[發明專利]一種魚雷罐接電裝置自動插拔方法

在審

• 申請號: 202210273931.3
• 申請日: 2022-03-19
• 公開（公告）號: CN114552331A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 李培玉;張杰;沈國振;王國春
• 申請（專利權）人: 杭州譜誠泰迪實業有限公司
• 主分類號: H01R43/26
• 分類號: H01R43/26;H01R13/631;H01R13/639
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及冶金煉鋼自動化控制領域，旨在提供一種魚雷罐接電裝置自動插拔方法。包括：(1)確定魚雷罐車駛入停止位置；(2)標定電源插座的位置：標定高清攝像單元相鄰兩像素點的實際物理距離，選擇電源插頭模塊上的特定位置作為其特征點，設置機械臂執行插電動作終止位的參考零位；(3)識別電源插座；(4)執行機械臂自動插電動作；(5)執行機械臂拔電動作。本發明利用高清攝像單元和激光測距單元作為插座識別定位模塊，簡化了對接位置操控的成本，從整體上降低了設備維護成本以及魚雷罐車在行駛過程中發生的不可控故障的發生。基于深度學習的目標識別及關鍵點定位技術，能識別所有已知的魚雷罐電源插座，識別速度快，精度高。

技術領域

本發明是關于冶金煉鋼自動化控制領域，特別涉及一種魚雷罐接電裝置自動插拔方法。

背景技術

魚雷罐車是運送魚雷罐的通用車輛，魚雷罐內裝有鐵水，鐵水被運送到煉鋼車間倒灌站后，需要將其傾倒入鐵水包內。在將鐵水倒出時，需要將魚雷罐旋轉，鐵水從魚雷灌口倒出，倒罐過程需要外部電源接入。魚雷罐車身側面裝有電源插座，隨車運動，而電源插頭一般都是放于魚雷罐車出鐵工位附近。

目前電源接入實際在使用的方法都是采用人工接入的，即當魚雷罐車駛入出鐵工位制動后，工人過來將電源插頭插入電源插座上并鎖緊。該方式的不足之處是安全隱患太大。在實際生產時，無論是搖爐員工操作錯誤還是系統故障，都有可能導致滿罐鐵水反向傾倒，發生鋼水外溢事故。各鋼廠都有發生過該事故。設備損壞是一方面，現場工作人員往往會發生傷亡事故。目前有研究人員提出了自動插拔裝置和自動插拔控制方法，但都沒有在實際生產中得到應用。

例如，專利文獻CN111661082A提出了一種魚雷罐車的電源自動插接系統及其插接控制方法，該自動插接系統缺點在于：需要對魚雷罐車上的電源插座需要做改裝。一個煉鋼廠魚雷罐車數量眾多，20到30多輛魚雷罐車是很常規的數量，有的甚至更多，實際實施和管理維護成本極大。其次，魚雷罐車從高爐車間駛出到達煉鋼車間，中間有很長一條沒有任何防護遮擋的室外鐵路，插座裝置的截錐體通過一根桿件伸出車體外側，由于沒有任何防護措施，極易受到不可控因素的破壞；第三，插座裝置的截錐體與插頭裝置的空心錐體腔的完全契合是到位極限檢測開關動作的關鍵，但在雪冰凍天氣就很容易使該裝置被冰塊卡住導致無法正常工作，或者由于每次魚雷罐車裝載量存在差異導致兩者不能保持在同一水平線而無法實現對準契合；第四，插座裝置與插頭裝置之間沒有任何鎖扣機構，容易在供電過程中發生松脫、滑移導致用電事故。

專利文獻CN114045367A提出了一種魚雷罐車自動拔插視覺引導系統及其使用方法，該方法是利用2D相機和3D相機多維視覺融合來確定電源插座位置，并通過數據轉換形成機器人插入坐標值，從而實現機器人自動插拔接電的一種方法。該方法的不足之處是只做了視覺引導系統的說明，并沒有涉及電源插頭結構上的改造。魚雷罐在出鐵過程中，實際工況是很復雜的。出鐵時，魚雷罐車會出現強烈的振動，且魚雷罐出鐵前(滿罐)和出完鐵后(空罐)魚雷罐車會有個上浮距離，滿罐時，鐵軌地基受壓會下沉一段高度，隨著罐內鐵水的流失，鐵軌又會緩慢恢復形變，所以電源插座空間位置是在不斷變化的。想要完成魚雷罐車自動拔插過程，必須要先解決插頭位置實時變化的問題，不然必然發生執行機械臂發生某個軸碰撞的故障，導致設備無法使用，機械臂卡死在現場，更嚴重的會影響正常的煉鋼生產。

發明內容

本發明的要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種魚雷罐接電裝置自動插拔方法。

為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種魚雷罐接電裝置自動插拔方法，該方法是基于魚雷罐接電裝置自動插拔系統而實現的，該系統包括固定在魚雷罐車側面的電源插座，電源插座通過線纜與魚雷罐車的驅動電機相連，電源插座與電源插頭模塊的對接面平行于魚雷罐車的行駛方向；該系統還包括工業機器人模塊、電源插頭模塊、系統控制模塊、數據通訊控制模塊、插座識別定位模塊；

所述工業機器人模塊包括工業機器人的執行機械臂及其控制單元，用于與電源插座對接的電源插頭模塊固定在執行機械臂上；