矿石处理设备中的机器人面板模块的移除和更换的制作方法

本开发涉及的领域为从形成矿石或采石场材料处理设备的处理平台的并排配置的处理面板模块的阵列中移除磨损的这种处理面板模块，并且优选地利用更换处理面板模块来更换这种磨损的处理面板模块。在整个说明书中，包括所附专利权利要求中，术语诸如“处理面板模块”旨在包括筛分面板模块、脱水面板模块以及冲击面板模块，并且“处理平台”旨在包括筛分平台、脱水平台以及冲击平台。“处理设备”旨在识别具有如上所述的一个或多个处理平台的装置。

背景技术：

1、用于开采矿石或采石场材料以破碎和/或筛分这种材料的矿石处理设备常见地使用部分由面板模块构成的处理平台，这些面板模块以并排阵列定位，并且总体上彼此邻接并存在面向上的处理表面。矿石材料可以在处理平台上振动并可以通过具有特定尺寸和/或形状的筛孔来筛分，或者可以简单地沿着处理平台通过以在过程中至少部分地破碎。处理面板模块典型地可以通过各种固定元件沿着邻接边缘区域固定到通常在处理平台的纵向方向上延伸的下层支撑轨道。常见使用的固定系统利用固定销的形式的固定元件，该固定销装配到由邻接边缘区域中的轮廓凹陷区域形成的内孔中，然而，存在其他固定系统，包括这样的布置，其中与处理面板模块成一体的固定结构与下层支撑轨道等直接接合。

2、当使用固定销时，销穿入内孔中并穿过下层支撑轨道中的开口，以直接或经由处理面板模块的向下突出的部分间接地固定在轨道下面。由包括衬套和单独的中心销的两部分制成的紧固销类型也是已知的，其中，不存在穿过下层支撑轨道中的开口或孔的面板凸耳。这在较重负载应用中更经常使用。还使用其他固定系统，并且采用一些其他形式的固定方法，包括与下层支撑结构或中间构件接合的卡扣配合。在点位置中使用经由支撑平台轨道开口或孔的类似固定销的夹紧式紧固装置。在面板模块的整个边缘由固定元件夹住的情况下也使用夹紧式装置，并且该固定元件是紧固在平台轨道开口上的长构件，或者在一些布置中在可能不存在平台支撑轨道的情况下直接紧固到下层支撑横梁上。这些紧固装置中的一些的品牌名称包括“polysnap”、“cp-hdb”、“kbx”、“h-pin”以及“hdk-pin”。

3、筛分和其他类似的矿石或采石场材料处理设备还可以包括覆盖部件，这些覆盖部件适于用作处理面板模块的下表面与用于处理面板模块的支撑结构的上表面之间的屏蔽件。覆盖部件还可以包括这样的区段，这些区段包括或部分参与将处理面板模块紧固到下层支撑结构。覆盖部件常见地由类似于形成处理面板模块的外表面区域的那些材料的材料制成，并且也可能在使用矿石或采石场材料处理设备期间受到磨损和损坏。

4、模块化矿石处理平台结构的开发已经出现了很长一段时间，这是因为矿石处理平台在使用中倾向于以不均匀的方式磨损。使用模块化处理平台结构允许移除和更换选定的磨损的单个处理面板模块，而不是必须更换整个处理平台。

5、在这种类型的矿石处理设备中，相对常见的是处理面板模块是由模制的耐磨弹性体和聚合物材料(包括但不限于聚氨酯、聚酰胺、超高分子量聚乙烯以及橡胶材料)构造的。这些材料通常将具有足够的弹性以使孔口被阻塞的可能性最小化，特别是在筛分振动机中的筛孔。在一些情况下，可以使用多种这些材料。模制材料可以模制在适合的金属(诸如钢或钢合金)的子框架上。还相对常见的是这些筛分面板模块具有最典型的尺寸为1ft×1ft(0.3m×0.3m)或1ft×2ft(0.3m×0.6m)的正方形或矩形平面配置。

6、处理平台的面向上的处理表面总体上可以是平坦的，或者可以包括筛孔和局部向上定向的突出部，诸如由谷或沟隔开的各种配置的杆或单个突出元件。

7、当然，这些处理面板模块的模制材料在操作使用期间主要会出现不同程度的磨损。然而，一些处理面板模块可能具有暴露“其他材料”区的处理表面，或者这种“其他材料”区在操作使用期间暴露，并且这些其他材料区在操作使用期间也会出现不同程度的磨损。这些其他材料可以包括陶瓷或金属插入件，或者实际上支撑模制材料的金属支撑框架工件可能暴露。确实发生的磨损倾向于在单个面板模块上以及由这些面板模块的阵列组成的处理平台上发生不同程度的磨损。目前，磨损程度的确定是由工作人员通过视觉观察实现的。已经存在通过视觉观察或其他手段协助磨损评估的许多尝试，并且这些尝试包括例如在距面向上的处理表面的不同深度处提供插入材料(诸如不同颜色的模制材料)，在不同深度水平处提供可传输的传感器，并且在距上表面设计距离处提供形状或尺寸变化的孔或其他内含物，以指示磨损达到处理面板模块应当更换的阶段。

8、以上讨论类型的处理设备经历的一个困难是它们经常包括处理平台的堆叠，也就是说，一个处理平台总体上布置在另一个处理平台的上方，在这些处理平台之间具有非常有限的物理空间。此外，这种处理设备的结构经常使得即使对于最上层平台，也存在限制最上层平台上方的可用空间的机器结构部件。通常环境照明不好并且堆叠的处理平台的紧密定位的性质进一步不利地影响筛分平台的可视性。这些因素可能导致工作人员必须爬到定位在处理平台之间的有限空间中或爬到最上层处理平台的上方的有限空间区上以评估处理面板模块的磨损发生和其他问题，包括处理平台周围的其他损坏以及还有对定位在正上方的处理平台的潜在损坏。如果工作人员需要进行诸如更换一个或多个处理面板模块的翻新工作，则这些问题进一步加剧，因为该翻新工作目前本质上是借助于手动操作工具完成的手动任务。如果工作人员必须进入平台之间、或者获得平台之间的材料或工具或者到达外部工作区，则还会给工作人员带来危险。进入这些受限的空间区域既困难又危险。如果必须更换处理面板模块，则问题增加，因为手动更换是必须利用手动工具进行的劳动密集型手动工作，并且增加了危险程度并且增加了必须在这种受限区域内进行工作的工人的工作量。

9、因此，通过避免工作人员进入处理设备进行翻新处理平台(包括筛板)所需的步骤中的至少一些或全部的需要，使这些步骤中的一些或全部机械化的任何能力是重要的向前一步。

10、因此，本公开的目的是提供能够移除矿石处理设备中的处理平台的磨损或损坏的处理面板模块的机器人设备，而无需工作人员进入矿石处理设备内的空间。本公开的特别优选的方面是提供能够移除磨损或损坏的处理面板模块并且利用更换处理面板模块来更换处理面板模块的机器人设备，而无需工作人员进入矿石处理设备内的空间。

11、优选的目的可以是将这种机器人设备与扫描装置整合，该扫描装置可以提供处理平台的自动磨损评估，而无需工作人员进入矿石处理设备，并且特别是在这种矿石处理设备不具有限定空间的情况下。虽然这当然是优选的，但是在手动观察或通过任何其他手段观察与处理平台相关的磨损或其他损坏之后，使用本公开的机器人设备仍提供显著的优点。

技术实现思路

1、根据本公开的一个方面，机器人设备设置成用于从矿石或采石场材料处理设备的处理平台取出处理面板模块，其中，处理平台包括固定到下层平台支撑结构且以并排阵列定位的多个处理面板模块，机器人设备包括：机器人支撑结构；运输装置，用于在使用中在处理平台的处理面板模块上或上方移动机器人支撑结构；驱动装置，用于致动运输装置；以及处理面板模块装卸机构，包括工具安装装置，该工具安装装置适于在使用中安装可与旨在从处理平台上移除的处理面板模块协作的工具装置，以能够从下层平台支撑结构释放处理面板模块，处理面板模块装卸机构还包括提升装置，该提升装置可在释放的处理面板模块已由工具装置接合时操作，可操作提升装置以从处理平台提升接合的处理面板模块。优选地，工具装置可以另外与使旨在移除的处理面板模块保持到下层平台支撑结构的固定装置协作，以从下层平台支撑结构释放固定装置。

2、优选地，运输装置是可转向的，由此处理面板模块装卸机构可相对于旨在从处理平台移除的处理面板模块定位。方便地，运输装置在预定的移动路线上方是可转向的，或者可替代地在操作者选定的移动路线上方是可转向的。

3、在一个优选实施方式中，机器人设备可以包括第一导轨装置和第二导轨装置，每个导轨装置在使用中可在处理平台的相对两侧上固定到处理设备，由此机器人支撑结构延伸横跨处理平台并在其上方延伸，相应的运输装置可沿着第一导轨装置和第二导轨装置移动。

4、在又一个优选实施方式中，工具安装装置可以连接到机器人支撑结构，以用于相对于机器人支撑结构沿着至少一个移动路径移动。至少一个移动路径可以具有两个正交的移动方向。

5、在另一个可能的优选实施方式中，机器人支撑结构或工具安装装置可以具有至少一个取出工具，该至少一个取出工具适于在使用中从处理平台的下层平台支撑结构释放保持处理面板模块的固定装置。优选地，固定装置包括一个或多个固定元件，取出工具能够移除该固定元件或每个固定元件。

6、在一个替代优选实施方式中，处理面板模块装卸机构可以包括延伸臂结构，该延伸臂结构在延伸臂结构的内侧端处连接到机器人支撑结构并且在延伸臂结构的外侧端处连接到工具安装装置。方便地，延伸臂结构的长度可以是可延伸或可收缩的。优选地，第一枢转接头结构将延伸臂结构的内侧端连接到机器人支撑结构以用于围绕一个或多个枢转轴线选择性地移动。例如，第一枢转接头结构能够相对于机器人支撑结构至少围绕延伸臂结构的直立的第一枢转轴线进行选择性枢转移动。更进一步地，第一枢转接头结构可以使得延伸臂结构相对于机器人支撑结构至少围绕横向于延伸臂结构的第二枢转轴线进行选择性枢转移动。

7、优选地，第一枢转接头结构可以以使得第一枢转接头结构能够相对于支撑结构可选择地升高或降低的方式连接到机器人支撑结构。

8、在另一个可能的配置中，第二枢转接头结构设置在延伸臂结构的外侧端与工具安装装置之间。第二枢转接头结构可以使得工具安装装置围绕在延伸臂结构的总体方向上延伸的第三枢转轴线进行选择性枢转移动。更进一步地，第二枢转接头结构提供工具安装装置围绕总体上横向于延伸臂结构的第四枢转轴线的选择性枢转移动。

9、在又一个可能的优选实施方式中，延伸臂结构包括由第三枢转接头结构连接的至少两个关节臂构件，该第三枢转接头结构使得关节臂构件能够围绕总体上横向于延伸臂结构布置的第五枢转轴线进行相对的选择性移动。方便地，关节臂构件中的至少一个关节臂构件构造成可选择地延伸或收缩。在一个可能的替代布置中，提供了三个关节臂构件，其中，相邻的臂构件对是通过第三枢转接头结构连接的。此外，延伸臂结构的内侧端在保持连接到机器人支撑结构的同时可以相对于机器人支撑结构沿着限定的路径可选择地平移移动。

10、在另一个优选实施方式中，工具安装装置或工具装置安装成在朝向机器人支撑结构的方向上和/或在远离机器人支撑结构的方向上可选择地移动，在一种形式中，工具装置能够将由工具装置保持的已取出的处理面板模块释放到机器人设备中的储存区域中。储存区域还可以在使用中配置成保持更换用处理面板模块。

11、在又一个优选实施方式中，当使用单独的固定元件以将处理面板模块固定到下层支撑结构时，更换用固定元件供应装置设置成由机器人支撑结构或由工具安装装置承载，更换用固定元件供应装置承载多个更换用固定元件。机器人设备还可以包括至少一个安装工具，该至少一个安装工具适于在使用中安装更换用固定元件以将更换用处理面板模块固定到下层平台支撑结构，该安装工具或每个安装工具安装到或可安装到工具安装装置。通过移除取出工具或每个取出工具并安装安装工具来代替取出工具，可以将该安装工具或每个安装工具安装到工具安装装置。在另一个可能的配置中，安装工具和取出工具可以成对地安装到工具安装装置，使得允许每对安装工具和取出工具的相应一者选择性地移动到操作位置。

12、在又一个优选实施方式中，处理面板模块装卸机构还可以配置成接合并保持位于机器人支撑结构的储存区域中的更换用处理面板模块，由处理面板模块装卸机构保持的更换用处理面板模块可由机器人设备移动到处理平台中的安装位置。

13、优选地，机器人设备可以包括第一扫描装置，该第一扫描装置由机器人设备承载并且在使用中定位成扫描处理平台并创建扫描信息数据，该扫描信息数据指示相应的处理平台和/或紧固装置(如果提供的话)上的磨损程度。第一扫描装置可以承载在处理面板模块装卸机构或机器人支撑结构上。第一扫描装置可以是可安装到工具安装装置的工具装置。具有或不具有如上所述的第一扫描装置的机器人设备可以包括第二扫描装置，该第二扫描装置在使用中定位成扫描处理平台以创建进一步的扫描信息数据，该进一步的扫描信息数据指示以下项的中的至少一个或多个：关于一个或多个处理面板模块的位置信息数据；用于旨在将处理面板模块固定到下层平台支撑结构的固定装置的安装位置的位置信息数据；以及用于将处理面板模块固定到下层平台支撑结构的固定装置(如果提供的话)的位置信息数据。

14、机器人设备还可以包括第一控制装置，该第一控制装置在使用中可定位在机器人设备旨在在其上操作的处理平台的外部，该第一控制装置适于接收扫描信息数据并且向定位在机器人设备上的第二控制装置提供控制信号，从而基于扫描信息数据控制机器人设备在处理平台上的操作。方便地，第一控制装置和在使用中位于处理平台上的机器人设备之间的通信为无线通信。

15、优选地，机器人设备还包括动力装置，该动力装置提供动力以驱动至少一个运输装置。动力装置可以是承载在机器人设备上的可再充电电池装置。作为可能的替代方案，动力装置可以包括通过脐带电源线连接到机器人设备的外部电源。来自任何来源的动力装置可以向机器人设备使用的任何操作部件提供所需动力。

16、可以预期的是在一些优选布置中，机器人设备将包括清洁流体(例如水)喷嘴，该清洁流体喷嘴可定向在处理平台处，或者在可能的情况下定向在处理平台的区域下方，以使得能够从处理面板模块、紧固装置或处理平台的包括下层支撑区域的其他区域移除碎屑或其他材料。清洁流体(例如水)能够经由脐带式软管连接供应到这些清洁流体喷嘴。

17、前文段落中概述的各种优选实施方式使得能够进行部分或全部翻新矿石或采石场材料处理设备的处理(包括筛分)平台所需的任务的各个方面，且无需或最小化工作人员进入处理设备的内部区域的需要。