本实用新型涉及测控技术领域，尤其是涉及一种基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统。
背景技术：
在铝电解生产过程中，因为阳极炭块的消耗速度很快，所以需要经常进行更换，以新阳极取代就阳极。在更换过程中要求新阳极与其它旧阳极的下表面处于同一位置。新阳极与其它旧阳极所处位置偏差越大，越容易产生效应异常，从而使生产的铝水质量变差。这不但会降低生产产量，而且会造成能源的浪费。目前，大多数铝厂还沿用人工画线这一简单的更换阳极的方法。然而，由于这种方法精度低且需要工作人员靠近旧阳极这一高温区域对工作人员而言存在人身安全隐患。
由此可见，如何研究出一种基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统，具有精度高、自动化程度高且更为安全的优点，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统。
本实用新型一种基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统，包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂和所述第二机械臂上均设置有行程测量装置；所述第一机械臂上端安装有伺服电机，所述伺服电机传动连接有直线运动单元，所述直线运动单元的下端固定连接有高温型激光测距仪，所述伺服电机通过所述直线运动单元带动所述高温型激光测距仪上下移动；所述第二机械臂的上方固定设有液压油缸，所述液压油缸包括活塞杆，所述第二机械臂的顶端与所述活塞杆的下端固定连接，所述液压油缸通过所述活塞杆带动所述第二机械臂上下移动，所述第二机械臂的底端安装有阳极；所述行程测量装置为拉绳式旋转编码器。
进一步地，所述基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统还包括控制仪表，所述控制仪表分别与所述拉绳式旋转编码器、所述高温型激光测距仪、所述伺服电机以及所述液压油缸电连接。
进一步地，所述第一机械臂上的所述拉绳式旋转编码器的顶端与所述第一机械臂固定连接，底端与所述直线运动单元固定连接。
进一步地，所述第二机械臂上的所述拉绳式旋转编码器的顶端与所述液压油缸固定连接，底端与所述第二机械臂固定连接。
进一步地，所述第二机械臂底端设置用于夹持所述阳极的夹持件。
进一步地，所述基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统每次可更换所述阳极的数量为一个。
本实用新型一种基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统，与现有技术相比具有以下优点：
第一，该基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统中所述第一机械臂底部安装的所述高温型激光测距仪通过发出的光束建立一个虚拟平面，在所述伺服电机的驱动下，所述直线运动单元带动所述高温型激光测距仪进行测量，通过所述行程测量装置计算出所述阳极底部的高度。作为所述行程测量装置的所述拉绳式旋转编码器具有对晃动、冲击和光干扰不敏感的特点，因此所述拉绳式旋转编码器非常适用于此类工作环境。而所述液压油缸、所述第二机械臂、所述拉绳式旋转编码器构成了更换阳极的机械装置，所以该设计在实现对高度精确测量的同时还能够完成阳极的更换操作。综上所述，本实用新型通过所述高温型激光测距仪对所述阳极的高度进行精确定位，使得在更换阳极的过程能够中自动定位更换的新阳极的高度，同时实现阳极的更换操作，提高了新阳极替换旧阳极的工作效率。整个过程无需工作人员靠近高温旧阳极，为工作人员的人身安全提供了保障。
第二，该基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统中之所以设计所述控制仪表是为了通过所述控制仪表控制、调节所述伺服电机和所述液压油缸的工作状态，进而实现控制所述高温型激光测距仪和所述阳极的上下运行情况的目的。
第三，该基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统中通过所述第一机械臂固定所述拉绳式旋转编码器。通过将所述拉绳式旋转编码器的底端与所述直线运动单元设为固定连接，使所述拉绳式旋转编码器更加准确的计算所述直线运动单元的行程，进而精确测量所述高温型激光测距仪的行程。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：
1、第一机械臂 2、高温型激光测距仪 3、拉绳式旋转编码器
4、伺服电机 5、直线运动单元 6、阳极
7、第二机械臂 8、液压油缸
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。
如图1所示，一种基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统，包括所述高温型激光测距仪2、机械运动装置以及更换阳极的机械装置。所述机械运动装置包括所述第一机械臂1、所述伺服电机4、所述行程测量装置和所述直线运动单元5。所述更换阳极的机械装置包括所述第二机械臂7、所述液压油缸8和所述行程测量装置。本实用新型每次可更换所述阳极6的数量为一个。
所述第一机械臂1上端安装有伺服电机4，所述伺服电机4传动连接有直线运动单元5，所述直线运动单元5的下端固定连接有高温型激光测距仪2，所述伺服电机4通过所述直线运动单元5带动所述高温型激光测距仪2上下移动。
所述第二机械臂7的上方固定设有液压油缸8，所述液压油缸8包括活塞杆，所述第二机械臂7的顶端与所述活塞杆的下端固定连接，所述液压油缸8通过所述活塞杆带动所述第二机械臂7上下移动，所述第二机械臂7的底端安装有阳极6。
为了提高所述行程测量装置测量高度的准确性，所以将所述行程测量装置设计为拉绳式旋转编码器3。
此外，所述基于激光测距技术的铝厂阳极测高定位系统还包括控制仪表，所述控制仪表分别与所述拉绳式旋转编码器3、所述高温型激光测距仪2、所述伺服电机4以及所述液压油缸8电连接。
为了使所述拉绳式旋转编码器3便于测量所述直线运动单元5和所述第二机械臂7的运行行程，所以在所述第一机械臂1上的所述拉绳式旋转编码器3的顶端固定连接所述第一机械臂1，底端固定连接所述直线运动单元5；在所述第二机械臂7上的所述拉绳式旋转编码器3的顶端固定连接所述液压油缸8，底端固定连接所述第二机械臂7。
为了使所述第二机械臂7更容易固定所述阳极6，所以在所述第二机械臂7底端设置用于夹持所述阳极6的夹持件。
本实用新型的测量原理为：
Ⅰ测量原旧阳极在电解槽上的安装高度
所述第二机械臂7末端的夹持处即所述夹持件正确卡在所述阳极6的夹孔后，所述液压油缸8提升所述第二机械臂7。由所述拉绳式旋转编码器3将当前高度编码发送给所述控制仪表，取得当前测量的所述第二机械臂7的高度作为旧阳极的安装高度Ht1。为提高工作效率，现所述更换阳极的机械装置为扭拔结构，每次提两块所述阳极6。
Ⅱ测量旧阳极的高度
测完旧阳极安装高度Ht1后，将旧阳极同时提到其中一个所述阳极6的最顶端后停止。所述阳极6同时开始提升，并保持提升速度一致，且同时停止运动。下放所述高温型激光测距仪2。当所述高温型激光测距仪2下降的过程中可通过所测距离的变化判断出是否测量到所述阳极6的底部。因为本实用新型只安装一个所述高温型激光测距仪2，且所述高温型激光测距仪2、所述阳极6为并排放置，所以每次只测得其中一个所述阳极6的高度即可。由于电解铝阳极的安装特性，两个所述阳极6底部处于同一水平面，当检测到其中一个所述阳极6的底部瞬间将所述第一机械臂1上的所述行程测量装置所测量的高度Hj1和所述第二机械臂7上的所述行程测量装置测量的高度Hd1发送到所述控制仪表，通过计算可以得到两个所述阳极6的高度分别为为H1＝Hj1-Hd1，测量完毕后将所述高温型激光测距仪2收回到最顶端。
Ⅲ测量新阳极的高度
通过上述的方法，可分别测量两个新阳极的高度为H1’，测量完毕后所述高温型激光测距仪2收回到最顶端。
Ⅳ安装新阳极
当测量完上述三种数据后，所述控制仪表自动计算出两个新阳极的安装高度Ht1’，即Ht1’＝Ht1-H1+H1’。将新阳极提升至电解槽上方，下放新阳极。当所述控制仪表检测到下放高度到达新阳极安装高度时，由所述控制仪表自动停止所述第二机械臂7的下降运动，使新阳极保持在安装高度，完成整个所述阳极6的更换操作。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。