一种工业硅开炉专用烧穿机器人，包括行走底盘、角度调节单元、纵向移动单元、横向移动单元、高度调节单元、吊装单元、烧穿器和控制单元。其中，行走底盘安装在环形的下轨道上，其上通过各个调节单元连接着烧穿器，烧穿器上部通过吊装单元悬挂在上轨道下部，使得烧穿器能够完成水平调整角度、前后动作、左右动作、上下调整角度等动作。本申请的结构完全模拟人工烧穿工艺，适用于工业硅长时间烧穿工艺，可完全替代人工，避免人员伤亡或对操作人员工作过程中造成的人身伤害。造成的人身伤害。造成的人身伤害。
【技术实现步骤摘要】
一种工业硅开炉专用烧穿机器人及应用其的烧穿系统
[0001]本专利技术涉及工业硅冶炼
，具体为一种工业硅开炉专用烧穿机器人。
技术介绍
[0002]工业硅是由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶炼成的产品，炉前出硅烧穿是开炉过程重要工序。当炉眼通过钻杆或冲击打开后，硅液会从炉眼中流出，但因流道内存在结渣造成炉眼流道不通畅，加之炉压热能大，会出现从炉眼喷火现象，且硅水不能顺畅理想流入硅包。此时，就必须通过碳棒通电高电流对炉眼进行烧穿，清除硅渣通畅炉眼使硅水顺利流出。此过程现有工艺均采用人工操作手持式烧穿器进行操作。例如，专利号为CN202122493325.6，名称为一种高温冶炼水冷式烧穿器就公开了这样一种人工操作手持式烧穿器。
[0003]但人工操作手持式烧穿器存在诸多缺陷：
[0004](1)、烧穿过程因炉内热能压力强大，容易造成喷火现象，以及硅水大面积飞溅现象，对操作人员的人身安全造成极大威胁。因烧穿过程单次需要持续60分钟作业，操作过程对操作人员的长时间灼热烘烤造成皮肤受损，硅水不定时飞溅造成操作人员灼伤。
[0005](2)、烧穿过程碳棒需链接高强电流持续工作，高强电流辐射对操作人员会影响及破坏人体原有的电流和磁场，使人体内原有的电磁发生异变。这会干扰人体的生态钟，导致生态平衡出现混乱，自主神经功能失调，如出现头痛、乏力、悃倦、激动、记忆力衰退、注意力不集中、皮肤发热、脱发、心悸、心律失常、血压失常等问题。
[0006](3)、人工碳棒烧穿过程高强电流会出现较高噪音，对操作人员听力等其他神经中枢造成较大危害。
[0007](4)、人工碳棒烧穿过程需时刻观察炉眼烧穿状态，而炉眼区域正常状态是高亮度炽光，虽然操作工人有保护眼睛，但长期持续观察，也一样出现炫光，花眼等问题。
[0008](5)、人工烧穿过程因单次操作时间长，存在劳动强度大，耗费人工量大等问题。
[0009](6)、人工烧穿过程因烧穿器是悬挂与炉体外围轨道处，工作时需多个人工合力推动烧穿器到达炉眼位置方可进行烧穿，耗费时间和人工成本较高，效率底下。
[0010](7)、人工烧穿过程因视线模糊，存在操作失误造成碳棒断裂现象，需废弃断裂碳棒，从新烧穿，造成耗材成本较高。
[0011]因烧穿操作不同于对炉眼进行烧眼、堵眼等操作，烧穿操作持续时间长，且需要操作碳棒晃动来将炉眼附近的硅渣清除，才能使硅水顺利流出。因此，申请人目前制作的各种工业硅炉用冲击、堵眼等装置，均无法承受长时间靠近炉体工作的恶劣工况，且无法进行碳棒晃动工作。针对此，申请人专门设计了一款工业硅开炉专用烧穿机器人来解决人工烧穿问题。
技术实现思路
[0012]为解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供了一种工业硅开炉专用烧穿
机器人。
[0013]本专利技术技术方案如下：
[0014]一种工业硅开炉专用烧穿机器人，包括：
[0015]行走底盘，安装在环形的下轨道上，其内设有上电单元。
[0016]角度调节单元，包括回转支承及驱动装置，布置在行走底盘上方。
[0017]纵向移动单元，包括纵向固定座和纵向活动座，纵向固定座下部固定在回转支承上部，纵向固定座上部滑动连接有纵向活动座。
[0018]横向移动单元，包括横向固定座和横向活动座，横向固定座固定在纵向活动座上，横向活动座滑动连接在横向固定座上。
[0019]高度调节单元，设置在横向活动座上，其顶部连接有烧穿器。
[0020]吊装单元，其上端滑动连接在环形的上轨道上，下端吊装烧穿器。
[0021]行走底盘上部设有驱动拉杆，驱动拉杆活动连接吊装单元。
[0022]还包括控制单元，控制单元与行走底盘、角度调节单元、纵向移动单元、横向移动单元和高度调节单元通信连接。
[0023]为保证烧穿器倾斜朝上进入炉眼内，烧穿器转动连接在高度调节单元顶端，能够在竖直面内转动。且烧穿器水平状态的高度低于炉眼高度，如此，通过高度调节单元向下拉动烧穿器末端，可使烧穿器前头向上抬起，倾斜朝上进入炉眼内，如此，硅渣融化后，硅水可沿烧穿器倾斜烧出的通道向下流进硅包内。
[0024]进一步的，烧穿器前部设有碳棒，后部与高度调节单元顶端转动连接，上部与吊装单元连接。且烧穿器上部与吊装单元之间采用转动连接的活连接方式，转动方向位于竖直面内。如此，在通过高度调节单元调节烧穿器后端高度时，可以使烧穿器以其与吊装单元转动连接点为圆心上下转动。从而实现倾斜进入炉眼内。
[0025]本烧穿机器人是绕炉体外侧转动至炉眼位置进行烧穿操作的，因此，下轨道和上轨道的弧形圆心位于同侧，且均朝向炉体一侧。
[0026]优选的，下轨道和上轨道的弧形圆心与炉体圆心重合。
[0027]为保证行走底盘与炉体之间的安全距离，防止长时间靠近炉体，受到飞溅炉渣的破坏(这也是本申请烧穿机器人相比申请人之前设计的堵眼机器人等一个较大专利技术点)，烧穿器会设计的相对较长，一般在2米以上。其下部通过各种调节单元与行走底盘连接，上端与滑动设置在上轨道的吊装单元连接。由于行走底盘和吊装单元分别在不同的轨道上移动，为保证烧穿器在移动过程中的稳定性，设计驱动拉杆和回转支承分别位于行走底盘移动方向的前后两端，且驱动拉杆位于靠近炉体一侧，回转支承位于中间位置。即，回转支承远离炉体一侧布置，并位于行走底盘中间，以保证其上各调节单元和烧穿器的转动稳定性；鉴于烧穿器工作时会向前伸进很长距离，那么，用于连接吊装单元的上轨道会相对下轨道更加靠近炉体一侧，以保证烧穿器的正常工作。因此，驱动拉杆位于靠近炉体一侧，可尽量减小驱动拉杆与吊装单元竖直中心线所在面之间的夹角，可更好的配合上轨道位置，顺畅的推动吊装单元沿上轨道滑动。
[0028]进一步的，驱动拉杆转动连接在行走底盘上，且长度可调。吊装单元包括吊装架和滑动模块，滑动模块滑动连接在上轨道内，并设置有上电单元，用于给烧穿器上电，驱动拉杆与滑动模块相连，在行走底盘环形运动时，推动滑动模块在上轨道内环形运动，从而使上
电单元与烧穿器保持固定距离，仅需很短的母线即可，简化了电路结构。在滑动模块下方固定有吊装架，吊装架设有滑道，并通过滑块转动连接烧穿器。
[0029]考虑到驱动拉杆和回转支承各自的作用及布置位置，本烧穿机器人将横向移动单元布置在纵向活动座远离驱动拉杆一侧，以避免烧穿器与驱动拉杆之间产生干涉。
[0030]为更好的保护烧穿机器人免受高温硅渣飞溅的影响，整机防护做双层钣金，内部填充防火、耐高温材料，从而使烧穿机器人耐用可靠。
[0031]本申请还提供了一种工业硅开炉专用烧穿系统，包括炉体，炉体外壁开设有若干炉眼，并采用上述烧穿机器人，烧穿机器人的烧穿器朝向炉体一侧布置，炉体在炉眼外侧设置有导向块。
[0032]本烧穿系统可采用一键自动化烧穿模式进行自动烧穿，还可采用人工遥控的方式调整烧穿位置和动作。
[0033]具体的，烧穿系统设置有炉体检测模块，通过安装炉体检测编码本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种工业硅开炉专用烧穿机器人，其特征在于，包括：行走底盘(1)，安装在环形的下轨道(8)上；角度调节单元(2)，包括回转支承(201)及驱动装置，布置在行走底盘(1)上方；纵向移动单元(3)，包括纵向固定座(301)和纵向活动座(302)，所述纵向固定座(301)下部固定在回转支承(201)上部，所述纵向固定座(301)上部滑动连接有纵向活动座(302)；横向移动单元(4)，包括横向固定座(401)和横向活动座(402)，所述横向固定座(401)固定在纵向活动座(302)上，所述横向活动座(402)滑动连接在横向固定座(401)上；高度调节单元(5)，设置在横向活动座(402)上，其顶部连接有烧穿器(7)；吊装单元(10)，其上端滑动连接在环形的上轨道(9)上，下端吊装烧穿器(7)；所述行走底盘(1)上部设有驱动拉杆(6)，所述驱动拉杆(6)活动连接吊装单元(10)。2.根据权利要求1所述的一种工业硅开炉专用烧穿机器人，其特征在于，所述烧穿器(7)转动连接在高度调节单元(5)顶端，能够在竖直面内转动。3.根据权利要求2所述的一种工业硅开炉专用烧穿机器人，其特征在于，所述烧穿器(7)前部设有碳棒(701)，后部与高度调节单元(5)顶端转动连接，上部与吊装单元(10)连接。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种工业硅开炉专用烧穿机器人，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，王延军，康建，
申请(专利权)人：山东军成机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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