大倾角带式输送机托辊更换机器人

1.本发明涉及带式输送机托辊更换领域，具体是涉及一种大倾角带式输送机托辊更换机器人。


背景技术：

2.带式输送机代表着一个国家的工业科技发展水平，也侧面反映了生产和运输效率。带式输送机在我国的使用非常普遍，多个行业，多个领域，多个部门都有在使用，尤其在是矿山装备领域，例如煤炭开采运输等，是我国目前最主要的物料运输设备之一，根据需要可以长达几公里甚至几十公里的物料运输。托辊是带式输送机的重要组成部分，占据了带式输送机55%的成本，承受了80%以上的载荷。托辊的作用主要在于支撑输送带传动，因此只有托辊强度高、重量轻、工作可靠才能良好的维持带式输送机的运转，并减少对皮带的磨损和剐蹭。大倾角带式输送机的上托辊由于工作环境恶劣，载荷较大，经常发生磨损与破裂，需要及时更换。以往的更换方式需要停机更换，且会产生巨大的经济和能源损失，因此，需要设计一种高效的可在大倾角带式输送机运行过程中更换托辊的设备。


技术实现要素：

3.针对现有技术的种种不足，为了解决所述问题，本发明提供如下解决方案：在大倾角带式输送机运行过程中进行托辊更换，具体为一种大倾角带式输送机托辊更换机器人，包括托带组件、托辊更换组件、行走轨道、行走驱动装置、车身、液压油箱、蓄电池、托辊台、托辊座和新托辊；所述的托带组件安装在所述的车身上部的两侧，可在输送带运行过程中通过较轻的结构满足输送带托抬条件；所述的托辊更换组件安装在车身上部的中间位置，可在输送带与主体桁架间较短的距离内抓取更换托辊。
4.所述的行走轨道安装在大倾角带式输送机桁架侧面；所述的行走驱动装置安装于所述的车身下部并与所述的行走轨道齿条啮合，控制机器人在所述的行走轨道上移动；所述的液压油箱和蓄电池安装于所述的车身上，为机器人提供动力；所述的托辊台安装于托辊更换组件前；所述的托辊座可在所述的托辊台通过液压马达驱动上滑行；所述的新托辊插在托辊座内。
5.所述的托带组件包括：滑行底座、支撑座、支撑液压缸、支撑梁、支撑板、横移齿轮齿条摆动油缸、横移板、旋转齿轮齿条摆动油缸、旋转连接架、侧托辊、主托辊、顶起支腿、一级伸缩桁架、二级伸缩桁架、三级伸缩桁架；所述的一级伸缩桁架和所述的三级伸缩桁架通过滑动槽连接于所述的二级伸缩桁架，所述的两个侧托辊分别安装在所述的一级伸缩桁架和所述的三级伸缩桁架托辊卡槽内，所述的主托辊安装在所述的二级伸缩桁架托辊卡槽内，所述的两个顶起支腿分别插入于所述的一级伸缩桁架和所述的三级伸缩桁架的液压缸内；所述的滑行底座在液压缸的驱动下，带动整个机构向前平移，同时配合所述的旋转齿轮齿条摆动油缸、所述的支撑液压缸和所述的支撑梁将所述的一级伸缩桁架、所述的二级伸缩桁架和所述的三级伸缩桁架及所述的横移齿轮齿条摆动油缸放置到带式输送机皮带与
主体桁架间隙中，所述的一级伸缩桁架和所述的二级伸缩桁架在桁架内部液压缸的推动下向前伸出，并配合所述的支撑液压缸和所述的支撑梁向下平移，直至所述的一级伸缩桁架、所述的二级伸缩桁架和所述的三级伸缩桁架伸长至带式输送机托辊固定架相同长度而后在所述的旋转齿轮齿条摆动油缸的驱动下，使所述的一级伸缩桁架、所述的二级伸缩桁架和所述的三级伸缩桁架站立于带式输送机桁架上，最后所述的顶起支腿向下伸出，将运行中的皮带顶起一定距离，为托辊更换提供足够的操作空间；特别注意，待托辊更换完成后，需要反向重复以上动作将所述的托带组件抽回。
6.所述的托辊更换组件包括：滑移底座、机械臂底座、一级机械臂、二级机械臂、三级机械臂、机械手、一级液压缸、二级液压缸、三级液压缸、旋转油缸；所述的机械臂底座安装在滑移底座上，所述的一级机械臂可在所述的机械臂底座上旋转，所述的一级机械臂、所述的二级机械臂、所述的三级机械臂相互连接，所述的机械手安装于所述的三级机械臂上，并通过所述的旋转油缸控制机械手的旋转；待皮带托抬机构将带式输送机皮带托起后，所述的一级液压缸、所述的二级液压缸、所述的三级液压缸分别带动各级机械臂向前伸出，将所述的机械手准确送至所需更换的托辊旁，此时所述的滑行底座将所述的机械手推至与待更换托辊同心，并闭合，而后，再次通过所述的滑移底座、一级液压缸、二级液压缸和三级液压缸配合，将新托辊从托辊座上取下，然后通过所述的旋转油缸带动所述的机械手旋转从而使新托辊避开带式输送机桁架及皮带，再反向重复托辊抓取过程即可将新托辊安装完毕。
7.本发明的优点是：1、大倾角带式输送机托辊更换机器人能够在大倾角带式输送机工作过程中完成对损坏托辊的更换任务，实现输送机运输效率的提高，降低了输送机的运行成本，对物料运输业带来巨大优势。2、大倾角带式输送机托辊更换机器人的托辊更换组件的灵活性、对空间的高利用率，保证了在高空操作空间内能够有效完成更换任务。3、大倾角带式输送机托辊更换机器人的特殊托带组件，可以有效的利用较轻的结构并实现输送带的托抬功能、为托辊更换提供必要的操作空间。4、大倾角带式输送机托辊更换机器人能避免更换托辊时输送机功耗、提高输送带输送效率而且降低成本，便于推广，具有良好的经济效益。
附图说明
8.图1是本发明一种大倾角带式输送机托辊更换机器人主体结构图。
9.图2是本发明一种大倾角带式输送机托辊更换机器人行走方式示意图。
10.图3是本发明一种大倾角带式输送机托辊更换机器人托带组件结构示意图。
11.图4是本发明一种大倾角带式输送机托辊更换机器人托带组件伸入结构示意图。
12.图5是本发明一种大倾角带式输送机托辊更换机器人托带组件伸入后翻转过程示意图。
13.图6是本发明一种大倾角带式输送机托辊更换机器人托带组件托抬输送带结构示意图。
14.图7是本发明一种大倾角带式输送机托辊更换机器人托辊更换组件结构示意图。
15.图8是本发明一种大倾角带式输送机托辊更换机器人托辊更换组件抓取损坏托辊结构示意图。
16.图9是本发明一种大倾角带式输送机托辊更换机器人托辊更换组件更换新托辊结
构示意图。
17.图中：1、滑行底座；2、支座；3、支撑液压缸；4、支撑梁；5、支撑板；6、横移齿轮齿条摆动油缸；7、横移板；8、旋转齿轮齿条摆动油缸；9、旋转连接架；10、侧托辊；11、主托辊；12、顶起支腿；13、一级伸缩桁架；14、二级伸缩桁架；15、三级伸缩桁架；21、滑移底座；22、机械臂底座、23、一级机械臂；24、二级机械臂；25、三级机械臂；26、机械手；27、一级液压缸；28、二级液压缸；29、三级液压缸；30、旋转油缸；41、行走轨道；42、行走驱动装置；43、车身；44、液压油箱；45、蓄电池；46、托辊台；47、托辊座；48、新托辊；51、托带组件；52、托辊更换组件。


技术特征：
1.大倾角带式输送机托辊更换机器人，其特征在于，包括：托带组件（51）、托辊更换组件（52）、行走轨道（41）、行走驱动装置（42）、车身（43）、液压油箱（44）、蓄电池（45）、托辊台（46）、托辊座（47）、新托辊（48）；所述的托带组件（51）安装于所述车身（43）上部的两侧，可在输送带运行过程中通过伸缩机构将皮带托起；所述的托辊更换组件（52）安装在车身（43）上部的中间位置，可在输送带与主体桁架间较短的距离内更换损坏托辊。2.根据权利要求1所述的大倾角带式输送机托辊更换机器人，其特征在于，所述的行走轨道（41）安装在大倾角带式输送机桁架侧面；所述的行走驱动装置（42）安装于所述的车身（43）下部并与所述的行走轨道（41）齿条啮合，控制机器人在所述的行走轨道（41）上移动；所述的液压油箱（44）和所述的蓄电池（45）安装于所述的车身（43）上，为机器人提供动力；所述的托辊台（46）安装于托辊更换组件（52）前；所述的托辊座（47）可在所述的托辊台（46）通过液压马达驱动上滑行；所述的新托辊（48）插在托辊座（47）内。3.根据权利要求1所述的大倾角带式输送机托辊更换机器人，其特征在于， 所述的托带组件（51）包括：滑行底座（1）、支撑座（2）、支撑液压缸（3）、支撑梁（4）、支撑板（5）、横移齿轮齿条摆动油缸（6）、横移板（7）、旋转齿轮齿条摆动油缸（8）、旋转连接架（9）、侧托辊（10）、主托辊（11）、顶起支腿（12）、一级伸缩桁架（13）、二级伸缩桁架（14）、三级伸缩桁架（15）；所述的一级伸缩桁架（13）和所述的三级伸缩桁架（15）通过滑动槽连接于所述的二级伸缩桁架（14），所述的侧托辊（10）分别安装在所述的一级伸缩桁架（13）和所述的三级伸缩桁架（15）托辊卡槽内，所述的主托辊（11）安装在所述的二级伸缩桁架（14）托辊卡槽内，所述的顶起支腿（12）分别插入于所述的一级伸缩桁架（13）和所述的三级伸缩桁架（15）的液压缸内；所述的滑行底座（1）在液压缸的驱动下，带动整个机构向前平移，同时配合所述的旋转齿轮齿条摆动油缸（8）、支撑液压缸（3）和支撑梁（4）将所述的一级伸缩桁架（13）、二级伸缩桁架（14）、三级伸缩桁架（15）和横移齿轮齿条摆动油缸（6）放置到带式输送机皮带与主体桁架间隙中，所述的一级伸缩桁架（13）和二级伸缩桁架（14）在桁架内部液压缸的推动下向前伸出，并配合所述的支撑液压缸（3）和支撑梁（4）向下平移，直至所述的一级伸缩桁架（13）、二级伸缩桁架（14）和三级伸缩桁架（15）伸长至带式输送机托辊固定架相同长度而后在所述的旋转齿轮齿条摆动油缸（8）的驱动下，使所述的一级伸缩桁架（13）、二级伸缩桁架（14）和三级伸缩桁架（15）站立于带式输送机桁架上，最后所述的顶起支腿（12）向下伸出，将运行中的皮带顶起一定距离，为托辊更换提供足够的操作空间；特别注意，待托辊更换完成后，需要反向重复以上动作将所述的托带组件（51）抽回。4.根据权利要求1所述的大倾角带式输送机托辊更换机器人，其特征在于，所述的托辊更换组件（52）包括：滑移底座（21）、机械臂底座（22）、一级机械臂（23）、二级机械臂（24）、三级机械臂（25）、机械手（26）、一级液压缸（27）、二级液压缸（28）、三级液压缸（29）、旋转油缸（30）；所述的机械臂底座（22）安装在滑移底座（21）上，所述的一级机械臂（23）可在所述的机械臂底座（22）上旋转，所述的一级机械臂（23）、二级机械臂（24）和三级机械臂（25）相互连接，所述的机械手（26）安装于所述的三级机械臂（25）上，并通过所述的旋转油缸（30）控制旋转；待托带机构将带式输送机皮带托起后，所述的一级液压缸（27）、二级液压缸（28）和三级液压缸（29）分别带动所述的一级机械臂（23）、二级机械臂（24）和三级机械臂（25）向前伸出，将所述的机械手（26）准确送至所需更换的托辊旁，此时所述的滑移底座（21）将所述的机械手（26）推至与待更换托辊同心，并闭合，而后，再次通过所述的滑移底座（21）、一级
液压缸（27）、二级液压缸（28）和三级液压缸（29）配合，将新托辊（48）从托辊座（47）上取下，然后通过所述的旋转油缸（30）带动所述的机械手（26）旋转从而使新托辊（48）避开带式输送机桁架及皮带，再反向重复托辊抓取过程即可将新托辊（48）安装完毕。

技术总结
本发明为一种大倾角带式输送机托辊更换机器人。包括托带组件、托辊更换组件、行走轨道、行走驱动装置、车身、液压油箱、蓄电池、托辊台、托辊座和新托辊。所述行走轨道、行走驱动装置和车身可带动机器人行走，所述液压油箱和蓄电池为机器人提供动力，所述托带组件可将大倾角带式输送机皮带抬起，所述托辊更换组件可将损坏托辊更换为放置在托辊座内的新托辊。该发明设计的优点是：与以往相比，可在大倾角带式输送机运转过程中，对损坏托辊进行更换，减少了以往更换时停机所产生的巨大能耗损失和经济损失，提高了运输效率和生产效率，节省了劳动力且降低了劳动强度，提高了劳动效率。提高了劳动效率。提高了劳动效率。


技术研发人员：陈洪月 毕文钦 林青竹 马英 李申岩 张坤 张强
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：2022.03.10
技术公布日：2022/5/17