CN116399633B - 一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，包括钢架，所述钢架上设有一级副枪臂，所述一级副枪臂与所述钢架铰接，所述一级副枪臂上滑动设有连接小车，所述连接小车远离所述一级副枪臂的一侧可拆卸安装有二级副枪臂，所述二级副枪臂远离所述连接小车的一侧滑动设有控制小车，所述控制小车上可拆卸安装有探头；在副枪完全展开前就已经安装了探头，在取样时，同样先收回探头，使副枪有足够的移动空间并收回后，在远离钢包的地方进行取样，确保了机械臂取探头的安全性能；适用于副枪伸展空间受限的条件，副枪在展开的过程中，对探头的姿态进行纠正，确保了探头能够伸入到钢包理想的位置。

Description

一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置

技术领域

本发明属于测温取样技术领域，具体涉及一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置。

背景技术

在现有的钢铁行业条件下，许多钢厂测温取样工作都是需要依靠工人去操作，因检测的数量很多，同时有一定的安全风险，给职工造成了很大工作量及安全不确定因素。同时一部分的钢厂受限于场地条件，不适宜安装自动测温装置。

传统的副枪移动需要充足的空间：副枪配合机械臂完成探头的装取操作，为了保证探头的安装精度，通常在副枪展开后再安装探头，检测完毕后同样需要副枪带着有样本的探头移动到远离钢包的位置，再进行取样，这对副枪的伸展空间有很高的要求。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置。

本发明所采用的技术方案为：

一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，包括钢架，所述钢架上设有一级副枪臂，所述一级副枪臂与所述钢架铰接，所述一级副枪臂上滑动设有连接小车，所述连接小车远离所述一级副枪臂的一侧可拆卸安装有二级副枪臂，所述二级副枪臂远离所述连接小车的一侧滑动设有控制小车，所述控制小车上可拆卸安装有探头；

所述一级副枪臂和所述二级副枪臂靠近所述钢架的一端均设有控制电机，所述控制电机的输出轴上固定设有绞车；所述连接小车和所述控制小车均设有一组收车绳和放车绳，所述一级副枪臂和所述二级副枪臂远离所述钢架的一端分别转动设有一个定滑轮；所述连接小车上的所述收车绳与所述一级副枪臂上的其中一个绞车连接，所述连接小车上的所述放车绳通过所述定滑轮与所述一级副枪臂上的另一个所述绞车连接；所述控制小车上的所述收车绳与所述二级副枪臂上的其中一个绞车连接，所述控制小车上的所述放车绳通过所述定滑轮与所述二级副枪臂上的另一个所述绞车连接。

作为本发明的优选，所述钢架上固定设有第一铰接座和第二铰接座，所述一级副枪臂的一端固定设有第三铰接座，所述第三铰接座的一侧设有第四铰接座，所述第四铰接座与所述一级副枪臂固定连接，所述第一铰接座与所述第三铰接座铰接，所述第四铰接座和所述第二铰接座通过电动缸连接，所述电动缸的安装座与所述第二铰接座铰接，所述电动缸的活塞杆与所述第四铰接座铰接。

作为本发明的优选，所述一级副枪臂和所述二级副枪臂上的所述控制电机均为两个，所述控制电机为双向输出电机，每个所述控制电机的两个输出轴上都连接一个所述绞车；所述一级副枪臂和所述二级副枪臂的侧面均设有多个线槽；所述连接小车和所述控制小车上分别设有两个绳座，每个所述绳座的两侧分别用于连接所述收车绳和所述放车绳。

作为本发明的优选，每个所述绳座的两侧都分别固定设有一个挂耳，所述收车绳和所述放车绳通过所述挂耳与所述绳座连接。

作为本发明的优选，所述连接小车的两侧分别固定设有连接块和对位块，所述连接块与所述二级副枪臂固定连接，所述对位块与一级副枪臂滑动连接，所述连接小车上的两个所述绳座位于所述连接小车的两侧且与其固定连接。

作为本发明的优选，所述控制小车靠近所述二级副枪臂的一侧固定设有滑块，所述滑块与所述二级副枪臂滑动连接，所述控制小车远离所述滑块的一侧固定设有两个护板，每个所述护板上都滑动设有一个滑柱，两个所述滑柱互相远离的一侧分别设有一个传动杆，两个所述传动杆的一端分别与两个所述滑柱铰接，两个所述传动杆的另一端分别于所述控制小车对应的两个所述绳座铰接。

作为本发明的优选，每个所述滑柱远离所述传动杆的一端都固定设有一个推块，两个所述推块互相靠近的一端均形成两个接触面，同一个所述推块上的两个所述接触面之间有120°夹角；两个所述推块用于夹持探头，所述探头的一端固定设有多棱杆，所述接触面与所述多棱杆配合。

作为本发明的优选，所述滑块上固定设有限位槽，所述限位槽位于两个所述护板之间，所述限位槽内滑动设有升降块，所述升降块贯穿所述控制小车，所述升降块贯穿所述控制小车的一端固定设有压块，所述多棱杆位于所述控制小车与所述压块之间。

作为本发明的优选，所述滑块的一端固定设有滑槽，所述滑槽内滑动设有滑条，所述滑条和所述升降块之间设有移动杆，所述移动杆的两端分别与所述滑条和所述升降块铰接，所述滑条远离所述滑块的一端固定设有撞针。

作为本发明的优选，所述滑块内固定设有腔体，所述腔体内滑动设有滑柱，所述滑柱靠近所述滑条的一端与所述滑条固定连接，所述滑槽内设有压力弹簧，所述滑槽位于所述滑条和所述滑块之间，所述压力弹簧位于所述滑柱的周侧。

本发明的有益效果为：本发明作为一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，在二级副枪臂展开时，压块立即对探头进行夹持，当控制小车移动的过程中对探头进行姿态纠正，至探头移动到二级副枪臂的末端，控制小车上的压块和推块对探头进行完全夹持，使探头的姿态完全稳固，控制探头伸入钢包执行测温任务；在副枪收回时，控制小车离开二级副枪臂的末端时，推块对探头的夹持力度减小，当撞针触碰到二级副枪臂的顶端后，机械臂的抓手抓取探头，将探头从副枪上取出，完成取样操作；在副枪完全展开前就已经安装了探头，在取样时，同样先收回探头，使副枪有足够的移动空间并收回后，在远离钢包的地方进行取样，确保了机械臂取探头的安全性能；适用于副枪伸展空间受限的条件，副枪在展开的过程中，对探头的姿态进行纠正，确保了探头能够伸入到钢包理想的位置。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明图1的正视结构示意图；

图3是本发明图1的控制小车及其连接收车绳和放车绳的结构示意图；

图4是本发明图3的A处放大结构示意图；

图5是本发明图4的控制小车俯视结构示意图；

图6是本发明图5的B-B方向结构示意图；

图7是本发明图1的连接小车及其连接收车绳和放车绳的结构示意图；

图8是本发明图5的推块结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-8说明本发明的具体实施方式，一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，包括钢架11，所述钢架11上设有一级副枪臂22，所述一级副枪臂22与所述钢架11铰接，所述一级副枪臂22上滑动设有连接小车17，所述连接小车17远离所述一级副枪臂22的一侧可拆卸安装有二级副枪臂21，所述二级副枪臂21远离所述连接小车17的一侧滑动设有控制小车19，所述控制小车19上可拆卸安装有探头20。通过设计此副枪结构并运用安装在自动化设备装置上，实现了自动化测温取样的各动作过程，达到了实际所需的工作要求，降低了职工的劳动强度，提高了产品质量及确保了职工操作的安全要求，提高了副枪的适用范围，尤其适用于钢厂条件受限的环境，为钢厂智能化发展提供了很好的条件。

有益地，所述钢架11上固定设有第一铰接座12和第二铰接座13，所述一级副枪臂22的一端固定设有第三铰接座25，所述第三铰接座25的一侧设有第四铰接座15，所述第四铰接座15与所述一级副枪臂22固定连接，所述第一铰接座12与所述第三铰接座25铰接，所述第四铰接座15和所述第二铰接座13通过电动缸14连接，所述电动缸14的安装座与所述第二铰接座13铰接，所述电动缸14的活塞杆与所述第四铰接座15铰接。电动缸14的安装座上设有电机，用于驱动活塞杆相对于电动缸14的缸筒移动。

有益地，所述一级副枪臂22和所述二级副枪臂21靠近所述钢架11的一端均设有两个控制电机24，所述控制电机24为双向输出电机，每个所述控制电机24的两个输出轴上都固定设有一个绞车23；所述一级副枪臂22和所述二级副枪臂21的侧面均设有多个线槽16，所述连接小车17和所述控制小车19上分别设有两个绳座34，每个所述绳座34的两侧分别连接有收车绳26和放车绳27，所述一级副枪臂22和所述二级副枪臂21远离所述钢架11的一端分别转动设有一个定滑轮18；所述连接小车17上的所述收车绳26与所述一级副枪臂22上的其中一个绞车23连接，所述连接小车17上的所述放车绳27通过所述定滑轮18与所述一级副枪臂22上的另一个所述绞车23连接；所述控制小车19上的所述收车绳26与所述二级副枪臂21上的其中一个绞车23连接，所述控制小车19上的所述放车绳27通过所述定滑轮18与所述二级副枪臂21上的另一个所述绞车23连接。同一副枪臂上的两个绞车23卷绕方向相反。

有益的，每个所述绳座34的两侧都分别固定设有一个挂耳35，所述收车绳26和所述放车绳27通过所述挂耳35与所述绳座34连接。

有益地，所述连接小车17的两侧分别固定设有连接块47和对位块48，所述连接块47与所述二级副枪臂21固定连接，所述对位块48与一级副枪臂22滑动连接，所述连接小车17上的两个所述绳座34位于所述连接小车17的两侧且与其固定连接。一级副枪臂22配合连接小车17的原理与二级副枪臂21配合控制小车19的原理相同。

有益地，所述控制小车19靠近所述二级副枪臂21的一侧固定设有滑块28，所述滑块28与所述二级副枪臂21滑动连接，所述控制小车19远离所述滑块28的一侧固定设有两个护板30，每个所述护板30上都滑动设有一个滑柱36，两个所述滑柱36互相远离的一侧分别设有一个传动杆32，两个所述传动杆32的一端分别与两个所述滑柱36铰接，两个所述传动杆32的另一端分别于所述控制小车19对应的两个所述绳座34铰接。滑柱36的移动可以实现对探头20的夹持。

有益地，每个所述滑柱36远离所述传动杆32的一端都固定设有一个推块39，两个所述推块39互相靠近的一端均形成两个接触面40，同一个所述推块39上的两个所述接触面40之间有120°夹角；两个所述推块39用于夹持探头20，所述探头20的一端固定设有多棱杆29，所述接触面40与所述多棱杆29配合。多棱杆29具体为六棱杆，与推块39配合，可以使其与推块39上的接触面40有良好的接触。

有益地，所述滑块28上固定设有限位槽45，所述限位槽45位于两个所述护板30之间，所述限位槽45内滑动设有升降块46，所述升降块46贯穿所述控制小车19，所述升降块46贯穿所述控制小车19的一端固定设有压块31，所述多棱杆29位于所述控制小车19与所述压块31之间。压块31跟随升降块46对多棱杆29进行夹持。

有益地，所述滑块28的一端固定设有滑槽41，所述滑槽41内滑动设有滑条37，所述滑条37和所述升降块46之间设有移动杆38，所述移动杆38的两端分别与所述滑条37和所述升降块46铰接，所述滑条37远离所述滑块28的一端固定设有撞针33。撞针33控制压块31的状态，撞针33远离或者靠近二级副枪臂21顶端的线槽16会立马改变压块31是否挤压多棱杆29的状态。

有益地，所述滑块28内固定设有腔体44，所述腔体44内滑动设有滑柱43，所述滑柱43靠近所述滑条37的一端与所述滑条37固定连接，所述滑槽41内设有压力弹簧42，所述滑槽41位于所述滑条37和所述滑块28之间，所述压力弹簧42位于所述滑柱43的周侧。

本发明工作原理：

钢厂场地条件受限，导致副枪（二级副枪臂21和一级副枪臂22）的伸展范围有限；

首先调整副枪的姿态（角度）；

在副枪展开前利用机械臂夹持探头20，将探头20安装在副枪的探头座（控制小车19）上；

在副枪开始展开时，压块31立即对探头20进行夹持（初步定位，不完全夹持），同时机械臂松开探头20，并在控制小车19移动的过程中对探头20进行姿态纠正，至探头20移动到二级副枪臂21的末端，控制小车19上的压块31和推块39对探头20进行完全夹持（从多棱杆29的多个侧面对其进行完全限位，通过控制电机24拉动放车绳27使探头20的姿态完全稳固）；

在副枪收回时，控制小车19离开二级副枪臂21的末端时，推块39对探头20的夹持力度减小，在副枪执行收回指令时，机械臂的抓手已经在二级副枪臂21的顶端等候检测完毕的探头20，当撞针33触碰到二级副枪臂21的顶端后，机械臂的抓手立即抓取探头20，将探头20从副枪上取出。

其中，电动缸14带动一级副枪臂22角度调整，连接小车17带动二级副枪臂21相对于一级副枪臂22滑动，控制小车19带动探头20相对于二级副枪臂21滑动；

连接小车17带动二级副枪臂21相对于一级副枪臂22滑动，具体的：一级副枪臂22上的两个控制电机24分别控制对应的绞车23转动；与收车绳26对应的绞车23转动时，收车绳26被收卷，此时与放车绳27对应的一级副枪臂22自由状态（不抱死，可以自由转动），放车绳27被迫缠开的长度等于收车绳26卷绕的长度，绳座34跟随收车绳26一起被拉动，连接小车17跟随绳座34同步移动，二级副枪臂21相对于一级副枪臂22上移（附图1视角）；与收车绳26对应的绞车23转动时，原理相同，放车绳27通过定滑轮18拉动连接小车17,二级副枪臂21相对于一级副枪臂22下移。

控制小车19带动探头20相对于二级副枪臂21滑动，与连接小车17带动二级副枪臂21相对于一级副枪臂22滑动的原理相同。

当控制小车19位于二级副枪臂21的顶端时，撞针33与二级副枪臂21的线槽16端部接触，滑柱43收缩在腔体44内部，压力弹簧42被压缩，压块31远离控制小车19；此时利用机械臂将探头20的多棱杆29插入两个护板30、压块31与控制小车19之间，控制小车19一旦离开二级副枪臂21的顶部，压力弹簧42立马复位，带动滑条37沿滑槽41滑动，滑条37通过移动杆38带动升降块46移动，压块31跟随升降块46一起移动，压块31靠近控制小车19后将多棱杆29初步夹持，此时机械臂松开探头20,多棱杆29不会掉落，探头20会和控制小车19同步移动；

上述过程中，控制小车19移动的动力来自于放车绳27拉动绳座34，当放车绳27初步拉动绳座34时，在两个推块39未接触多棱杆29前，控制小车19不会移动，当两个推块39接触多棱杆29后控制小车19才会移动，具体的：绳座34移动，绳座34通过传动杆32带动滑柱36沿护板30滑动，推块39跟随滑柱36一起移动，两个推块39将多棱杆29夹持，当两个推块39不能继续移动时，传动杆32无法转动，绳座34、传动杆32、护板30和控制小车19将会一起移动；在上述组件全部一起移动的同时，由于两个绳座34与滑柱36的接触面小，而滑块28与滑柱36的接触面大，滑柱36移动克服的摩擦力更大，故控制小车19和绳座34看似同步移动，但是控制小车19有相对于绳座34有向上移动的趋势（附图1视角），所以在上述组件同步移动时，摩擦力导致两个推块39有进一步加紧多棱杆29的趋势，使多棱杆29的姿态进一步被纠正；当控制小车19移动到二级副枪臂21的末端（底端），控制小车19无法继续移动，但是控制电机24将会有继续转动的趋势，使放车绳27有继续拉动绳座34移动的趋势，此时两个推块39对多棱杆29的夹持变为最大。

当两个推块39对多棱杆29的夹持变为最大时，多棱杆29侧面的棱会与两个接触面40的交接处对齐，接触面40会完全铁盒多棱杆29的侧面， 多棱杆29会小幅度远离控制小车19，控制小车19与控制小车19不再接触，推块39的接触面40与多棱杆29的配合仍然会使探头20的轴线与放车绳27保持平行；但是多棱杆29远离控制小车19会导致压块31被迫移动（压块31远离控制小车19），压块31的移动导致升降块46、移动杆38和滑条37移动，最终导致压力弹簧42被进一步压缩；即探头20在在最终状态（用于插入钢包的状态），探头20的多棱杆29部分被夹持的力来自于进一步压缩状态的压力弹簧42以及有继续卷绕趋势的绞车23，此状态下多棱杆29被夹持的最牢固。此状态下，保持探头20与二级副枪臂21的相对于位置不变，控制二级副枪臂21相对于一级副枪臂22移动，并通过滑槽41控制一级副枪臂22和二级副枪臂21的角度，控制探头20伸进钢包中执行温度检测任务，检测完毕后，通过滑槽41控制一级副枪臂22和二级副枪臂21的角度，并控制二级副枪臂21相对于一级副枪臂22移动，使探头20从钢包中取走，当探头20完全移除钢包后，控制控制小车19相对于二级副枪臂21移动，控制小车19到达二级副枪臂21的顶端后，探头20距离钢包距离足够远，此时利用机械臂对探头20进行夹持，取走样本。

压力弹簧42全程压缩状态，但被压缩的程度不同：

控制小车19在二级副枪臂21的中间，且控制小车19上未安装探头20时，控制小车19长度为A；

控制小车19在二级副枪臂21的中间，且控制小车19上安装探头20时，控制小车19的长度为B；

控制小车19在二级副枪臂21的顶端，控制小车19的长度为C；

控制小车19在二级副枪臂21的低端，且控制小车19上安装探头20时，控制小车19的长度为D；

则有A＞B＞D＞C。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，其特征在于：包括钢架，所述钢架上设有一级副枪臂，所述一级副枪臂与所述钢架铰接，所述一级副枪臂上滑动设有连接小车，所述连接小车远离所述一级副枪臂的一侧可拆卸安装有二级副枪臂，所述二级副枪臂远离所述连接小车的一侧滑动设有控制小车，所述控制小车上可拆卸安装有探头；

所述一级副枪臂和所述二级副枪臂靠近所述钢架的一端均设有控制电机，所述控制电机的输出轴上固定设有绞车；所述连接小车和所述控制小车均设有一组收车绳和放车绳，所述一级副枪臂和所述二级副枪臂远离所述钢架的一端分别转动设有一个定滑轮；所述连接小车上的所述收车绳与所述一级副枪臂上的其中一个绞车连接，所述连接小车上的所述放车绳通过所述定滑轮与所述一级副枪臂上的另一个所述绞车连接；所述控制小车上的所述收车绳与所述二级副枪臂上的其中一个绞车连接，所述控制小车上的所述放车绳通过所述定滑轮与所述二级副枪臂上的另一个所述绞车连接；

所述连接小车和所述控制小车上分别设有两个绳座，每个所述绳座的两侧分别用于连接所述收车绳和所述放车绳；

所述控制小车靠近所述二级副枪臂的一侧固定设有滑块，所述滑块与所述二级副枪臂滑动连接，所述控制小车远离所述滑块的一侧固定设有两个护板，每个所述护板上都滑动设有一个滑柱，两个所述滑柱互相远离的一侧分别设有一个传动杆，两个所述传动杆的一端分别与两个所述滑柱铰接，两个所述传动杆的另一端分别于所述控制小车对应的两个所述绳座铰接；

每个所述滑柱远离所述传动杆的一端都固定设有一个推块，两个所述推块互相靠近的一端均形成两个接触面，同一个所述推块上的两个所述接触面之间有120°夹角；两个所述推块用于夹持探头，所述探头的一端固定设有多棱杆，所述接触面与所述多棱杆配合。

2.根据权利要求1所述的一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，其特征在于：所述钢架上固定设有第一铰接座和第二铰接座，所述一级副枪臂的一端固定设有第三铰接座，所述第三铰接座的一侧设有第四铰接座，所述第四铰接座与所述一级副枪臂固定连接，所述第一铰接座与所述第三铰接座铰接，所述第四铰接座和所述第二铰接座通过电动缸连接，所述电动缸的安装座与所述第二铰接座铰接，所述电动缸的活塞杆与所述第四铰接座铰接。

3.根据权利要求1所述的一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，其特征在于：所述一级副枪臂和所述二级副枪臂上的所述控制电机均为两个，所述控制电机为双向输出电机，每个所述控制电机的两个输出轴上都连接一个所述绞车；所述一级副枪臂和所述二级副枪臂的侧面均设有多个线槽。

4.根据权利要求3所述的一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，其特征在于：每个所述绳座的两侧都分别固定设有一个挂耳，所述收车绳和所述放车绳通过所述挂耳与所述绳座连接。

5.根据权利要求3所述的一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，其特征在于：所述连接小车的两侧分别固定设有连接块和对位块，所述连接块与所述二级副枪臂固定连接，所述对位块与一级副枪臂滑动连接，所述连接小车上的两个所述绳座位于所述连接小车的两侧且与其固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，其特征在于：所述滑块上固定设有限位槽，所述限位槽位于两个所述护板之间，所述限位槽内滑动设有升降块，所述升降块贯穿所述控制小车，所述升降块贯穿所述控制小车的一端固定设有压块，所述多棱杆位于所述控制小车与所述压块之间。

7.根据权利要求6所述的一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，其特征在于：所述滑块的一端固定设有滑槽，所述滑槽内滑动设有滑条，所述滑条和所述升降块之间设有移动杆，所述移动杆的两端分别与所述滑条和所述升降块铰接，所述滑条远离所述滑块的一端固定设有撞针。

8.根据权利要求7所述的一种适用于钢厂场地条件受限的测温取样装置，其特征在于：所述滑块内固定设有腔体，所述腔体内滑动设有滑柱，所述滑柱靠近所述滑条的一端与所述滑条固定连接，所述滑槽内设有压力弹簧，所述滑槽位于所述滑条和所述滑块之间，所述压力弹簧位于所述滑柱的周侧。