一种自动测温取样装置的制作方法

本实用新型涉及一种测温取样装置，具体是一种自动测温取样装置，属于冶炼设备领域。

背景技术：

在炼钢过程中，需要定时的对钢水进行测温取样，传统的测温取样一般为人工操作，如果操作不当，易造成人员灼伤。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动测温取样装置，该装置采用机器人代替人为操作完成测温取样的工作，不仅改善了操作环境，还能避免人员灼伤。

本实用新型实现了测温取样操作的自动化，使测温、取样，以及测温取样钎的拆卸等操作能够自动完成。

实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种自动测温取样装置，包括机器人底座、工具架、抓取装置、测温取样工具、料仓机构及退卸装置；所述机器人底座、工具架、料仓机构及退卸装置均布置在地面上，所述机器人a放置在机器人底座上面，所述工具架上放置有测温取样工具，工具架设置在机器人的后侧，机器人与抓取装置连接，所述料仓机构和退卸装置由后往前设置，且均设置在机器人的右侧。

本实用新型相对于现有技术的有益效果是：本实用新型利用机器人的工作范围大、高柔性的特点，配合整套的设备，实现高温炉测温取样操作的自动化，使取钎、带钎出入炉、退卸钎、装钎等操作能够自动完成，本实用新型的装置整体结构简单，不需要人工参与操作，降低了工人劳动强度，提高了工作效率，降低了操作风险。

附图说明

图1是本实用新型的自动测温取样装置整体的轴测图；图2是抓取装置去掉壳体后的轴测图；图3是抓取装置的轴测图；图4是抓取装置的俯视图；图5是图2中的传动件总成的轴测图；图6是料仓机构的轴测图；图7是料仓机架的轴测图；图8是料仓机架的主视图；图9是图8的俯视图；图10是图8的左视图；图11是对中定位装置的主视图；图12是图11的右视图；图13是对中定位装置的轴测图；图14是调节支架、料斗驱动气缸、料斗夹及定位料斗之间的装配轴测图；图15是图14的左视图；图16是翻转装置的轴测图；图17是传动装置的轴测图；图18是拨动装置的轴测图；图19是退卸装置的轴测图；

图20是抓取装置闭合状态的示意图；图21是抓取装置打开状态的示意图；图22是限位挡板的侧视图；图23是测温取样头安装示意图；图24是料斗夹的轴测图；图25是取样探头退卸状态的示意图；图26是测温探头的主视图；图27是取样探头的主视图；图28是勾手的轴测图；图29是测温探头挡板的结构图；图30是拨动装置的轴测图；图31是图23的d处局部放大图；图32是图28的e处局部放大图；图33是图30的f处局部放大图。

上述图中各零部件名称及标号如下：

机器人底座1、工具架2、抓取装置3、回转电机31、传动件总成32、主动齿轮321、从动齿轮一322、从动齿轮二323、从动齿轮三324、从动齿轮四325、传动轮326、夹紧件回转电机33、两个夹紧件34、传动轴一35、旋转臂36、上臂361、过渡臂362、下臂363、轴座二37、壳体38、连接法兰39、测温取样钎4、料仓机构5、料仓机架51、探头料仓511、测温探头料仓512、对中装置固定座513、电机座514、拨动装置固定座515、拨动窗口516、传动气缸固定座517、料仓机架体518、料仓机架体横梁5181、导向杆519、对中定位装置52、固定支架521、对中支架522、驱动气缸523、对中滑道524、滑块525、调节支架526、螺柱5261、拉伸弹簧5262、料斗驱动气缸527、料斗夹528、定位料斗529、翻转装置53、翻转支架531、夹紧气缸532、气缸支座533、伸缩气缸534、翻转臂支座535、支撑杆536、压杆537、翻转臂538、传动装置54、轴座一541、支撑托542、传动轴二543、料仓气缸544、摆杆545、拨动装置55、传动杆551、坡桥杆552、拨动电机553、链条554、主动链轮555、从动链轮556、过渡链轮557、退卸装置6、箱体61、取样桶挡板611、取样桶612、测温探头挡板613、限位挡板614、箱体横梁615、门板62、勾手气缸63、气缸支架631、勾手64、勾手固定座641、驱动勾爪642、联动杆643、从动勾爪644、拉杆气缸65、卸料滑轨66、推板67、提升板68、喷头69。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1所示，本实施方式披露了一种自动测温取样装置，包括机器人底座1、工具架2、抓取装置3、测温取样工具、料仓机构5及退卸装置6；所述机器人底座1、工具架2、料仓机构5及退卸装置6(根据工厂的空间以及机器人a的工作范围)均布置在地面上，所述机器人a放置在机器人底座1上面，所述工具架2上放置有测温取样工具，工具架2设置在机器人a的后侧，机器人a与抓取装置3连接，所述料仓机构5和退卸装置6由后往前设置，且均设置在机器人a的右侧。

具体实施方式二：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述测温取样工具包括测温取样钎4和两个探头，所述两个探头分别是测温探头b及取样探头c；所述测温探头b设有的中空腔与测温取样钎4的连接端紧密连接组成测温钎，或者所述取样探头c设有的中空腔与测温取样钎4的连接端紧密连接组成取样钎。

测温探头b及取样探头c结构详见图26、图27，两个探头都是一次性使用的，两个探头均设有中空腔，测温取样钎4的连接端(细轴一端)紧密插入测温探头b或取样探头c的中空腔内，通过摩擦力紧密连接。由测温取样钎4与测温探头b紧密连接组成测温钎，测温时抓取使用；由测温取样钎4与取样探头c紧密连接组成取样钎，取样时抓取使用。由电气设备控制机器人的动作，带动取样钎完成取样以及装卸动作，或者由电气设备控制机器人的动作，带动测温钎完成测温动作。

具体实施方式三：如图1-图5、图20、图21所示，本实施方式是对具体实施方式一做出的进一步说明，所述抓取装置3包括传动件回转电机31、传动件总成32、夹紧件回转电机33、两个夹紧件34、传动轴一35、旋转臂36、轴座二37、壳体38及连接法兰39；所述传动件总成32包括主动齿轮321、四个从动齿轮及三个传动轮326，所述四个从动齿轮分别是从动齿轮一322、从动齿轮二323、从动齿轮三324及从动齿轮四325；

所述主动齿轮321及四个从动齿轮均设置在壳体38内，所述传动件回转电机31及夹紧件回转电机33均固定在壳体38上，传动件回转电机31的输出轴与主动齿轮321的轮轴固定连接，所述主动齿轮321同时与分设在两侧的从动齿轮一322和从动齿轮二323相啮合，所述从动齿轮二323与从动齿轮三324相啮合，所述从动齿轮三324与从动齿轮四325相啮合，主动齿轮321、从动齿轮一322、从动齿轮二323、从动齿轮三324及从动齿轮四325的轮轴两端均(通过轴承)转动安装在壳体38两相对的侧壁上，所述从动齿轮一322、从动齿轮二323及从动齿轮四325的轮轴一端均(通过轴承)转动安装有传动轮326，所述三个传动轮326位于壳体38外部的同侧；

所述夹紧件回转电机33的输出轴与旋转臂36的下端固定连接，所述旋转臂36的上端与传动轴一35固定连接，所述轴座二37固定在壳体38上，所述传动轴一35与轴座二37转动连接，传动轴一35与两个夹紧件34固定连接，每两个所述传动轮326之间设置一个所述夹紧件34，夹紧件回转电机33转动带动夹紧件34与相邻两个传动轮326之间的开合，所述机器人a通过连接法兰39与壳体38下端面固定连接。

通过传动件回转电机31的转动，带动主动齿轮321转动，从而带动从动齿轮一322以及从动齿轮二323转动，从动齿轮二323将转动传递给从动齿轮三324，从动齿轮三324又将转动传递给从动齿轮四325，从动齿轮一322、从动齿轮二323、从动齿轮四325通过各自的轮轴带动传动轮326转动，主动齿轮321与四个从动齿轮有相同的传动比，转速相同，主动齿轮321与四个从动齿轮配合保证三个传动轮326的转动方向一致，测温取样钎4夹紧在传动轮326的轮槽中(即夹紧在传动轮326与夹紧件34之间的轮槽中)，随传动轮326一起运动。

如图3所示，旋转臂36包括上臂361、过渡臂362和下臂363，所述下臂363的一端与夹紧件回转电机33的输出轴固定连接，下臂363的另一端通过销轴一与过渡臂362的一端铰接，所述过渡臂362的另一端通过销轴二与上臂361的一端铰接，所述上臂361的另一端与传动轴一35固定连接。

具体实施方式四：如图6、图9、图10、图16所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述料仓机构5包括料仓机架51、对中定位装置52、翻转装置53、两个传动装置54及两个拨动装置55；所述料仓机架51固定在地面上，对中定位装置52竖直固定在料仓机架51的料仓机架体518外侧上端的一角，翻转装置53的翻转支架531水平固定在料仓机架51的料仓机架体518左侧的下部，两个传动装置54前后并列设置并均固定在料仓机架51的料仓机架体518内的料仓机架体横梁5181上，所述两个拨动装置55固定在料仓机架51的取样探头料仓511、测温探头料仓512的斜侧壁的外侧面上。

具体实施方式五：如图6-图10、图16、图26、图27所示，本实施方式是对具体实施方式四作出的进一步说明，所述料仓机架51包括取样探头料仓511、测温探头料仓512、对中装置固定座513、电机座514、两个拨动装置固定座515、四个拨动窗口516、传动气缸固定座517、料仓机架体518及两个导向杆519；

所述取样探头料仓511和测温探头料仓512左右并列均架设在料仓机架体518的上梁上(可拆卸)，取样探头料仓511和测温探头料仓512下方分别设有开口，对中装置固定座513、电机座514及传动气缸固定座517均固定在料仓机架体518上，且对中装置固定座513固定在料仓机架体518外的一侧，电机座514固定在料仓机架体518内的一侧，所述传动气缸固定座517固定在料仓机架体518外的另一侧，拨动装置固定座515分别固定在取样探头料仓511和测温探头料仓512的斜侧壁的斜侧板上(两个拨动装置固定座515用于固定两个拨动装置55)，料仓机架体518内的下端固定有两个导向杆519，所述两个导向杆519沿料仓机架体518的宽度方向(也就是前后方向并列设置)平行设置(料仓机架体518为长方体结构，两个导向杆519的作用是：测温探头b或取样探头c落入两个导向杆519上，确保测温探头b或取样探头c运行轨道能准确落入翻转装置53的支撑杆536上)，取样探头料仓511和测温探头料仓512的斜侧板上各开设有两个拨动窗口516(拨动装置55通过拨动窗口516拨动测温探头b以及取样探头c向下运动，防止积压)。

具体实施方式六：如图1、图6、图11、图12-图15、图23、图24、图26、图27、图31所示，本实施方式是对具体实施方式五作出的进一步说明，所述对中定位装置52包括固定支架521、对中支架522、驱动气缸523、对中滑道524、滑块525、调节支架526、料斗驱动气缸527、料斗夹528及定位料斗529；

所述固定支架521以及对中支架522均固定在料仓机架体518外侧上端的一角，且分别与竖直设置的对中滑道524固定连接，滑块525滑动设置在对中滑道524的导向槽内(滑块525可上下自由移动)，滑块525还与调节支架526(通过螺栓)可拆卸固定连接，驱动气缸523竖直设置，驱动气缸523的缸体固定在对中滑道524下端设有的水平支撑座上，驱动气缸523的气缸杆上端与调节支架526连接(驱动气缸523带动调节支架526和滑块525一起上下移动)，所述调节支架526两个相对侧壁分别设有螺孔，且两个所述螺孔同轴设置，每个螺孔内旋合连接有一个螺柱5261，所述两个螺柱5261之间连接有拉伸弹簧5262，所述拉伸弹簧5262与料斗夹528下端设有的支座连接(优选的是，料斗夹528下端的支座的下方设有圆柱形凸起，拉伸弹簧5262与所述圆柱形凸起连接，可通过拧紧或放松拉伸弹簧5262两端的螺柱5261，实现微调料斗夹528位置的调节)，料斗驱动气缸527的缸体固定连接在料斗夹528的后侧，料斗驱动气缸527的气缸杆连接在料斗夹528前侧，料斗驱动气缸527的气缸杆伸缩带动料斗夹528开合，定位料斗529(焊接)固定在料斗夹528上，定位料斗529中间设有的分切面将定位料斗529分隔为两个分体，料斗夹528的开合面与定位料斗529的分切面相对设置。

工作原理：料斗驱动气缸527的气缸杆缩回，料斗夹528带动定位料斗529打开，驱动气缸523的气缸杆收缩，定位料斗529随滑块525向下运动至测温探头b以及取样探头c装钎侧，料斗驱动气缸527的气缸杆伸出，定位料斗529闭合，定位料斗529分上下两部分，上部分定位料斗的外形呈倒置的圆台形状，下部分定位料斗的外形呈圆台形状，下部分定位料斗的内侧面小径(指直径)与测温探头b以及取样探头c装钎侧的外径(指直径)相同，测温探头b和取样探头c装钎侧的内径相同，外径也相同，可以通用)，上部分定位料斗的内侧面小径(指直径)与测温探头b以及取样探头c装钎侧的内径(指直径)相同，定位料斗529闭合，使上部分定位料斗内侧面小径(指直径)与测温探头b以及取样探头c装钎侧的内径(指直径)同轴，机器人a抓取测温取样钎4伸入定位料斗529内并插入装钎侧的内径孔内(定位料斗529的小径与测温探头b以及取样探头c的内孔是同轴的，但是定位料斗529是锥形的，测温取样钎4不需要太准确定位，直接沿定位料斗529的大口径滑至定位料斗529的小径，实现定位，插入测温探头b以及取样探头c装钎侧的内径孔内)，驱动气缸523的气缸杆伸出，料斗夹528向上运动，可微调测温取样钎4的弯曲度，测温取样钎4是可以重复使用的，在多次使用过程中可能出现弯曲，料斗夹528可以对弯曲度较大的测温取样钎4进行调整。

具体实施方式七：如图6、图16所示，本实施方式是对具体实施方式四作出的进一步说明，所述翻转装置53包括翻转支架531、夹紧气缸532、气缸支座533、伸缩气缸534、翻转臂支座535、至少一个支撑杆536、压杆537及翻转臂538；

所述翻转臂支座535固定在翻转支架531上面，翻转臂538的一端与翻转臂支座535铰接，伸缩气缸534的气缸杆外端与翻转臂538铰接，气缸支座533固定在翻转支架531上面，伸缩气缸534的缸体一端与气缸支座533铰接，压杆537与夹紧气缸532的气缸杆外端连接，夹紧气缸532的缸体与所有的所述支撑杆536均固定在翻转臂538上。

具体实施方式八：如图1、图6、图17、图26、图27所示，本实施方式是对具体实施方式四或五作出的进一步说明，所述两个传动装置54均包括传动轴二543、两个轴座一541、两个支撑托542、两个摆杆545及两个料仓气缸544；

传动轴二543的两端(分别通过轴承)与两个轴座一541转动连接，两个轴座一541固定在料仓机架体518的前后两侧横梁上，两个支撑托542固定在传动轴二543上，摆杆545的一端固定在传动轴二543上，摆杆545的另一端与料仓气缸544的气缸杆外端铰接，料仓气缸544的缸体一端与料仓机架51连接，其中一个所述传动装置54的两个支撑托542用于支撑测温探头b，另一个所述传动装置54的两个支撑托542用于支撑取样探头c。

具体实施方式九：如图1、图19、图22、图25、图28、图29、图32所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述退卸装置6包括箱体61、取样桶挡板611、取样桶612、测温探头挡板613、限位挡板614、门板62、勾手气缸63、气缸支架631、勾手64、拉杆气缸65、两个卸料滑轨66、推板67、两个提升板68及多个喷头69，所述勾手64包括勾手固定座641、驱动勾爪642、联动杆643、从动勾爪644；

取样桶挡板611(焊接)固定在箱体61的左侧板外侧面上，取样桶挡板611的上端板设有多个开口槽，取样桶挡板611的下端板上设有多个固定孔，所述多个开口槽与多个固定孔一一对应，所述取样桶612固定在取样桶挡板611的固定孔内，门板62通过合页固定在箱体61上的左侧(门板62有限位作用，防止退卸完成的测温探头b倒出箱体61)，勾手固定座641和气缸支架631均固定在箱体61的上端板上，勾手气缸63的缸体与气缸支架631铰接，勾手气缸63的气缸杆外端与联动杆643一端铰接，所述联动杆643的另一端与驱动勾爪642的一端通过销轴一转动连接，所述驱动勾爪642的另一端与从动勾爪644通过销轴二转动连接，所述联动杆643及从动勾爪644分别通过销轴三与勾手固定座641转动连接，

所述拉杆气缸65竖直设置，拉杆气缸65的缸体一端固定在箱体61上端，拉杆气缸65的气缸杆外端与推板67连接，两个提升板68均固定在推板67上，两个卸料滑轨66并排且均竖直设置，且两个卸料滑轨66上下两端均固定在箱体61上，推板67与两个卸料滑轨66滑动连接，测温探头挡板613以及限位挡板614均(焊接)固定在箱体61上，限位挡板614可使测温探头b落入限位挡板614前侧的废料舱中。

所述测温探头挡板613包括测温探头挡板滑道6131及两个斜挡板6132，测温探头挡板滑道6131一侧焊接在箱体61内的箱体横梁615上，另一侧焊接在箱体61的右侧板内侧，两个斜挡板6132与箱体61的左侧板之间设有67°夹角，两个斜挡板6132焊接在滑道6131上，限位挡板614焊接在箱体61内的下底板上，所述多个喷头69安装在喷头座691上，喷头座691与箱体61左侧板内壁(通过螺纹)连接。

具体实施方式十：如图1、图6、图18、图30、图33所示，本实施方式是对具体实施方式五作出的进一步说明，每个所述拨动装置55均包括拨动电机553、链传动机构、传动杆551和四个坡桥杆552(该零件的作用是坡桥用的杆，坡桥是指破坏原有的稳固的桥类结构，使测温探头b及取样探头c顺利的向下落)552；每个所述传动杆551两端各安装有一个轴承，两个所述轴承均安装在拨动装置固定座515上，所述四个坡桥杆552与传动杆551垂直设置，且四个坡桥杆552与传动杆551螺纹连接，其中两个所述坡桥杆552伸入取样探头料仓511的拨动窗口516内，另两个所述坡桥杆552伸入测温探头料仓512的拨动窗口516内；拨动电机553驱动链传动机构转动，并由链传动机构带动两个所述传动杆551转动。

所述链传动机构包括链条554、主动链轮555、从动链轮556及过渡链轮557；设置在测温探头料仓512一侧的传动杆551的一端安装有过渡链轮557，设置在取样探头料仓511一侧的传动杆551的一端安装有从动链轮556，所述电机553固定在测温探头料仓512的斜侧壁的外侧面上，电机553的输出轴上安装有主动链轮555，所述主动链轮555、过渡链轮557及从动链轮556通过链条554连接。

本实用新型的工作原理：本实用新型提供一种自动测温取样装置，它可完成下列操作(如图1-图30所示)：

1.自动取测温取样钎4：机器人a转向工具架2，抓取装置3的传动件32靠近测温取样钎4，传动件回转电机31带动传动件32转动调整测温取样钎4的位置，传动件回转电机31转动，带动主动齿轮321转动，带动从动齿轮一332以及从动齿轮二323转动，从动齿轮二323将转动传递给从动齿轮三324，从动齿轮三324将转动传递给从动齿轮四325，从动齿轮一322、从动齿轮二323、从动齿轮四325通过各自的轮轴带动传动轮326转动，主动齿轮321与四个从动齿轮有相同的传动比，转速相同，主动齿轮321与四个从动齿轮配合保证三个传动轮326的转动方向一致，测温取样钎4夹紧在传动轮326的轮槽中(即夹紧在传动轮326与夹紧件34之间的轮槽中)，随传动轮326一起运动。夹紧件回转电机33转动带动夹紧件34开合，并将测温取样钎4夹紧，机器人a带动夹紧件34(夹紧件34与传动件32闭合，夹紧的是测温取样钎4)上的测温取样钎4退出工具架2，旋转一定的角度插入高温炉内，由电气设备控制机器人a取出时间，根据实际的测量需要设定时间后取出炉外。

2.取样探头c的退卸：机器人a带动取出的测温取样钎4转向箱体61左侧(如图19)，调整一定的角度使取样探头c向下，将测温取样钎4伸入取样桶挡板611的开口槽内，机器人a向上移动，将测温取样钎4和取样探头c分离(二者通过摩擦力紧密连接，机器人a抓紧测温取样钎4向上，取样探头c下端直径大于取样桶挡板611的上端板多个开口槽的直径，被取样桶挡板611挡下落入取样桶612中)，取样探头c落入取样桶612中，完成取样探头c的退卸。

3.测温探头b的退卸：机器人a带动取出的测温取样钎4转向箱体61左后方，调整一定的角度使测温探头b向下，勾手气缸63收缩，勾手64张开(见图27)，机器人a控制测温取样钎4垂直通过门板62，伸入张开的勾手64中，门板62自锁。

所述门板62包括小门板支座621、小门板限位板622、小门板623、大门板624、大门板限位板625及大门板固定座626；所述小门板支座621焊接在箱体61内部梁上，小门板合页一片固定在小门板支座621与小门板限位板622之间，另一片连接小门板623，小门板限位板622限制小门板623只能向箱体61内部打开；大门板固定座626焊接在箱体61的左侧板内部，大门板合页一片固定在大门板固定座626与大门板限位板625之间，另一片连接大门板624，大门板限位板625限制大门板624只能向箱体61内部打开。电气控制机器人a将从炉内取出的测温工具(测温工具的测温探头b和测温钎还连接在一起，通过本装置将测温探头b与测温钎分离)进入门板62，合页回转，带动小门板623和大门板624关闭，小门板限位板622和大门板限位板625控制小门板623和大门板624无法向箱体61外侧开放，避免测温工具向箱体61外侧倒出。

勾手气缸63伸长，勾手64夹紧测温探头b，机器人a带动测温取样钎4向上移动，将测温取样钎4和测温探头b分离，勾手气缸63收缩带动勾手64张开，测温探头b落入测温探头挡板613中，喷头69控制测温探头b沿测温探头挡板613向右侧倾倒至提升板68上(机器人a夹住测温工具(测温工具的测温探头b和测温钎还连接在一起，通过本装置将测温探头b与测温钎分离)通过门板62进入箱体61的测温钎拆卸位置，勾手气缸63的气缸杆伸长，驱动驱动勾爪642和从动勾爪644闭合，夹紧所述测温工具，机器人a带动测温钎向上拔，与测温探头b分离，勾手气缸63的气缸杆收缩，驱动勾爪642和从动勾爪644打开，测温探头b落入测温探头挡板613上，喷头69喷气，测温探头b随气流倒向提升板68上)，拉杆气缸65的气缸杆收缩带动推板67沿滑轨66向上移动，直至提升板68与限位挡板614上端的倾斜面相连(如图22，提升板68是倾斜，限位挡板614上部分有一段倾斜的部分，提升板68与限位挡板614上部的倾斜角度是一致的，提升板68最终与限位挡板614的倾斜部分达到同一直线)，测温探头b沿限位挡板614的倾斜面滑入箱体61内，完成测温探头b的退卸。

4.测温取样探头的安装：测温探头b和取样探头c分装在料仓机架51的取样探头料仓511和测温探头料仓512中，拨动装置55在拨动电机553带动下转动，使两个探头(指测温探头b和取样探头c)落入支撑托542上，支撑托542在料仓气缸544的带动下随传动轴二543旋转90°，所述两个探头沿导向杆519滑入支撑杆536上，夹紧气缸532驱动压杆537夹紧两个探头，伸缩气缸534的气缸杆伸长使翻转臂538带动探头垂直。料斗夹528在料斗驱动气缸527的作用下沿对中滑道524下滑至两个探头上端，通过调节支架526调整定位料斗529(调节支架526与滑块525固定连接，如图15所示，调节支架526上装有拉伸弹簧5262，拉伸弹簧5262与料斗夹528下端设有的支座连接，可通过拧紧放松拉伸弹簧5262两端的螺柱5261，实现微调料斗夹528的位置)与两个探头对中，料斗驱动气缸527控制料斗夹528夹紧，机器人a竖直将测温取样钎4插入定位料斗529中，安装紧密后，料斗夹528向上运动，对部分弯曲测温取样钎4进行矫正，定位料斗529张开由机器人a取走安装好的测温取样钎4，放入工具架2上备用。