[發(fā)明專利]一種高爐泥炮加泥機(jī)器人及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110762504.7
• 申請(qǐng)日: 2021-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113510680A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮相印;甦震;劉景鈞;王曉;劉士朝;田廣才;武智猛;賈長(zhǎng)亮;張彥青;馬強(qiáng);康亮;安賀順;韓會(huì)峰;臧正超;王磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河鋼工業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): B25J5/00
• 分類號(hào): B25J5/00;B25J9/04;B25J9/16
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 李桂琴

本發(fā)明涉及一種高爐泥炮加泥機(jī)器人及方法，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案是：輔助視覺(jué)傳感器（12）固定于6自由度協(xié)作機(jī)械臂（11）端部，機(jī)械爪（13）與6自由度協(xié)作機(jī)械臂（11）連接，炮泥斗（14）通過(guò)焊接固定于履帶式底盤（1）上部；機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2）、避障傳感器（7）、雙目視覺(jué)傳感器（8）、16線激光雷達(dá)（9）、無(wú)線收發(fā)裝置（10）和輔助視覺(jué)傳感器（12）分別與信息處理單元（4連）接。本發(fā)明的有益效果是：在無(wú)工作指令時(shí)，可自主完成炮泥斗裝料并進(jìn)行自主充電；在收到上位機(jī)或人工加泥指令，自主進(jìn)行定位、導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)到泥炮位置，并自主識(shí)別加泥口完成加泥、打泥等全套動(dòng)作，解放勞動(dòng)力，降低人工成本，提高工人的安全指數(shù)，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高爐泥炮加泥機(jī)器人及方法，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前高爐炮泥普遍采用吊車、輸送帶或軌道式小車運(yùn)輸炮泥，然后采用人工或人工輔助機(jī)械手進(jìn)行投料；且該崗位屬于高溫、高粉塵、高危險(xiǎn)等作業(yè)環(huán)境，屬于爐前綜合條件最差的苦臟累險(xiǎn)崗位之一，很難吸引年輕職工到該崗位工作。一次泥炮裝泥過(guò)程，需要將約50塊炮泥（7.5-10kg/塊）運(yùn)輸至泥炮待機(jī)位置，裝泥過(guò)程需要人工輔助來(lái)回操作3-6次活塞桿擠壓泥缸，直至加滿為止；現(xiàn)有加泥方式存在設(shè)備占地面積大，影響爐前操作和環(huán)保效果，且加泥時(shí)間長(zhǎng)，效率較低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種高爐泥炮加泥機(jī)器人及方法，在無(wú)工作指令時(shí)，可自主完成炮泥斗裝料并進(jìn)行自主充電；在收到上位機(jī)或人工加泥指令，自主進(jìn)行定位、導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)到泥炮位置，并自主識(shí)別加泥口完成加泥、打泥等全套動(dòng)作，解放勞動(dòng)力，降低人工成本，提高工人的安全指數(shù)，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，解決了背景技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種高爐泥炮加泥機(jī)器人，包含履帶式底盤、機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)、信息處理單元、機(jī)器人電源、載重支撐機(jī)構(gòu)、避障傳感器、雙目視覺(jué)傳感器、16線激光雷達(dá)、無(wú)線收發(fā)裝置、6自由度協(xié)作機(jī)械臂、輔助視覺(jué)傳感器、機(jī)械爪和炮泥斗，所述信息處理單元安裝于履帶式底盤的一側(cè)，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)嵌于履帶式底盤的驅(qū)動(dòng)輪端，載重支撐機(jī)構(gòu)布于履帶式底盤四角設(shè)置；機(jī)器人電源內(nèi)嵌于履帶式底盤從動(dòng)輪一端，直接與機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)、信息處理單元、載重支撐機(jī)構(gòu)和6自由度協(xié)作機(jī)械臂連接并提供電源；避障傳感器均勻布置于履帶式底盤四周上邊緣，雙目視覺(jué)傳感器通過(guò)支架安裝于履帶式底盤車頭，16線激光雷達(dá)和無(wú)線收發(fā)裝置通過(guò)支架安裝于履帶式底盤上；6自由度協(xié)作機(jī)械臂通過(guò)螺栓固定于履帶式底盤上，輔助視覺(jué)傳感器固定于6自由度協(xié)作機(jī)械臂端部，機(jī)械爪與6自由度協(xié)作機(jī)械臂連接，炮泥斗通過(guò)焊接固定于履帶式底盤上部；機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)、避障傳感器、雙目視覺(jué)傳感器、16線激光雷達(dá)、無(wú)線收發(fā)裝置和輔助視覺(jué)傳感器分別與信息處理單元連接。

還包含急停按鈕，設(shè)置在信息處理單元上。

所述炮泥斗采用網(wǎng)格式布置。

還包含充電接口，設(shè)置在履帶式底盤的尾端，充電接口與機(jī)器人電源連接。

一種高爐泥炮加泥機(jī)器人使用方法，采用上述加泥機(jī)器人，包含如下步驟：

履帶式底盤接收來(lái)自信息處理單元的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等運(yùn)動(dòng)指令；信息處理單元通過(guò)無(wú)線收發(fā)裝置接收與發(fā)送數(shù)據(jù)；機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)接收來(lái)自于信息處理單元的正反轉(zhuǎn)指令，通過(guò)編碼器將轉(zhuǎn)動(dòng)信息反饋至信息處理單元；機(jī)器人電源為機(jī)器人提供48V電源系統(tǒng)，并通過(guò)充電接口進(jìn)行外部充電；載重支撐機(jī)構(gòu)用于機(jī)器人在裝料與投料時(shí)使履帶式底盤水平自穩(wěn)；避障傳感器用于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，感知四周環(huán)境是否有障礙物，并直接與信息處理單元連接；雙目視覺(jué)傳感器用于檢測(cè)障礙物的形狀、距離，以便機(jī)器人順利避障；16線激光雷達(dá)實(shí)時(shí)掃描，通過(guò)信息處理單元自主建圖、定位與導(dǎo)航；6自由度協(xié)作機(jī)械臂與機(jī)械爪連接，并通過(guò)固定于機(jī)械臂上的輔助視覺(jué)傳感器，將炮泥從炮泥存儲(chǔ)區(qū)抓放至炮泥斗或抓放泥炮至加泥口；炮泥斗采用網(wǎng)格式布置，以便輔助視覺(jué)傳感器計(jì)算、查找與定位。