的一种优选实施方式，所述回转平台的侧面设置有照明灯和摄像头且照明灯和摄像头均通过导线与外部控制装置相连接。
8.作为本发明的一种优选实施方式，所述连接板与回转平台的连接处设置有连接螺杆且连接螺杆贯穿连接板，所述连接螺杆的表面设置有螺母。
9.作为本发明的一种优选实施方式，所述转锤油缸的上部设置有油缸护罩且油缸护罩通过螺栓与转锤油缸固定连接。
10.作为本发明的一种优选实施方式，所述支撑腿在上平台上通过折叠油缸展开其转动角度平行于水平面；也可通过折叠油缸折叠至垂直于水平面。
11.作为本发明的一种优选实施方式，所述固定节与第三支撑臂之间安装有工作装置标准节，使机器人本体有巨大的工作范围，可适应支腿的长短大小；所述支撑腿和伸缩部之间安装有支腿标准节，使支撑腿可以支撑在不同内径的炉体内；所述支撑腿设置有三组，展开后成三角支撑，具有很强的稳定性。
12.作为本发明的一种优选实施方式，所述动力单元内包括电机且电机的下部设置有液压泵，所述液压泵的侧面设置有信号接收器且信号接收器的侧面设置有液压油箱，所述液压油箱的上部设置有电控箱且电控箱的侧面设置有散热器，所述电控箱通过导线与电机之间电性连接，所述液压泵的油管以及电控箱的电缆线顺着电动升降机构（3）的钢丝绳（4）与机器人本体（5）相连接。
13.作为本发明的一种优选实施方式，所述散装料仓清库机器人的施工方法包括如下步骤：步骤1：将设备调整至如图1姿态，第一电动升降机构用钢索挂着拆卸好的设备本体，动力单元上的电缆线和油管顺着第二电动升降机构的钢索接入设备本体,动力单元包括电机、电控箱、散热器、液压油箱、信号接收器和液压泵。在电动升降机构的作用下一节一节放入料仓，每一节在到达料仓顶部时更换吊装点，接入下一节，重复此步骤，直到放入满足料仓直径的设备本体；步骤2：当设备本体完全放入料仓后，第二电动升降机构钢索慢慢收紧，第一电动升降机构钢索慢慢放松，直至第一电动升降机构完全不受力，此时设备本体处于料仓中央；步骤3：当设备本体置于料仓中央后，将设备三个支腿展开，一边用第二电动升降机构将设备往上提，使之在料仓顶部呈现三角形撑在料仓内壁，支腿伸缩油缸内设置压力传感器可以进行油缸力控制，避免破坏料仓内壁，这时可以操作设备的工作装置开始清理料仓内壁的结皮和大块结料，通过回转机构实现360
°
整周内壁清理后，将支腿回收离开内臂一段距离，第二电动升降机构将设备往下放一定距离，再撑开支腿，清理新一轮的环内壁。重复以上步骤，直至将整个料仓内壁清理干净；步骤4：将整个料仓内壁上部清理干净后，部分大块结料落在底部减压锥与内壁区域内，用前端液压锤进行集中破碎成小块，考虑该区域存料需要通过减压锥下部口移出，此
时操作机器人可在料仓底部检修口将前端的属具由液压锤换成挖斗，用挖斗将结皮残料刨入锥座出料口，考虑有些料仓底部分布有管路，也可将属具换成吸料头柔性作业，通过吸料车内置风力系统进行散装物料的清理，达到彻底清洁料仓的目的，如图4所示。
14.步骤5：料仓清理完后，设备支腿和工作臂收缩至初始状态图1，第二电动升降机构向上提升到顶端，重复设备进来操作的逆过程，实现设备出库，将其一点一点往外拉，拉出一节，拆掉一节，直至将设备完全取出，料仓顶部的电动升降机构则带着钢索、电缆、油管从上方取出。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明用于各种炉体内部结皮的清洁工作，并通过设置支腿、支腿折叠油缸、支腿伸缩油缸、回转驱动、工作机构总成、和属具等机构，能够在炉体内展开、固定、多自由度的进行破碎、挖掘、剪切等作业，具有多工位的优点，便于操作，工作效果高，炉体普适性强。
附图说明
16.图1为本发明机器人进料仓结构示意图；图2为本发明机器人移动结构示意图；图3为本发明机器人工作结构示意图；图4为本发明机器人出料结构示意图；图5为本发明机器人拆卸结构示意图；图6为本发明机器人本体结构示意图；图7为本发明机器人本体整体结构示意图；图8为本发明支腿结构示意图；图9为本发明回转工作装置结构示意图；图10为本发明动力单元结构示意图。
17.图中：1、料仓；2、动力单元；3、电动升降机构；4、钢丝绳；5、机器人本体；6、回转平台；7、防护罩；8、连接螺杆；9、照明灯；10、摄像头；11、回转驱动；12、上平台；13、电磁阀组；14、折叠油缸；15、吊环；16、安装座；17、支撑腿；18、固定架；19、连接法兰；20、伸缩部；21、凸起接触面；22、第一油缸；23、第一支撑臂；24、第二油缸；25、第二支撑臂；26、第三油缸；27、伸缩节；28、固定节；29、第三支撑臂；30、转锤油缸；31、油缸护罩；32、摇杆；33、连杆；34、属具；35、连接板；36、螺母；37、蜗轮螺杆；38、工作机构。
具体实施方式
18.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。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。
19.请参阅图1
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10，本发明提供一种技术方案：一种散装料仓清库机器人，包括：料仓，所述料仓1的顶部设置有两组电动升降机构3且电动升降机构3的动力输出端设置有钢丝绳4，所述钢丝绳4的下部设置有机器人本体5，所述电动升降机构3的侧面设置有动力单元2，所述机器人本体5采用遥控视频操作且机器人本体5配备便携式遥控器和视频显示屏，操作
人员可远程遥控操作，所述机器人本体5包括可伸缩支腿，工作机构、比例多路阀、回转机构及前端作业工具，所述机器人本体5包括工作机构38且工作机构38包括第一油缸22，所述第一油缸22的输出端设置有第一支撑臂23，所述第一支撑臂23的内侧设置有第二油缸24且第二油缸24的输出端设置有第二支撑臂25，所述第二支撑臂25的内上部设置有用于进行伸缩的油缸，所述第二支撑臂25的下部设置有第三油缸26且第三油缸26的输出端设置有固定节28，所述第二支撑臂25的侧面设置有伸缩节27且伸缩节27与固定节28之间相连接，所述固定节28的侧面设置有第三支撑臂29且第三支撑臂29的内侧设置有转锤油缸30，所述转锤油缸30的输出端设置有摇杆32且摇杆32与第三支撑臂29之间相连接，所述摇杆32的侧面设置有连杆33且连杆33和第三支撑臂29的侧面设置有属具34，所述第一油缸22的上部设置有回转平台6且回转平台6的上部设置有连接板35，所述连接板35的上部设置有蜗轮蜗杆机构37，所述蜗轮蜗杆机构37是由本身的液压马达驱动，所述蜗轮蜗杆机构37的上部设置有回转驱动11且蜗轮蜗杆机构37和回转驱动11呈一个整体，集回转和驱动为一体，由动力单元提供液压油，通过多路阀控制转向，所述回转驱动11的上部设置有上平台12，所述上平台12的上部设置有电磁阀组13且电磁阀组13的四周设置有安装座16，所述安装座16的内部安装有支撑腿17且支撑腿17的上部安装有折叠油缸14，所述折叠油缸14的一端铰接在上平台12上且另一端铰接于支撑腿17，所述折叠油缸14的输出端上设置有吊环15且支撑腿17的上部设置有固定架18，所述固定架18与吊环15之间相连接，所述支撑腿17的一端铰接于上平台12上且另一端设置有连接法兰19，所述支撑腿17的内部安装有带伸缩油缸的伸缩部20永用于连接法兰19的伸出，所述伸缩部20的末端设置有凸起接触面21且凸起接触面21与分解炉的炉壁相互接触，动力单元2单独放置于炉体外部，通过液压软管、电线给设备提供动力及控制，上平台12上部分通过销轴铰接安装有折叠油缸14和支撑腿17，支撑腿17另一端安装有连接法兰19，可安装支撑腿17标准节或者直接安装伸缩油缸，上平台12下部分通过螺栓连接回转驱动11的一面，回转驱动11的另一面用三个螺母36连接回转平台6上的连接螺杆8，通过回转驱动11在液压油的驱动下它的两面可发生相对转动，达到使回转平台6转动的目的，回转平台6上安装有多路阀、照明灯9、摄像头10、工作机构38，多路阀用来控制工作机构38上的五个动作，照明灯9用来给摄像头10提供更明亮更清晰的视野，摄像头10可将炉内情况传输至炉体外的操作面板上，使工作人员可在炉体外操作设备安全作业，工作机构38末端由第一支撑臂23、第二支撑臂25、第三支撑臂29及属具34组成，工作机构38的一端有与回转平台6铰接的第一支撑臂23，第一支撑臂23与回转平台6之间铰接有第一油缸22，第一支撑臂23的另一端与第二支撑臂25的一端铰接，第二支撑臂25与第一支撑臂23之间铰接有第二油缸24，第二支撑臂25中间装有伸缩油缸，可使第二支撑臂25与第三支撑臂29铰接的一端往前伸出一定距离，第二支撑臂25的另一端与第三支撑臂29的一端铰接，第二支撑臂25与第三支撑臂29之间铰接有第三油缸26，第三支撑臂29的另一端与回转机构和摇杆32的一端分别铰接，摇杆32的另一端与回转机构之间铰接有连杆33，第三支撑臂29与连杆33之间铰接有有小型破碎锤，破碎锤可直接用来破碎分离炉壁上的结皮，机器人本体5是由电动升降机构3也就是电动葫芦或者卷扬机拉着的，也就是说机器人本体5的重力是由电动升降机构3克服的，三根支撑腿17支撑在炉体内壁是为了工作机构前端属具破碎、挖掘内壁时不会晃动，克服设备工作时产生的反冲击力。
20.进一步改进地，如图7所示：所述回转平台6的外部设置有防护罩7且防护罩7通过
螺栓与回转平台6之间固定连接，防护罩7的设置可以有效保护回转平台6，避免灰尘等杂物进入。
21.进一步改进地，如图7所示：所述回转平台6的侧面设置有照明灯9和摄像头10且照明灯9和摄像头10均通过导线与外部控制装置相连接，照明灯9和摄像头10配合可以清楚的看到内部清理情况。
22.进一步改进地，如图7、8所示：所述连接板35与回转平台6的连接处设置有连接螺杆8且连接螺杆8贯穿连接板35，所述连接螺杆8的表面设置有螺母36，通过连接螺杆8配合螺母36进行固定，方便进行拆卸安装。
23.进一步改进地，如图8所示：所述转锤油缸30的上部设置有油缸护罩31且油缸护罩31通过螺栓与转锤油缸30固定连接，油缸护罩31可以有效保护转锤油缸30。
24.进一步改进地，如图7所示：所述支撑腿17在上平台12上通过折叠油缸14展开其转动角度平行于水平面；也可通过折叠油缸14折叠至垂直于水平面。
25.进一步改进地，如图8所示：所述固定节28与第三支撑臂29之间安装有工作装置标准节，使机器人本体5有巨大的工作范围，可适应支腿的长短大小；所述支撑腿17和伸缩部20之间安装有支腿标准节，使支撑腿17可以支撑在不同内径的炉体内；所述支撑腿17设置有三组，展开后成三角支撑，具有很强的稳定性。
26.进一步改进地，如图10所示：所述动力单元内包括电机且电机的下部设置有液压泵，所述液压泵的侧面设置有信号接收器且信号接收器的侧面设置有液压油箱，所述液压油箱的上部设置有电控箱且电控箱的侧面设置有散热器，所述电控箱通过导线与电机之间电性连接，所述液压泵的油管以及电控箱的电缆线顺着电动升降机构（3）的钢丝绳（4）与机器人本体（5）相连接进一步改进地，如图1
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5所示：所述散装料仓清库机器人的施工方法包括如下步骤：步骤1：将设备调整至如图1姿态，第一电动升降机构用钢索挂着拆卸好的设备本体，动力单元上的电缆线和油管顺着第二电动升降机构的钢索接入设备本体,动力单元包括电机、电控箱、散热器、液压油箱、信号接收器和液压泵。在电动升降机构的作用下一节一节放入料仓，每一节在到达料仓顶部时更换吊装点，接入下一节，重复此步骤，直到放入满足料仓直径的设备本体；步骤2：当设备本体完全放入料仓后，第二电动升降机构钢索慢慢收紧，第一电动升降机构钢索慢慢放松，直至第一电动升降机构完全不受力，此时设备本体处于料仓中央；步骤3：当设备本体置于料仓中央后，将设备三个支腿展开，一边用第二电动升降机构将设备往上提，使之在料仓顶部呈现三角形撑在料仓内壁，支腿伸缩油缸内设置压力传感器可以进行油缸力控制，避免破坏料仓内壁，这时可以操作设备的工作装置开始清理料仓内壁的结皮和大块结料，通过回转机构实现360
°
整周内壁清理后，将支腿回收离开内臂一段距离，第二电动升降机构将设备往下放一定距离，再撑开支腿，清理新一轮的环内壁。重复以上步骤，直至将整个料仓内壁清理干净；步骤4：将整个料仓内壁上部清理干净后，部分大块结料落在底部减压锥与内壁区域内，用前端液压锤进行集中破碎成小块，考虑该区域存料需要通过减压锥下部口移出，此时操作机器人可在料仓底部检修口将前端的属具由液压锤换成挖斗，用挖斗将结皮残料刨
入锥座出料口，考虑有些料仓底部分布有管路，也可将属具换成吸料头柔性作业，通过吸料车内置风力系统进行散装物料的清理，达到彻底清洁料仓的目的，如图4所示。
27.步骤5：料仓清理完后，设备支腿和工作臂收缩至初始状态图1，第二电动升降机构向上提升到顶端，重复设备进来操作的逆过程，实现设备出库，将其一点一点往外拉，拉出一节，拆掉一节，直至将设备完全取出，料仓顶部的电动升降机构则带着钢索、电缆、油管从上方取出。
28.本发明动力单元2单独放置于炉体外部，通过液压软管、电线给设备提供动力及控制，上平台12上部分通过销轴铰接安装有折叠油缸14和支撑腿17，支撑腿17另一端安装有连接法兰19，可安装支撑腿17标准节或者直接安装伸缩油缸，上平台12下部分通过螺栓连接回转驱动11的一面，回转驱动11的另一面用三个螺母36连接回转平台6上的连接螺杆8，通过回转驱动11在液压油的驱动下它的两面可发生相对转动，达到使回转平台6转动的目的，回转平台6上安装有多路阀、照明灯9、摄像头10、工作机构38，多路阀用来控制工作机构38上的五个动作，照明灯9用来给摄像头10提供更明亮更清晰的视野，摄像头10可将炉内情况传输至炉体外的操作面板上，使工作人员可在炉体外操作设备安全作业，工作机构38末端由第一支撑臂23、第二支撑臂25、第三支撑臂29及属具34组成，工作机构38的一端有与回转平台6铰接的第一支撑臂23，第一支撑臂23与回转平台6之间铰接有第一油缸22，第一支撑臂23的另一端与第二支撑臂25的一端铰接，第二支撑臂25与第一支撑臂23之间铰接有第二油缸24，第二支撑臂25中间装有伸缩油缸，可使第二支撑臂25与第三支撑臂29铰接的一端往前伸出一定距离，第二支撑臂25的另一端与第三支撑臂29的一端铰接，第二支撑臂25与第三支撑臂29之间铰接有第三油缸26，第三支撑臂29的另一端与回转机构和摇杆32的一端分别铰接，摇杆32的另一端与回转机构之间铰接有连杆33，第三支撑臂29与连杆33之间铰接有有小型破碎锤，破碎锤可直接用来破碎分离炉壁上的结皮，用于各种炉体内部结皮的清洁工作，并通过设置支腿、支腿折叠油缸14、支腿伸缩油缸、回转驱动11、工作机构总成、和属具34等机构，能够在炉体内展开、固定、多自由度的进行破碎、挖掘、剪切等作业，具有多工位的优点，便于操作，工作效果高，炉体普适性强。
29.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。