專利名稱：高溫智能機械手、控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動化機械，特別是涉及一種高溫智能機械手、控制系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
化工行業(yè)中，在天然氣裂變乙炔工序時，在超高溫?zé)Y(jié)區(qū)內(nèi)會形成碳化物，需要進行定時清理工作，目前還沿用傳統(tǒng)的人工操作的方式進行。因此，存在如下缺點:
1.工人勞動強度大，需多個工人多班倒。如果增大產(chǎn)量，相應(yīng)設(shè)備就會增加，人根本就操作不了，原因是太重，人的負(fù)荷承載不起。2.如采用國外設(shè)備，其設(shè)備體積龐大，安裝空間大，設(shè)備內(nèi)部氣缸容易壞。3.設(shè)備內(nèi)部溫度高、環(huán)境臟，工作環(huán)境相當(dāng)惡劣，工人長時間在這種環(huán)境中工作，會影響身體的健康。4.由于工人經(jīng)驗、技術(shù)的不一致，從而導(dǎo)致生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量的不穩(wěn)定。5.人工勞作具有局限性，人的力量是有限的，企業(yè)發(fā)展進行擴大生產(chǎn)，人員就不能在擴大生產(chǎn)的設(shè)備上作業(yè)。如化工行業(yè)天然氣裂變乙炔爐從7500噸擴大到15000噸時，人的力量就達(dá)不到要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的一個目的就是提供一種高溫智能機械手，從而代替人工勞動，解決人工操作存在的問題。

本發(fā)明的另一個目的就是提供一種高溫智能機械手的控制系統(tǒng)。本發(fā)明還有一個目的就是提供一種高溫智能機械手的控制方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種高溫智能機械手，包括機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設(shè)置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設(shè)置刮刀。進一步，所述刮刀為六棱柱。進一步，所述高溫智能機械手采用PLC控制器進行控制。一種高溫智能機械手的控制系統(tǒng)，包括手搖脈沖發(fā)生器、PLC控制器、伺服驅(qū)動器、機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設(shè)置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設(shè)置刮刀，手搖脈沖發(fā)生器與PLC控制器連接，PLC控制器通過伺服驅(qū)動器控制三個伺服電機。
一種高溫智能機械手的控制方法，根據(jù)需要的刮刀運動軌跡，使用手搖脈
沖發(fā)生器進行采點，并記憶在PLC控制器中；PLC控制器通過伺服驅(qū)動器控制三個伺服電機運動，伺服電機驅(qū)動伺服缸伸縮；三個伺服缸通過鉸鏈座帶動傳動桿，傳動桿帶動刮桿按照設(shè)定軌跡進行運動。本發(fā)明的優(yōu)點在于:結(jié)構(gòu)簡單，體積小，安裝拆卸方便，操作簡便，能完全代替工人進行超高溫?zé)Y(jié)區(qū)定時清除碳化物的工作，并且機械自動化操作，生產(chǎn)產(chǎn)量、質(zhì)量穩(wěn)定，降低了工人勞動強度，提高了工作效率。


圖1為發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，一種高溫智能機械手，包括機架1、伺服電機2、伺服缸3、鉸鏈座4、傳動桿5、刮桿6和立架7，機架I上鉸接三個伺服電機2，兩個水平設(shè)置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機2連線的垂直中分線下方，三個伺服電機2分別連接一個伺服缸3，三個伺服缸3的伸縮端球鉸接在鉸鏈座4上，傳動桿5 —端與鉸鏈座4固連，另一端穿過立架7與刮桿6中部鉸接，傳動桿5與立架7的接觸點球鉸接，刮桿6下端與立架7球鉸接，上端設(shè)置六棱柱形的刮刀8。所述高溫智能機械手采用PLC控制器進行控制。整個設(shè)備底部安裝萬向輪(圖中未畫出)，方便移動定位。刮桿6和傳動桿5采用特殊材料制成，使之在高溫1200攝氏度區(qū)域內(nèi)短時間工作不熔化、不變形、不折斷，刮桿6和傳動桿5的摩擦部位不因高溫氧化而增加運動阻力。三個伺服缸3的固定端成三角形分開固定在機架I上，另一端(伸縮端)連接在同一點上(即鉸鏈座4上)。它的連接方式?jīng)Q定了與傳統(tǒng)方式的三維聯(lián)動的區(qū)別。傳統(tǒng)方式一般為一個驅(qū)動控制一個軸向，即X向運動由X向伺服缸運動即可完成，Y向運動由Y向伺服缸運動即可完成，Z向運動由Z向伺服缸運動即可完成。而本發(fā)明的連接方式，作X向運動必須由三個伺服缸聯(lián)動才能完成，同樣，Y向和Z向也是這樣。它的優(yōu)點在于:1.從空間的一點運動到另一點速度快，節(jié)省時間。2.運動過程中保持較大的力矩(三個伺服電機同時受力)。如圖2所示，一種高溫智能機械手的控制系統(tǒng)，包括手搖脈沖發(fā)生器、PLC控制器、伺服驅(qū)動器、機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設(shè)置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設(shè)置刮刀，手搖脈沖發(fā)生器與PLC控制器連接，PLC控制器通過伺服驅(qū)動器控制三個伺服電機，伺服電機控制伺服缸的伸縮，伺服缸帶動傳動桿，傳動桿帶動刮桿按照設(shè)定軌跡進行運動,清除六邊形爐體內(nèi)的積碳。為了控制更加方便還可以采用觸摸屏控制PLC控制器。采用手搖脈沖發(fā)生器使得運動軌跡設(shè)定方便，不需要專業(yè)編程人員就能更改軟件來設(shè)定運動軌
跡；運動軌跡修正方便，當(dāng)某一點的運動軌跡需要修正時，只需重新采集那一點即可。機械手運行過程中，在運動軌跡的某一點遇到障礙時，刮桿會受力。當(dāng)受力越來越大，達(dá)到一定值時，本系統(tǒng)具有安全避讓功能，即停止繼續(xù)軌跡運行，返回原點，間隔幾秒后，系統(tǒng)再次啟動，從逆向運行軌跡，如此反復(fù)。它的優(yōu)點在于:1.系統(tǒng)不會因過載而癱瘓，使之造成經(jīng)濟損失；2.不會因受力過大，使設(shè)備本身受損；3.不會因受力過大，使工作崗位中的設(shè)備受損；4.倘若設(shè)備出現(xiàn)過載等故障，系統(tǒng)自動報警(可遠(yuǎn)程報警)?！N高溫智能機械手的控制方法，根據(jù)需要的刮刀運動軌跡，使用手搖脈沖發(fā)生器進行采點，并記憶在PLC控制器中；PLC控制器通過伺服驅(qū)動器控制三個伺服電機運動，伺服電機驅(qū)動伺服缸伸縮；三個伺服缸通過鉸鏈座帶動傳動桿，傳動桿帶動刮桿按照設(shè)定軌跡進行運動，清除六邊形爐體內(nèi)的積碳。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高溫智能機械手，其特征在于:包括機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設(shè)置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設(shè)置刮刀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫智能機械手，其特征在于:所述刮刀為六棱柱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫智能機械手，其特征在于:所述高溫智能機械手采用PLC控制器進行控制。
4.一種高溫智能機械手的控制系統(tǒng)，其特征在于:包括手搖脈沖發(fā)生器、PLC控制器、伺服驅(qū)動器、機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設(shè)置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設(shè)置刮刀，手搖脈沖發(fā)生器與PLC控制器連接，PLC控制器通過伺服驅(qū)動器控制三個伺服電機。
5.一種高溫智能機械手的控制方法，其特征在于:根據(jù)需要的刮刀運動軌跡，使用手搖脈沖發(fā)生器進行采點，并記憶在PLC控制器中；PLC控制器通過伺服驅(qū)動器控制三個伺服電機運動，伺服電機驅(qū)動伺服缸伸縮；三個伺服缸通過鉸鏈座帶動傳動桿，傳動桿帶動刮桿按照設(shè)定軌跡進行運動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高溫智能機械手、控制系統(tǒng)及控制方法，包括機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設(shè)置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設(shè)置刮刀。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積小，安裝拆卸方便，操作簡便，能完全代替工人進行超高溫?zé)Y(jié)區(qū)定時清除碳化物的工作，并且機械自動化操作，生產(chǎn)產(chǎn)量、質(zhì)量穩(wěn)定，降低了工人勞動強度，提高了工作效率。
文檔編號F27D25/00GK103144117SQ20131009522
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者茍渝路, 冷紅, 李衛(wèi), 錢睿 申請人:成都航天烽火精密機電有限公司