CN112902670A - 一种回转窑窑衬破拆机器人及破拆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种回转窑窑衬破拆机器人及破拆方法,该机器人包括行进系统、破拆系统及控制系统,机器人沿回转窑轴向移动,工作台转向获得更大的破拆范围;机器人对回转窑窑衬进行切割、钻孔以及拉拽,实现高效破拆,对整体式的窑衬采用切割、钻孔、拉拽的破拆作业,与传统破拆方案及现有技术相比,采用大面积的分块脱离破拆,在破拆过程中产生的震动小,效率高,产生的灰尘少,对环境的污染小。本发明的机构巧妙,锯刀可在不同位置与切割的耐火砖表面垂直,而且将电钻、锯刀、紧拉拽头集成在集成箱体内部,破拆动作转换方便,节省了在破拆作业过程的频繁更换工具的辅助时间,进一步提高生产效率,而且装备占用空间小,便于存放和运输。
Description
技术领域:
本发明属于特种机器人领域,具体涉及一种回转窑窑衬破拆机器人及破拆方法,通过电路控制与液压传动实现多工作位换位破拆。实现切割,钻孔,拉拽的破拆流程,特别适用于回转窑窑衬的拆除。
背景技术:
回转窑是一种多用途的旋转煅烧窑,已经在冶金化工等行业得到了广泛的应用。回转窑在工作时,内部温度高达上千摄氏度,为了保护窑体,防止内部高温过多的传递给外部的钢制窑体,因此会在窑体内部砌筑一层隔热耐火砖窑衬。以水泥回转窑为例,在回转窑工作时,煅烧的物料对耐火砖进行冲刷磨损,耐火砖表层受到温度变化幅度为150℃~250℃的周期性热冲击。水泥回转窑在煅烧物料的过程中会产生硅酸盐熔体,硅酸盐熔体沿耐火砖的孔隙渗入到耐火砖的内部,使耐火砖黏结在一起,同时窑衬上表面也会形成一层强度高、硬度大的粘结物。在短焰急烧产生局部高温时,窑衬表面层会附带着耐火砖表面薄层一起脱落,冷却后又形成新的黏结物。在机械应力以及热应力的共同作用,窑内耐火砖厚度会逐渐减薄,隔热性能降低,无法有效阻隔物料高温对钢制窑体的伤害,因此要对残余的耐火砖窑衬进行清除,重新铺设。由于煅烧的硅酸盐熔体与耐火砖表面会黏结部分硅酸盐之类的化学物质,冷却后,使得表面的耐火砖粘结成一个整体,这给后续的人工破拆带来了较大的困难,所以传统人工破拆将这种粘结物视为不利于破拆的产物。
回转窑窑体材质是普通钢材,而保护窑体耐火砖的材料是非金属材料,如:硅莫砖、碳化硅砖和磷酸盐砖等,窑体的钢制材料和耐火砖等无机材料的物理特性、力学性能等有着显著的区别,在窑体与耐火砖的结合界面的分层明显,两种物质的处结合力相对较弱,这使得窑衬上残余耐火砖大面积从回转窑基体上分离拆除提供了可能。
传统破拆方式有人工破拆和机械破拆:人工破拆通常是采用撬杆撬动耐火砖使其脱落,在拆除较高处耐火砖时需要事先搭建脚手架,这极大的降低了破拆效率,且因固有的作业动作,不可避免的对回转窑窑体产生损伤。机械破拆采用的是直线打击式液压破碎锤对耐火砖进行拆除,工作过程中产生的震动大,且破拆深度不易控制,容易发生空打现象,空打过程中难免会撞击到窑体,对窑体造成不可逆转的损伤,这些损伤点在交变的热应力作用下,容易产生热疲劳裂纹,使窑体过早的疲劳损坏,极大的影响企业的经济效益,因此,发明一种既能在破拆过程中不损伤窑体又具有高效率的破拆工具尤为必要。
发明内容:
本发明利用回转窑窑衬在高温环境下,表面产生硅酸盐熔体,渗入到耐火砖层的内部,容易与耐火砖表层相互作用形成强度较高、硬度较大的整体式黏结物,但是钢制回转窑窑体与无机材料窑衬的材料属性差异较大,在回转窑窑体与窑衬的连接处粘接性较弱的特点,针对传统人工破拆回转窑窑衬及现有破拆技术的不足,提供一种对窑衬进行切割分块、在块状窑衬上钻孔、胀紧拉拽头伸入孔内胀紧拉拽块状窑衬的回转窑窑衬破拆机器人及一种新的破拆方法。本发明所提供的一种回转窑窑衬破拆机器人包括行进系统、破拆系统以及控制系统。
一种回转窑窑衬破拆机器人,该破拆机器人包括行进系统、破拆系统及控制系统;所述行进系统包括转向台1、基板13、车体14、驱动轴15、推力轴承97、第四螺钉98、第五螺钉99、第四直齿轮100、第二螺母101、第三电机102、第六螺钉103、第二滚子轴承104、第五直齿轮105、电机支架109、第四电机110、第六直齿轮111、第七直齿轮112、履带117、驱动轮118、从动轮119、第十深沟球轴承120、第十一深沟球轴承121、第十二深沟球轴承122、第十三深沟球轴承123以及从动轴124;所述第十三深沟球轴承123安装在所述车体14侧面的阶梯通孔内,所述驱动轴15与所述第十三深沟球轴承123的内圈配合,所述驱动轴15一端安装所述驱动轮118,所述驱动轴15另一端安装所述第七直齿轮112,所述第七直齿轮112通过键与所述驱动轴15连接,所述第七直齿轮112通过所述驱动轴15的轴肩及螺母轴向固定;所述电机支架109用螺钉固定在所述车体14上,所述第四电机110用螺钉固定在所述电机支架109上;所述第六直齿轮111通过键安装在所述第四电机110的电机轴上,所述第六直齿轮111由所述第四电机110的电机轴轴肩和螺母轴向固定,所述第六直齿轮111与所述第七直齿轮112啮合,所述从动轮119固定在所述从动轴124上,所述车体14侧面的阶梯通孔内部装有轴承,轴承用轴承端盖轴向固定,所述从动轴124安装在轴承内圈上,所述履带117安装在所述从动轮119和所述驱动轮118上;所述第三电机102用所述第六螺钉103固定在所述车体14的内部,所述第二滚子轴承104安装在所述第三电机102的电机轴上,所述第五直齿轮105通过键安装在所述第三电机102的电机轴上,所述第五直齿轮105由所述第二滚子轴承104的端面及螺母轴向固定;所述推力轴承97的下端面用所述第五螺钉99与所述车体14固定,所述推力轴承97的上端面用所述第四螺钉98与所述转向台1固定;所述第四直齿轮100通过键安装在所述转向台1的下方凸台上,所述第四直齿轮100由所述转向台1及所述第二螺母101轴向固定;所述第二螺母101安装在所述转向台1的下方凸台上;所述第四直齿轮100与所述第五直齿轮105啮合,所述基板13通过螺钉固定在所述车体14上;
所述破拆系统包括关节大臂2、关节小臂3、支撑架4、集成箱体5、挡板6、第一液压杆7、第一液压缸8、第二液压杆9、第二液压缸10、第三液压杆11、第三液压缸12、伺服电机16、第四液压缸17、第五液压缸18、第一电机19、第七螺钉20、第一联轴器21、第一花键轴22、第一花键套23、第一深沟球轴承24、第一轴承端盖25、切割装置液压杆26、第二深沟球轴承27、第二轴承端盖28、第八螺钉29、第一缸盖30、第九螺钉31、第一锥齿轮32、第二锥齿轮33、第一传动轴34、第一套筒35、第三深沟球轴承36、第三轴承端盖37、第一直齿轮38、惰轮39、第二传动轴40、第四深沟球轴承41、第二套筒42、第四轴承端盖43、第三套筒44、第二直齿轮45、第三传动轴46、第八轴承端盖47、第五深沟球轴承48、第一螺母49、锯刀50、第五轴承端盖51、第一触头52、第一弹簧53、第一盖板54、第六深沟球轴承55、第六液压杆56、第六液压杆上盖57、第二缸盖58、锯刀支架59、第二电机60、第十螺钉61、第二联轴器62、第二花键轴63、第二花键套64、第七深沟球轴承65、第九轴承端盖66、钻孔装置液压杆67、第三缸盖68、第十一螺钉69、第八深沟球轴承70、第十二螺钉71、第六轴承端盖72、钻头73、第四液压杆74、第五液压杆75、第七轴承端盖76、第九深沟球轴承77、回转心轴78、拉拽液压杆上盖79、第一螺钉80、拉拽液压杆81、第四缸盖82、第十三螺钉83、扇形齿轮84、第二螺钉85、第三螺钉86、第一滚子轴承87、第三直齿轮88、第一控制开关89a、第二控制开关89b、第三控制开关89c、第四控制开关89d、第五控制开关89e、第六控制开关89f、第七控制开关89g、第八控制开关89h、双头螺柱90、第二弹簧91、第二盖板92、胀紧块93、第三弹簧94、第二触头95、第三盖板96、第一行程开关115a、第二行程开关115b、第三行程开关115c、第四行程开关115d、第五行程开关115e、第六行程开关115f以及第七行程开关115g;所述关节大臂2一端通过销与所述转向台1上的连接耳连接,所述关节大臂2另一端通过销与所述关节小臂3连接,所述第一液压杆7通过销与所述关节大臂2上的通孔连接,所述第一液压缸8通过销与所述转向台1上的另一个连接耳连接;所述关节小臂3一端通过销与所述关节大臂2连接,所述关节小臂3另一端通过销与所述支撑架4连接,所述第二液压缸10通过销与所述关节大臂2上的连接耳连接,所述第二液压杆9通过销与所述关节小臂3上的连接耳连接,所述第三液压缸12通过销与所述关节小臂3上的另一个连接耳连接,所述第三液压杆11通过销与所述支撑架4上的连接耳相连;所述集成箱体5安装在所述支撑架4的内部,所述滚子116安装在所述支撑架4内部下平面开的环形槽中,所述第四液压杆74穿过所述支撑架4下方位于回转中心处的通孔,所述第五液压杆75穿过所述支撑架4下方的通孔,所述第四液压杆74与液压杆端盖通过螺钉连接固定,所述第五液压杆75与液压杆端盖通过螺钉连接固定,所述第四液压缸17和所述第五液压缸18通过螺钉固定在所述支撑架4的下方;所述伺服电机16的电机轴穿过所述支撑架4下平面的通孔,所述伺服电机16通过螺钉固定在所述支撑架4的下方;所述第一滚子轴承87安装在所述伺服电机16的电机轴上,所述第三直齿轮88通过键安装在所述伺服电机16的电机轴上,所述伺服电机16的电机轴前端安装螺母,所述第一滚子轴承87和螺母对所述第三直齿轮88轴向固定;所述扇形齿轮84通过所述第二螺钉85固定在所述集成箱体5的下端面;所述扇形齿轮84与所述第三直齿轮88啮合;所述第五行程开关115e和第六行程开关115f通过螺钉安装在所述集成箱体5下端面的环状梯形槽上;所述第九深沟球轴承77安装在所述集成箱体5上端面位于回转中心位置开的阶梯孔内,所述第十二深沟球轴承122安装在所述支撑架4上平面位于回转中心处开的阶梯通孔内,所述回转心轴78安装在所述第九深沟球轴承77、第十二深沟球轴承122的内圈上,所述第十二深沟球轴承122通过所述第七轴承端盖76轴向固定,所述第七轴承端盖76用螺钉固定在所述支撑架4上;所述集成箱体5内部的三个阶梯孔分别与所述切割装置液压杆26、钻孔装置液压杆67以及拉拽液压杆81配合,所述第一控制开关89a用螺钉固定所述集成箱体5前端位于切割工作位阶梯孔的正上方,所述第一行程开关115a和第二行程开关115b用螺钉固定在所述集成箱体5上切割工作位阶梯孔的内部,所述第二控制开关89b用螺钉固定在所述集成箱体5前端位于钻孔工作位阶梯孔的正上方,所述第三行程开关115c和第四行程开关115d用螺钉固定在所述集成箱体5上钻孔工作位阶梯孔的内部,所述第三控制开关89c用螺钉固定在所述集成箱体5前端位于拉拽工作位阶梯孔的正下方,所述第七行程开关115g用螺钉固定在所述集成箱体5内部拉拽工作位的阶梯孔孔壁上;所述第一电机19的电机轴与所述第一联轴器21连接,所述第一花键轴22与所述第一联轴器21连接,所述第一电机19用所述第七螺钉20固定在所述集成箱体5上,所述第一花键轴22与所述第一花键套23配合,所述第一花键套23安装在所述第一深沟球轴承24和所述第二深沟球轴承27的内圈上,所述第一深沟球轴承24和第二深沟球轴承27的外圈安装在所述切割装置液压杆26的内壁上,所述第一深沟球轴承24的外圈由所述切割装置液压杆26的阶梯端面及所述第一轴承端盖25轴向固定,所述第一轴承端盖25用螺钉固定在所述切割装置液压杆26的端面上;所述第二深沟球轴承27的外圈由所述切割装置液压杆26的阶梯端面及所述第二轴承端盖28轴向固定,所述第二轴承端盖28由所述第八螺钉29固定在所述切割装置液压杆26上;所述第一缸盖30用所述第九螺钉31固定在所述集成箱体5上,所述第一缸盖30与所述集成箱体5配合处安装密封圈,所述第一缸盖30与所述切割装置液压杆26配合处安装密封圈;所述第一锥齿轮32通过键与所述第一花键套23连接,所述第一花键套23上位于安装所述第一锥齿轮32的一端安装螺母,所述第一锥齿轮32由所述第一花键套23的轴肩及螺母轴向固定;所述第一传动轴34安装在所述第三深沟球轴承36的内圈上,所述第三深沟球轴承36安装在所述锯刀支架59上的阶梯孔内;所述第二锥齿轮33通过键安装在所述第一传动轴34上,所述第一套筒35安装在所述第一传动轴34上,所述第二锥齿轮33由所述第一传动轴34的轴肩及所述第一套筒35轴向固定,所述第一套筒35由所述第二锥齿轮33的端面及轴承内圈端面轴向固定;所述第一直齿轮38通过键与所述第一传动轴34连接,所述第一直齿轮38由所述第一传动轴34的轴肩及所述第三深沟球轴承36的内圈轴向固定;所述第三深沟球轴承36由所述第三轴承端盖37及所述第一直齿轮38的端面轴向固定,所述第三轴承端盖37通过螺钉固定在所述锯刀支架59上;所述第二传动轴40安装在所述第四深沟球轴承41和第十深沟球轴承120的内圈上,所述第四深沟球轴承41和第十深沟球轴承120安装在所述锯刀支架59上的阶梯孔内;所述第二套筒42由所述第四深沟球轴承41及所述第十深沟球轴承120的外圈轴向固定,所述第四深沟球轴承41由所述第二套筒42和阶梯孔端面轴向固定;所述第十深沟球轴承120由所述第二套筒42及所述第四轴承端盖43轴向固定,所述第四轴承端盖43用螺钉固定在所述锯刀支架59上,所述第三套筒44安装在所述第二传动轴40上,所述惰轮39通过键安装在所述第二传动轴40上,所述第十深沟球轴承120的内圈端面和所述惰轮39的端面对所述第三套筒44轴向固定,所述第二传动轴40上安装惰轮39的一端安装螺母,所述惰轮39由所述第三套筒44及螺母轴向固定;所述第一直齿轮38与所述惰轮39啮合;所述第五深沟球轴承48和第十一深沟球轴承121安装在所述锯刀支架59上的阶梯孔内,所述第三传动轴46安装在所述第五深沟球轴承48和第十一深沟球轴承121的内圈上,所述锯刀50安装在所述第三传动轴46上,所述第一螺母49安装在所述第三传动轴46上,所述锯刀50由所述第三传动轴46的轴肩及所述第一螺母49轴向固定,所述第五深沟球轴承48通过所述锯刀支架59上阶梯孔的端面及所述第八轴承端盖47轴向固定,所述第十一深沟球轴承121通过所述锯刀支架59上阶梯孔的端面及所述第五轴承端盖51轴向固定,所述第五轴承端盖51和第八轴承端盖47用螺钉固定在所述锯刀支架59上,所述第二直齿轮45通过键安装在所述第三传动轴46上,所述第三传动轴46上安装所述第二直齿轮45的一端安装螺母,所述第二直齿轮45由所述第三传动轴46的轴肩及螺母轴向固定,所述第二直齿轮45与所述惰轮39啮合;所述第一弹簧53安装在所述锯刀支架59前端的沉孔内,所述第四控制开关89d通过螺钉固定在所述锯刀支架59前端沉孔的底部,所述第一触头52安装在所述锯刀支架59前端的沉孔内,所述第一盖板54通过螺钉固定在所述锯刀支架59上,所述第一触头52的前端穿过所述第一盖板54上的通孔;所述第六深沟球轴承55的内圈与所述切割装置液压杆26固定,所述第六深沟球轴承55的外圈与所述锯刀支架59固定,所述第六液压杆56安装在所述锯刀支架59端面的油腔中,所述第二缸盖58由螺钉固定在所述锯刀支架59上;所述第六液压杆56穿过所述切割装置液压杆26上的环形槽,所述第六液压杆上盖57通过沉头螺钉固定在所述第六液压杆56端面上;所述第五控制开关89e和第六控制开关89f通过螺钉固定在所述切割装置液压杆26的端面上;所述第二花键轴63与所述第二联轴器62连接,所述第二电机60的电机轴与所述第二联轴器62连接,所述第二电机60通过所述第十螺钉61固定在所述集成箱体5上;所述第二花键轴63与所述第二花键套64配合,所述第二花键套64两端与所述第七深沟球轴承65及所述第八深沟球轴承70的内圈配合;所述第七深沟球轴承65和第八深沟球轴承70的外圈与所述钻孔装置液压杆67的内壁配合;所述第七深沟球轴承65由所述钻孔装置液压杆67的内部阶梯端面及所述第九轴承端盖66轴向固定,所述第九轴承端盖66用螺钉固定在所述钻孔装置液压杆67上;所述第八深沟球轴承70由所述钻孔装置液压杆67的内部阶梯端面及所述第六轴承端盖72轴向固定,所述第六轴承端盖72用所述第十二螺钉71固定在所述钻孔装置液压杆67上,所述第三缸盖68用所述第十一螺钉69固定在所述集成箱体5上,所述第三缸盖68与所述集成箱体5配合处安装密封圈,所述第三缸盖68与所述钻孔装置液压杆67配合处安装密封圈,所述第二花键套64与所述钻头73通过莫氏锥柄连接;所述第四缸盖82穿过所述拉拽液压杆81,所述拉拽液压杆上盖79通过所述第一螺钉80固定在所述拉拽液压杆81上;所述第四缸盖82用所述第十三螺钉83固定在所述集成箱体5上;所述胀紧块93安装在所述拉拽液压杆81前端侧面的通孔内;所述第二盖板92通过螺钉固定在所述拉拽液压杆81上,所述胀紧块93穿过所述第二盖板92上的通孔;所述第三弹簧94和所述第二触头95安装在所述拉拽液压杆81前端的沉孔内,所述第七控制开关89g用螺钉固定在所述拉拽液压杆81的前端沉孔底部,所述第三弹簧94一端压在所述第二触头95的端面上,所述第三弹簧94另一端压在沉孔底部;所述第三盖板96通过螺钉固定在所述拉拽液压杆81前端;所述挡板6通过所述双头螺柱90与所述支撑架4连接,所述第八控制开关89h通过螺钉固定在所述支撑架4前端的沉孔底部;所述支撑架4前端的沉孔内安装所述第二弹簧91,所述第二弹簧91一端压在所述支撑架4前端的沉孔底部,所述第二弹簧91另一端压在所述挡板6上的凸台端面上;
所述控制系统包括第一控制开关89a、第二控制开关89b、第三控制开关89c、第四控制开关89d、第五控制开关89e、第六控制开关89f、第七控制开关89g、第八控制开关89h、液压站106、处理器107、控制器108、图像采集装置113、照明灯114、第一行程开关115a、第二行程开关115b、第三行程开关115c、第四行程开关115d、第五行程开关115e、第六行程开关115f以及第七行程开关115g;所述图像采集装置113和照明灯114用螺钉固定在所述转向台1上,所述液压站106用螺钉固定在所述车体14内部,所述处理器107和所述控制器108用螺钉固定在所述车体14的内部;所述图像采集装置113采集图像信息实时反馈给所述处理器107,所述处理器107对反馈信息进行处理并发送指令给所述控制器108,所述处理器107处理第一控制开关89a、第二控制开关89b、第三控制开关89c、第四控制开关89d、第五控制开关89e、第六控制开关89f、第七控制开关89g、第八控制开关89h、第一行程开关115a、第二行程开关115b、第三行程开关115c、第四行程开关115d、第五行程开关115e、第六行程开关115f以及第七行程开关115g的信号并发送指令到所述控制器108,所述控制器108控制所述液压站106向所述第一液压缸8、第二液压缸10、第三液压缸12、所述集成箱体5与切割装置液压杆26之间的油腔、所述第二缸盖58与锯刀支架59之间的油腔、所述集成箱体5与钻孔装置液压杆67之间的油腔、所述集成箱体5与拉拽液压杆81之间的油腔以及所述胀紧块93与拉拽液压杆81形成的油腔供油,所述控制器108控制电机的通电断电,所述第一控制开关89a用于所述集成箱体5换位至切割工作位的控制,所述第二控制开关89b用于集成箱体5换位至钻孔工作位的控制,所述第三控制开关89c用于所述集成箱体5换位至拉拽工作位的控制,所述第四控制开关89d用于保持所述锯刀50切割深度不变,所述第五控制开关89e和所述第六控制开关89f用于所述锯刀50换位的控制,所述第七控制开关89g用于所述胀紧块93胀紧孔壁的控制,所述第八控制开关89h用于所述胀紧块93退回复位的控制,所述第一行程开关115a和第二行程开关115b用于所述切割装置液压杆26行程的控制,所述第三行程开关115c和第四行程开关115d用于所述钻孔装置液压杆67行程的控制,所述第五行程开关115e和第六行程开关115f用于所述第四液压杆74及第五液压杆75行程的控制,所述第七行程开关115g用于所述拉拽液压杆81退回行程的控制。
本发明同时提供一种回转窑窑衬破拆机器人的破拆方法,该破拆方法的具体步骤如下:
(1)破拆机器人整机接入电源,所述第四电机110驱动破拆机器人进入窑体内,所述图像采集装置113采集窑体内部信息,所述图像采集装置113将数据发送给所述处理器107,所述处理器107根据窑体信息确定待破拆的回转窑窑衬上与窑体轴线方向平行的切割缝隙条数和整机运动轨迹,所述处理器107确定垂直于窑体轴线的缝隙数及整机每次周向切割的位置,所述处理器107将处理后的指令发送给所述控制器108,所述控制器108控制各执行件的动作;
(2)所述关节大臂2、关节小臂3、支撑架4和破拆机器人的位姿调整,所述集成箱体5和液压臂的轴线与回转窑轴线垂直,所述集成箱体5调整到距窑体窑衬50-100mm处,所述支撑架4的轴线与窑衬表面垂直,所述锯刀50轴线与回转窑窑体轴线垂直;
(3)所述集成箱体5调节到指定工作位,所述第四液压缸17的第二油口K2和所述第五液压缸18的第四油口K4进油,所述第四液压杆74和所述第五液压杆75上移,所述第五行程开关115e被按下,所述支撑架4与所述集成箱体5解锁;
(4)所述伺服电机16通电带动所述第三直齿轮88转动,所述第三直齿轮88带动所述集成箱体5逆时针转动30度,所述第一控制开关89a被按下,换位至切割工作位;
(5)所述第四液压缸17的第一油口K1和所述第五液压缸18的第三油口K3进油,所述第四液压杆74和所述第五液压杆75下移,所述第六行程开关115f被按下,所述集成箱体5与所述支撑架4紧锁;
(6)所述第一电机19通电带动所述锯刀50转动,所述集成箱体5和所述切割装置液压杆26之间的密闭油腔的第五油口K5进油,所述切割装置液压杆26从所述集成箱体5内部伸出,所述锯刀50切入回转窑窑衬,所述锯刀50切入深度达到指定深度时,所述第一行程开关115a被按下,所述集成箱体5和所述切割装置液压杆26之间的密闭油腔保压,所述切割装置液压杆26不再继续伸出;
(7)所述第四电机110驱动破拆机器人移动,所述第一触头52在移动过程中顶到回转窑窑衬表面时,所述第四控制开关89d被按下,使切割深度不变,所述锯刀50沿回转窑窑衬轴线方向切割残余耐火砖,切割出一条锯缝,所述锯刀50从耐火砖中退出,所述第一电机19停止转动;
(8)重复上述步骤(2),所述第一电机19通电带动所述锯刀50转动;所述锯刀50切入耐火砖,重复上述步骤(7),沿回转窑轴向切割出另一条锯缝;
(9)重复上述步骤(8),直到回转窑窑衬沿轴线方向切割的缝隙数达到初始设定的数目,该段回转窑窑衬被切割成条状,所述集成箱体5与所述切割装置液压杆26之间的密闭油腔的第六油口K6进油,所述锯刀50退回到所述集成箱体5内部,所述第二行程开关115b被按下,所述集成箱体5和所述切割装置液压杆26之间的密闭油腔保压;
(10)所述第二缸盖58与所述锯刀支架59之间的密闭油腔的第十二油口K12进油,所述第六液压杆56移动,所述锯刀支架59与所述切割装置液压杆26解锁,所述第一电机19通电转动,所述锯刀支架59转动90度,所述第五控制开关89e被按下,所述第二缸盖58与所述锯刀支架59之间的密闭油腔的第十一油口K11进油,所述第六液压杆上盖57与所述切割装置液压杆26端面压紧,所述锯刀支架59与所述切割装置液压杆26紧锁,所述第一电机19停止转动;
(11)机器人移动到周向切缝的位置,所述第一电机19通电带动所述锯刀50转动;所述关节大臂2、关节小臂3和支撑架4调整位姿,所述控制器108控制所述第三电机102转动,所述集成箱体5调整至距回转窑窑衬50—100mm处,所述支撑架4的轴线与窑体表面垂直,所述支撑架4的轴线与回转窑轴线垂直,所述锯刀50轴线与回转窑轴线平行,所述集成箱体5与所述切割装置液压杆26之间的密闭油腔的第五油口K5进油,所述切割装置液压杆26伸出,所述锯刀50切入耐火砖,所述锯刀50切入耐火砖的深度达到设定的值时,所述第一行程开关115a被按下,所述集成箱体5与所述切割装置液压杆26之间的密闭油腔保压,所述切割装置液压杆26不再继续伸出;
(12)所述关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,所述第三电机102转动,所述锯刀50沿垂直于回转窑窑衬轴向的方向切割,所述第一触头52触碰到窑衬表面时,所述第四控制开关89d被按下,使切割深度不变,所述锯刀50沿垂直于回转窑轴线方向上切割出一条环形锯缝,所述锯刀50从耐火砖中退出;
(13)所述控制器108发出指令,破拆机器人的移动到相邻的下一个待切割的位置,所述关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,所述集成箱体5调整至另一切割位置,所述锯刀50切入耐火砖,重复上述步骤(12),在耐火砖上切割出与前一条锯缝平行的锯缝;
(14)重复上述步骤(13),直至当前破拆区域被切割成条状的回转窑窑衬被切割成块状,所述第一电机19停止转动,所述第二缸盖58与所述锯刀支架59之间的密闭油腔的第十二油口K12进油,所述第六液压杆56移动,所述锯刀支架59与所述切割装置液压杆26解锁,所述第一电机19通电反转,所述锯刀支架59反向转动90度,所述第六控制开关89f被按下,所述第二缸盖58与所述锯刀支架59形成的密闭油腔的第十一油口K11进油,所述锯刀支架59与所述切割装置液压杆26紧锁,所述第一电机19停止转动;所述集成箱体5与所述切割装置液压杆26形成的密闭油腔的第六油口K6进油,所述切割装置液压杆26退回到所述集成箱体5内部,所述第二行程开关115b被按下,所述集成箱体5与所述切割装置液压杆26形成的密闭油腔保压,所述切割装置液压杆26停止退回;
(15)重复上述步骤(3),所述伺服电机16通电转动带动所述第三直齿轮88转动,所述集成箱体5顺时针转动60度,所述集成箱体5换位至钻孔工作位,所述第二控制开关89b被按下,重复上述步骤(5),所述第四电机110驱动破拆机器人到达被切割成块状的残余耐火砖区域,所述关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,所述第三电机102通电带动所述转向台1转动,所述集成箱体5在所述转向台1和液压臂运动下调整到距回转窑窑衬50-100mm处,所述支撑架4的轴线与回转窑窑衬垂直;
(16)所述第二电机60通电转动,所述集成箱体5与所述钻孔装置液压杆67之间的密闭油腔的第七油口K7进油,所述钻孔装置液压杆67从所述集成箱体5内部伸出,在切割成块状的残余耐火砖进行钻孔,当钻孔深度达到设定的值,所述第三行程开关115c被按下,所述支撑架4位姿保持不变,所述集成箱体5与所述钻孔装置液压杆67之间的密闭油腔的第八油口K8进油,所述钻孔装置液压杆67退回到所述集成箱体5内部,所述钻孔装置液压杆67退回距离达到设定的值时,所述第四行程开关115d被按下,所述集成箱体5与所述切割装置液压杆26之间的密闭油腔保压,所述切割装置液压杆26停止退回,所述第二电机60断电,所述钻头73停止转动;
(17)重复上述步骤(3),所述伺服电机16通电转动,所述第三直齿轮88转动,带动所述集成箱体5逆时针转动30度,换位至拉拽工作位,所述第三控制开关89c被按下;
(18)重复上述步骤(5),所述集成箱体5与所述拉拽液压杆81形成的密闭油腔的第九油口K9进油,所述拉拽液压杆81从所述集成箱体5内部伸出,插入所述钻头73在回转窑残余耐火砖上所钻的孔内,所述第二触头95压到孔的底部时,所述第七控制开关89g被按下,所述集成箱体5与所述拉拽液压杆81之间的密闭油腔保压,所述拉拽液压杆81停止继续伸出,所述胀紧块93与所述拉拽液压杆81形成的密闭油腔的第十三油口K13进油,所述胀紧块93胀紧孔壁,当压力值达到预定值时,所述胀紧块93与所述拉拽液压杆81形成的密闭油腔保压;所述集成箱体5与所述拉拽液压杆81之间的密闭油腔的第十油口K10进油,所述拉拽液压杆81拉拽已切割分块的残余耐火砖使其从回转窑窑体上分离;当块状耐火砖从窑体上分离后,所述关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,所述第三电机102通电带动所述转向台1转动,所述支撑架4转动到破拆方向的正后方,所述拉拽液压杆81和拽下的块状耐火砖继续退回,块状耐火砖退回压到所述挡板6时,所述第八控制开关89h被按下,所述胀紧块93与所述拉拽液压杆81形成的密闭油腔回油,所述胀紧块93退回,拽下的块状窑衬耐火砖自动从所述拉拽液压杆81上掉落,所述拉拽液压杆81继续退回,所述第七行程开关115g被按下,所述拉拽液压杆81停止退回;
(19)所述关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,所述第三电机102通电带动所述转向台1转动,所述集成箱体5调整至已切割成块状但是未进行钻孔的区域,所述集成箱体5距回转窑窑衬50—100mm,所述支撑架4的轴线与回转窑窑衬表面垂直,重复上述步骤(3),所述伺服电机16通电带动所述第三直齿轮88转动,所述集成箱体5顺时针转动30度,换位至钻孔工作位,所述第二控制开关89b被按下,重复上述步骤(5);
(20)重复上述步骤(16)-(18),拆除该区域另一块块状窑衬;
(21)重复上述步骤(19)-(20),直至完成该区域块状窑衬的拆除;
(22)所述控制器108控制所述第四电机110通电带动破拆机器人移动到下一破拆区域,重复上述步骤(2)-(21),完成新区域回转窑窑衬残余耐火砖的拆除;
(23)重复上述步骤(22),直至回转窑窑衬残余耐火砖完全拆除。
回转窑窑衬的耐火砖在煅烧的高温环境下,耐火砖表面产生硅酸盐熔体,部分硅酸盐熔体会沿耐火砖的孔隙渗入到耐火砖层的内部,容易与耐火砖材料相互作用,使耐火砖的表层粘结在一起,粘结层的粘结力大、强度高,硬度高,部分的煅烧的熔融的坯料也渗入到耐火砖的表层,进一步提高了粘结层的强度和硬度,使得煅烧后耐火砖的表面呈现整体式结构。但是,用钢制回转窑窑体与无机材料的窑衬为两种不同的材料,二者的物理特特性和力学性能有着显著的差异,在回转窑窑体与窑衬的连接处粘接性较弱。本发明充分利用了回转窑窑层的特点,本发明提出新的破拆方案,各系统协同工作,在不产生冲击载荷和产生少量灰尘的情况下,实现高效破拆回转窑窑衬,与目前的破拆技术相比,本发明具有以下技术特点:
1、本发明利用回转窑窑层在煅烧后的特点,对整体式的窑衬采用切割、钻孔、拉拽的破拆作业,与传统破拆方案及现有技术相比,采用大面积的分块脱离破拆,在破拆过程中产生的震动小,效率高,产生的灰尘少,对环境的污染小。
2、本发明的结构独特,机构巧妙,锯刀可在不同位置与切割的耐火砖表面垂直,而且将电钻、锯刀、紧拉拽头集成在集成箱体内部,破拆动作转换方便,节省了在破拆作业过程的频繁更换工具的辅助时间,进一步提高生产效率,而且装备占用空间小,便于存放和运输。
3、本发明与传统打击破碎锤破拆相比,在切割、钻孔、拉拽的破拆流程中,切割深度,钻孔深度可控,在破拆过程中,器具不与窑体接触,不产生冲击载荷,对钢制窑体无伤害,可有效保护窑体,延长其使用寿命。
4、本发明采用电液控制,在破拆过程中,可自主选择操作,运动多个控制开关和形成开关,可按破拆流程连续自主破拆,动作可靠性好,系统稳定性强,降低破拆的失误。本发明装置既可用于整体窑衬破拆,也可以用于窑衬的局部维修。
5、本发明与传统人工破拆相比,破拆机器人进入窑体后自主破拆,工人无需进入窑内,可以实时监测破拆工况,从而使工人远离通风差、粉尘较高的破拆现场,保护了工人的身心健康,减少了环境的污染。
附图说明:
图1为本发明整体轴二测视图;
图2为破拆装置的轴二测视图;
图3为破拆装置局部剖视图;
图4为破拆装置内部切割装置剖视图;
图5为图4中Ⅰ处局部放大图;
图6为图4中Ⅱ处局部放大图;
图7为图4中Ⅲ局部放大图;
图8为图4沿C-C截面剖视放大图;
图9为破拆装置内部钻孔装置剖视图;
图10为图9中Ⅳ处局部放大图;
图11为图9中Ⅴ处局部放大图;
图12为破拆装置沿图3中A-A截面剖视图;
图13为图12中Ⅵ处局部放大图;
图14为图12中Ⅶ处局部放大图;
图15为图12中Ⅷ处局部放大图;
图16为图12中Ⅸ处局部放大图;
图17为破拆装置沿图12中B-B截面剖视图;
图18为行进装置上视图;
图19为行进装置沿图18中D-D截面剖视图;
图20为图18中Ⅺ处放大图;
图21为图19中Ⅹ处局部放大图。
图中:1:转向台;2:关节大臂;3:关节小臂;4:支撑架;5:集成箱体;6:挡板;7:第一液压杆;8:第一液压缸;9:第二液压杆;10:第二液压缸;11:第三液压杆;12:第三液压缸;13:基板;14:车体;15:驱动轴;16:伺服电机;17:第四液压缸;18:第五液压缸;19:第一电机;20:第七螺钉;21:第一联轴器;22:第一花键轴;23:第一花键套;24:第一深沟球轴承;25:第一轴承端盖;26:切割装置液压杆;27:第二深沟球轴承;28:第二轴承端盖;29:第八螺钉;30:第一缸盖;31:第九螺钉;32:第一锥齿轮;33:第二锥齿轮;34:第一传动轴;35:第一套筒;36:第三深沟球轴承;37:第三轴承端盖;38:第一直齿轮;39:惰轮;40:第二传动轴;41:第四深沟球轴承;42:第二套筒;43:第四轴承端盖;44:第三套筒;45:第二直齿轮;46:第三传动轴;47:第八轴承端盖;48:第五深沟球轴承;49:第一螺母;50:锯刀;51:第五轴承端盖;52:第一触头;53:第一弹簧;54:第一盖板;55:第六深沟球轴承;56:第六液压杆;57:第六液压杆上盖;58:第二缸盖;59:锯刀支架;60:第二电机;61:第十螺钉;62:第二联轴器;63:第二花键轴;64:第二花键套;65:第七深沟球轴承;66:第九轴承端盖;67:钻孔装置液压杆;68:第三缸盖;69:第十一螺钉;70:第八深沟球轴承;71:第十二螺钉;72:第六轴承端盖;73:钻头;74:第四液压杆;75:第五液压杆;76:第七轴承端盖;77:第九深沟球轴承;78:回转心轴;79:拉拽液压杆上盖;80:第一螺钉;81:拉拽液压杆;82:第四缸盖;83:第十三螺钉;84:扇形齿轮;85:第二螺钉;86:第三螺钉;87:第一滚子轴承;88:第三直齿轮;89a:第一控制开关;89b:第二控制开关;89c:第三控制开关;89d:第四控制开关;89e:第五控制开关;89f:第六控制开关;89g:第七控制开关;89h:第八控制开关;90:双头螺柱;91:第二弹簧;92:第二盖板;93:胀紧块;94:第三弹簧;95:第二触头;96:第三盖板;97:推力轴承;98:第四螺钉;99:第五螺钉;100:第四直齿轮;101:第二螺母;102:第三电机;103:第六螺钉;104:第二滚子轴承;105:第五直齿轮;106:液压站;107:处理器;108:控制器;109:电机支架;110:第四电机;111:第六直齿轮;112:第七直齿轮;113:图像采集装置;114:照明灯;115a:第一行程开关;115b:第二行程开关;115c:第三行程开关;115d:第四行程开关;115e:第五行程开关;115f:第六行程开关;115g:第七行程开关;116:滚子;117:履带;118:驱动轮;119:从动轮;120:第十深沟球轴承;121:第十一深沟球轴承;122:第十二深沟球轴承;123:第十三深沟球轴承;124:从动轴;K1:第一油口;K2:第二油口K3:第三油口;K4:第四油口;K5:第五油口;K6:第六油口;K7:第七油口;K8:第八油口;K9:第九油口;K10:第十油口;K11:第十一油口;K12:第十二油口;K13:第十三油口。
具体实施方法:
本发明提供的一种回转窑窑衬破拆机器人及其破拆方法,本发明适用于回转窑窑衬的破拆,机器人包括行进系统、破拆系统以及控制系统。
一种回转窑窑衬破拆机器人,其特征在于该破拆机器人包括行进系统、破拆系统以及控制系统;行进系统包括转向台1、基板13、车体14、驱动轴15、推力轴承97、第四螺钉98、第五螺钉99、第四直齿轮100、第二螺母101、第三电机102、第六螺钉103、第二滚子轴承104、第五直齿轮105、电机支架109、第四电机110、第六直齿轮111、第七直齿轮112、履带117、驱动轮118、从动轮119、第十深沟球轴承120、第十一深沟球轴承121、第十二深沟球轴承122、第十三深沟球轴承123以及从动轴124;车体14为钢板焊接而成,车体14两侧的钢板上开有阶梯通孔,第十三深沟球轴承123安装在车体14两侧的阶梯通孔内,第十三深沟球轴承123通过轴承端盖轴向固定,轴承端盖通过螺钉固定在车体14上,驱动轴15安装在第十三深沟球轴承123的内圈上,驱动轴15一端安装驱动轮118,驱动轴15另一端安装第七直齿轮112,第七直齿轮112通过键安装在驱动轴15上,第七直齿轮112通过驱动轴15的轴肩及螺母轴向固定;电机支架109通过螺钉固定在车体14上,第四电机110与电机支架109通过螺钉固定;第六直齿轮111通过键安装在第四电机110的电机轴上,第六直齿轮111通过第四电机110的电机轴轴肩及螺母轴向固定;第四电机110的电机轴前端与车体14上的轴承内圈配合,降低第六直齿轮111对第四电机110的电机轴产生的弯矩,第六直齿轮111与第七直齿轮112啮合;从动轮119安装在从动轴124上,从动轴124安装在车体14上的轴承的内圈上,轴承通过轴承端盖轴向固定,履带117绕在驱动轮118及从动轮119上,第四电机110通电带动第六直齿轮111转动,第六直齿轮111与第七直齿轮112啮合传动,第七直齿轮112、驱动轴15以及驱动轮118转动,实现整车行进;第三电机102通过第六螺钉103固定在车体14上,第二滚子轴承104安装在第三电机102的电机轴上,第五直齿轮105通过键安装在第三电机102的电机轴上,第三电机102的电机轴前端安装螺母,第五直齿轮105由第二滚子轴承104及螺母轴向固定,第二滚子轴承104支撑第五直齿轮105;推力轴承97的下端面与车体14通过第五螺钉99固定,推力轴承97的上端面与转向台1通过第四螺钉98固定;转向台1的下端面有阶梯凸台,第四直齿轮100通过键安装在转向台1的下方凸台上,第四直齿轮100通过转向台1的下端面及第二螺母101轴向固定;转向台1下端面的阶梯凸台上有螺纹,第二螺母101安装在转向台1的下方凸台上;第四直齿轮100与第五直齿轮105啮合,基板13通过螺钉固定在车体14上,基板13上有通孔,转向台1穿过基板13上的通孔,第三电机102通电转动,带动第五直齿轮105转动,第四直齿轮100与第五直齿轮105啮合传动,转向台1实现转向。
破拆系统包括关节大臂2、关节小臂3、支撑架4、集成箱体5、挡板6、第一液压杆7、第一液压缸8、第二液压杆9、第二液压缸10、第三液压杆11、第三液压缸12、伺服电机16、第四液压缸17、第五液压缸18、第一电机19、第七螺钉20、第一联轴器21、第一花键轴22、第一花键套23、第一深沟球轴承24、第一轴承端盖25、切割装置液压杆26、第二深沟球轴承27、第二轴承端盖28、第八螺钉29、第一缸盖30、第九螺钉31、第一锥齿轮32、第二锥齿轮33、第一传动轴34、第一套筒35、第三深沟球轴承36、第三轴承端盖37、第一直齿轮38、惰轮39、第二传动轴40、第四深沟球轴承41、第二套筒42、第四轴承端盖43、第三套筒44、第二直齿轮45、第三传动轴46、第八轴承端盖47、第五深沟球轴承48、第一螺母49、锯刀50、第五轴承端盖51、第一触头52、第一弹簧53、第一盖板54、第六深沟球轴承55、第六液压杆56、第六液压杆上盖57、第二缸盖58、锯刀支架59、第二电机60、第十螺钉61、第二联轴器62、第二花键轴63、第二花键套64、第七深沟球轴承65、第九轴承端盖66、钻孔装置液压杆67、第三缸盖68、第十一螺钉69、第八深沟球轴承70、第十二螺钉71、第六轴承端盖72、钻头73、第四液压杆74、第五液压杆75、第七轴承端盖76、第九深沟球轴承77、回转心轴78、拉拽液压杆上盖79、第一螺钉80、拉拽液压杆81、第四缸盖82、第十三螺钉83、扇形齿轮84、第二螺钉85、第三螺钉86、第一滚子轴承87、第三直齿轮88、第一控制开关89a、第二控制开关89b、第三控制开关89c、第四控制开关89d、第五控制开关89e、第六控制开关89f、第七控制开关89g、第八控制开关89h、双头螺柱90、第二弹簧91、第二盖板92、胀紧块93、第三弹簧94、第二触头95、第三盖板96、第一行程开关115a、第二行程开关115b、第三行程开关115c、第四行程开关115d、第五行程开关115e、第六行程开关115f;关节大臂2和关节小臂3两端有连接孔,关节大臂2上开有通孔及连接耳,关节小臂3上有两个连接耳,支撑架4上有一个连接孔及连接耳,关节大臂2一端的连接孔通过销与转向台1连接,关节大臂2另一端的连接孔通过销与关节小臂3连接,第一液压杆7通过销与关节大臂2上的通孔连接,第一液压缸8通过销与转向台1上的连接耳连接;关节小臂3一端的连接孔通过销与关节大臂2上的连接孔连接,关节小臂3另一端的连接孔通过销与支撑架4上的连接孔连接;第二液压缸10通过销与关节大臂2上的连接耳连接,第二液压杆9通过销与关节小臂3上的连接耳连接;第三液压缸12通过销与关节小臂3上的另一个连接耳连接,第三液压杆11通过销与支撑架4上的连接耳连接;集成箱体5安装在支撑架4的内部,回转心轴78、第四液压杆74以及第五液压杆75插入集成箱体5的内部,实现集成箱体5与支撑架4可以沿回转心轴78、第四液压杆74的轴线转动;支撑架4内部下平面开有环形槽,滚子116安装在支撑架4内部下平面开的环形槽中,滚子116用来减小集成箱体5与支撑架4相对转动时的摩擦阻力,支撑架4为上下平行,中间有空间的结构件,为对称结构,下平面位于回转中心位置及左右两侧各开有通孔,上平面位于回转中心处开有阶梯通孔;第四液压杆74穿过支撑架4下方位于回转中心处的通孔,第五液压杆75穿过支撑架4下方左侧的通孔,第四液压杆74与液压杆端盖通过螺钉连接固定,第五液压杆75与液压杆端盖通过螺钉连接固定,第四液压杆74安装在第四液压缸17内,第五液压杆75安装在第五液压缸18内,第四液压缸17及第五液压缸18通过螺钉固定在支撑架4的下方;伺服电机16的电机轴穿过支撑架4下平面右侧的通孔,伺服电机16通过螺钉固定在支撑架4的下方;第一滚子轴承87安装在伺服电机16的电机轴上,第三直齿轮88通过键安装在伺服电机16的电机轴上,伺服电机16的电机轴前端安装螺母,第一滚子轴承87和螺母对第三直齿轮88轴向固定,第一滚子轴承87用于支撑第三直齿轮88;集成箱体5为中心对称结构,集成箱体5内部开有三个工作位阶梯孔,第一控制开关89a通过螺钉固定集成箱体5前端位于切割工作位阶梯孔的正上方,第二控制开关89b通过螺钉固定集成箱体5前端位于钻孔工作位阶梯孔的正上方,第三控制开关89c通过螺钉固定集成箱体5前端位于拉拽工作位阶梯孔的正下方,各工作位阶梯孔中心线夹角为30度,集成箱体5上端面位于各工作位阶梯孔中心线交点的前端沿工作位阶梯孔的截面开有两个凹坑,用于安装第一电机19及第二电机60,集成箱体5上端面位于回转中心位置开有阶梯孔,下端面有环形滚道与扇形凹坑,用于安装扇形齿轮84,下端面回转中心位置沿一侧开有梯形槽,集成箱体5尾部有环状梯形槽,第五行程开关115e和第六行程开关115f的触发头为环形,第五行程开关115e和第六行程开关115f通过螺钉安装在环状梯形槽侧面,限制第四液压杆74和第五液压杆75的行程;扇形齿轮84通过第二螺钉85固定在集成箱体5下端面,扇形齿轮84与第三直齿轮88啮合;第九深沟球轴承77安装在集成箱体5上端面位于回转中心位置开的阶梯孔内,集成箱体5放入支撑架4内,第四液压杆74沿集成箱体5上所开梯形槽移动到集成箱体5的回转中心,支撑架4上位于回转中心处开的阶梯通孔内安装第十二深沟球轴承122,回转心轴78安装在第九深沟球轴承77、第十二深沟球轴承122的内圈上,第十二深沟球轴承122通过第七轴承端盖76轴向固定,第七轴承端盖76通过螺钉固定在支撑架4上,伺服电机16转动,集成箱体5沿回转心轴78的轴线转动,实现切割、钻孔、拉拽工作位的换位;集成箱体5内部的三个工作位的阶梯孔分别与切割装置液压杆26、钻孔装置液压杆67以及拉拽液压杆81配合,集成箱体5与切割装置液压杆26以及第一缸盖30之间构成密封的环型油腔,集成箱体5与钻孔装置液压杆67以及第三缸盖68之间构成密封的环型油腔,集成箱体5与拉拽液压杆81及第四缸盖82之间构成密封的环型油腔;第一花键轴22与第一联轴器21连接,第一花键轴22与第一花键套23配合,第一花键套23可沿第一花键轴22轴向移动,第一花键套23与第一深沟球轴承24、第二深沟球轴承27的内圈配合,第一深沟球轴承24、第二深沟球轴承27的外圈与切割装置液压杆26的内壁配合;第一深沟球轴承24的外圈由切割装置液压杆26及第一轴承端盖25轴向固定;第一轴承端盖25用螺钉固定在切割装置液压杆26上;第二深沟球轴承27的外圈由切割装置液压杆26及第二轴承端盖28轴向固定;第二轴承端盖28由第八螺钉29固定在切割装置液压杆26上;第一缸盖30与集成箱体5及切割装置液压杆26配合处安装密封圈;第一缸盖30用第九螺钉31固定在集成箱体5上,第一电机19的电机轴与第一联轴器21连接;第一电机19由第七螺钉20固定在集成箱体5上;第一锥齿轮32通过键与第一花键套23配合,第一花键套23位于安装第一锥齿轮32的一端安装螺母;第一锥齿轮32由第一花键套23的轴肩及螺母轴向固定;第一传动轴34与第三深沟球轴承36的内圈配合,锯刀支架59下端为圆筒状,上端为伸出两个厚板状,位于锯刀支架59下端沿径向开有阶梯孔,第三深沟球轴承36安装在锯刀支架59上的阶梯孔内;第二锥齿轮33通过键与第一传动轴34配合,第一套筒35安装在第一传动轴34上,第二锥齿轮33由第一传动轴34的轴肩及第一套筒35轴向固定;第一直齿轮38通过键与第一传动轴34连接,第一直齿轮38由第一传动轴34的轴肩及第三深沟球轴承36的内圈轴向固定;第三深沟球轴承36由第三轴承端盖37及第一直齿轮38的端面轴向固定;第三轴承端盖37通过螺钉固定在锯刀支架59上,第二传动轴40与第四深沟球轴承41、第十深沟球轴承120的内圈配合,第四深沟球轴承41、第十深沟球轴承120安装在锯刀支架59上的阶梯孔内;第二传动轴40穿过第二套筒42,第二套筒42通过第四深沟球轴承41、第十深沟球轴承120的外圈轴向固定,第四深沟球轴承41由第二套筒42及锯刀支架59上的阶梯孔端面轴向固定;第十深沟球轴承120由第二套筒42及第四轴承端盖43轴向固定,第四轴承端盖43由螺钉固定在锯刀支架59上,第四轴承端盖43上有通孔,第三套筒44穿过通孔,第三套筒44与第四轴承端盖43上的通孔之间安装有密封圈;第三套筒44安装在第二传动轴40上,惰轮39通过键安装在第二传动轴40上,第三套筒44由第十深沟球轴承120及惰轮39轴向固定,惰轮39由第三套筒44及螺母轴向固定,第二传动轴40的一端安装螺母;第一直齿轮38与惰轮39啮合;第五深沟球轴承48、第十一深沟球轴承121安装在锯刀支架59前端的阶梯孔内,第三传动轴46安装在第五深沟球轴承48和第十一深沟球轴承121的内圈上,锯刀50安装在第三传动轴46上,锯刀50由第三传动轴46轴肩及第一螺母49压紧固定;第五深沟球轴承48通过锯刀支架59上阶梯孔的端面及第八轴承端盖47轴向固定,第十一深沟球轴承121通过锯刀支架59上阶梯孔的端面及第五轴承端盖51轴向固定,第五轴承端盖51、第八轴承端盖47由螺钉固定在锯刀支架59上;第二直齿轮45通过键安装在第三传动轴46上,第二直齿轮45由第三传动轴46轴肩及螺母轴向固定,第三传动轴46上位于第二直齿轮45的一端安装螺母;第二直齿轮45与惰轮39啮合,第三传动轴46穿过锯刀支架59、第五轴承端盖51以及第八轴承端盖47,第三传动轴46与锯刀支架59之间安装有密封圈,第三传动轴46与第五轴承端盖51之间安装有密封圈,第三传动轴46与第八轴承端盖47之间安装有密封圈,第一螺母49穿过锯刀支架59上的阶梯孔,第一螺母49与锯刀支架59之间安装有密封圈;第一电机19通电转动,第一联轴器21连接第一电机19的电机轴和第一花键轴22,第一花键轴22转动,带动第一花键套23转动,第一花键套23带动第一锥齿轮32转动,第一锥齿轮32带动与之啮合的第二锥齿轮33转动,第一传动轴34转动,第一直齿轮38转动,第一直齿轮38带动与之啮合的惰轮39转动,惰轮39带动与之啮合的第二直齿轮45转动,第三传动轴46转动,带动锯刀50转动;锯刀支架59前端开有沉孔,第四控制开关89d通过螺钉固定在锯刀支架59前端沉孔的底部,第一弹簧53安装在锯刀支架59前端的沉孔内,第一触头52安装在锯刀支架59前端的沉孔内;第一盖板54通过螺钉固定在锯刀支架59上;第一盖板54上开有通孔,第一触头52前端穿过第一盖板54上的通孔,第一弹簧53一端与锯刀支架59压紧,另一端与第一触头52的端面压紧,第一触头52受到轴向压力时,第一弹簧53压缩,第一触头52沿轴向移动,当第一触头52不受压力时,第一弹簧53的弹力使第一触头52复位;切割装置液压杆26与锯刀支架59连接处安装第六深沟球轴承55,第六深沟球轴承55的内圈与切割装置液压杆26固定,第六深沟球轴承55的外圈与锯刀支架59固定,为减小切割装置液压杆26与锯刀支架59换位转动时的摩擦阻力;锯刀支架59的端面上开有两个对称分布的油腔,切割装置液压杆26的端面上开有环形槽,第六液压杆56安装在锯刀支架59端面的油腔中,第二缸盖58通过螺钉固定在锯刀支架59上;第六液压杆56穿过切割装置液压杆26上的环形槽,第六液压杆上盖57通过沉头螺钉固定在第六液压杆56端面上;第五控制开关89e、第六控制开关89f通过螺钉固定在切割装置液压杆26端面上所开环形槽的末端;当锯刀50需要换位时,第六液压杆56移动,使第六液压杆上盖57与切割装置液压杆26分离,切割装置液压杆26与锯刀支架59解锁,此时原定轴轮系转变为行星轮系,行星架为锯刀支架59,实现锯刀50转动,当锯刀不换位时,第六液压杆56移动,使第六液压杆上盖57与切割装置液压杆26压紧,切割装置液压杆26与锯刀支架59紧锁,此时行星轮系转变为定轴轮系,锯刀50在锯刀支架59的转动下可实现刀头旋转换位90度;集成箱体5与切割装置液压杆26以及第一缸盖30之间构成密封的环型油腔,沿第五油口K5或第六油口K6向密闭的环型油腔供油时,切割装置液压杆26沿轴向伸出或退回,第一花键套23也伸出或退回,第一电机19通电时,第一花键轴22转动,带动第一花键套23转动,切割装置液压杆26由轨道限制不发生转动,在液压油的推动下,切割装置液压杆26与第一花键套23伸出,锯刀50可沿轴向伸缩切割;第一行程开关115a和第二行程开关115b通过螺钉固定在集成箱体5上切割工作位阶梯孔的内部,用于限制切割装置的行程;第二花键轴63与第二联轴器62连接,第二花键轴63与第二花键套64配合,第二花键套64一端安装在第七深沟球轴承65的内圈上,第二花键套64另一端安装在第八深沟球轴承70的内圈上;第七深沟球轴承65、第八深沟球轴承70安装在钻孔装置液压杆67的内壁上;第七深沟球轴承65的外圈由钻孔装置液压杆67的内壁端面及第九轴承端盖66轴向固定;第九轴承端盖66用螺钉固定在钻孔装置液压杆67上;第八深沟球轴承70的外圈由钻孔装置液压杆67的内壁端面及第六轴承端盖72轴向固定;第六轴承端盖72通过第十二螺钉71固定在钻孔装置液压杆67上;第二电机60的电机轴与第二联轴器62连接,第二电机60通过第十螺钉61固定在集成箱体5上;第三缸盖68通过第十一螺钉69固定在集成箱体5上,第三缸盖68与钻孔装置液压杆67之间安装密封圈,第三缸盖68与集成箱体5之间安装密封圈,集成箱体5与钻孔装置液压杆67以及第三缸盖68之间构成密封的环型油腔,第二花键套64与钻头73通过莫氏锥柄连接,第二电机60通电后,第二联轴器62带动第二花键轴63转动,第二花键轴63带动与之配合的第二花键套64转动,钻头73通过莫氏锥柄安装在第二花键套64上,钻头73转动,钻孔装置液压杆67由于轨道限制不可转动,集成箱体5与钻孔装置液压杆67以及第三缸盖68之间构成密封的环型油腔,当液压油从第七油口K7或第八油口K8进入油腔时,钻孔装置液压杆67伸出或退回,第二花键套64伸出或退回,钻头73实现在钻孔的同时,可沿轴向伸出或退回,第三行程开关115c和第四行程开关115d通过螺钉固定在集成箱体5上钻孔工作位阶梯孔的内部,用于限制钻孔装置的行程;第四缸盖82穿过拉拽液压杆81,拉拽液压杆上盖79通过第一螺钉80固定在拉拽液压杆81上;第十三螺钉83将第四缸盖82固定在集成箱体5上,第七行程开关115g通过螺钉固定在集成箱体5内部拉拽工作位的阶梯孔孔壁上,第四缸盖82与集成箱体5之间安装密封圈,第四缸盖82与拉拽液压杆上盖79之间安装密封圈,集成箱体5与拉拽液压杆81及第四缸盖82之间构成密封的环型油腔,液压油从第九油口K9或第十油口K10进油时,拉拽液压杆81伸出或退回;拉拽液压杆81前端为内部有空腔的长方体,侧面开有通孔,胀紧块93与拉拽液压杆81前端侧面的通孔配合,第二盖板92通过螺钉紧固在拉拽液压杆81的侧面,第二盖板92上开有通孔,胀紧块93穿过第二盖板92上的通孔,胀紧块93可沿轴向移动,第二盖板92上的通孔限制胀紧块93轴向移动的最大距离,胀紧块93与拉拽液压杆81前端侧面的通孔之间安装密封圈,胀紧块93与拉拽液压杆81前端的内部空腔构成密封油腔,第十三油口K13进油时,胀紧块93伸出,胀紧块93胀紧孔壁,第十三油口回油使,胀紧块93退回;拉拽液压杆81的前端开有沉孔,第七控制开关89g通过螺钉固定在拉拽液压杆81的前端的沉孔底部,第三弹簧94、第二触头95安装在拉拽液压杆81的前端沉孔内,第三弹簧94一端压在第二触头95的端面上,第三弹簧94另一端压在沉孔底部;第三盖板96上开有通孔,第二触头95前端穿过第三盖板96上的通孔,第三盖板96通过螺钉固定在拉拽液压杆81的前端面,当第二触头95受到轴向压力时,第三弹簧94压缩,第二触头95的末端触发第七控制开关89g,当第二触头95不受轴向压力时,第二触头95被第三弹簧94的弹力推回复位;挡板6的端面有两个阶梯通孔以及两个凸台,挡板6通过双头螺柱90穿过阶梯通孔与支撑架4连接,支撑架4的前端面上有两个沉孔,支撑架4前端的沉孔内安装有第二弹簧91,第八控制开关89h通过螺钉固定在支撑架4前端的沉孔内,支撑架4端面上的凸台与支撑架4前端的沉孔配合,第二弹簧91一端压在支撑架4前端的沉孔底部,第二弹簧91另一端压在挡板6的凸台端面上,挡板6受到轴向压力时,挡板6沿轴向移动;第二弹簧91被压缩,挡板6上的凸台触发第八控制开关89h,挡板6不受到轴向压力时,第二弹簧91的弹力将挡板6推回复位。
控制系统包括第一控制开关89a、第二控制开关89b、第三控制开关89c、第四控制开关89d、第五控制开关89e、第六控制开关89f、第七控制开关89g、第八控制开关89h、液压站106、处理器107、控制器108、图像采集装置113、照明灯114、第一行程开关115a、第二行程开关115b、第三行程开关115c、第四行程开关115d、第五行程开关115e、第六行程开关115f以及第七行程开关115g;图像采集装置113和照明灯114通过螺钉固定在转向台1上,液压站106用螺钉固定在车体14内部,处理器107和控制器108用螺钉固定在车体14的内部;图像采集装置113采集图像信息实时反馈给处理器107,处理器107对反馈信息进行处理并发送指令给控制器108;液压站106包含有液压泵、溢流阀、换向阀、蓄能器、油箱等液压元件,控制器108控制液压站106内部的换向阀,通过改变液压油的流向实现液压杆的伸缩;处理器107处理第一控制开关89a、第二控制开关89b、第三控制开关89c、第四控制开关89d、第五控制开关89e、第六控制开关89f、第七控制开关89g、第八控制开关89h、第一行程开关115a、第二行程开关115b、第三行程开关115c、第四行程开关115d、第五行程开关115e、第六行程开关115f以及第七行程开关115g的信号处理器107发送指令到控制器108,控制器108控制液压站106向第一液压缸8、第二液压缸10、第三液压缸12、集成箱体5与切割装置液压杆26形成的油腔、第二缸盖58与锯刀支架59之间的油腔、集成箱体5与钻孔装置液压杆67形成的油腔、集成箱体5与拉拽液压杆81形成的油腔以及胀紧块93与拉拽液压杆81形成的密闭油腔供油,控制器108控制电机的通电断电;第一控制开关89a用于集成箱体5换位至切割工作位的控制,第一控制开关89a按下后,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106供油,第四液压缸17的第一油口K1和第五液压缸18的第三油口K3进油,集成箱体5与支撑架4锁紧;第二控制开关89b用于集成箱体5换位至钻孔工作位的控制,第二控制开关89b按下后,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106供油,第四液压缸17的第一油口K1和第五液压缸18的第三油口K3进油,集成箱体5与支撑架4锁紧;第三控制开关89c用于集成箱体5换位至拉拽工作位的控制,第三控制开关89c按下后,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106供油,第四液压缸17的第一油口K1和第五液压缸18的第三油口K3进油,集成箱体5与支撑架4锁紧;第四控制开关89d用于保持锯刀50切割深度不变的控制,第四控制开关89d按下后,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106供油,集成箱体5与切割装置液压杆26之间的油腔的第六油口K6油口进油,切割装置液压杆26退回,当第四控制开关89d不被按下后,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106使集成箱体5与切割装置液压杆26之间的油腔保压,切割装置液压杆26不继续退回;第五控制开关89e和第六控制开关89f用于锯刀50换位控制,第五控制开关89e或第六控制开关89f被按下后,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106,第二缸盖58与锯刀支架59形成的密闭油腔的第十一油口K11进油,切割装置液压杆26与锯刀支架59锁紧,第一电机19停止转动;第七控制开关89g用于胀紧块93胀紧孔壁的控制,拉拽液压杆81伸入到孔内,第二触头95压到孔的底部时,第二触头95受压沿轴向移动,第七控制开关89g按下后,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106供油,胀紧块93与拉拽液压杆81形成的油腔的第十三油口K13进油,胀紧块93胀紧孔壁;第八控制开关89h用于胀紧块93退回复位的控制,拉拽液压杆81拽下块状窑衬后退回,拽下的块状窑衬在退回过程中压在挡板6上,挡板6受压沿双头螺柱90轴向移动,第八控制开关89h被按下后,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106,使胀紧块93与拉拽液压杆81形成的油腔回油,胀紧块93退回复位;第一行程开关115a和第二行程开关115b用于切割装置液压杆26行程的控制,切割装置液压杆26在伸出的过程中,第一行程开关115a被按下,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106,使集成箱体5与切割装置液压杆26形成的密闭油腔保压,切割装置液压杆26不再继续伸出;切割装置液压杆26在退回的过程中,第二行程开关115b被按下,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106,使集成箱体5与切割装置液压杆26形成的密闭油腔保压,切割装置液压杆26不再继续退回;第三行程开关115c和第四行程开关115d用于钻孔装置液压杆67伸出行程的控制,钻孔装置液压杆67在伸出的过程中,第三行程开关115c被按下,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106向集成箱体5与钻孔装置液压杆67之间的密闭油腔的第八油口K8进油,第七油口K7回油,钻孔装置液压杆67退回到集成箱体5内部;在钻孔装置液压杆67在退回的过程中,第四行程开关115d被按下,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106,使集成箱体5与钻孔装置液压杆67形成的密闭油腔保压,钻孔装置液压杆67不再继续退回;第五行程开关115e和第六行程开关115f用于第四液压杆74及第五液压杆75行程的控制,第五液压杆75在上移的过程中,第五行程开关115e被按下,集成箱体5与支撑架4解锁,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106,使第四液压缸17和第五液压缸18保压,第五液压杆75在下移的过程中,第六行程开关115f被按下,集成箱体5与支撑架4锁紧,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106,使第四液压缸17和第五液压缸18保压;第七行程开关115g用于拉拽液压杆81退回行程的控制,拉拽液压杆81退回的过程中,第七行程开关115g被按下,处理器107收到信号后发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106,使集成箱体5与拉拽液压杆81形成的密闭油腔保压,拉拽液压杆81不再继续退回。
本发明可通过远程操控作业和自动作业,能够智能化破拆,采用新的破拆思路,实现高效破拆,下面将结合附图,说明该破拆机器人的具体工作过程,具体如下:
(1)破拆机器人整机接入电源,第四电机110驱动破拆机器人进入窑体内,图像采集装置113采集窑体内部信息,图像采集装置113将数据发送给处理器107,处理器107根据数据信息确定待破拆的回转窑窑衬上与窑体轴线方向平行的切割缝隙条数和整机运动轨迹,处理器107确定垂直于窑体轴线的缝隙数及整机每次周向切割的位置,并将处理后的指令发送给控制器108,控制器108控制各执行件的动作。
(2)控制器108按确定好的整机运动轨迹控制第四电机110驱动破拆机器人到达指定工作位,控制器108控制液压站106调节第一液压缸8、第二液压缸10、第三液压缸12内部油腔的油压,第一液压杆7、第二液压杆9、第三液压杆11伸缩,关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,控制器108控制第三电机102通电,第三电机102驱动转向台1转动,集成箱体5在转向台1和液压臂运动下调整到距回转窑窑衬50-100mm处,集成箱体5和液压臂的轴线与回转窑轴线垂直,锯刀50轴线与回转窑窑体轴线垂直,支撑架4的轴线与窑体表面垂直。
(3)控制器108将集成箱体5调节到指定工作位,控制器108控制液压站106供油,第四液压缸17的第二油口K2、第五液压缸18的第四油口K4进油,第四液压缸17的第一油口K1、第五液压缸18的第三油口K3回油,第四液压杆74和第五液压杆75上移,第五行程开关115e被按下,控制器108控制液压站106,液压站106使第四液压缸17、第五液压缸18保压,第四液压杆74和第五液压杆75的液压杆端盖与集成箱体5分离,支撑架4与集成箱体5解锁,支撑架4与集成箱体5可沿回转心轴78轴线转动。
(4)控制器108控制伺服电机16通电带动第三直齿轮88转动,集成箱体5逆时针转动30度,第一控制开关89a被按下,换位至切割工作位,处理器107接收到第一控制开关89a的信号后发送命令给控制器108。
(5)控制器108控制液压站106供油,第四液压缸17的第一油口K1和第五液压缸18的第三油口K3进油,第四液压缸17的第二油口K2及第五液压缸18的第四油口K4回油,第四液压杆74与第五液压杆75下移,第六行程开关115f被按下,控制器108控制液压站106使第四液压缸17、第五液压缸18保压,第四液压杆74与第五液压杆75的液压杆端盖与集成箱体5压紧,集成箱体5与支撑架4锁紧。
(6)控制器108控制第一电机19通电,第一电机19通电带动锯刀50转动,控制器108控制液压站106供油,集成箱体5与切割装置液压杆26形成的密闭油腔的第五油口K5进油,第六油口K6回油,切割装置液压杆26从集成箱体5内部伸出,锯刀50切入到回转窑窑衬的耐火砖中,锯刀50切入耐火砖深度达到指定深度时,第一行程开关115a被按下,控制器108控制液压站106使集成箱体5与切割装置液压杆26形成的密闭油腔保压,切割装置液压杆26不再继续伸出。
(7)图像采集装置113将锯刀50所在位置的图像信息发送给处理器107,处理器107将处理后的指令发送给控制器108,控制器108控制第四电机110驱动破拆机器人移动,破拆机器人沿轴向移动,同时切割耐火砖,切割深度过大时,切割后的块状耐火砖可能会掉落,切割深度过浅时,拉拽过程较费力,第一触头52在移动过程中顶到回转窑窑衬表面,第四控制开关89d被按下,说明在移动过程中锯刀50切割深度需调整,处理器107发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106供油,集成箱体5与切割装置液压杆26形成的密闭油腔的第六油口K6进油,第五油口K5回油,调整切割深度;第四控制开关89d不被按下时,控制器108控制液压站106使集成箱体5与切割装置液压杆26形成的密闭油腔保压,锯刀50沿回转窑窑衬轴线方向切割残余耐火砖,切割出一条锯缝,锯刀50从耐火砖中退出,第一电机19停止转动。
(8)重复上述步骤(2),图像采集装置113将数据发送给处理器107,处理器107将处理后的指令发送给控制器108,控制器108控制第一电机19通电转动,锯刀50转动;锯刀50切入耐火砖,重复上述步骤(7),沿回转窑轴向切割出另一条锯缝。
(9)重复上述步骤(8),直到回转窑窑衬沿轴线方向切割的缝隙数达到初始设定的数目,该段回转窑窑衬被切割成条状,图像采集装置113将数据发送给处理器107,处理器107将处理后的指令发送给控制器108,控制器108控制液压站106供油,集成箱体5与切割装置液压杆26形成的密闭油腔的第六油口K6进油,第五油口K5回油,锯刀50退回到集成箱体5内部,锯刀50的退回距离达到设定的值时,第二行程开关115b被按下,控制器108控制液压站106使集成箱体5与切割装置液压杆26形成的密闭油腔保压。
(10)控制器108控制液压站106供油,第二缸盖58与锯刀支架59形成的密闭油腔的第十二油口K12进油,第十一油口K11回油,第六液压杆56移动,第六液压杆上盖57与切割装置液压杆26分离,切割装置液压杆26与锯刀支架59解锁,第一电机19通电转动,定轴轮系转变为行星轮系,锯刀支架59转动,第六液压杆56沿切割装置液压杆26上的环槽转动90度,第五控制开关89e被按下,控制器108控制液压站106供油,第二缸盖58与锯刀支架59形成的密闭油腔的第十一油口K11进油,第十二油口K12回油,第六液压杆上盖57与切割装置液压杆26端面压紧,行星轮系转变为定轴轮系,锯刀支架59与切割装置液压杆26紧锁,第一电机19停止转动。
(11)破拆机器人移动到初始规划周向切缝的位置,第一电机19通电带动锯刀50转动;图像采集装置113采集信息发送给处理器107,处理器107发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106调节第一液压缸8、第二液压缸10、第三液压缸12内油腔的油压,关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,控制器108控制第三电机102转动,集成箱体5调整至距回转窑窑衬50—100mm处,支撑架4的轴线与窑体表面垂直,支撑架4的轴线与回转窑轴线垂直,锯刀50轴线与回转窑轴线平行,控制器108控制液压站106供油,集成箱体5与切割装置液压杆26形成的密闭油腔的第五油口K5进油,第六油口K6回油,切割装置液压杆26伸出,锯刀50从集成箱体5中伸出切入窑衬耐火砖,锯刀50切入耐火砖的深度达到设定的值时,第一行程开关115a被按下,集成箱体5与切割装置液压杆26形成的密闭油腔保压,切割装置液压杆26不再继续伸出。
(12)图像采集装置113采集锯刀50位置的图像发送给处理器107,处理器107处理后发送指令给控制器108,控制器108控制第三电机102转动,控制器控制液压站106向第一液压缸8、第二液压缸10、第三液压缸12供油,关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,锯刀50沿垂直于回转窑窑衬轴向的方向切割残余耐火砖,在切割过程中第一触头52碰到回转窑窑衬表面,第一触头52沿轴线移动按下第四控制开关89d,第四控制开关89d被按下时,说明切割深度需要调整,处理器107发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106供油,集成箱体5与切割装置液压杆26之间的密闭油腔的第六油口K6进油,第五油口K5回油,调整切割深度,在切割过程中第一触头52碰到回转窑窑衬表面,但第四控制开关89d未按下时,控制器108控制液压站106,使集成箱体5与切割装置液压杆26之间的密闭油腔保压,锯刀50沿垂直于回转窑轴线方向上切割出一条环形锯缝,图像采集装置113实时采集数据发送给处理器107,处理器107发送指令给控制器108,锯刀50从耐火砖中退出。
(13)控制器108按确定好的整机运动轨迹控制第四电机110驱动破拆机器人到达指定周向切割工作位,控制器108控制液压站106向第一液压缸8、第二液压缸10、第三液压缸12供油,关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,集成箱体5调整至另一切割位置,锯刀50切入耐火砖,重复上述步骤(12),在耐火砖上切割出与前一条锯缝平行的锯缝。
(14)重复上述步骤(13),直至所有已被切割成条状的回转窑窑衬残余耐火砖被切割成块状,图像采集装置113采集当前破拆区域的数据发送给处理器107,处理器107发送指令给控制器108,当该区域的回转窑被完全分块后,控制器108控制第一电机19停止转动,控制器108控制液压站106供油,第二缸盖58与锯刀支架59形成的密闭油腔的第十二油口K12进油,第十一油口K11回油,第六液压杆56移动,第六液压杆上盖57与切割装置液压杆26解锁,定轴轮系转变为行星轮系,第一电机19通电反转,锯刀支架59转动,第六液压杆56沿切割装置液压杆26上的环槽反向转动90度,第六控制开关89f被按下,控制器108控制液压站106供油,第二缸盖58与锯刀支架59形成的密闭油腔的第十一油口K11进油,第十二油口K12回油,第六液压杆上盖57与切割装置液压杆26端面锁紧,行星轮系转变为定轴轮系,锯刀支架59与切割装置液压杆26锁紧,第一电机19停止转动,控制器108控制液压站106供油,集成箱体5与切割装置液压杆26之间的密闭油腔的第六油口K6进油,第五油口K5回油,切割装置液压杆26退回到集成箱体5内部,切割装置液压杆26退回距离达到设定的值,第二行程开关115b被按下,控制器108控制液压站106,集成箱体5与切割装置液压杆26之间的密闭油腔保压,切割装置液压杆26停止退回。
(15)重复上述步骤(3),控制器108控制伺服电机16通电转动,伺服电机16带动第三直齿轮88转动,集成箱体5顺时针转动60度,集成箱体5换位至钻孔工作位,第一控制开关89b被按下,重复上述步骤(5),图像采集装置113采集图像发送给处理器107,处理器107处理后发送指令给控制器108,控制器108控制第四电机110驱动破拆机器人到达被切割成块状的残余耐火砖区域,控制器108控制液压站106向第一液压缸8、第二液压缸10、第三液压缸12供油,关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,控制器108控制第三电机102通电,第三电机102驱动转向台1转动,集成箱体5在转向台1和液压臂运动下调整到距回转窑窑衬50-100mm处,支撑架4的轴线与回转窑窑衬内部表面垂直。
(16)图像采集装置113采集集成箱体5位置的图像发送给处理器107,处理器107发送指令给控制器108,控制器108控制第二电机60通电转动,集成箱体5与钻孔装置液压杆67之间的密闭油腔的第七油口K7进油,第八油口K8回油,钻孔装置液压杆67从集成箱体5内部伸出,在切割成块状的残余耐火砖上钻孔,当钻孔深度达到设定值,第三行程开关115c被按下,支撑架4位姿保持不变,控制器108控制液压站106供油,集成箱体5与钻孔装置液压杆67之间的密闭油腔的第八油口K8进油,第七油口K7回油,钻孔装置液压杆67退回到集成箱体5内部,钻孔装置液压杆67退回距离达到设定的值时,第四行程开关115d被按下,控制器108控制液压站106,集成箱体5与钻孔装置液压杆67之间的密闭油腔保压,钻孔装置停止退回,第二电机60断电,钻头73停止转动。
(17)重复上述步骤(3),控制器108控制伺服电机16通电转动,带动第三直齿轮88转动,转动的第三直齿轮88带动集成箱体5逆时针转动30度,带动集成箱体5逆时针转动30度,换位至拉拽工作位,第三控制开关89c被按下。
(18)重复上述步骤(5),控制器108控制液压站106供油,集成箱体5与拉拽液压杆81形成的密闭油腔的第九油口K9进油,第十油口K10回油,拉拽液压杆81从集成箱体5内部伸出,插入钻头73在回转窑残余耐火砖上所钻的孔内,拉拽液压杆81前端的第二触头95压到孔的底部时,第七控制开关89g被按下,控制器108控制液压站106,集成箱体5与拉拽液压杆81形成的密闭油腔保压,拉拽液压杆81不再继续伸出,控制器108控制液压站106供油,胀紧块93与拉拽液压杆81形成的密闭油腔的第十三油口K13进油,胀紧块93伸出,胀紧块93胀紧孔壁,当压力值达到预定值时,胀紧块93与拉拽液压杆81形成的密闭油腔保压,控制器108控制液压站106供油,集成箱体5与拉拽液压杆81形成的密闭油腔的第十油口K10进油,拉拽液压杆81拉拽已切割分块的残余耐火砖使其从回转窑窑体上脱落;当块状耐火砖从窑体上脱落后,处理器107发送指令给控制器108,控制器108控制液压站106向第一液压缸8、第二液压缸10、第三液压缸12供油,关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,第三电机102通电转动,带动转向台1转动,支撑架4转动到破拆方向的正后方,拉拽液压杆81继续退回,当块状耐火砖顶到安装在支撑架4前端的挡板6时,挡板6沿双头螺柱90轴向移动,第八控制开关89h被按下,控制器108控制液压站106,胀紧块93与拉拽液压杆81形成的密闭油腔回油,胀紧块93退回,拽下的块状窑衬耐火砖自动从拉拽液压杆81上掉落,拉拽液压杆81继续退回,第七行程开关115g被按下,处理器107发送指令给控制器108,控制器108控制集成箱体5与拉拽液压杆81之间的密闭油腔保压,拉拽液压杆81不再继续退回。
(19)图像采集装置113采集图像发送给处理器107,处理器107处理数据后发送命令给控制器108,液压站106向第一液压缸8、第二液压缸10、第三液压缸12供油,关节大臂2、关节小臂3及支撑架4调整位姿,第三电机102通电带动转向台1转动,集成箱体5调整至已切割成块状但是未进行钻孔的区域,集成箱体5距回转窑窑衬50—100mm,支撑架4的轴线与回转窑窑衬内部表面垂直,重复上述步骤(3),控制器108控制伺服电机16通电转动,伺服电机16带动第三直齿轮88转动,转动的第三直齿轮88带动集成箱体5顺时针转动30度,换位至钻孔工作位,第二控制开关89b被按下,重复上述步骤(5)。
(20)重复上述步骤(16)-(18),拆除该区域另一块块状窑衬。
(21)重复上述步骤(19)-(20),直至完成该区域块状窑衬的拆除。
(22)图像采集装置113采集当前破拆区域的破拆图形发送给处理器107,处理器107处理后发送指令到控制器108,控制器108控制第四电机110通电转动,第四电机110驱动破拆机器人移动到下一破拆区域,重复上述步骤(2)-(21),完成新区域回转窑窑衬残余耐火砖的拆除。
(23)重复上述步骤(22),直至完成所有回转窑窑衬残余耐火砖的拆除。
Claims (2)
1.一种回转窑窑衬破拆机器人,其特征在于该破拆机器人包括行进系统、破拆系统及控制系统;所述行进系统包括转向台(1)、基板(13)、车体(14)、驱动轴(15)、推力轴承(97)、第四螺钉(98)、第五螺钉(99)、第四直齿轮(100)、第二螺母(101)、第三电机(102)、第六螺钉(103)、第二滚子轴承(104)、第五直齿轮(105)、电机支架(109)、第四电机(110)、第六直齿轮(111)、第七直齿轮(112)、履带(117)、驱动轮(118)、从动轮(119)、第十深沟球轴承(120)、第十一深沟球轴承(121)、第十二深沟球轴承(122)、第十三深沟球轴承(123)以及从动轴(124);所述第十三深沟球轴承(123)安装在所述车体(14)侧面的阶梯通孔内,所述驱动轴(15)与所述第十三深沟球轴承(123)的内圈配合,所述驱动轴(15)一端安装所述驱动轮(118),所述驱动轴(15)另一端安装所述第七直齿轮(112),所述第七直齿轮(112)通过键与所述驱动轴(15)连接,所述第七直齿轮(112)通过所述驱动轴(15)的轴肩及螺母轴向固定;所述电机支架(109)用螺钉固定在所述车体(14)上,所述第四电机(110)用螺钉固定在所述电机支架(109)上;所述第六直齿轮(111)通过键安装在所述第四电机(110)的电机轴上,所述第六直齿轮(111)由所述第四电机(110)的电机轴轴肩和螺母轴向固定,所述第六直齿轮(111)与所述第七直齿轮(112)啮合,所述从动轮(119)固定在所述从动轴(124)上,所述车体(14)侧面的阶梯通孔内部装有轴承,轴承用轴承端盖轴向固定,所述从动轴(124)安装在轴承内圈上,所述履带(117)安装在所述从动轮(119)和所述驱动轮(118)上;所述第三电机(102)用所述第六螺钉(103)固定在所述车体(14)的内部,所述第二滚子轴承(104)安装在所述第三电机(102)的电机轴上,所述第五直齿轮(105)通过键安装在所述第三电机(102)的电机轴上,所述第五直齿轮(105)由所述第二滚子轴承(104)的端面及螺母轴向固定;所述推力轴承(97)的下端面用所述第五螺钉(99)与所述车体(14)固定,所述推力轴承(97)的上端面用所述第四螺钉(98)与所述转向台(1)固定;所述第四直齿轮(100)通过键安装在所述转向台(1)的下方凸台上,所述第四直齿轮(100)由所述转向台(1)及所述第二螺母(101)轴向固定;所述第二螺母(101)安装在所述转向台(1)的下方凸台上;所述第四直齿轮(100)与所述第五直齿轮(105)啮合,所述基板(13)通过螺钉固定在所述车体(14)上;所述破拆系统包括关节大臂(2)、关节小臂(3)、支撑架(4)、集成箱体(5)、挡板(6)、第一液压杆(7)、第一液压缸(8)、第二液压杆(9)、第二液压缸(10)、第三液压杆(11)、第三液压缸(12)、伺服电机(16)、第四液压缸(17)、第五液压缸(18)、第一电机(19)、第七螺钉(20)、第一联轴器(21)、第一花键轴(22)、第一花键套(23)、第一深沟球轴承(24)、第一轴承端盖(25)、切割装置液压杆(26)、第二深沟球轴承(27)、第二轴承端盖(28)、第八螺钉(29)、第一缸盖(30)、第九螺钉(31)、第一锥齿轮(32)、第二锥齿轮(33)、第一传动轴(34)、第一套筒(35)、第三深沟球轴承(36)、第三轴承端盖(37)、第一直齿轮(38)、惰轮(39)、第二传动轴(40)、第四深沟球轴承(41)、第二套筒(42)、第四轴承端盖(43)、第三套筒(44)、第二直齿轮(45)、第三传动轴(46)、第八轴承端盖(47)、第五深沟球轴承(48)、第一螺母(49)、锯刀(50)、第五轴承端盖(51)、第一触头(52)、第一弹簧(53)、第一盖板(54)、第六深沟球轴承(55)、第六液压杆(56)、第六液压杆上盖(57)、第二缸盖(58)、锯刀支架(59)、第二电机(60)、第十螺钉(61)、第二联轴器(62)、第二花键轴(63)、第二花键套(64)、第七深沟球轴承(65)、第九轴承端盖(66)、钻孔装置液压杆(67)、第三缸盖(68)、第十一螺钉(69)、第八深沟球轴承(70)、第十二螺钉(71)、第六轴承端盖(72)、钻头(73)、第四液压杆(74)、第五液压杆(75)、第七轴承端盖(76)、第九深沟球轴承(77)、回转心轴(78)、拉拽液压杆上盖(79)、第一螺钉(80)、拉拽液压杆(81)、第四缸盖(82)、第十三螺钉(83)、扇形齿轮(84)、第二螺钉(85)、第三螺钉(86)、第一滚子轴承(87)、第三直齿轮(88)、第一控制开关(89a)、第二控制开关(89b)、第三控制开关(89c)、第四控制开关(89d)、第五控制开关(89e)、第六控制开关(89f)、第七控制开关(89g)、第八控制开关(89h)、双头螺柱(90)、第二弹簧(91)、第二盖板(92)、胀紧块(93)、第三弹簧(94)、第二触头(95)、第三盖板(96)、第一行程开关(115a)、第二行程开关(115b)、第三行程开关(115c)、第四行程开关(115d)、第五行程开关(115e)、第六行程开关(115f)以及第七行程开关(115g);所述关节大臂(2)一端通过销与所述转向台(1)上的连接耳连接,所述关节大臂(2)另一端通过销与所述关节小臂(3)连接,所述第一液压杆(7)通过销与所述关节大臂(2)上的通孔连接,所述第一液压缸(8)通过销与所述转向台(1)上的另一个连接耳连接;所述关节小臂(3)一端通过销与所述关节大臂(2)连接,所述关节小臂(3)另一端通过销与所述支撑架(4)连接,所述第二液压缸(10)通过销与所述关节大臂(2)上的连接耳连接,所述第二液压杆(9)通过销与所述关节小臂(3)上的连接耳连接,所述第三液压缸(12)通过销与所述关节小臂(3)上的另一个连接耳连接,所述第三液压杆(11)通过销与所述支撑架(4)上的连接耳相连;所述集成箱体(5)安装在所述支撑架(4)的内部,所述滚子(116)安装在所述支撑架(4)内部下平面开的环形槽中,所述第四液压杆(74)穿过所述支撑架(4)下方位于回转中心处的通孔,所述第五液压杆(75)穿过所述支撑架(4)下方的通孔,所述第四液压杆(74)与液压杆端盖通过螺钉连接固定,所述第五液压杆(75)与液压杆端盖通过螺钉连接固定,所述第四液压缸(17)和所述第五液压缸(18)通过螺钉固定在所述支撑架(4)的下方;所述伺服电机(16)的电机轴穿过所述支撑架(4)下平面的通孔,所述伺服电机(16)通过螺钉固定在所述支撑架(4)的下方;所述第一滚子轴承(87)安装在所述伺服电机(16)的电机轴上,所述第三直齿轮(88)通过键安装在所述伺服电机(16)的电机轴上,所述伺服电机(16)的电机轴前端安装螺母,所述第一滚子轴承(87)和螺母对所述第三直齿轮(88)轴向固定;所述扇形齿轮(84)通过所述第二螺钉(85)固定在所述集成箱体(5)的下端面;所述扇形齿轮(84)与所述第三直齿轮(88)啮合;所述第五行程开关(115e)和第六行程开关(115f)通过螺钉安装在所述集成箱体(5)下端面的环状梯形槽上;所述第九深沟球轴承(77)安装在所述集成箱体(5)上端面位于回转中心位置开的阶梯孔内,所述第十二深沟球轴承(122)安装在所述支撑架(4)上平面位于回转中心处开的阶梯通孔内,所述回转心轴(78)安装在所述第九深沟球轴承(77)、第十二深沟球轴承(122)的内圈上,所述第十二深沟球轴承(122)通过所述第七轴承端盖(76)轴向固定,所述第七轴承端盖(76)用螺钉固定在所述支撑架(4)上;所述集成箱体(5)内部的三个阶梯孔分别与所述切割装置液压杆(26)、钻孔装置液压杆(67)以及拉拽液压杆(81)配合,所述第一控制开关(89a)用螺钉固定所述集成箱体(5)前端位于切割工作位阶梯孔的正上方,所述第一行程开关(115a)和第二行程开关(115b)用螺钉固定在所述集成箱体(5)上切割工作位阶梯孔的内部,所述第二控制开关(89b)用螺钉固定在所述集成箱体(5)前端位于钻孔工作位阶梯孔的正上方,所述第三行程开关(115c)和第四行程开关(115d)用螺钉固定在所述集成箱体(5)上钻孔工作位阶梯孔的内部,所述第三控制开关(89c)用螺钉固定在所述集成箱体(5)前端位于拉拽工作位阶梯孔的正下方,所述第七行程开关(115g)用螺钉固定在所述集成箱体(5)内部拉拽工作位的阶梯孔孔壁上;所述第一电机(19)的电机轴与所述第一联轴器(21)连接,所述第一花键轴(22)与所述第一联轴器(21)连接,所述第一电机(19)用所述第七螺钉(20)固定在所述集成箱体(5)上,所述第一花键轴(22)与所述第一花键套(23)配合,所述第一花键套(23)安装在所述第一深沟球轴承(24)和所述第二深沟球轴承(27)的内圈上,所述第一深沟球轴承(24)和第二深沟球轴承(27)的外圈安装在所述切割装置液压杆(26)的内壁上,所述第一深沟球轴承(24)的外圈由所述切割装置液压杆(26)的阶梯端面及所述第一轴承端盖(25)轴向固定,所述第一轴承端盖(25)用螺钉固定在所述切割装置液压杆(26)的端面上;所述第二深沟球轴承(27)的外圈由所述切割装置液压杆(26)的阶梯端面及所述第二轴承端盖(28)轴向固定,所述第二轴承端盖(28)由所述第八螺钉(29)固定在所述切割装置液压杆(26)上;所述第一缸盖(30)用所述第九螺钉(31)固定在所述集成箱体(5)上,所述第一缸盖(30)与所述集成箱体(5)配合处安装密封圈,所述第一缸盖(30)与所述切割装置液压杆(26)配合处安装密封圈;所述第一锥齿轮(32)通过键与所述第一花键套(23)连接,所述第一花键套(23)上位于安装所述第一锥齿轮(32)的一端安装螺母,所述第一锥齿轮(32)由所述第一花键套(23)的轴肩及螺母轴向固定;所述第一传动轴(34)安装在所述第三深沟球轴承(36)的内圈上,所述第三深沟球轴承(36)安装在所述锯刀支架(59)上的阶梯孔内;所述第二锥齿轮(33)通过键安装在所述第一传动轴(34)上,所述第一套筒(35)安装在所述第一传动轴(34)上,所述第二锥齿轮(33)由所述第一传动轴(34)的轴肩及所述第一套筒(35)轴向固定,所述第一套筒(35)由所述第二锥齿轮(33)的端面及轴承内圈端面轴向固定;所述第一直齿轮(38)通过键与所述第一传动轴(34)连接,所述第一直齿轮(38)由所述第一传动轴(34)的轴肩及所述第三深沟球轴承(36)的内圈轴向固定;所述第三深沟球轴承(36)由所述第三轴承端盖(37)及所述第一直齿轮(38)的端面轴向固定,所述第三轴承端盖(37)通过螺钉固定在所述锯刀支架(59)上;所述第二传动轴(40)安装在所述第四深沟球轴承(41)和第十深沟球轴承(120)的内圈上,所述第四深沟球轴承(41)和第十深沟球轴承(120)安装在所述锯刀支架(59)上的阶梯孔内;所述第二套筒(42)由所述第四深沟球轴承(41)及所述第十深沟球轴承(120)的外圈轴向固定,所述第四深沟球轴承(41)由所述第二套筒(42)和阶梯孔端面轴向固定;所述第十深沟球轴承(120)由所述第二套筒(42)及所述第四轴承端盖(43)轴向固定,所述第四轴承端盖(43)用螺钉固定在所述锯刀支架(59)上,所述第三套筒(44)安装在所述第二传动轴(40)上,所述惰轮(39)通过键安装在所述第二传动轴(40)上,所述第十深沟球轴承(120)的内圈端面和所述惰轮(39)的端面对所述第三套筒(44)轴向固定,所述第二传动轴(40)上安装惰轮(39)的一端安装螺母,所述惰轮(39)由所述第三套筒(44)及螺母轴向固定;所述第一直齿轮(38)与所述惰轮(39)啮合;所述第五深沟球轴承(48)和第十一深沟球轴承(121)安装在所述锯刀支架(59)上的阶梯孔内,所述第三传动轴(46)安装在所述第五深沟球轴承(48)和第十一深沟球轴承(121)的内圈上,所述锯刀(50)安装在所述第三传动轴(46)上,所述第一螺母(49)安装在所述第三传动轴(46)上,所述锯刀(50)由所述第三传动轴(46)的轴肩及所述第一螺母(49)轴向固定,所述第五深沟球轴承(48)通过所述锯刀支架(59)上阶梯孔的端面及所述第八轴承端盖(47)轴向固定,所述第十一深沟球轴承(121)通过所述锯刀支架(59)上阶梯孔的端面及所述第五轴承端盖(51)轴向固定,所述第五轴承端盖(51)和第八轴承端盖(47)用螺钉固定在所述锯刀支架(59)上,所述第二直齿轮(45)通过键安装在所述第三传动轴(46)上,所述第三传动轴(46)上安装所述第二直齿轮(45)的一端安装螺母,所述第二直齿轮(45)由所述第三传动轴(46)的轴肩及螺母轴向固定,所述第二直齿轮(45)与所述惰轮(39)啮合;所述第一弹簧(53)安装在所述锯刀支架(59)前端的沉孔内,所述第四控制开关(89d)通过螺钉固定在所述锯刀支架(59)前端沉孔的底部,所述第一触头(52)安装在所述锯刀支架(59)前端的沉孔内,所述第一盖板(54)通过螺钉固定在所述锯刀支架(59)上,所述第一触头(52)的前端穿过所述第一盖板(54)上的通孔;所述第六深沟球轴承(55)的内圈与所述切割装置液压杆(26)固定,所述第六深沟球轴承(55)的外圈与所述锯刀支架(59)固定,所述第六液压杆(56)安装在所述锯刀支架(59)端面的油腔中,所述第二缸盖(58)由螺钉固定在所述锯刀支架(59)上;所述第六液压杆(56)穿过所述切割装置液压杆(26)上的环形槽,所述第六液压杆上盖(57)通过沉头螺钉固定在所述第六液压杆(56)端面上;所述第五控制开关(89e)和第六控制开关(89f)通过螺钉固定在所述切割装置液压杆(26)的端面上;所述第二花键轴(63)与所述第二联轴器(62)连接,所述第二电机(60)的电机轴与所述第二联轴器(62)连接,所述第二电机(60)通过所述第十螺钉(61)固定在所述集成箱体(5)上;所述第二花键轴(63)与所述第二花键套(64)配合,所述第二花键套(64)两端与所述第七深沟球轴承(65)及所述第八深沟球轴承(70)的内圈配合;所述第七深沟球轴承(65)和第八深沟球轴承(70)的外圈与所述钻孔装置液压杆(67)的内壁配合;所述第七深沟球轴承(65)由所述钻孔装置液压杆(67)的内部阶梯端面及所述第九轴承端盖(66)轴向固定,所述第九轴承端盖(66)用螺钉固定在所述钻孔装置液压杆(67)上;所述第八深沟球轴承(70)由所述钻孔装置液压杆(67)的内部阶梯端面及所述第六轴承端盖(72)轴向固定,所述第六轴承端盖(72)用所述第十二螺钉(71)固定在所述钻孔装置液压杆(67)上,所述第三缸盖(68)用所述第十一螺钉(69)固定在所述集成箱体(5)上,所述第三缸盖(68)与所述集成箱体(5)配合处安装密封圈,所述第三缸盖(68)与所述钻孔装置液压杆(67)配合处安装密封圈,所述第二花键套(64)与所述钻头(73)通过莫氏锥柄连接;所述第四缸盖(82)穿过所述拉拽液压杆(81),所述拉拽液压杆上盖(79)通过所述第一螺钉(80)固定在所述拉拽液压杆(81)上;所述第四缸盖(82)用所述第十三螺钉(83)固定在所述集成箱体(5)上;所述胀紧块(93)安装在所述拉拽液压杆(81)前端侧面的通孔内;所述第二盖板(92)通过螺钉固定在所述拉拽液压杆(81)上,所述胀紧块(93)穿过所述第二盖板(92)上的通孔;所述第三弹簧(94)和所述第二触头(95)安装在所述拉拽液压杆(81)前端的沉孔内,所述第七控制开关(89g)用螺钉固定在所述拉拽液压杆(81)的前端沉孔底部,所述第三弹簧(94)一端压在所述第二触头(95)的端面上,所述第三弹簧(94)另一端压在沉孔底部;所述第三盖板(96)通过螺钉固定在所述拉拽液压杆(81)前端;所述挡板(6)通过所述双头螺柱(90)与所述支撑架(4)连接,所述第八控制开关(89h)通过螺钉固定在所述支撑架(4)前端的沉孔底部;所述支撑架(4)前端的沉孔内安装所述第二弹簧(91),所述第二弹簧(91)一端压在所述支撑架(4)前端的沉孔底部,所述第二弹簧(91)另一端压在所述挡板(6)上的凸台端面上;所述控制系统包括第一控制开关(89a)、第二控制开关(89b)、第三控制开关(89c)、第四控制开关(89d)、第五控制开关(89e)、第六控制开关(89f)、第七控制开关(89g)、第八控制开关(89h)、液压站(106)、处理器(107)、控制器(108)、图像采集装置(113)、照明灯(114)、第一行程开关(115a)、第二行程开关(115b)、第三行程开关(115c)、第四行程开关(115d)、第五行程开关(115e)、第六行程开关(115f)以及第七行程开关(115g);所述图像采集装置(113)和照明灯(114)用螺钉固定在所述转向台(1)上,所述液压站(106)用螺钉固定在所述车体(14)内部,所述处理器(107)和所述控制器(108)用螺钉固定在所述车体(14)的内部;所述图像采集装置(113)采集图像信息实时反馈给所述处理器(107),所述处理器(107)对反馈信息进行处理并发送指令给所述控制器(108),所述处理器(107)处理第一控制开关(89a)、第二控制开关(89b)、第三控制开关(89c)、第四控制开关(89d)、第五控制开关(89e)、第六控制开关(89f)、第七控制开关(89g)、第八控制开关(89h)、第一行程开关(115a)、第二行程开关(115b)、第三行程开关(115c)、第四行程开关(115d)、第五行程开关(115e)、第六行程开关(115f)以及第七行程开关(115g)的信号并发送指令到所述控制器(108),所述控制器(108)控制所述液压站(106)向所述第一液压缸(8)、第二液压缸(10)、第三液压缸(12)、所述集成箱体(5)与切割装置液压杆(26)之间的油腔、所述第二缸盖(58)与锯刀支架(59)之间的油腔、所述集成箱体(5)与钻孔装置液压杆(67)之间的油腔、所述集成箱体(5)与拉拽液压杆(81)之间的油腔以及所述胀紧块(93)与拉拽液压杆(81)形成的油腔供油,所述控制器(108)控制电机的通电断电,所述第一控制开关(89a)用于所述集成箱体(5)换位至切割工作位的控制,所述第二控制开关(89b)用于集成箱体(5)换位至钻孔工作位的控制,所述第三控制开关(89c)用于所述集成箱体(5)换位至拉拽工作位的控制,所述第四控制开关(89d)用于保持所述锯刀(50)切割深度不变,所述第五控制开关(89e)和所述第六控制开关(89f)用于所述锯刀(50)换位的控制,所述第七控制开关(89g)用于所述胀紧块(93)胀紧孔壁的控制,所述第八控制开关(89h)用于所述胀紧块(93)退回复位的控制,所述第一行程开关(115a)和第二行程开关(115b)用于所述切割装置液压杆(26)行程的控制,所述第三行程开关(115c)和第四行程开关(115d)用于所述钻孔装置液压杆(67)行程的控制,所述第五行程开关(115e)和第六行程开关(115f)用于所述第四液压杆(74)及第五液压杆(75)行程的控制,所述第七行程开关(115g)用于所述拉拽液压杆(81)退回行程的控制。
2.如权利要求1所述的一种回转窑窑衬破拆机器人的破拆方法,其特征在于该破拆方法具体步骤如下:
(1)破拆机器人整机接入电源,所述第四电机(110)驱动破拆机器人进入窑体,所述图像采集装置(113)采集窑体内部信息,所述图像采集装置(113)将数据发送给所述处理器(107),所述处理器(107)根据窑体信息确定待破拆的回转窑窑衬上与窑体轴线方向平行的切割缝隙条数和整机运动轨迹,所述处理器(107)确定垂直于窑体轴线的缝隙数及整机每次周向切割的位置,所述处理器(107)将处理后的指令发送给所述控制器(108),所述控制器(108)控制各执行件的动作;
(2)所述关节大臂(2)、关节小臂(3)、支撑架(4)和破拆机器人的位姿调整,所述集成箱体(5)和液压臂的轴线与回转窑轴线垂直,所述集成箱体(5)调整到距窑体窑衬50-100mm处,所述支撑架(4)的轴线与窑衬表面垂直,所述锯刀(50)轴线与回转窑窑体轴线垂直;
(3)所述集成箱体(5)调节到指定工作位,所述第四液压缸(17)的第二油口(K2)和所述第五液压缸(18)的第四油口(K4)进油,所述第四液压杆(74)和所述第五液压杆(75)上移,所述第五行程开关(115e)被按下,所述支撑架(4)与所述集成箱体(5)解锁;
(4)所述伺服电机(16)通电带动所述第三直齿轮(88)转动,所述第三直齿轮(88)带动所述集成箱体(5)逆时针转动30度,所述第一控制开关(89a)被按下,换位至切割工作位;
(5)所述第四液压缸(17)的第一油口(K1)和所述第五液压缸(18)的第三油口(K3)进油,所述第四液压杆(74)和所述第五液压杆(75)下移,所述第六行程开关(115f)被按下,所述集成箱体(5)与所述支撑架(4)紧锁;
(6)所述第一电机(19)通电带动所述锯刀(50)转动,所述集成箱体(5)和所述切割装置液压杆(26)之间的密闭油腔的第五油口(K5)进油,所述切割装置液压杆(26)从所述集成箱体(5)内部伸出,所述锯刀(50)切入回转窑窑衬,所述锯刀(50)切入深度达到指定深度时,所述第一行程开关(115a)被按下,所述集成箱体(5)和所述切割装置液压杆(26)之间的密闭油腔保压,所述切割装置液压杆(26)不再继续伸出;
(7)所述第四电机(110)驱动破拆机器人移动,所述第一触头(52)在移动过程中顶到回转窑窑衬表面时,所述第四控制开关(89d)被按下,使切割深度不变,所述锯刀(50)沿回转窑窑衬轴线方向切割残余耐火砖,切割出一条锯缝,所述锯刀(50)从耐火砖中退出,所述第一电机(19)停止转动;
(8)重复上述步骤(2),所述第一电机(19)通电带动所述锯刀(50)转动;所述锯刀(50)切入耐火砖,重复上述步骤(7),沿回转窑周向切割出与上一条锯缝平行的锯缝;
(9)重复上述步骤(8),直到回转窑窑衬沿轴线方向切割的缝隙数达到初始设定的数目,该段回转窑窑衬被切割成条状,所述集成箱体(5)与所述切割装置液压杆(26)之间的密闭油腔的第六油口(K6)进油,所述锯刀(50)退回到所述集成箱体(5)内部,所述第二行程开关(115b)被按下,所述集成箱体(5)和所述切割装置液压杆(26)之间的密闭油腔保压,所述切割装置液压杆(26)不再继续退回;
(10)所述第二缸盖(58)与所述锯刀支架(59)之间的密闭油腔的第十二油口(K12)进油,所述第六液压杆(56)移动,所述锯刀支架(59)与所述切割装置液压杆(26)解锁,所述第一电机(19)通电转动,所述锯刀支架(59)转动90度,所述第五控制开关(89e)被按下,所述第二缸盖(58)与所述锯刀支架(59)之间的密闭油腔的第十一油口(K11)进油,所述第六液压杆上盖(57)与所述切割装置液压杆(26)端面压紧,所述锯刀支架(59)与所述切割装置液压杆(26)紧锁,所述第一电机(19)停止转动;
(11)机器人移动到周向切缝的位置,所述第一电机(19)通电带动所述锯刀(50)转动;所述关节大臂(2)、关节小臂(3)和支撑架(4)调整位姿,所述控制器(108)控制所述第三电机(102)转动,所述集成箱体(5)调整至距回转窑窑衬50—100mm处,所述支撑架(4)的轴线与窑体表面垂直,所述支撑架(4)的轴线与回转窑轴线垂直,所述锯刀(50)轴线与回转窑轴线平行,所述集成箱体(5)与所述切割装置液压杆(26)之间的密闭油腔的第五油口(K5)进油,所述切割装置液压杆(26)伸出,所述锯刀(50)切入耐火砖,所述锯刀(50)切入耐火砖的深度达到设定的值时,所述第一行程开关(115a)被按下,所述集成箱体(5)与所述切割装置液压杆(26)之间的密闭油腔保压,所述切割装置液压杆(26)不再继续伸出;
(12)所述关节大臂(2)、关节小臂(3)及支撑架(4)调整位姿,所述第三电机(102)转动,所述锯刀(50)沿垂直于回转窑窑衬轴向的方向切割,所述第一触头(52)顶在窑衬表面时,所述第四控制开关(89d)被按下,使切割深度不变,所述锯刀(50)沿垂直于回转窑轴线方向上切割出一条环形锯缝,所述锯刀(50)从耐火砖中退出;
(13)所述控制器(108)发出指令,破拆机器人的移动到相邻的下一个待切割的位置,所述关节大臂(2)、关节小臂(3)及支撑架(4)调整位姿,所述集成箱体(5)调整至另一切割位置,所述锯刀(50)切入耐火砖,重复上述步骤(12),在耐火砖上切割出与前一条锯缝平行的锯缝;
(14)重复上述步骤(13),直至当前破拆区域被切割成条状的回转窑窑衬被切割成块状,所述第一电机(19)停止转动,所述第二缸盖(58)与所述锯刀支架(59)之间的密闭油腔的第十二油口(K12)进油,所述第六液压杆(56)移动,所述锯刀支架(59)与所述切割装置液压杆(26)解锁,所述第一电机(19)通电反转,所述锯刀支架(59)反向转动90度,所述第六控制开关(89f)被按下,所述第二缸盖(58)与所述锯刀支架(59)形成的密闭油腔的第十一油口(K11)进油,所述锯刀支架(59)与所述切割装置液压杆(26)紧锁,所述第一电机(19)停止转动;所述集成箱体(5)与所述切割装置液压杆(26)形成的密闭油腔的第六油口(K6)进油,所述切割装置液压杆(26)退回到所述集成箱体(5)内部,所述第二行程开关(115b)被按下,所述集成箱体(5)与所述切割装置液压杆(26)形成的密闭油腔保压,所述切割装置液压杆(26)停止退回;
(15)重复上述步骤(3),所述伺服电机(16)通电转动带动所述第三直齿轮(88)转动,所述集成箱体(5)顺时针转动60度,所述集成箱体(5)换位至钻孔工作位,所述第二控制开关(89b)被按下,重复上述步骤(5),所述第四电机(110)驱动破拆机器人到达被切割成块状的残余耐火砖区域,所述关节大臂(2)、关节小臂(3)及支撑架(4)调整位姿,所述第三电机(102)通电带动所述转向台(1)转动,所述集成箱体(5)在所述转向台(1)和液压臂运动下调整到距回转窑窑衬50-100mm处,所述支撑架(4)的轴线与回转窑窑衬垂直;
(16)所述第二电机(60)通电转动,所述集成箱体(5)与所述钻孔装置液压杆(67)之间的密闭油腔的第七油口(K7)进油,所述钻孔装置液压杆(67)从所述集成箱体(5)内部伸出,在切割成块状的残余耐火砖上进行钻孔,当钻孔深度达到设定的值,所述第三行程开关(115c)被按下,所述支撑架(4)位姿保持不变,所述集成箱体(5)与所述钻孔装置液压杆(67)之间的密闭油腔的第八油口(K8)进油,所述钻孔装置液压杆(67)退回到所述集成箱体(5)内部,所述钻孔装置液压杆(67)退回距离达到设定的值时,所述第四行程开关(115d)被按下,所述集成箱体(5)与所述切割装置液压杆(26)之间的密闭油腔保压,所述切割装置液压杆(26)停止退回,所述第二电机(60)断电,所述钻头(73)停止转动;
(17)重复上述步骤(3),所述伺服电机(16)通电转动,所述第三直齿轮(88)转动,带动所述集成箱体(5)逆时针转动30度,换位至拉拽工作位,所述第三控制开关(89c)被按下;
(18)重复上述步骤(5),所述集成箱体(5)与所述拉拽液压杆(81)形成的密闭油腔的第九油口(K9)进油,所述拉拽液压杆(81)从所述集成箱体(5)内部伸出,插入所述钻头(73)在回转窑残余耐火砖上所钻的孔内,所述第二触头(95)压到孔的底部时,所述第七控制开关(89g)被按下,所述集成箱体(5)与所述拉拽液压杆(81)之间的密闭油腔保压,所述拉拽液压杆(81)停止伸出,所述胀紧块(93)与所述拉拽液压杆(81)形成的密闭油腔的第十三油口(K13)进油,所述胀紧块(93)胀紧孔壁,当压力值达到预定值时,所述胀紧块(93)与所述拉拽液压杆(81)形成的密闭油腔保压;所述集成箱体(5)与所述拉拽液压杆(81)之间的密闭油腔的第十油口(K10)进油,所述拉拽液压杆(81)拉拽已切割分块的残余耐火砖使其从回转窑窑体上分离;当块状耐火砖从窑体上分离后,所述关节大臂(2)、关节小臂(3)及支撑架(4)调整位姿,所述第三电机(102)通电带动所述转向台(1)转动,所述支撑架(4)转动到破拆方向的正后方,所述拉拽液压杆(81)和拽下的块状耐火砖继续退回,块状耐火砖退回压到所述挡板(6)时,所述第八控制开关(89h)被按下,所述胀紧块(93)与所述拉拽液压杆(81)形成的密闭油腔回油,所述胀紧块(93)退回,拽下的块状窑衬耐火砖自动从所述拉拽液压杆(81)上掉落,所述拉拽液压杆(81)继续退回,所述第七行程开关(115g)被按下,所述拉拽液压杆(81)停止退回;
(19)所述关节大臂(2)、关节小臂(3)及支撑架(4)调整位姿,所述第三电机(102)通电带动所述转向台(1)转动,所述集成箱体(5)调整至已切割成块状但是未进行钻孔的区域,所述集成箱体(5)距回转窑窑衬50—100mm,所述支撑架(4)的轴线与回转窑窑衬表面垂直,重复上述步骤(3),所述伺服电机(16)通电带动所述第三直齿轮(88)转动,所述集成箱体(5)顺时针转动30度,换位至钻孔工作位,所述第二控制开关(89b)被按下,重复上述步骤(5);
(20)重复上述步骤(16)-(18),拆除该区域另一块块状窑衬;
(21)重复上述步骤(19)-(20),直至完成该区域块状窑衬的拆除;
(22)所述控制器(108)控制所述第四电机(110)通电带动破拆机器人移动到下一破拆区域,重复上述步骤(2)-(21),完成新区域回转窑窑衬残余耐火砖的拆除;
(23)重复上述步骤(22),直至回转窑窑衬残余耐火砖完全拆除。
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