本發(fā)明涉及鋼渣處理機(jī)器裝置，特別涉及一種用于在鋼水中撈渣的多自由度可折疊撈渣裝置及其方法。

背景技術(shù)：

1、電爐在熔煉過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的浮渣，漂浮凝結(jié)于鐵水表面，如果不將此渣去除將影響鑄鐵質(zhì)量。傳統(tǒng)的作業(yè)是穿上防護(hù)護(hù)具，站在爐口，用長(zhǎng)鐵叉往爐外挑渣，在此過(guò)程中勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全隱患大、工作效率低且鐵水損耗多。近年來(lái)出現(xiàn)的撈渣機(jī)緩解了工人的工作強(qiáng)度，提高了熔煉效率。

2、撈渣機(jī)通過(guò)快速、連續(xù)地清除浮渣，縮短煉鋼周期，提高生產(chǎn)效率。由于其無(wú)需工人近距離操作，速度快，一次撈渣多的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于大型熔煉爐撈渣領(lǐng)域。例如，青州晨泰機(jī)械設(shè)備公司的雙軸合抱式撈渣機(jī)，主要機(jī)構(gòu)為合抱式抓手總成和和運(yùn)行機(jī)構(gòu)，該抓手總成可實(shí)現(xiàn)圓周式撈渣。但是該撈渣機(jī)需安裝在水平地面上且無(wú)法折疊等問(wèn)題導(dǎo)致其非工作時(shí)間占用大量空間，且當(dāng)移動(dòng)撈爪時(shí)其大臂及小臂都要相應(yīng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致其運(yùn)行機(jī)構(gòu)的操控性降低；江蘇港豐機(jī)械鑄造公司的一種撈渣機(jī)，主要機(jī)構(gòu)為伸縮運(yùn)行機(jī)構(gòu)和多個(gè)撈渣爪，但即使有兩個(gè)撈爪撈渣也無(wú)法一次撈盡鐵水罐中浮渣，而多次的伸縮機(jī)構(gòu)運(yùn)行會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間；金升汽車配件公司的一種鐵水撈渣機(jī)，該撈渣機(jī)的撈渣的水平位置移動(dòng)主要依靠其在工作臺(tái)上的移動(dòng)底座進(jìn)行，該撈渣占地面積較大，對(duì)于圓柱狀鐵水罐無(wú)法一次撈盡浮渣，效率較低。

3、由此可知，現(xiàn)有的撈渣機(jī)的驅(qū)動(dòng)形式主要為液壓驅(qū)動(dòng)，控制方式多為手工或遙控控制，大多數(shù)的撈渣機(jī)只適用于開(kāi)闊的熔煉場(chǎng)所，對(duì)于機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在的障礙及撈渣后機(jī)械臂的折疊回收問(wèn)題仍然需要完善。另外，多數(shù)撈渣機(jī)撈爪小，質(zhì)量輕，無(wú)法一次撈取大量浮渣。因此，本發(fā)明提出一種用于在鋼水中撈渣的多自由度可折疊撈渣裝置及其方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于在鋼水中撈渣的多自由度可折疊撈渣裝置及其方法，通過(guò)回轉(zhuǎn)底座單元與水平伸縮臂單元構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副、水平伸縮臂單元與豎直伸縮臂單元構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副、兩個(gè)撈爪之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)副、用于水平伸縮臂單元伸縮的移動(dòng)副和用于豎直伸縮臂單元伸縮的移動(dòng)副來(lái)?yè)迫「哂诘孛鏀?shù)米的鐵水罐中的浮渣并將浮渣傾倒于數(shù)米外的渣罐中，從而實(shí)現(xiàn)撈渣工作，具有靈活度高、工作范圍廣和承載力大等優(yōu)點(diǎn)。

2、本發(fā)明提供了一種用于在鋼水中撈渣的多自由度可折疊撈渣裝置，其包括豎直伸縮臂單元、水平伸縮臂單元、回轉(zhuǎn)底座單元和撈爪單元。所述豎直伸縮臂單元，其包括豎直臂伸縮座、豎直臂伸縮驅(qū)動(dòng)模塊、豎直臂滾珠絲桿和豎直臂直線導(dǎo)軌，所述豎直臂伸縮驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端和所述豎直臂滾珠絲桿的驅(qū)動(dòng)端連接，所述豎直臂滾珠絲桿和所述豎直臂直線導(dǎo)軌的兩端分別與所述豎直臂伸縮座的第一安裝端和第二安裝端連接，所述豎直臂伸縮驅(qū)動(dòng)模塊的安裝端和所述豎直臂伸縮座的第三安裝端連接；

3、所述水平伸縮臂單元，其包括斜拉支撐、水平臂外框、工字鋼水平臂、斜拉滾珠絲桿、斜拉直線導(dǎo)軌、斜拉支撐驅(qū)動(dòng)模塊、水平臂伸縮齒條、工字鋼導(dǎo)輪和水平臂伸縮驅(qū)動(dòng)裝模塊，所述斜拉支撐的第一安裝端和所述豎直臂伸縮座的第四安裝端連接，所述斜拉支撐的第二安裝端的第一側(cè)和第二側(cè)分別通過(guò)斜拉支撐固定塊與所述斜拉滾珠絲桿的絲母端和所述斜拉直線導(dǎo)軌的滑塊端連接，所述斜拉滾珠絲桿的驅(qū)動(dòng)端和所述斜拉支撐驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接，所述斜拉滾珠絲桿的安裝端和所述斜拉直線導(dǎo)軌的安裝端分別與所述水平臂外框的第一固定端和第二固定端連接，所述工字鋼水平臂的第一安裝端和所述轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的第一安裝端連接，所述工字鋼水平臂的第二安裝端通過(guò)工字鋼導(dǎo)輪和所述水平臂外框的連接端連接，所述工字鋼水平臂的第三安裝端和所述水平臂伸縮齒條的安裝端連接，所述水平臂伸縮齒條的活動(dòng)端通過(guò)齒輪和所述水平臂伸縮驅(qū)動(dòng)裝模塊的輸出端連接；

4、所述撈爪單元，其包括豎直伸縮臂外殼、撈爪、撈爪主驅(qū)動(dòng)桿、撈爪從驅(qū)動(dòng)桿、撈爪主驅(qū)動(dòng)齒輪、撈爪從驅(qū)動(dòng)齒輪和撈爪驅(qū)動(dòng)模塊，所述撈爪，其包括第一撈爪和第二撈爪，所述第一撈爪和所述第二撈爪的安裝端分別與所述撈爪主驅(qū)動(dòng)桿和所述撈爪從驅(qū)動(dòng)桿的第一端連接，所述撈爪主驅(qū)動(dòng)桿和所述撈爪從驅(qū)動(dòng)桿的第二端分別與所述撈爪主驅(qū)動(dòng)齒輪和所述撈爪從驅(qū)動(dòng)齒輪的固定端連接，所述撈爪主驅(qū)動(dòng)桿的第三端和所述撈爪驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接，所述撈爪驅(qū)動(dòng)模塊的固定端和所述豎直伸縮臂外殼的第一安裝端連接，所述豎直伸縮臂外殼的第二安裝端和第三安裝端分別與所述豎直臂滾珠絲桿的絲母端和所述豎直臂直線導(dǎo)軌的滑塊端連接。

5、可優(yōu)選的是，所述回轉(zhuǎn)底座單元，其包括操作平臺(tái)、固定法蘭筒、回轉(zhuǎn)底座驅(qū)動(dòng)模塊和轉(zhuǎn)盤(pán)軸承，所述固定法蘭筒的第一安裝端和所述操作平臺(tái)連接，所述固定法蘭筒的第二安裝端和所述轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的第二安裝端連接，所述轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的驅(qū)動(dòng)端和所述回轉(zhuǎn)底座驅(qū)動(dòng)模塊連接。

6、可優(yōu)選的是，在所述水平伸縮臂單元中，所述水平臂外框?yàn)橛删毓芎附映傻拈L(zhǎng)方體，所述工字鋼導(dǎo)輪的數(shù)量為兩個(gè)，分別位于所述水平臂外框上端的中部和下端的側(cè)部。

7、可優(yōu)選的是，在所述撈爪單元中，所述撈爪主驅(qū)動(dòng)桿和所述撈爪從驅(qū)動(dòng)桿的固定端分別通過(guò)豎直臂滾動(dòng)軸承與所述豎直伸縮臂外殼的第一固定端和

8、第二固定端連接，所述豎直伸縮臂外殼的第四安裝端設(shè)有蓋板所述蓋板上設(shè)有小蓋板。

9、可優(yōu)選的是，在所述水平伸縮臂單元中，所述豎直臂伸縮座和所述水平臂外框的連接處設(shè)有銷軸。

10、可優(yōu)選的是，所述豎直臂伸縮座和所述豎直伸縮臂外殼組成移動(dòng)副，所述豎直臂伸縮座和所述水平臂外框組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，所述水平臂外框和所述工字鋼水平臂組成移動(dòng)副，所述工字鋼水平臂和所述固定法蘭筒組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。

11、本發(fā)明的另外一方面，提供一種用于在鋼水中撈渣的多自由度可折疊撈渣裝置的撈渣方法，其包括以下步驟：

12、s1、啟動(dòng)撈渣裝置，使其從非工作狀態(tài)轉(zhuǎn)化為工作狀態(tài)，進(jìn)入撈渣狀態(tài)，通過(guò)與所述斜拉支撐驅(qū)動(dòng)模塊連接的斜拉支撐，利用所述斜拉直線導(dǎo)軌和所述斜拉支撐驅(qū)動(dòng)模塊使所述豎直伸縮臂單元中的豎直臂伸縮座繞著水平伸縮臂單元中與所述水平伸縮臂外框連接的銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°展開(kāi)，首先根據(jù)鐵水罐的中心位置，啟動(dòng)所述水平臂伸縮驅(qū)動(dòng)模塊，使與所述水平臂伸縮齒條連接的工字鋼水平臂相對(duì)所述水平臂外框移動(dòng)，直至撈爪單元的中心到達(dá)鐵水罐的中心位置，此時(shí)啟動(dòng)所述撈爪驅(qū)動(dòng)模塊，使所述第一撈爪和所述第二撈爪從非工作狀態(tài)呈180°的位置各自繞著所述撈爪主驅(qū)動(dòng)桿和所述撈爪從驅(qū)動(dòng)桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°至所述第一撈爪和所述第二撈爪貼合達(dá)到第一工作位置后，接著啟動(dòng)所述豎直臂伸縮驅(qū)動(dòng)模塊，使撈爪進(jìn)入到鐵水罐中，最后啟動(dòng)撈爪驅(qū)動(dòng)模塊，使分別與所述撈爪主驅(qū)動(dòng)桿和所述撈爪從驅(qū)動(dòng)桿連接的第一撈爪和第二撈爪進(jìn)行圓周式撈取，此時(shí)所述第一撈爪和所述第二撈爪從貼合位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)展開(kāi)至180°達(dá)到第二工作位置后，所述第一撈爪和所述第二撈爪并繼續(xù)繞著所述撈爪主驅(qū)動(dòng)桿和所述撈爪從驅(qū)動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)至貼合達(dá)到第三工作位置，從而完成一次撈渣。

13、s2、進(jìn)入倒渣狀態(tài)，啟動(dòng)豎直臂伸縮驅(qū)動(dòng)模塊，通過(guò)豎直臂滾珠絲桿和豎直臂直線導(dǎo)軌將撈爪從鐵水罐中取出，啟動(dòng)回轉(zhuǎn)底座驅(qū)動(dòng)模塊，使水平伸縮臂單元繞著轉(zhuǎn)盤(pán)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，并啟動(dòng)水平臂伸縮驅(qū)動(dòng)模塊，使與水平臂伸縮齒條連接的工字鋼水平臂相對(duì)水平臂外框移動(dòng)，直至撈爪單元的中心到達(dá)渣罐的中心位置，啟動(dòng)撈爪驅(qū)動(dòng)模塊，使分別與撈爪主驅(qū)動(dòng)桿和撈爪從驅(qū)動(dòng)桿連接的第一撈爪和第二撈爪重復(fù)張開(kāi)閉合動(dòng)作，從而將浮渣倒入渣罐。

14、可優(yōu)選的是，所述撈渣裝置的非工作狀態(tài)為：所述豎直伸縮臂單元中的豎直臂伸縮座和所述水平伸縮臂單元中的水平臂外框平行，第一撈爪和第二撈爪的相對(duì)角度為180°，同時(shí)水平伸縮臂單元中水平臂外框和工字鋼水平臂的相對(duì)距離最短；所述撈渣裝置的工作狀態(tài)，其包括撈渣狀態(tài)和倒渣狀態(tài)。

15、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

16、1.本發(fā)明的相對(duì)回轉(zhuǎn)撈爪，使得撈渣機(jī)可以進(jìn)行圓周式撈取，該種方式適用圓柱式鐵水罐，撈爪尺寸與鐵水罐內(nèi)壁半徑相近時(shí)可一次撈出全部浮渣，避免多次撈渣損耗鐵水。一對(duì)相對(duì)回轉(zhuǎn)撈爪掃過(guò)鐵水罐表面，將一個(gè)以撈爪長(zhǎng)度為半徑的圓面積內(nèi)的浮渣全部撈出，從而提高撈渣效率。

17、2.本發(fā)明的撈爪驅(qū)動(dòng)裝置布置于水平臂上部，其他裝置的驅(qū)動(dòng)裝置等脆弱部件也布置在遠(yuǎn)離高溫電爐位置，使得高溫?zé)o法對(duì)電子器件造成損傷。

18、3.本發(fā)明整體布置在廠房離地平臺(tái)上，通過(guò)水平伸縮的長(zhǎng)橫臂來(lái)適應(yīng)不同回轉(zhuǎn)半徑的罐體位置及可能存在的立柱。通過(guò)豎直伸縮的豎直臂控制撈爪進(jìn)出鐵水罐，通過(guò)斜拉支撐控制豎直臂的折疊，減小非工作時(shí)間的占用的空間，且撈渣機(jī)豎直伸縮臂可折疊，使得撈渣機(jī)在非工作時(shí)間進(jìn)一步節(jié)省空間。

19、4.本發(fā)明的豎直伸縮臂單元和水平伸縮臂單元的運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)，同時(shí)通過(guò)回轉(zhuǎn)底座單元的轉(zhuǎn)盤(pán)軸承控制撈渣裝置的整體回轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)撈渣裝置的大范圍工作，撈渣裝置的多自由運(yùn)動(dòng)，使得撈渣裝置中撈爪伸縮靈活，適用于苛刻環(huán)境。