一种电石自动出炉机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种电石自动出炉机器人，包括行走轨道、小车底盘、回转驱动、回转支座、大臂支座、大臂以及俯仰油缸，其中，所述大臂支座位于所述回转支座的顶部，通过水平枢轴与回转支座枢接，且由所述俯仰油缸直接驱动，所述大臂包括在所述大臂支座中能够前后移动的中臂和能够围绕自身轴线旋转的前臂，所述大臂的前臂设有用于抓钎的夹持器。本电石自动出炉机器人比现有出炉机器人减少一个自由度，易于实现对机器人的远程操控。另外出炉机器人的中臂与大臂支座通过齿轮齿条啮合传动，大臂的行程可足够长，满足出炉机器人拉钎作业尽炉深的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种电石自动出炉机器人
本专利技术涉及电石出炉工艺，尤其涉及一种电石自动出炉机器人。
技术介绍
电石，即碳化钙，其化学式为CaC2，是一种带有大蒜味的无色晶体，其工业品为黑色块状物，端面为紫色或灰色，遇水会立即发生剧烈的化学反应，生成乙炔，并释放出大量热量。电石不仅是生产乙炔的重要原料，同时也可以用于生产石灰氨，还可用作钢铁脱硫剂，是一种重要的化工原料。目前世界各国普遍采用将石灰石和焦炭置于密闭高温反应炉中加热的方法来生产电石。我国的能源储备具有“煤多油少”的特点，而电石法生产乙炔能充分利用国内煤炭储量丰富的优势。电石出炉工艺是指使熔融的电石顺利从电石炉中流出直至冷却成电石块的整个操作过程。熔融电石的温度很高，在2000摄氏度左右，在电石从电石炉中流出至冷却的过程中，会通过传导、对流和辐射释放大量的热，电石生产车间的环境会因高温和粉尘而变得非常恶劣，而且电石是危险的化学物质，遇水会发生剧烈的化学反应，严重时甚至会发生爆炸。国内电石产业由于起步较晚，电石出炉设备十分简陋，大部分工作主要依靠人工(每组4～5人)手动操作电石出炉设备来进行出炉作业。传统电石出炉系统主要由烧穿母线系统及烧穿器、炉前排烟系统、出炉轨道及卷扬、炉前挡屏、开堵眼机、出炉小车及电石锅等组成。电石炉上有三个出炉口，呈120度均布，每一个出炉口前对应一个工作平台，供操作人员进行出炉作业。载有电石锅的出炉小车布置在炉前轨道上，依靠轨道末端的卷扬机拉动钢丝牵引。传统电石出炉系统的整个出炉工艺过程介绍如下：1)炉前操作工人将该炉口对应的烧穿母线系统中的接触断路器合闸，使电流导向烧穿器，烧穿器推到工作位置适时进行开眼操作，在烧穿炉口之前，将该炉口对应炉前排烟系统上的风量开关阀打开，排烟系统开始工作，当电石顺利流出至电石锅时，移除烧穿器，关闭接触断路器。2)熔融的电石从出炉口流出时遇冷会发生凝固，阻塞电石流出。有两种情况：第一种为电石在出炉口出凝固，第二种为电石在炉舌处凝固，两种情况都需要操作工人手持钢钎或钢铲，将炉口和炉舌处凝固的电石捅开。3)电石出完之后，即进行堵眼操作，堵眼操作具备两种方式：一种是工人使用堵炉工具(如堵口铲、堵口推杆等)封堵出炉口；一种是工人将开堵眼机移至工作位，启动上面的气力输送装置进行封堵。两种方式所用的介质不同，前一种采用的介质是黄泥，而后一种采用的是细颗粒电石。4)最后，关闭风量开关阀，结束本次出炉操作。传统电石出炉系统的出炉操作不仅工人劳动强度大，而且电石生产效率也很低下。由于电石生产中伴随大量粉尘、光热辐射以及熔融状态的电石喷溅，造成工人工作环境差，同时也存在很大的安全隐患(电石炉烧穿过程中烧穿器通有高压电)。因此有必要对传动的出炉工艺进行自动化改造。早先公开的中国专利文献(文献号CN103307885A)披露了机器人自动开堵炉眼装置，它包括导轨、移动底座、特种机器人、电缆转送机构、组合工具架、隔热屏，其中导轨沿炉眼的轴线方向布置在地面上，在炉眼和导轨之间设有隔热屏，移动底座可沿导轨作前后移动，移动底座上设有特种机器人，导轨的前端侧面设有电缆转送机构，电缆转送机构位于隔热屏的后面，导轨的后端侧面设有组合工具架。该装置可实现电石出炉操作的自动化。最近公开的中国专利文献(文献号CN106403617A)披露了一种电石自动出炉的方法及装置，该方法包括以下步骤：(1)烧开炉眼；(2)清理流道；(3)拉钎出炉；(4)钢钎刮渣；(5)钢钎浸水；(6)钢钎回架；(7)封堵炉眼；(8)炉眼维护。采用该方法的装置包括出炉机器人、组合工具架、烧穿器供电机构、钢钎浸水槽、活动挡屏、固定挡屏、刮渣机构。在电气自动出炉工艺中，出炉机器人与组合工具架配合，频繁更换工具。在上述机器人自动开堵炉眼装置中，组合工具架和特种机器人的配合不尽合理，工具轴线与炉眼轴线方向呈90°且斜向上布置，在抓取工具过程中机器人需要两个以上的自由度调整，导致抓取工具耗费时间较长。同时为确保小臂的支撑结构强度，采用了平行四边形机构这种非常规机器人结构设计，同时小臂的伸出长度较短，无法尽炉深地拉钎作业。在上述电石自动出炉装置中，组合工具架和出炉机器人的配合也不尽合理，工具轴线与炉眼轴向呈平行，如此需要专门为机械人抓取工具配置侧向偏移的自由度，且抓取每个工具时机器人所需姿态均不相同。而且工具架顶层摆放的工具数量受限，通过上下层布置来增加工具摆放数量会增大工具抓取难度，若机器人姿态精度不足，容易产生运动干涉。且在出炉工艺方法中引入钢钎浸水槽，电石遇水会发生剧烈反应产生乙炔气，这可能给出炉作业带来潜在的风险，同时出炉机器人的水平臂的伸出长度较短，也无法尽炉深地拉钎作业。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电石自动出炉机器人，以满足尽炉深地拉钎作业。为此，本专利技术提供了一种电石自动出炉机器人，包括行走轨道、小车底盘、回转支撑、回转支座、大臂支座、大臂、以及俯仰油缸，其中，所述大臂支座位于所述回转支座的顶部，通过水平枢轴与回转支座枢接，且由所述俯仰油缸直接驱动，所述大臂包括在所述大臂支座中能够前后移动的中臂和能够围绕自身轴线旋转的前臂，所述大臂的前臂设有用于抓钎的夹持器。进一步地，上述大臂支座上设有驱动齿轮，所述大臂的中臂上设有齿条，其中，所述大臂的中臂与所述大臂支座二者之间通过齿轮齿条啮合传动。进一步地，上述中臂的端部设有内旋转法兰盘，所述前臂的端部具有外旋转法兰盘，其中，所述外旋转法兰盘的套筒部插入内旋转法兰盘的套筒部中，相对于内绝缘法兰能够相对转动。进一步地，上述前臂为分段结构，包括沿轴向从前向后依次为夹持器套筒、过渡套筒、绝缘套筒、以及外旋转法兰盘，其中，所述绝缘套筒的前后两端分别通过外绝缘法兰相邻部件进行电气隔离。进一步地，上述中臂中设有能够转动且轴向移动的主轴，其中，所述主轴自所述外旋转法兰盘的套筒部中伸出且二者通过滑键同步转动地连接。进一步地，上述夹持器套筒中设有用于操纵一对机械夹爪启闭的夹持器连接轴，所述主轴和所述夹持器连接轴二者之间通过内绝缘法兰盘进行电气隔离。进一步地，上述大臂还包括驱动箱，所述驱动箱包括箱体、位于箱体中的多个水平导向杆、支撑在所述水平导向杆上的滑座、与滑座固定连接的轴承座、在滑座上设置的液压马达、以及与所述滑座驱动连接的液压油缸，其中，所述主轴的端部支撑在所述轴承座上并且与所述液压马达驱动连接。进一步地，上述箱体的后壁上设有过孔，所述第二液压马达自所述过孔伸出所述箱体。进一步地，上述回转支撑为蜗轮蜗杆式回转支撑机构。进一步地，上述电石自动出炉机器人还包括设置在小车底盘上的液压泵站和现场控制柜。本电石自动出炉机器人比现有出炉机器人减少一个自由度，如此易于实现对机器人的远程操控。另外出炉机器人的中臂与大臂支座通过齿轮齿条啮合传动，大臂的行程可足够长，满足出炉机器人拉纤作业尽炉深(电石炉的炉腔深1.5m)的要求。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电石自动出炉机器人，其特征在于，包括行走轨道、小车底盘、回转驱动、回转支座、大臂支座、大臂以及俯仰油缸，其中，所述大臂支座位于所述回转支座的顶部，通过水平枢轴与回转支座枢接，且由所述俯仰油缸直接驱动，所述大臂包括在所述大臂支座中能够前后移动的中臂和能够围绕自身轴线旋转的前臂，所述大臂的前臂设有用于抓钎的夹持器。/n

【技术特征摘要】
1.一种电石自动出炉机器人，其特征在于，包括行走轨道、小车底盘、回转驱动、回转支座、大臂支座、大臂以及俯仰油缸，其中，所述大臂支座位于所述回转支座的顶部，通过水平枢轴与回转支座枢接，且由所述俯仰油缸直接驱动，所述大臂包括在所述大臂支座中能够前后移动的中臂和能够围绕自身轴线旋转的前臂，所述大臂的前臂设有用于抓钎的夹持器。


2.根据权利要求1所述的电石自动出炉机器人，其特征在于，所述大臂支座上设有驱动齿轮，所述大臂的中臂上设有齿条，其中，所述大臂的中臂与所述大臂支座二者之间通过齿轮齿条啮合传动。


3.根据权利要求1所述的电石自动出炉机器人，其特征在于，所述中臂的端部设有内旋转法兰盘，所述前臂的端部具有外旋转法兰盘，其中，所述外旋转法兰盘的套筒部插入内旋转法兰盘的套筒部中，相对于内绝缘法兰能够相对转动。


4.根据权利要求3所述的电石自动出炉机器人，其特征在于，所述前臂为分段结构，包括沿轴向从前向后依次为夹持器套筒、过渡套筒、绝缘套筒、以及外旋转法兰盘，其中，所述绝缘套筒的前后两端分别通过外绝缘法兰相邻部件进行电气隔离。


5.根据权利要求4所述的电石自动出炉机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫小北，肖磊，戴百安，桂楠，席广辉，赵宇浩，齐鹏，陈善奇，
申请(专利权)人：安徽博微长安电子有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34