[发明专利]一种用于煤矸抓取的欠驱动机械手及抓取方法

说明书

本发明提供一种用于煤矸抓取的欠驱动机械手及抓取方法，包括：安装基座，与Z轴丝杠螺纹配合；Z轴旋转装置，架设在安装基座的下方；手爪平台，设置在Z轴旋转装置下方；手爪结构包括开合滑轨，其两端分别与手爪平台的两侧固定连接，两组分别设置在手爪平台前后；开合滑轨上分别滑动连接有两个开合滑块；执行连接件，其两端分别与异侧的两个相对的开合滑块之间固定连接；手掌安装板，分别通过两个手掌连接轴架设在执行连接件的下方；手掌，固定在手掌安装板底部；手掌外侧的下部设置有多个欠驱动手指结构；欠驱动单元，设置在手爪平台的顶部的一侧。该机械手实现矸石的稳定抓取，抓取过程平稳。手指为欠驱动，对矸石具有一定的自适应性。

技术领域

本发明涉及铁路工程技术领域，具体涉及一种用于煤矸抓取的欠驱动机械手。

背景技术

目前国内传统的洗选方法主要有人工选矸和机械洗选。人工选矸由于人员需求多、工作效率低、劳动力强度大、工作条件恶劣、对工人身心健康影响严重等问题。机械洗选主要包括重介洗选、跳汰洗选、浮选与干法洗煤等工艺。近年来，智能煤矿无人化受到广泛关注，实现无人分拣的煤矸分拣机器人的研究也逐渐深入，因此，抓取煤和矸石的末端执行器装置受到重视。

常见抓取煤和矸石的末端执行器采用的是气动机械手，通常通过气动控制两个夹持板的开合度，实现夹取。然而这类机械手存在一定问题，由于采用的是气动，因此机械手的开合度不易控制，开合速度是突变的，不能实现平稳抓取；此外，对不同形状的矸石的适应性较差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于煤矸抓取的欠驱动机械手。该机械手实现矸石的稳定抓取，抓取过程平稳。手指为欠驱动，对矸石具有一定的自适应性。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种用于煤矸抓取的欠驱动机械手，架设在直角坐标机械臂上，所述直角坐标机械臂包括X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂；所述Z轴机械臂包括电机驱动的Z轴丝杠和两个引导杆，包括：

安装基座，与所述Z轴丝杠螺纹配合，并通过两个引导杆进行导向；

Z轴旋转装置，架设在所述安装基座的下方；

手爪平台，设置在所述Z轴旋转装置下方，通过Z轴旋转装置驱动转动；

开合驱动单元，设置在所述手爪平台的顶部；

两组对称设置的手爪结构；每组所述手爪结构均包括：

开合滑轨，其两端分别与所述手爪平台的两侧固定连接，两组分别设置在手爪平台前后；所述开合滑轨上分别滑动连接有两个开合滑块；

执行连接件，其两端分别与异侧的两个相对的所述开合滑块之间固定连接；两个执行连接件通过开合驱动单元驱动相对或相反运动；

手掌安装板，分别通过两个手掌连接轴架设在所述执行连接件的下方；

手掌，固定设置在所述手掌安装板底部；所述手掌外侧的下部设置有多个欠驱动手指结构；

欠驱动单元，设置在所述手爪平台的顶部的一侧；

欠驱动传动单元，包括六边形传动轴、两根蜗杆、两个涡轮、四个固定设置在所述手掌的蜗轮轴支架、中间穿过所述涡轮且两端并与所述蜗轮轴支架连接的两根涡轮轴，以及两个固定设置在手爪平台一侧的六边形轴支架；所述六边形传动轴与所述蜗杆滑动配合；所述涡轮与所述蜗杆相啮合；所述涡轮与所述涡轮轴通过键连接；所述欠驱动单元驱动所述六边形传动轴转动；两个所述涡轮轴上分别固定设置有多个驱动绳；每个所述驱动绳分别驱动一个所述欠驱动手指结构弯曲。