机械拨手及机器人的制作方法

本发明涉及煤炭生产设备技术领域，尤其是涉及一种机械拨手及机器人。

背景技术：

全世界生产的煤炭都含有3％到25％不等的矸石，如果煤层中含有超过30％的矸石比例一般就不具备开采价值了。矸石平均占产量的5％到10％左右。矸石的存在会造成运输、存储资源的直接浪费，会降低煤炭的燃烧值，影响发热效率，会缩短锅炉的维护周期，增加费用，也会产生更多的粉尘污染大气等等，去除矸石是煤炭生产环节中仅次于采掘的重要工作，矸石分选是将毛煤转原煤的一个步奏，如果矸石分选不当将直接影响下一步的洗煤工艺，严重地还会造成洗煤设备的损害，因此，矸石分拣工序是煤炭生产环节中一个不可或缺的部分。

目前，我国大部分煤炭开采生产仍延续着人工选矸的落后方式，利用人工来判断煤与矸石，并手动拣选矸石或煤炭，矸石分拣往往伴随着粉尘、潮湿、振动、噪声，甚至辐射等严重的环境污染问题，煤矿企业职工长期在这样的环境下工作，是矽肺等职业病高发群体，严重危害人的身心健康，同时由于人工选矸劳动强度大，拣选率低，生产效率低下，严重影响了洗选工序的正常工作，由于矸石量的过大，对洗选设备的损伤大，人工工序的不确定性造成洗选设备损耗加大，会经常停机检修，造成经济效益的下降。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种机械拨手及机器人，以解决现有技术中存在的人工选矸劳动强度大，生产效率低下，严重危害工人的身心健康的技术问题。

本发明提供的机械拨手包括能够沿第一方向运动的横向运动单元、与所述横向运动单元相连的能够沿第二方向运动的纵向运动单元以及与所述纵向运动单元相连的能够在所述横向运动单元和所述纵向运动单元的带动下进行拨取作业的拨片组件；

所述第一方向与所述第二方向垂直。

进一步的，所述拨片组件包括与所述纵向运动单元平行设置的第一连接板、设于所述第一连接板的自由端的多个拨片以及与所述第一连接板和所述拨片相连的用于固定所述拨片的固定架。

进一步的，多个所述拨片之间通过中卡间隔设置，并且，多个所述拨片通过固定轴与所述固定架相连。

进一步的，所述拨片的连接端为矩形结构，所述拨片的自由端的一侧为锯齿状结构，另一侧设置为斜面结构。

进一步的，所述锯齿状结构具有弧度。

进一步的，所述固定架的上部还设有与所述第一连接板相连的加强板。

进一步的，所述横向运动单元包括横向模组、与所述横向模组相连的用于驱动所述横向模组沿所述第一方向进行直线运动的第一气缸以及与所述第一气缸远离所述横向模组的一端相连的用于固定所述第一气缸的第一固定件。

进一步的，所述纵向运动单元包括纵向模组、与所述纵向模组相连的用于驱动所述纵向模组沿所述第二方向进行直线运动的第二气缸以及与所述第二气缸远离所述纵向模组的一端相连的用于固定所述第二气缸的第二固定件。

进一步的，所述横向运动单元与所述纵向运动单元之间通过第二连接板相连，所述纵向运动单元与所述拨片组件之间通过第三连接板相连。

本发明提供的机器人，包括如上述技术方案中任一项所述的机械拨手。

本发明提供的机械拨手包括横向运动单元、纵向运动单元以及拨片组件，横向运动单元能够沿第一方向运动，纵向运动单元能够沿第二方向运动，由于第一方向与第二方向垂直，假定第一方向为x轴，第二方向为y轴，从而使机械拨手具备了x轴和y轴方向的两个运动自由度，纵向运动单元与横向运动单元相连，从而使机械拨手能够在由x轴和y轴组成的平面内进行自由运动，极大地提高了机械拨手的灵活度，使机械拨手能够模拟人工动作来进行矸石分拣作业，拨片组件与纵向运动单元相连，能够在横向运动单元和纵向运动单元的带动下进行拨取作业，使得拨片组件能够模拟人工手部的运动，将煤炭或者矸石拨取下来，从而完成矸石分拣工作。

由于横向运动单元和纵向运动单元能够分别沿x轴和y轴进行自由运动，从而在利用拨片组件进行矸石分拣时，拨片组件能够适应不同大小、不规则形状的矸石或煤炭，最大限度地模拟人工选矸的作业流程，将矸石与煤炭分拣开来，并拨入相应的储料仓内，以完成分拣作业，相比于现有技术中采用人工选矸，利用机械拨手进行矸石分拣，极大地降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，由于拣选率高，保证了洗选工序的正常工作，降低了对洗选设备的损伤，提高了经济效益，且由于利用机械拨手进行矸石分拣，使得工人不需要长期在矸石车间工作，远离了矸石分拣带来的严重的环境污染问题，从而有效减少了矽肺等职业病的发生，保证了广大煤矿职工的身体健康。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机械拨手的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的机械拨手的结构主视图；

图3为本发明实施例提供的机械拨手的结构左视图；

图4为本发明实施例提供的机械拨手的拨片的结构示意图。

图标：100-横向运动单元；200-纵向运动单元；300-拨片组件；400-第二连接板；500-第三连接板；110-横向模组；120-第一气缸；130-第一固定件；210-纵向模组；220-第二气缸；230-第二固定件；310-第一连接板；320-拨片；330-固定架；340-中卡；350-固定轴；360-加强板；321-矩形结构；322-锯齿状结构；323-斜面结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对实施例1及实施例2进行详细描述：

图1为本发明实施例提供的机械拨手的结构示意图；图2为本发明实施例提供的机械拨手的结构主视图；图3为本发明实施例提供的机械拨手的结构左视图；图4为本发明实施例提供的机械拨手的拨片的结构示意图。

实施例1

请一并参照图1-3，本实施例提供了一种机械拨手，包括能够沿第一方向运动的横向运动单元100、与横向运动单元100相连的能够沿第二方向运动的纵向运动单元200以及与纵向运动单元200相连的能够在横向运动单元100和纵向运动单元200的带动下进行拨取作业的拨片组件300，且第一方向与第二方向垂直，具体而言：

机械拨手包括横向运动单元100、纵向运动单元200以及拨片组件300，横向运动单元100能够沿第一方向运动，纵向运动单元200能够沿第二方向运动，由于第一方向与第二方向垂直，假定第一方向为x轴，第二方向为y轴，从而使机械拨手具备了x轴和y轴方向的两个运动自由度，纵向运动单元200与横向运动单元100相连，从而使机械拨手能够在由x轴和y轴组成的平面内进行自由运动，极大地提高了机械拨手的灵活度，使机械拨手能够模拟人工动作来进行矸石分拣作业，拨片组件300与纵向运动单元200相连，能够在横向运动单元100和纵向运动单元200的带动下进行拨取作业，使得拨片组件300能够模拟人工手部的运动，将煤炭或者矸石拨取下来，从而完成矸石分拣工作。

由于横向运动单元100和纵向运动单元200能够分别沿x轴和y轴进行自由运动，从而在利用拨片组件300进行矸石分拣时，拨片组件300能够适应不同大小、不规则形状的矸石或煤炭，最大限度地模拟人工选矸的作业流程，将矸石与煤炭分拣开来，并拨入相应的储料仓内，以完成分拣作业，相比于现有技术中采用人工选矸，利用机械拨手进行矸石分拣，极大地降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，由于拣选率高，保证了洗选工序的正常工作，降低了对洗选设备的损伤，提高了经济效益，且由于利用机械拨手进行矸石分拣，使得工人不需要长期在矸石车间工作，远离了矸石分拣带来的严重的环境污染问题，从而有效减少了矽肺等职业病的发生，保证了广大煤矿职工的身体健康。

由于机械拨手能够拨取物体，适用范围非常广泛，机械拨手的用途不仅仅在于煤炭生产中用来代替人工进行矸石分拣，在其他需要拨取物体的场合也可以使用，如快递分拣等。

在矸石分拣作业中，根据煤炭或矸石的具体大小、形状和位置，利用横向运动单元100的横向运动结合纵向运动单元200的纵向运动实现对煤炭或矸石的定位，使机械拨手到达合适的位置，再利用拨片组件300拨取物体，由横向运动单元100和纵向运动单元200的运动配合拨片组件300将煤炭或矸石拨取到相应的储料仓，从而完成分拣作业，由于机械拨手本身只是矸石分拣作业的行动单元，至于矸石与煤炭的选择和判断，机械拨手本身不能进行独立识别，因此，机械拨手的操作可利用人工进行后台操作，利用人工进行煤炭与矸石的分辨，然后操纵机械拨手进行矸石的分拣作业，为最大限度地降低人工操纵流程，保障工人的身体健康，机械拨手还可建立智能操纵，通过识别系统对煤炭和矸石进行分辨判断，然后将识别信息传递给控制单元，由控制单元控制机械拨手进行分拣动作，从而极大地提高了作业效率，降低了因人工工序的不确定性造成的漏拣，解放了劳动力，保证了广大煤矿职工的身体健康。

机械拨手通过拨片组件300来拨取物体，一种具体的实施方式中，拨片组件300包括第一连接板310、拨片320以及固定架330。第一连接板310设于纵向运动单元200远离横向运动单元100的一端，并且，第一连接板310与纵向运动单元200相平行设置，以便于利用纵向运动单元200的纵向运动带动第一连接板310的纵向运动，具体地，第一连接板310的底部凸出于纵向运动单元200，以便于安装拨片320，同时增大拨片320纵向运动的范围，拨片320设置于第一连接板310下部的自由端，为使拨取物体方便准确，拨片320设置有多个，且多个拨片320依次排列，排列方向与横向运动单元100的运动方向相垂直，以便于能够扩大拨片320与物体的接触面积，准确将物体拨取下来，固定架330用于固定拨片320，因此固定架330与第一连接板310远离纵向运动单元200的一端相连，拨片320设于固定架330内以便于拨片320固定牢靠，固定架330的两侧可采用三角形结构，拨片320固定于与第一连接板310底部相垂直的直角边上，从而使固定架330结构简单，降低固定架330的重量，在进行分拣作业时能够定位准确，拨取顺利，避免拨片320松动对正常的分拣作业造成影响。

为便于拨片320的安装和拆卸，多个拨片320之间通过中卡340连接，使得多个拨片320等距离间隔设置，从而使拨片320能够适应不同大小或者形状不规则的物体，不会漏拣物体，使拨取作业更加便捷，并且，多个拨片320通过固定轴350与固定架330相连，固定轴350穿过拨片320，固定轴350的两端分别与固定架330相连，为使固定牢靠，固定轴350可设有多个，多个固定轴350可沿竖直方向设置，在安装拨片320时，可先将多个拨片320通过中卡340定位，继而在利用固定轴350对多个拨片320进行固定连接，从而使拨片320的安装拆卸及更换便捷。

一种具体的实施方式中，如图4所示，拨片320为片状结构，为使拨片320能够更好地拨取物体，拨片320上部与固定架330相连的连接端为矩形结构321，拨片320下部的自由端为不规则结构，且矩形结构321的长度大于不规则结构的长度，矩形结构321的拨片320宽度不变，不规则结构的拨片320的宽度发生变化，具体地，拨片320下部的不规则结构的一侧为锯齿状结构322，另一侧设置为斜面结构323，斜面结构323的拨片320宽度逐渐减小，锯齿状结构322主要用于与物体相接触，并拨取物体，由于锯齿状结构322能使拨片320更适合拨取各种不规则的物体，在拨取物体时更加稳固，也更为牢靠，从而降低了物体的漏拣率，斜面结构323向锯齿状结构322的方向使拨片320的宽度逐渐减小，在拨片320的最底部，拨片320的宽度最小，在拨片320上设置斜面结构323在保证拨片320的强度的同时，使得拨片320结构更加灵巧，拨取物体时更加灵活，同时拨片320还具备较大的拨取力，保证分拣作业的正常进行。斜面结构323的上部连接矩形结构321，下部宽度逐渐减小，宽度发生变化的部分斜面结构323的竖直长度小于锯齿状结构322的竖直长度，具体地，宽度发生变化的部分斜面结构323的竖直长度可为锯齿状结构322的竖直长度的二分之一，能够保证拨片320具有良好的受力状态的同时，使得拨片320结构更加灵巧，拨取物体时更加灵活。

本实施例的可选方案中，也为较优选的方案，锯齿状结构322具有弧度，即锯齿状结构322向斜面结构323的方向凹入，使锯齿状结构322具有一定的弧度，锯齿状结构322具有弧度能够使拨片320更适合拨取各种不规则的物体，在拨取物体时更加稳固，也更为牢靠，从而降低了物体的漏拣率，且能够使拨片320在拨取物体时更加有力，以至于能够拨取重量较大的物体，适用性广，实用性高，能够保证分拣作业的正常进行。

本实施例的另一可选方案中，固定架330的上部还设有与第一连接板310相连的加强板360，第一连接板310与固定架330相连，由于固定架330内放置有多个拨片320，固定架330沿拨片320的排列方向凸出第一连接板310的两侧，为使第一连接板310与固定架330之间连接可靠，固定牢靠，在固定架330的上部设有加强板360，加强板360与第一连接板310相连，加强板360可采用三角形加强板360，以保证固定架330的功能。

横向运动单元100能够沿第一方向的x轴进行直线运动，一种具体的实施方式中，如图1-3所示，横向运动单元100包括横向模组110、第一气缸120以及第一固定件130。第一气缸120与横向模组110相连，用于驱动横向模组110沿第一方向进行直线运动，横向模组110内设有滑块、皮带以及导轨等，以使横向模组110能够实现横向运动的功能，横向模组110内还设有封琴罩等，以使横向模组110具备良好的防尘性能。第一气缸120远离横向模组110的一端设有第一固定件130，第一固定件130用于固定第一气缸120，通过第一气缸120驱动横向模组110运动，从而实现了横向运动单元100的横向运动，横向运动单元100与纵向运动单元200相连，纵向运动单元200连接有拨片组件300，从而使横向模组110的运动带动拨片组件300的移动，使得拨片组件300能够对物体进行定位，实现物体的拨取和分拣。

纵向运动单元200能够沿第二方向的y轴进行直线运动，一种具体的实施方式中，如图1-3所示，纵向运动单元200包括纵向模组210、第二气缸220以及第二固定件230。第二气缸220与纵向模组210相连，用于驱动纵向模组210沿第二方向进行直线运动，纵向模组210内设有滑块、皮带以及导轨等，以使纵向模组210能够实现纵向运动的功能，纵向模组210内还设有封琴罩等，以使纵向模组210具备良好的防尘性能。第二气缸220远离纵向模组210的一端设有第二固定件230，第二固定件230用于固定第二气缸220，通过第二气缸220驱动纵向模组210运动，从而实现了纵向运动单元200的纵向运动，纵向运动单元200连接有拨片组件300，从而使纵向模组210的运动带动拨片组件300的移动，使得拨片组件300能够对物体进行定位，实现物体的拨取和分拣。

横向运动单元100和纵向运动单元200之间通过第二连接板400相连，纵向运动单元200和拨片组件300之间通过第三连接板500相连，具体地，横向模组110和纵向模组210之间通过第二连接板400相连，纵向模组210和第一连接板310之间通过第三连接板500相连，从而使第一气缸120驱动横向模组110沿x轴进行直线运动时，由横向模组110上的第二连接板400带动纵向模组210及拨片组件300沿x轴方向进行运动，在第二气缸220驱动纵向模组210沿y轴进行直线运动时，由纵向模组210上的第三连接板500带动拨片组件300沿y轴方向进行运动，从而实现了机械拨手能够在由x轴和y轴组成的平面内进行自由运动，极大地提高了机械拨手的灵活度，使机械拨手能够模拟人工动作来进行矸石分拣作业，极大地降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，由于拣选率高，保证了洗选工序的正常工作，降低了对洗选设备的损伤，提高了经济效益，且由于利用机械拨手进行矸石分拣，使得工人不需要长期在矸石车间工作，远离了矸石分拣带来的严重的环境污染问题，从而有效减少了矽肺等职业病的发生，保证了广大煤矿职工的身体健康。

实施例2

本实施例提供了一种机器人，包括实施例1中的机械拨手。机器人可为煤矸分选机器人，还包括识别系统、控制单元等，通过识别系统对煤炭和矸石进行分辨判断，然后将识别信息传递给控制单元，由控制单元控制机械拨手进行分拣动作，从而极大地提高了作业效率，降低了因人工工序的不确定性造成的漏拣，解放了劳动力，保证了广大煤矿职工的身体健康。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。