CN118002646A - 矿热炉出炉机器人的钎杆校直方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿热炉作业技术领域，具体公开了一种矿热炉出炉机器人的钎杆校直方法及系统，其中方法包括：控制钎杆轴向旋转，并获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态；其中，参考平面与钎杆的根部轴向平行；在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直。该方法能够无需人工观测实现了对钎杆的自动校直，进而使出炉机器人能够实现对开眼步骤的全自动作业，从而提高矿热炉的生产效率。

Description

矿热炉出炉机器人的钎杆校直方法及系统

技术领域

本发明涉及矿热炉作业技术领域，尤其涉及一种矿热炉出炉机器人的钎杆校直方法及系统。

背景技术

随着科学技术的发展，矿热炉的出炉作业流程的自动化程度逐步提高，例如，矿热炉的出炉作业通常会使用出炉机器人夹持钎杆来破开矿热炉的炉眼，实现开眼步骤的自动化作业。其中，由于在出炉过程中，炉料温度经常会达到2000℃左右，而在钎杆破开炉眼的过程中，钎杆会不可避免地接触炉料，并受到炉料、炉壁挤压等影响，使钎杆在使用一段时间后会出现变形，进而导致出炉机器人在对准矿热炉炉眼时出现偏差而无法继续开眼作业。对此，目前相关技术通常会在出炉现场安装摄像头，在出炉作业时，工作人员可通过摄像头拍摄画面人工观测并校正钎杆对准炉眼的高度，以使开眼步骤能够正确进行。然而，由于现场出炉时会产生强光和大量浓烟，观测条件较为恶劣，人工观测效率较低，进而会显著降低矿热炉的生产效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种矿热炉出炉机器人的钎杆校直方法，通过控制钎杆轴向旋转，并获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态，随后在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直，从而无需人工观测实现了对钎杆的自动校直，进而使出炉机器人中能够实现对开眼步骤的全自动作业，有效提高了矿热炉的生产效率。

本发明的第二个目的在于提出一种矿热炉出炉机器人的钎杆校直系统。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种矿热炉出炉机器人的钎杆校直方法，方法包括：控制钎杆轴向旋转，并获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态；其中，参考平面与钎杆的根部轴向平行；在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直。

根据本发明实施例的钎杆校直方法，通过控制钎杆轴向旋转，并获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态，随后在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直，从而无需人工观测实现了对钎杆的自动校直，进而使出炉机器人能够实现对开眼步骤的全自动作业，有效提高了矿热炉的生产效率。

根据本发明的一个实施例，获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态，包括：获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下与位于钎杆上方预设距离的参考点之间的距离；其中，距离用于表征姿态，且在距离为最小距离时，确定姿态满足预设条件。

根据本发明的一个实施例，获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下与位于钎杆上方的参考点之间的距离，包括：通过设于参考点且与参考平面的垂直面之间存在预设夹角的测距传感器获取距离；或，获取参考线与钎杆的目标部位的交点，并获取交点与参考点之间的长度得到距离，其中，参考点位于参考线上且参考线与参考平面的垂直面之间存在预设夹角。

根据本发明的一个实施例，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直，包括：基于最小距离确定待校直点和待校直参数；其中，待校直点为目标部位中的一点；控制钎杆位于校直平台上，并控制钎杆轴向旋转至最小距离对应的旋转角度，以及基于待校直点和待校直参数对钎杆的目标部位进行校直。

根据本发明的一个实施例，基于最小距离确定待校直点，包括：获取最小距离与预设夹角的正弦值的乘积得到待校直点的横轴坐标；获取最小距离与预设夹角的余弦值的乘积得到中间值，并获取预设距离与中间值之间的差值得到待校直点的纵轴坐标；其中，横轴与钎杆的根部同轴，纵轴与横轴垂直且参考点位于纵轴上且在纵轴上的距离为预设距离。

根据本发明的一个实施例，基于最小距离待校直参数，包括：获取基准距离与最小距离之间的差值，与预设夹角的余弦值的乘积，得到校直纵轴偏移量；其中，基准距离为钎杆未变形时参考点与钎杆的目标部位之间的距离；获取基准距离与最小距离之间的差值的二分之一，与预设夹角的正弦值的乘积，得到校直横轴偏移量；其中，横轴与钎杆的根部同轴，纵轴与横轴垂直且参考点位于纵轴上且在纵轴上的距离为预设距离。

根据本发明的一个实施例，基于最小距离待校直参数，包括：获取待校直点的纵轴坐标与基准点的纵轴坐标之间的差值，得到校直纵轴偏移量；其中，基准点为钎杆未变形时与待校直点对应的点；获取待校直点的横轴坐标与基准点的横轴坐标之间的差值的二分之一，得到校直横轴偏移量；其中，横轴与钎杆的根部同轴，纵轴与横轴垂直且参考点位于纵轴上且在纵轴上的距离为预设距离。

根据本发明的一个实施例，待校直参数包括校直纵轴偏移量和校直横轴偏移量，基于待校直点和待校直参数对钎杆的目标部位进行校直，包括：控制校直重锤的中心点位于待校直点；控制校直重锤的中心点从待校直点朝向钎杆的目标部位移动校直纵轴偏移量和校直横轴偏移量，以对钎杆的目标部位进行校直。

根据本发明的一个实施例，目标部位包括一个或多个，其中，在目标部位包括多个时，方法还包括：针对每个目标部位获取相应的姿态，并在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对相应目标部位进行校直。

根据本发明的一个实施例，目标部位包括尖部，待校直参数包括校直纵轴偏移量，在对钎杆的目标部位进行校直后，方法还包括：重新确定钎杆的尖部对应的校直纵轴偏移量；根据重新确定的校直纵轴偏移量对钎杆与矿热炉的炉眼的基准对准高度进行修正。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种矿热炉出炉机器人的钎杆校直系统，系统包括：获取装置，用于获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态；其中，参考平面与钎杆的根部轴向平行；控制装置，用于控制出炉机器人夹持钎杆轴向旋转，并在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直。

根据本发明实施例的钎杆校直系统，通过控制装置控制出炉机器人夹持钎杆轴向旋转，并通过获取装置获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态，随后通过控制装置在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直，从而无需人工观测实现了对钎杆的自动校直，进而使出炉机器人能够实现对开眼步骤的全自动作业，有效提高了矿热炉的生产效率。

根据本发明的一个实施例，获取装置包括：测距传感器，设于参考点且轴向与参考平面的垂直面之间存在预设夹角，用于获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下与参考点之间的距离，其中，参考点位于钎杆上方预设距离，距离用于表征姿态；控制装置还用于在距离为最小距离时，确定姿态满足预设条件。

根据本发明的一个实施例，系统还包括：校直平台，用于承载钎杆；控制装置还用于控制出炉机器人夹持钎杆移动至校直平台上，并控制钎杆轴向旋转至最小距离对应的旋转角度，以及基于最小距离确定待校直点和待校直参数，并基于待校直点和待校直参数对钎杆的目标部位进行校直；其中，待校直点为目标部位中的一点。

根据本发明的一个实施例，待校直参数包括校直纵轴偏移量和校直横轴偏移量，系统还包括：校直重锤，校直重锤位于校直平台上方；控制装置还用于控制校直重锤的中心点位于待校直点，并控制校直重锤的中心点从待校直点朝向钎杆的目标部位移动校直纵轴偏移量和校直横轴偏移量，以对钎杆的目标部位进行校直。

根据本发明的一个实施例，目标部位包括尖部，待校直参数包括校直纵轴偏移量，控制装置还用于在对钎杆的目标部位进行校直后，重新确定钎杆的尖部对应的校直纵轴偏移量，并根据重新确定的校直纵轴偏移量对钎杆与矿热炉的炉眼的基准对准高度进行修正，以及根据修正后的基准对准高度控制出炉机器人俯仰运动以使钎杆的目标部位与炉眼对准。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的矿热炉出炉机器人的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的一种矿热炉出炉机器人的钎杆校直方法的流程图；

图3为根据本发明一个实施例的参考平面与待校直点的位置示意图；

图4为根据本发明一个实施例的校直平台和校直重锤的布置示意图；

图5为根据本发明另一个实施例的钎杆校直方法的流程图；

图6为根据本发明一个实施例的待校直点所在坐标系的示意图；

图7为根据本发明一个实施例的钎杆与矿热炉炉眼的基准对准高度的修正示意图；

图8为根据本发明又一个实施例的钎杆校直方法的流程图；

图9为根据本发明一个实施例的钎杆校直系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例提出矿热炉出炉机器人的钎杆校直方法及系统。

需要说明的是，本发明实施例的钎杆校直方法可应用在多种包括钎杆的矿热炉出炉机器人中，下面以图1所示的矿热炉出炉机器人说明本发明实施例的钎杆校直方法。参考图1所示，该出炉机器人110用于夹持钎杆120的根部。在矿热炉出炉作业时，出炉机器人110可将钎杆120的尖端移动至矿热炉炉眼处，以破开矿热炉的炉眼，实现自动开眼作业。在钎杆使用一段时间出现变形后，出炉机器人110会因钎杆尖端无法对准炉眼而停止自动作业。此时工作人员可在通过人工观测后，重新设置钎杆120与炉眼的对准高度h0，以使变形后的钎杆120能够再次对准矿热炉炉眼，使出炉机器人110能够继续进行自动开眼作业。

图2为根据本发明实施例的一种矿热炉出炉机器人的钎杆校直方法的流程图，参考图2所示，该方法包括：

S11，控制钎杆轴向旋转，并获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态；其中，参考平面与钎杆的根部轴向平行。

具体来说，由于钎杆的根部轴向与参考平面平行，故当控制钎杆轴向旋转时，钎杆的目标部位相较于参考平面的姿态能够反映目标部位的变形程度。其中，参考图3所示参考平面可为预设的校直设备所处的平面，校直设备可以是用于校直钎杆的装置，例如校直设备可包括校直平台和校直重锤，校直平台和校直重锤根据参考平面设置，如图4所示，可将钎杆放置于校直平台上，使用校直重锤下压的方式进行校直，而目标部位的不同姿态将影响对钎杆的校直效率。由此可知，目标平面相较于参考平面的姿态还能够用于制定对目标部位的校直方式，进而实现对钎杆目标部位的自动校直功能。此外，继续参考图3所示，出炉机器人110可通过抓手111控制钎杆轴向旋转，还可通过设于出炉机器人上的角度编码器B1实现对旋转角度的获取，以便确定不同旋转角度下目标部位的姿态。

需要说明的是，为了确定获取的钎杆目标部位的姿态的准确性，在获取姿态前，可首先将钎杆远离矿热炉，以避免矿热炉前的高温、强光环境影响姿态获取，从而提高本发明实施例方法的可靠性和准确性。

在一些实施例中，获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态，包括：获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下与位于钎杆上方预设距离的参考点之间的距离；其中，距离用于表征姿态，且在距离为最小距离时，确定姿态满足预设条件。

进一步的，获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下与位于钎杆上方的参考点之间的距离，包括：通过设于参考点且与参考平面的垂直面之间存在预设夹角的测距传感器获取距离；或，获取参考线与钎杆的目标部位的交点，并获取交点与参考点之间的长度得到距离，其中，参考点位于参考线上且参考线与参考平面的垂直面之间存在预设夹角。

具体来说，参考图3所示，钎杆的目标部位姿态可通过钎杆的目标部位在不同旋转角度下与位于钎杆上方预设距离的参考点之间的距离表征，其中，参考点与预设位置对应，参考点与钎杆目标部位的距离可通过测距传感器、摄像头等多种方式获得。例如，如图3所示，可在钎杆根部上方的预设位置对应的参考点上设置测距传感器，其中测距传感器可为激光传感器、声波传感器等，且测距传感器可包括多个，以对应多个不同目标部位，如图3所示的测距传感器CJ1-CJ4。测距传感器CJ1与参考平面的垂直面存在预设夹角a1，在钎杆的旋转过程中，测距传感器可实时获取参考点至目标部位的距离c1，以便表征目标部位在不同旋转角度下的相较于参考平面的姿态。或者，可通过设置摄像头的方式获取预设位置和钎杆目标部位的图像数据，随后对图像数据进行数据处理，得到该距离。例如，可根据预设位置和预设夹角在获取的图像数据上作参考线，随后获取参考线与钎杆目标部位的交点，进而获取该交点与参考点之间的长度得到距离。

获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下与位于钎杆上方的参考点之间的距离后，可根据距离大小确定表征的姿态是否满足预设条件。其中，预设条件是指钎杆处于最有利于对钎杆的目标部位进行校直的钎杆姿态。如图3所示，当测距传感器测出的参考点与目标部位的距离最小时，此时钎杆目标部位与参考平面的距离最远，该情况下采用根据参考平面设置的校直设备对钎杆进行校直是能够起到最佳效果，因此，当距离为最小距离时，可确定姿态满足预设条件。

S12，在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直。

具体来说，由上述可知，预设条件为钎杆处于最有利于对钎杆的目标部位进行校直的钎杆姿态，因此，在姿态满足预设条件的情况下，可基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位自动制定校直方式，随后通过校直设备对钎杆进行校直，从而实现对钎杆的自动校直功能。

在相关技术中，如图1所示的出炉机器人中，当钎杆发生变形后，需要工作人员观测和校正钎杆，以便继续进行开眼作业，而由于工作人员观测的效率较低，使开眼作业无法实现全自动化作业；同时，由于开眼作业的现场存在高温、强光、浓烟，工作人员对钎杆的校正效率也更为低下，因此，该相关技术会显著降低矿热炉的生产效率。而如果出炉机器人在使用钎杆一段时间后更换钎杆，则会增加不必要的成本，也会影响矿热炉的经济效益。而本发明实施例中，可以通过控制钎杆轴向旋转，然后选取符合预设条件的目标部位的姿态来对钎杆的目标部位进行校直，进而在无需人工观测的条件下实现了对钎杆的自动校直功能，从而既能够使出炉机器人能够实现对开眼步骤的全自动作业，有效提高了矿热炉的生产效率，又能够增加钎杆的使用寿命，进而提高矿热炉的经济性。

在一些实施例中，参考图5所示，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直，包括：

S21，基于最小距离确定待校直点和待校直参数；其中，待校直点为目标部位中的一点。

具体来说，参考图3所示，待校直点D1是指目标部位中与预设位置中距离最小的点，因此可基于最小距离确定，待校直参数是指用于校直目标部位的参数，同样可根据最小距离计算得到。校直设备可根据得到的待校直参数在待校直点上对钎杆的目标部位进行校直，进而获得最有效的校直效果。

在一些实施例中，基于最小距离确定待校直点，包括：获取最小距离与预设夹角的正弦值的乘积得到待校直点的横轴坐标；获取最小距离与预设夹角的余弦值的乘积得到中间值，并获取预设距离与中间值之间的差值得到待校直点的纵轴坐标；其中，横轴与钎杆的根部同轴，纵轴与横轴垂直且参考点位于纵轴上且在纵轴上的距离为预设距离。

具体来说，参考图6所示，可根据预设位置和参考平面绘制坐标系，其中横轴与钎杆根部同轴，纵轴与横轴垂直且参考点CK1位于纵轴上。此时，根据参考点CK1与待校直点D1的集合关系可知，可根据下述公式（1）和公式（2）确定待校直点的横轴坐标和纵轴坐标：

（1）

（2）

其中，x1为待校直点的横轴坐标，c1min为最小距离，sina1预设夹角a1的正弦值，y1为待校直点的纵轴坐标，b1为参考点在纵轴上与横轴的距离，cosa1为预设夹角a1的余弦值。由此，实现了基于最小距离确定待校直点。

进一步的，基于最小距离待校直参数，包括：获取基准距离与最小距离之间的差值，与预设夹角的余弦值的乘积，得到校直纵轴偏移量；其中，基准距离为钎杆未变形时参考点与钎杆的目标部位之间的距离；获取基准距离与最小距离之间的差值的二分之一，与预设夹角的正弦值的乘积，得到校直横轴偏移量；其中，横轴与钎杆的根部同轴，纵轴与横轴垂直且参考点位于纵轴上且在纵轴上的距离为预设距离。

具体来说，待校直参数可包括校直横轴偏移量和校直纵轴偏移量，主要用于指示校直设备对钎杆进行校直，而由于校直设备的主要作用是将钎杆的目标部位恢复至弯曲前状态，因此，可根据钎杆未变形时的姿态和变形后的当前姿态确定待校直参数。例如，参考图6所示，可首先获取钎杆未变形时参考点CK1与钎杆的目标部位之间的距离，得到基准距离，随后根据参考点、待校直点和未变形前的校直点位置之间的几何关系得到下述公式（3）和（4），进而确定待校直参数：

（3）

（4）

其中，L为校直横轴偏移量，为基准距离，c1min为最小距离，sin/>预设夹角的正弦值，d为校直纵轴偏移量，cos/>为预设夹角的余弦值。由此实现了基于最小距离待校直参数。

可选的，基于最小距离待校直参数，包括：获取待校直点的纵轴坐标与基准点的纵轴坐标之间的差值，得到校直纵轴偏移量；其中，基准点为钎杆未变形时与待校直点对应的点；获取待校直点的横轴坐标与基准点的横轴坐标之间的差值的二分之一，得到校直横轴偏移量；其中，横轴与钎杆的根部同轴，纵轴与横轴垂直且参考点位于纵轴上且在纵轴上的距离为预设距离。

具体来说，由于可根据钎杆未变形时的姿态和变形后的当前姿态确定待校直参数，因此，也可先根据预设夹角和预设距离确定钎杆未变形时与待校直点对应的点作为基准点，其中基准点的纵轴坐标为零，基准点的横轴坐标可根据预设距离和预设夹角的正弦值确定得到，基准点的横轴坐标也可通过查表等方式获取，这里不作限制。随后，可根据下述公式（5）和（6）确定待校直参数：

（5）

（6）

其中，L为校直横轴偏移量，x1fac为基准点的横轴坐标，x1min为待校直点的横轴坐标，d为校直纵轴偏移量，y1fac为基准点的横轴坐标，y1min为待校直点的横轴坐标。该方式同样可实现基于最小距离待校直参数。

S22，控制钎杆位于校直平台上，并控制钎杆轴向旋转至最小距离对应的旋转角度，以及基于待校直点和待校直参数对钎杆的目标部位进行校直。

具体来说，如图4所示，校直平台可根据参考平面设置，当确定待校直点和待校直参数后，可控制钎杆移动至校直平台上，随后将钎杆轴向旋转至最小距离对应的旋转角度，以获取最佳的校直效果。随后基于计算得到的待校直点和待校直参数对钎杆的目标部位进行校直。其中，由于上述校直过程中对钎杆的移动、旋转以及对待校直点和待校直参数的计算均无需人工参与，因此本发明实施例的方法可实现对钎杆的自动校直功能。

进一步的，待校直参数包括校直纵轴偏移量和校直横轴偏移量，基于待校直点和待校直参数对钎杆的目标部位进行校直，包括：控制校直重锤的中心点位于待校直点；控制校直重锤的中心点从待校直点朝向钎杆的目标部位移动校直纵轴偏移量和校直横轴偏移量，以对钎杆的目标部位进行校直。

具体来说，参考图4所示，当校直设备包括校直平台和校直重锤时，钎杆的校直步骤可包括如下步骤：首先将控制校直重锤的中心点位于待校直点，随后控制校直重锤的中心点从待校直点朝向钎杆的目标部位移动校直纵轴偏移量和校直横轴偏移量，以对钎杆的目标部位进行校直。其中，由于校直重锤仅会将待校直点恢复至钎杆变形前的基准点，因此上述校直过程不仅能够实现对钎杆目标部位的精准校直，还不会对钎杆产生压扁、过度校直产生另一方向弯曲等损伤，从而还能够提高钎杆的使用寿命，提高出炉机器人的经济性。

在一些实施例中，目标部位包括一个或多个，其中，在目标部位包括多个时，方法还包括：针对每个目标部位获取相应的姿态，并在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对相应目标部位进行校直。

具体来说，参考图3所示，当目标部位包括多个时，测距传感器也可包括多个，以与目标部位一一对应，此时可按照上述对S11-S12的步骤对多个目标部位逐个校直，从而优化对钎杆的校直效果，具体流程这里不作赘述。其中，由于多个目标部位的校直步骤会相互影响，因此可根据目标部位与钎杆尖部的距离大小排序，例如优先校直离钎杆尖部最近的目标区域，从而避免多个目标部位的校直步骤的相互影响，进而进一步优化对钎杆的校直效果。

可选的，目标部位包括尖部，待校直参数包括校直纵轴偏移量，在对钎杆的目标部位进行校直后，方法还包括：重新确定钎杆的尖部对应的校直纵轴偏移量；根据重新确定的校直纵轴偏移量对钎杆与矿热炉的炉眼的基准对准高度进行修正。

具体来说，由于钎杆尖部与炉料接触最多，因此变形最严重，因此目标部位需要包括尖部，以实现对钎杆最大程度的校直。参考图7所示，当对一个或多个目标部位进行校直后，可按照上述公式（4）或公式（6）重新确定钎杆的尖部对应的校直纵轴偏移量d，随后，根据重新确定的校直纵轴偏移量对钎杆与矿热炉的炉眼的基准对准高度进行修正。其中，对准高度的修正方式可包括多种，例如，当钎杆的姿态满足预设条件时，钎杆与矿热炉的炉眼的基准对准高度可修正为原先钎杆与矿热炉的炉眼的基准对准高度与重新确定的校直纵轴偏移量的和，使出炉机器人能够更准确地对准矿热炉炉眼，从而提高出炉机器人的工作效率。

作为一个具体示例，当出炉机器人如图3所示，参考图8所示，本发明实施例的钎杆校直方法可包括下述步骤：

S101，开始。

S102，将钎杆移动至无烟、无光纤干扰的环境；

S103，控制测距传感器CJ1进行校直，

S104，控制钎杆旋转一周，控制测距传感器1测量参考点与对应目标部位距离，获取最小距离及其对应旋转角度；

S105，判断最小距离cmin是否小于最小允许值cps，若否执行S106，若是，执行S108,

S106，计算待校直点和待校直参数；

S107，基于待校直点和待校直参数，控制校直重锤在校直平台上校直钎杆，返回S103;

S108，测距传感器CJ1完成校直。

需要说明的是，当测距传感器包括多个时，例如包括图3所示的测距传感器CJ1-CJ4时，剩余测距传感器的校直流程与前述测距传感器CJ1相似，这里不作赘述。

综上所述，根据本发明实施例的矿热炉出炉机器人的钎杆校直方法，通过控制钎杆轴向旋转，并获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态，随后在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直，从而无需人工观测实现了对钎杆的自动校直，进而使出炉机器人能够实现对开眼步骤的全自动作业，从而有效提高了矿热炉的生产效率，且校直精度较高，从而还能提高钎杆的使用寿命。

对应上述实施例，本发明实施例还提供了一种矿热炉出炉机器人的钎杆校直系统，参考图9所示，该系统200包括：获取装置210和控制装置220。其中，获取装置210用于获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态；其中，参考平面与钎杆的根部轴向平行；控制装置220用于控制出炉机器人夹持钎杆轴向旋转，并在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直。

根据本发明的一个实施例，获取装置210包括：测距传感器，设于参考点且轴向与参考平面的垂直面之间存在预设夹角，用于获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下与参考点之间的距离，其中，参考点位于钎杆上方预设距离，距离用于表征姿态；控制装置220还用于在距离为最小距离时，确定姿态满足预设条件。

根据本发明的一个实施例，系统200还包括：校直平台，用于承载钎杆；控制装置220还用于控制出炉机器人夹持钎杆移动至校直平台上，并控制钎杆轴向旋转至最小距离对应的旋转角度，以及基于最小距离确定待校直点和待校直参数，并基于待校直点和待校直参数对钎杆的目标部位进行校直；其中，待校直点为目标部位中的一点。

根据本发明的一个实施例，待校直参数包括校直纵轴偏移量和校直横轴偏移量，系统200还包括：校直重锤，校直重锤位于校直平台上方；控制装置220还用于控制校直重锤的中心点位于待校直点，并控制校直重锤的中心点从待校直点朝向钎杆的目标部位移动校直纵轴偏移量和校直横轴偏移量，以对钎杆的目标部位进行校直。

根据本发明的一个实施例，目标部位包括尖部，待校直参数包括校直纵轴偏移量，控制装置220还用于在对钎杆的目标部位进行校直后，重新确定钎杆的尖部对应的校直纵轴偏移量，并根据重新确定的校直纵轴偏移量对钎杆与矿热炉的炉眼的基准对准高度进行修正，以及根据修正后的基准对准高度控制出炉机器人俯仰运动以使钎杆的目标部位与炉眼对准。

根据本发明的一个实施例，获取装置210还用于：通过设于参考点且与参考平面的垂直面之间存在预设夹角的测距传感器获取距离；或，获取参考线与钎杆的目标部位的交点，并获取交点与参考点之间的长度得到距离，其中，参考点位于参考线上且参考线与参考平面的垂直面之间存在预设夹角。

根据本发明的一个实施例，控制装置220还用于：获取最小距离与预设夹角的正弦值的乘积得到待校直点的横轴坐标；获取最小距离与预设夹角的余弦值的乘积得到中间值，并获取预设距离与中间值之间的差值得到待校直点的纵轴坐标；其中，横轴与钎杆的根部同轴，纵轴与横轴垂直且参考点位于纵轴上且在纵轴上的距离为预设距离。

根据本发明的一个实施例，控制装置220还用于：获取基准距离与最小距离之间的差值，与预设夹角的余弦值的乘积，得到校直纵轴偏移量；其中，基准距离为钎杆未变形时参考点与钎杆的目标部位之间的距离；获取基准距离与最小距离之间的差值的二分之一，与预设夹角的正弦值的乘积，得到校直横轴偏移量；其中，横轴与钎杆的根部同轴，纵轴与横轴垂直且参考点位于纵轴上且在纵轴上的距离为预设距离。

根据本发明的一个实施例，控制装置220还用于：获取待校直点的纵轴坐标与基准点的纵轴坐标之间的差值，得到校直纵轴偏移量；其中，基准点为钎杆未变形时与待校直点对应的点；获取待校直点的横轴坐标与基准点的横轴坐标之间的差值的二分之一，得到校直横轴偏移量；其中，横轴与钎杆的根部同轴，纵轴与横轴垂直且参考点位于纵轴上且在纵轴上的距离为预设距离。

根据本发明的一个实施例，目标部位包括一个或多个，其中，在目标部位包括多个时，控制装置220还用于：针对每个目标部位获取相应的姿态，并在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对相应目标部位进行校直。

需要说明的是，关于本发明实施例的钎杆校直系统的相关描述，请参考前述的关于钎杆校直方法的相关描述，这里不作赘述。

根据本发明实施例的钎杆校直系统，通过控制装置控制出炉机器人夹持钎杆轴向旋转，并通过获取装置获取钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态，随后通过控制装置在姿态满足预设条件的情况下，基于姿态对应的旋转角度对钎杆的目标部位进行校直，从而无需人工观测实现了对钎杆的自动校直，进而使出炉机器人能够实现对开眼步骤的全自动作业，有效提高了矿热炉的生产效率。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种矿热炉出炉机器人的钎杆校直方法，其特征在于，所述方法包括：

控制所述钎杆轴向旋转，并获取所述钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态；其中，所述参考平面与所述钎杆的根部轴向平行；

在所述姿态满足预设条件的情况下，基于所述姿态对应的旋转角度对所述钎杆的目标部位进行校直。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态，包括：获取所述钎杆的目标部位在不同旋转角度下与位于所述钎杆上方预设距离的参考点之间的距离；其中，所述距离用于表征所述姿态，且在所述距离为最小距离时，确定所述姿态满足所述预设条件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述钎杆的目标部位在不同旋转角度下与位于所述钎杆上方的参考点之间的距离，包括：

通过设于所述参考点且轴向与所述参考平面的垂直面之间存在预设夹角的测距传感器获取所述距离；或，

获取参考线与所述钎杆的目标部位的交点，并获取所述交点与所述参考点之间的长度得到所述距离，其中，所述参考点位于所述参考线上且所述参考线与所述参考平面的垂直面之间存在所述预设夹角。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述姿态对应的旋转角度对所述钎杆的目标部位进行校直，包括：

基于所述最小距离确定待校直点和待校直参数；其中，所述待校直点为所述目标部位中的一点；

控制所述钎杆位于校直平台上，并控制所述钎杆轴向旋转至所述最小距离对应的旋转角度，以及基于所述待校直点和所述待校直参数对所述钎杆的目标部位进行校直。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述最小距离确定待校直点，包括：

获取所述最小距离与所述预设夹角的正弦值的乘积得到所述待校直点的横轴坐标；

获取所述最小距离与所述预设夹角的余弦值的乘积得到中间值，并获取所述预设距离与所述中间值之间的差值得到所述待校直点的纵轴坐标；其中，横轴与所述钎杆的根部同轴，纵轴与所述横轴垂直且所述参考点位于所述纵轴上且在所述纵轴上的距离为所述预设距离。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，基于所述最小距离待校直参数，包括：

获取基准距离与所述最小距离之间的差值，与所述预设夹角的余弦值的乘积，得到校直纵轴偏移量；其中，所述基准距离为所述钎杆未变形时所述参考点与所述钎杆的目标部位之间的距离；

获取所述基准距离与所述最小距离之间的差值的二分之一，与所述预设夹角的正弦值的乘积，得到校直横轴偏移量；其中，横轴与所述钎杆的根部同轴，纵轴与所述横轴垂直且所述参考点位于所述纵轴上且在所述纵轴上的距离为所述预设距离。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，基于所述最小距离待校直参数，包括：

获取所述待校直点的纵轴坐标与基准点的纵轴坐标之间的差值，得到校直纵轴偏移量；其中，所述基准点为所述钎杆未变形时与所述待校直点对应的点；

获取所述待校直点的横轴坐标与所述基准点的横轴坐标之间的差值的二分之一，得到校直横轴偏移量；其中，横轴与所述钎杆的根部同轴，纵轴与所述横轴垂直且所述参考点位于所述纵轴上且在所述纵轴上的距离为所述预设距离。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述待校直参数包括校直纵轴偏移量和校直横轴偏移量，所述基于所述待校直点和所述待校直参数对所述钎杆的目标部位进行校直，包括：

控制校直重锤的中心点位于所述待校直点；

控制所述校直重锤的中心点从所述待校直点朝向所述钎杆的目标部位移动所述校直纵轴偏移量和所述校直横轴偏移量，以对所述钎杆的目标部位进行校直。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标部位包括一个或多个，其中，在所述目标部位包括多个时，所述方法还包括：

针对每个所述目标部位获取相应的姿态，并在所述姿态满足预设条件的情况下，基于所述姿态对应的旋转角度对相应目标部位进行校直。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标部位包括尖部，所述待校直参数包括校直纵轴偏移量，在对所述钎杆的目标部位进行校直后，所述方法还包括：

重新确定所述钎杆的尖部对应的校直纵轴偏移量；

根据重新确定的校直纵轴偏移量对所述钎杆与矿热炉的炉眼的基准对准高度进行修正。

11.一种矿热炉出炉机器人的钎杆校直系统，其特征在于，所述系统包括：

获取装置，用于获取所述钎杆的目标部位在不同旋转角度下相较于参考平面的姿态；其中，所述参考平面与所述钎杆的根部轴向平行；

控制装置，用于控制所述出炉机器人夹持所述钎杆轴向旋转，并在所述姿态满足预设条件的情况下，基于所述姿态对应的旋转角度对所述钎杆的目标部位进行校直。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述获取装置包括：

测距传感器，设于参考点且轴向与所述参考平面的垂直面之间存在预设夹角，用于获取所述钎杆的目标部位在不同旋转角度下与所述参考点之间的距离，其中，所述参考点位于所述钎杆上方预设距离，所述距离用于表征所述姿态；

所述控制装置还用于在所述距离为最小距离时，确定所述姿态满足所述预设条件。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

校直平台，用于承载所述钎杆；

所述控制装置还用于控制所述出炉机器人夹持所述钎杆移动至所述校直平台上，并控制所述钎杆轴向旋转至所述最小距离对应的旋转角度，以及基于所述最小距离确定待校直点和待校直参数，并基于所述待校直点和所述待校直参数对所述钎杆的目标部位进行校直；其中，所述待校直点为所述目标部位中的一点。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述待校直参数包括校直纵轴偏移量和校直横轴偏移量，所述系统还包括：

校直重锤，所述校直重锤位于所述校直平台上方；

所述控制装置还用于控制所述校直重锤的中心点位于所述待校直点，并控制所述校直重锤的中心点从所述待校直点朝向所述钎杆的目标部位移动所述校直纵轴偏移量和所述校直横轴偏移量，以对所述钎杆的目标部位进行校直。

15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述目标部位包括尖部，所述待校直参数包括校直纵轴偏移量，所述控制装置还用于在对所述钎杆的目标部位进行校直后，重新确定所述钎杆的尖部对应的校直纵轴偏移量，并根据重新确定的校直纵轴偏移量对所述钎杆与矿热炉的炉眼的基准对准高度进行修正，以及根据修正后的基准对准高度控制所述出炉机器人俯仰运动以使所述钎杆的目标部位与所述炉眼对准。