一种智能焦炉直行测温机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种智能焦炉直行测温机器人，由车体耐高温防护外壳、核心控制单元、伺服驱动单元、辅助定位单元、无线通信模块、电源驱动模块、安全避障模块、视频成像模块、直行测温模块、机械抓取机构和环境组件部分组成，整个机器人本体安装在双圆管型材轨道总成上进行行走，其秉承模块化、高性能、高密度、强兼容、高防护等设计原则，可实现对焦炉的自动测温，代替人工测温，降低劳动强度，提升测温质量，提高工厂产能。

【技术实现步骤摘要】
一种智能焦炉直行测温机器人
本技术涉及炼焦
，具体为一种智能焦炉直行测温机器人。
技术介绍
目前在运行的焦炉，大都是采用人工定时、间隔去焦炉炉顶采集各燃烧室的直行温度，通常每四小时，测温工通过手持式红外测温仪对机焦侧所有代表火道完成一次测温，并通过手持式的温度记录仪传输到电脑中并形成温度记录，求取的平均值称为“直行温度”。这种人工测温方式，现场工作环境恶劣（高温、高污染、高风险），若要在规定的时间内完成直行温度测量，员工的劳动强度并不低而且还要几个人配合工作；只要是人工工作难免出现疲劳、失误、过错，为了解决上述问题，需要研发一种特种机器人取代人工测温方式，降低工人劳动强度、减少作业风险、提高测温精度与测温效率，不仅能为焦化厂节约了劳动力成本，而且还能提升焦化厂的生产效率。焦炉温度的稳定性是评价焦炉加热水平的重要依据，是考核焦化生产的重要温度指标。目前在运行的焦炉，都是采用人工定时、间隔去焦炉炉顶采集各燃烧室的直行温度，这种测温方式，安全水平低（高温度、高污染、高风险）、生产效率不高、劳动力成本逐年升高。当然目前也有固定安装在看火孔上的在线测温仪，但设备安装数量大（每个看火孔一套设备），需要定期氮气防尘清理，成本太高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种智能焦炉直行测温机器人，通过机器人实现焦炉直行温度的自动化采集，代替工人完成在高温危险环境下的重复工作，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种智能焦炉直行测温机器人，由车体耐高温防护外壳、核心控制单元、伺服驱动单元、辅助定位单元、无线通信模块、电源驱动模块、安全避障模块、视频成像模块、直行测温模块、机械抓取机构和环境组件部分组成，所述车体耐高温防护外壳内安装核心控制单元，核心控制单元包括高温工业控制器，高温工业控制器通过控制电路连接有通信接口、模拟量接口和数字量接口；所述伺服驱动单元包括驱动电机、刹车器、减速机、编码器、联轴器、驱动轮和从动轮；所述编码器与核心控制单元连接；所述驱动电机安装在底盘支架上，底盘支架固定在车体耐高温防护外壳的底部；所述驱动电机通过减速机、联轴器传动连接驱动轮，驱动轮传动连接从动轮，驱动轮和从动轮对应安装在底盘支架的四个端角上；所述车体耐高温防护外壳通过底盘支架上安装的驱动轮和从动轮连接在轨道上，轨道的下方通过驳接件支撑连接高度调节支架，高度调节支架的下端通过调节螺栓连接水平调节支架，水平调节支架上设有水平调节孔；所述辅助定位单元包括高温读卡器、高温RFID卡、霍尔传感器和定位磁体，高温读卡器读取高温RFID卡编号实现位置校准，定位磁体与霍尔传感器通过磁监测实现非接触式定位，霍尔传感器、高温读卡器分别与核心控制单元连接；所述无线通信模块由车载无线工业模块及全向高增益天线组成，车载无线工业模块通过全向高增益天线实现与现场无线通信基站的无线加密连接；车载无线工业模块通过自适应网口与车体内部核心控制单元有线以太网连接；所述电源驱动模块由磁共振无线受电组件、BMS能量管理组件、磷酸铁锂或三元锂电池、高效高密电源转换器组成；所述磁共振无线受电组件由无线充电接收线盘和无线充电接收控制器组成，无线充电接收控制器实现与无线充电发射控制器的数据交互，协同完成对无线充电发射功率调整；所述无线充电接收控制器安装在车体耐高温防护外壳内，并与核心控制单元连接，无线充电接收线盘安装在车体耐高温防护外壳的上表面，与无线充电接收线盘对位的无线充电发射线盘以及与无线充电发射线盘连接的无线充电发射控制器安装在无线充电支臂上，无线充电发射控制器需要AC220供电；所述无线充电支臂呈折弯结构设置在轨道的一侧，其下端固定在地面上；所述BMS能量管理组件实现对磷酸铁锂或三元锂电池内部电芯的充放电管理，并对内部电芯的温度、电压、电流的监控，同时完成主CPU的通信；所述高效高密电源转换器实现对内部不同电压要求设备的供电输出；所述安全避障模块包括超声波探测器、超声探头和声光报警器；所述超声波探测器安装在车体耐高温防护外壳内部，并与核心控制单元连接；所述超声探头安装在车体耐高温防护外壳前后端面上，并与超声波探测器连接；所述声光报警器安装在车体耐高温防护外壳上端面的两侧，并与核心控制单元连接；所述直行测温模块由红外光学镜头、高温光纤传导束、集成滤光片、红外传感器和电信号处理单元组装而成的红外测温传感器，红外测温传感器通过连接杆固定在车体耐高温防护外壳的侧壁上，并与车体耐高温防护外壳内部的核心控制单元连接；所述机械抓取机构包括马达、传动杆、旋转支臂和看火孔盖抓取台；所述马达和传动杆固定安装在车体耐高温防护外壳的底部，传动杆上端加工有T型螺纹，并通过T型螺纹套接伞齿轮副；所述马达通过锥齿轮与伞齿轮副啮合连接；所述传动杆在伞齿轮副的下方设有定位导槽，并通过定位导槽套接提升旋转定位机构，提升旋转定位机构的下端与旋转支臂的一端固定连接，旋转支臂的另一端与看火孔盖抓取台的中心处固定连接，并在看火孔盖抓取台的中心处设置风机吹风口，风机吹风口与安装在看火孔盖抓取台上的吹风机连接，在看火孔盖抓取台的下端面还排布有三个等角度设置的电磁铁。优选的，所述车体耐高温防护外壳包括PPS机壳和内衬，PPS机壳的里外两侧均涂覆防火涂料底漆，且PPS机壳在外侧的防火涂料底漆上还喷涂银色反热辐射漆，在内侧的防火涂料底漆上粘贴高硅氧自粘胶带；所述内衬包括外层复合铝箔布和内层复合铝箔布，在外层复合铝箔布和内层复合铝箔布之间设置内胆钣金骨架，并通过铆钉连接为一体；所述内衬和PPS机壳之间的导线电缆采用耐高温阻燃套管或高硅氧自粘胶带缠绕。优选的，所述轨道为双圆管型材，其采用厚度不低于1.5-2mm，直径不小于32mm无缝热镀锌钢管，并采用达克罗锌铬涂层表面处理工艺进行材料基体防护。优选的，所述驳接件用于圆管轨道的端接，且满足轨道轴向强度、横向滚动、垂直支撑的限位紧固需求，每间隔3米或6米设置一个支撑点。优选的，所述高度调节支架配合水平调节支架实现整个机器人在有限范围内高度和水平两个自由度可调，适应焦炉顶弯道和高低起伏变化。优选的，所述车体耐高温防护外壳上还安装有视频成像模块，视频成像模块由摄像头、拾音器和音视频网络编解码器组成，摄像头和拾音器与音视频网络编解码器连接，音视频网络编解码器与核心控制单元连接。优选的，所述车体耐高温防护外壳上还安装有环境组件部分，环境组件部分由工业级环境温湿度传感器和多合一可燃有害气体探测器组成，工业级环境温湿度传感器和多合一可燃有害气体探测器分别与车体耐高温防护外壳内部的核心控制单元连接。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：1、本智能焦炉直行测温机器人，降低人员作业风险，避免了开盖燃气上升烧伤人员，也避免了人员夏天高温作业中暑的风险，也避免了上面高污染环境对员工的影响。2、本智能焦炉直行测温机器人，减少了操作工人的劳动强度，提升劳动效率，避免了人员疲劳、高温不适带来的测温数据不准确等弊端；对焦炉测温精确，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能焦炉直行测温机器人，由车体耐高温防护外壳（1）、核心控制单元（2）、伺服驱动单元（3）、辅助定位单元（4）、无线通信模块（5）、电源驱动模块（6）、安全避障模块（7）、直行测温模块（9）和机械抓取机构（10）组成，其特征在于：所述车体耐高温防护外壳（1）内安装核心控制单元（2），核心控制单元（2）包括高温工业控制器（201），高温工业控制器（201）通过控制电路连接有通信接口（202）、模拟量接口（203）和数字量接口（204）；/n所述伺服驱动单元（3）包括驱动电机（301）、刹车器（302）、减速机（303）、编码器（304）、联轴器（305）、驱动轮（306）和从动轮（307）；所述编码器（304）与核心控制单元（2）连接；所述驱动电机（301）安装在底盘支架（308）上，底盘支架（308）固定在车体耐高温防护外壳（1）的底部；所述驱动电机（301）通过减速机（303）、联轴器（305）传动连接驱动轮（306），驱动轮（306）传动连接从动轮（307），驱动轮（306）和从动轮（307）对应安装在底盘支架（308）的四个端角上；所述车体耐高温防护外壳（1）通过底盘支架（308）上安装的驱动轮（306）和从动轮（307）连接在轨道（309）上，轨道（309）的下方通过驳接件（310）支撑连接高度调节支架（311），高度调节支架（311）的下端通过调节螺栓（312）连接水平调节支架（313），水平调节支架（313）上设有水平调节孔（314）；/n所述辅助定位单元（4）包括高温读卡器（401）、高温RFID卡（402）、霍尔传感器（403）和定位磁体（404），高温读卡器（401）读取高温RFID卡（402）编号实现位置校准，定位磁体（404）与霍尔传感器（403）通过磁检测实现非接触式定位，霍尔传感器（403）、高温读卡器（401）分别与核心控制单元（2）连接；/n所述无线通信模块（5）由车载无线工业模块（501）及全向高增益天线（502）组成，车载无线工业模块（501）通过全向高增益天线（502）实现与现场通信基站的无线加密连接；车载无线工业模块（501）通过自适应网口与车体内部的核心控制单元（2）有线以太网连接；/n所述电源驱动模块（6）由磁共振无线受电组件（601）、BMS能量管理组件（602）、磷酸铁锂或三元锂电池（603）、高效高密电源转换器（604）组成；所述磁共振无线受电组件（601）由无线充电接收线盘（605）和无线充电接收控制器（606）组成，无线充电接收控制器（606）实现与无线充电发射控制器（607）的数据交互，协同完成对无线充电发射功率调整；所述无线充电接收控制器（606）安装在车体耐高温防护外壳（1）内，并与核心控制单元（2）连接，无线充电接收线盘（605）安装在车体耐高温防护外壳（1）的上表面，与无线充电接收线盘（605）对位的无线充电发射线盘（608）以及与无线充电发射线盘（608）连接的无线充电发射控制器（607）安装在无线充电支臂（609）上，无线充电发射控制器（607）需要AC220供电；所述无线充电支臂（609）呈折弯结构设置在轨道（309）的一侧，其下端固定在地面上；所述BMS能量管理组件（602）实现对磷酸铁锂或三元锂电池（603）内部电芯的充放电管理，并对内部电芯的温度、电压、电流的监控，同时完成主CPU的通信；所述高效高密电源转换器（604）实现对内部不同电压要求设备的供电输出；/n所述安全避障模块（7）包括超声波探测器（701）、超声探头（702）和声光报警器（703）；所述超声波探测器（701）安装在车体耐高温防护外壳（1）内部，并与核心控制单元（2）连接；所述超声探头（702）安装在车体耐高温防护外壳（1）前后端面上，并与超声波探测器（701）连接；所述声光报警器（703）安装在车体耐高温防护外壳（1）上端面的两侧，并与核心控制单元（2）连接；/n所述直行测温模块（9）由红外光学镜头（902）、高温光纤传导束（903）、集成滤光片（904）、红外传感器（905）和电信号处理单元（906）组装而成的红外测温传感器，红外测温传感器通过连接杆（901）固定在车体耐高温防护外壳（1）的侧壁上，并与车体耐高温防护外壳（1）内部的核心控制单元（2）连接；/n所述机械抓取机构（10）包括马达（1001）、传动杆（1002）、旋转支臂（1003）和看火孔盖抓取台（1004）；所述马达（1001）和传动杆（1002）固定安装在车体耐高温防护外壳（1）的底部，传动杆（1002）上端加工有T型螺纹（1005），并通过T型螺纹（1005）套接伞齿轮副（1006）；所述马达（1001）通过锥齿轮与伞齿轮副（1006）啮合连接；所述传动杆（1002）在伞齿轮副（1006）的下方设有定位导槽...

【技术特征摘要】
1.一种智能焦炉直行测温机器人，由车体耐高温防护外壳（1）、核心控制单元（2）、伺服驱动单元（3）、辅助定位单元（4）、无线通信模块（5）、电源驱动模块（6）、安全避障模块（7）、直行测温模块（9）和机械抓取机构（10）组成，其特征在于：所述车体耐高温防护外壳（1）内安装核心控制单元（2），核心控制单元（2）包括高温工业控制器（201），高温工业控制器（201）通过控制电路连接有通信接口（202）、模拟量接口（203）和数字量接口（204）；
所述伺服驱动单元（3）包括驱动电机（301）、刹车器（302）、减速机（303）、编码器（304）、联轴器（305）、驱动轮（306）和从动轮（307）；所述编码器（304）与核心控制单元（2）连接；所述驱动电机（301）安装在底盘支架（308）上，底盘支架（308）固定在车体耐高温防护外壳（1）的底部；所述驱动电机（301）通过减速机（303）、联轴器（305）传动连接驱动轮（306），驱动轮（306）传动连接从动轮（307），驱动轮（306）和从动轮（307）对应安装在底盘支架（308）的四个端角上；所述车体耐高温防护外壳（1）通过底盘支架（308）上安装的驱动轮（306）和从动轮（307）连接在轨道（309）上，轨道（309）的下方通过驳接件（310）支撑连接高度调节支架（311），高度调节支架（311）的下端通过调节螺栓（312）连接水平调节支架（313），水平调节支架（313）上设有水平调节孔（314）；
所述辅助定位单元（4）包括高温读卡器（401）、高温RFID卡（402）、霍尔传感器（403）和定位磁体（404），高温读卡器（401）读取高温RFID卡（402）编号实现位置校准，定位磁体（404）与霍尔传感器（403）通过磁检测实现非接触式定位，霍尔传感器（403）、高温读卡器（401）分别与核心控制单元（2）连接；
所述无线通信模块（5）由车载无线工业模块（501）及全向高增益天线（502）组成，车载无线工业模块（501）通过全向高增益天线（502）实现与现场通信基站的无线加密连接；车载无线工业模块（501）通过自适应网口与车体内部的核心控制单元（2）有线以太网连接；
所述电源驱动模块（6）由磁共振无线受电组件（601）、BMS能量管理组件（602）、磷酸铁锂或三元锂电池（603）、高效高密电源转换器（604）组成；所述磁共振无线受电组件（601）由无线充电接收线盘（605）和无线充电接收控制器（606）组成，无线充电接收控制器（606）实现与无线充电发射控制器（607）的数据交互，协同完成对无线充电发射功率调整；所述无线充电接收控制器（606）安装在车体耐高温防护外壳（1）内，并与核心控制单元（2）连接，无线充电接收线盘（605）安装在车体耐高温防护外壳（1）的上表面，与无线充电接收线盘（605）对位的无线充电发射线盘（608）以及与无线充电发射线盘（608）连接的无线充电发射控制器（607）安装在无线充电支臂（609）上，无线充电发射控制器（607）需要AC220供电；所述无线充电支臂（609）呈折弯结构设置在轨道（309）的一侧，其下端固定在地面上；所述BMS能量管理组件（602）实现对磷酸铁锂或三元锂电池（603）内部电芯的充放电管理，并对内部电芯的温度、电压、电流的监控，同时完成主CPU的通信；所述高效高密电源转换器（604）实现对内部不同电压要求设备的供电输出；
所述安全避障模块（7）包括超声波探测器（701）、超声探头（702）和声光报警器（703）；所述超声波探测器（701）安装在车体耐高温防护外壳（1）内部，并与核心控制单元（2）连接；所述超声探头（702）安装在车体耐高温防护外壳（1）前后端面上，并与超声波探测器（701）连接；所述声光报警器（703）安装在车体耐高温防护外壳（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔伟，钱向征，陈涛，张鹏，
申请(专利权)人：山东旷为信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37