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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410717003.7 (22)申请日 2014.12.01 C23C 2/00(2006.01) (71)申请人 燕山大学 地址 066004 河北省秦皇岛市海港区河北大 街西段 438 号 (72)发明人 赵铁石 高佳伟 李二伟 宋晓鑫 (74)专利代理机构 石家庄一诚知识产权事务所 13116 代理人 李合印 (54) 发明名称 一种高温清渣捞渣装置 (57) 摘要 一种高温清渣捞渣装置， 其包括工作台架、 具 有运动隔热装置的定位机构、 龙门式锅盖提升机 构及视觉监测系统、 折叠式清渣捞渣机械手， 所述 工作台架为凵形框架结。
2、构， 固定在地面上 ； 所述 具有运动隔热装置中的纵向移动小车通过滚轮与 工作台架上的纵向滚轮导轨相配合， 横向移动小 车设在上述纵向移动小车内， 该横向移动小车上 设有与电机相连的机械臂和捞渣机械手， 在工作 台架上靠近锌锅的位置设有龙门架式锅盖提升装 置。 本发明结构简单、 占用空间高度小、 易于控制， 能够同时完成锌壳的打散和渣滓的收集。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104451495 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104451495 A 1/2 。
3、页 2 1.一种高温清渣捞渣装置， 其特征在于 ： 其工作台架为凵形框架结构， 通过若干个支 柱固定在地面上， 具有运动隔热装置的定位机构置于设在与工作台架固连的导轨座上的纵 向滚轮导轨上， 龙门式锅盖提升机构及视觉监测系统固定在工作台架靠近锌锅的位置， 折 叠式清渣捞渣机械手设在具有运动隔热装置的定位机构的横向移动小车上。 2.根据权利要求 1 所述的一种高温清渣捞渣装置， 其特征在于 ： 所述具有运动隔热装 置的定位机构包括纵向滚轮导轨、 横向滚轮导轨、 纵向移动小车和横向移动小车， 其中纵向 滚轮导轨设在与工作台架固连的导轨座上， 所述纵向移动小车由两个 L 型矩形型钢、 挡头 和滚轮构。
4、成， 两个 L 型矩形型钢相对设置， 构成纵向移动小车的车壁， 其两端分别固定在箱 体式挡头的底板上， 该箱体式挡头的侧面挡板的中间各设有一个排风孔， 在该箱体式挡头 的底板下各设有四个滚轮， 该滚轮与上述纵向滚轮导轨相配合， 两部纵向驱动电机分别固 定在纵向移动小车内的两端， 电机轴与设在上述侧面挡板外侧的齿轮直接相连， 该齿轮与 固定在上述滚轮导轨的一侧的齿条相啮合， 该纵向移动小车上设有盖板 ； 在纵向移动小车 一侧的车壁上设有风道， 该风道上面两端各设有一个进风口， 其中间设有 2-3 个出风口 ； 横 向移动小车固定在上述纵向移动小车的中间， 在该横向移动小车的两侧各设有风琴罩， 该。
5、 风琴罩的一端分别固定在横向移动小车的的侧壁上， 该风琴罩的另一端固定在设在上述箱 体式挡头内的挡块上， 在横向移动小车的另外两个侧壁外上分别设有两侧相对应的两对滚 轮， 在同一侧的两对滚轮中， 靠内侧的一对滚轮的位置高于靠外侧的一对滚轮， 在上述风琴 罩两侧的纵向移动小车车壁上设有横向轮导轨， 在该横向轮导轨上面设有与其平行的上导 轨， 该横向轮导轨与位置在下的一对滚轮啮合， 上导轨位于位置在上的一对滚轮上面， 并与 之啮合 ； 横向驱动电机固定在横向移动小车内， 该驱动电 机的电机轴与设在风道一侧的横 向移动小车侧壁外的齿轮相连， 该齿轮与设在上述上导轨上面的齿条相啮合， 齿轮和齿条 的相。
6、对运动使横向移动小车来回移动。 3.根据权利要求 1 或 2 所述的一种高温清渣捞渣装置， 其特征在于 ： 所述折叠式清渣 捞渣机械手包括电机、 机械臂、 捞渣机械手、 中间连接轴和轴承座， 两个伺服电机固定在横 向移动小车内一侧， 一个电机与设在横向移动小车内的轴承座相连， 控制机械臂的方向， 另 一个电机与机械臂的中间连接轴连接， 中间连接轴与机械臂通过法兰连接， 该机械臂设在 横向移动小车的底部外 ； 另外两个伺服电机固定在横向移动小车内的另一侧， 一个电机与 设在横向移动小车内的轴承座相连， 另一个电机与机械手的中间连接轴连接， 该中间连接 轴与捞渣机械手相连， 该捞渣机械手设在横向移。
7、动小车外。 4.根据权利要求 1、 2 或 3 所述的一种高温清渣捞渣装置， 其特征在于 ： 所述龙门式锅 盖提升机构包括龙门架、 配重、 钢丝绳、 定滑轮、 螺旋千斤顶和电机， 龙门架固定在工作台架 上靠近锌锅的位置， 该龙门架由四根圆形型钢作为立柱， 两根工字钢作为横梁， 横梁两端上 下分别与两个连接板固连， 形成一个框架， 该框架的四个角分别与上述四根立柱连接， 在横 梁其中一端和中间两侧梁壁上分别设有一个定滑轮， 在和上述横梁同一端的以及下连接板 中间也设有一个滑轮， 在上述两个横梁中间的内侧设有一个连接板， 一个定滑轮固定在该 连接板上， 该定滑轮与上述中间连接板上的两个定滑轮呈三角。
8、形布置 ； 龙门架一侧的立柱 上设有配重， 该配重两端设有导轮， 三根钢丝绳的一端分别固定在锌锅锅盖上呈三角形布 置的三个吊耳上， 其中与横梁中间两侧的两个定滑轮相对应的吊耳上的两根钢丝绳的另一 端分别穿过横梁中间和一端的定滑轮后， 固定在配重两边的吊耳上， 另一根钢丝绳的另一 权 利 要 求 书 CN 104451495 A 2 2/2 页 3 端分别穿过上述设在横梁内连接 板上和一端连接板中间的定滑轮， 固定在上述配重中间 的吊耳上 ； 在设有配重一侧的工作台架上设有支撑座， 支撑座上设有电机和螺旋千斤顶， 该 电机的输出轴与螺旋千斤顶连接， 该升降机的输出轴与配重连接， 所述视觉监测系统。
9、中的 两个工业相机分别设在上述横梁两端的下连接板上， 两个工业相机斜着相对放置。 权 利 要 求 书 CN 104451495 A 3 1/4 页 4 一种高温清渣捞渣装置 技术领域 0001 本发明涉及一种高温清渣捞渣装置。 背景技术 0002 镀锌板具有良好的外观及防护性能， 广泛应用于建筑业、 轻工业、 汽车、 农牧渔业 及商业等各行业。 目前国内几个主要钢厂生产厂家如鞍钢、 宝钢、 武钢等已经具有成熟的镀 锌生产线。 但是在镀锌生产线加工过程中， 当铝锌锅处于保温状态时， 随着液面温度降低锅 沿附近会产生结晶状结壳， 此外， 由于结壳会导致锌液在局部形成涡流， 涡流产生的热量降 低还会。
10、导致感应锌锅的熔锌能力的降低， 严重影响薄规格厚镀层产品的生产效率。铝锌锅 在等待位时锅沿距房顶的高度有限 , 锅内液体温度 650左右， 铝锌锅附近的温度较高， 如 果由工人进行锌壳打散捞渣等工作， 一方面工作空间狭小， 不易操作， 另一方面环境恶劣， 劳动强度大， 对工人身体危害大。 0003 现有清渣捞渣装置的占地空间比较大， 如发明专利 CN102528012A 提出了一种锌 锅锌液捞渣机械手的传动装置， 该发明采用气缸式曲柄连杆机构实现装置的运动， 但该发 明采用气压驱动方式， 占用空间， 应用温度较低 ； 发明专利 CN101787506A 提出了一种用于 镀锌线锌锅内锌渣的清除装。
11、置， 此发明装置利用齿轮齿条机构驱动两撮箕形捞渣斗， 装置 的安装空间高度较大。实用新型专利 CN202715820U 提出了一种渣耙回转式捞渣机器， 该专 利能实现对铁水、 钢水表面漂浮渣滓的收集清理， 不能将渣滓进行打散处理， 功能单一。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种占用空间小、 能自动将锌壳打散， 并将打散的锌渣收 集的高温清渣捞渣装置。 0005 本发明的技术方案如下 ： 0006 本发明主要包括工作台架、 具有运动隔热装置的定位机构、 龙门式锅盖提升机构 及视觉监测系统、 折叠式清渣捞渣机械手。 0007 所述工作台架为凵形框架结构， 通过若干个支柱固定在地面上。 0。
12、008 所述具有运动隔热装置的定位机构包括纵向滚轮导轨、 横向滚轮导轨、 纵向移动 小车和横向移动小车， 其中纵向滚轮导轨设在与工作台架固连的导轨座上， 所述纵向移动 小车由两个 L 型矩形型钢、 挡头和滚轮构成， 两个 L 型矩形型钢相对设置， 构成纵向移动小 车的车壁， 其两端分别固定在箱体式挡头的底板上， 该箱体式挡头的侧面挡板的中间各设 有一个排风孔， 在该箱体式挡头的底板下各设有四个滚轮， 该滚轮与纵向滚轮导轨相配合， 两部纵向驱动电机分别固定在纵向移动小车内的两端， 电机轴与设在上述侧面挡板外侧的 齿轮直接相连， 该齿轮与固定在上述滚轮导轨的一侧的齿条箱啮合， 该纵向移动小车上设 。
13、有盖板。 在纵向移动小车一侧的车壁上设有风道， 该风道上面两端各设有一个进风口， 其中 间设有 2-3 个出风口， 可以对里面的电气、 机械元件进行冷却降温。横向移动小车固定在 上述纵向移动小车的中间， 在该横向移动小车的两侧各设有风琴罩， 该风琴罩的一端分别 说 明 书 CN 104451495 A 4 2/4 页 5 固定在横向移动小车的的侧壁上， 该风琴罩的另一端固定在设在上述箱体式挡头内的挡块 上， 在横向移动小车的另外两个侧壁外上分别设有两侧相对应的两对滚轮， 在同一侧的两 对滚轮中， 靠内侧的一对滚轮的位置高于靠外侧的一对滚轮， 在上述风琴罩两侧的纵向移 动小车车壁上设有横向轮导轨。
14、， 在该横向轮导轨上面设有与其平行的上导轨， 该横向轮导 轨与位置在下的一对滚轮啮合， 上导轨位于位置在上的一对滚轮上面， 并与之啮合。 横向驱 动电机固定在横向移动小车内， 该驱动电机的电机轴与设在风道一侧的横向移动小车侧壁 外的齿轮相连， 该齿轮与设在上述上导轨上面的齿条相啮合， 齿轮和齿条的相对运动使横 向移动小车来回移动。 0009 所述折叠式清渣捞渣机械手包括电机、 机械臂、 捞渣机械手、 中间连接轴和轴承 座， 两个伺服电机固定在横向移动小车内一侧， 一个电机与设在横向移动小车内的轴承座 相连， 控制机械臂的方向， 另一个电机与机械臂的中间连接轴连接， 中间连接轴与机械臂通 过法兰。
15、连接， 该机械臂设在横向移动小车的底部外， 用于打散锌渣 ； 另外两个伺服电机固定 在横向移动小车内的另一侧， 一个电机与设在横向移动小车内的轴承座相连， 控制机械手 的收放， 另一个电机与机械手的中间连接轴连接， 该中间连接轴与捞渣机械手相连， 该捞渣 机械手设在横向移动小车外。 0010 所述龙门式锅盖提升机构包括龙门架、 配重、 钢丝绳、 定滑轮、 螺旋千斤顶和电机， 龙门架固定在工作台架上靠近锌锅的位置， 该龙门架由四根圆形型钢作为立柱， 两根工字 钢作为横梁， 横梁两端上下分别与两个连接板固连， 形成一个框架， 该框架的四个角分别与 上述四根立柱连接， 在横梁其中一端和中间两侧梁壁上。
16、分别设有一个定滑轮， 在和上述横 梁同一端的以及下连接板中间也设有一个滑轮， 在上述两个横梁中间的内侧设有一个连接 板， 一个定滑轮固定在该连接板上， 该定滑轮与上述中间连接板上的两个定滑轮呈三角形 布置。龙门架一侧的立柱上设有配重， 该配重两端设有导轮， 三根钢丝绳的一端分别固定 在锌锅锅盖上呈三角形布置的三个吊耳上， 其中与横梁中间两侧的两个定滑轮相对应的吊 耳上的两根钢丝绳的另一端分别穿过横梁中间和一端的定滑轮后， 固定在配重两边的吊耳 上， 另一根钢丝绳的另一端分别穿过上述设在横梁内连接板上和一端连接板中间的定滑 轮， 固定在上述配重中间的吊耳上。 在设有配重一侧的工作台架上设有支撑座。
17、， 支撑座上设 有电机和螺旋千斤顶， 该电机的输出轴与螺旋千斤顶连接， 该升降机的输出轴与配重连接。 所述视觉监测系统中的两个工业相机分别设在上述横梁两端的下连接板上， 两个工业相机 斜着相对放置， 观测锅内锌液变化情况， 通过图像处理将两个相机看到图像拼接起来， 进行 智能控制。 0011 发明的工作过程如下 ： 0012 本发明从铝锌锅保温状态， 即铝锌锅的锅盖盖在锅体上方时开始， 通过视觉监测 系统对锅内锌液结渣状态进行监测， 当铝锌锅液面出现结渣或达到一定时长， 捞渣程序自 动运行， 首先电机驱动螺旋千斤顶带动钢丝绳配重向下移动， 打开锅盖， 然后纵向移动小车 从处于铝锌锅外的待机处移。
18、动到铝锌锅内， 机械臂放下， 再通过具有运动隔热装置的定位 机构对横向移动小车进行定位， 从锅中间开始旋转将结晶渣滓打散， 将锅壁上的锌渣全部 打散完后， 机械臂回到锅中间收回， 同时捞渣机械手放下， 将锌渣收集并捞起， 捞渣机械手 缩到风琴罩下方， 再移出铝锌锅外到锌渣收集处， 倒掉锌渣， 如此循环直至清理完锌渣， 然 后纵向移动小车移出铝锌锅回到待机处， 最后盖上锅盖保温 ； 同时系统还定期对内壁刚生 说 明 书 CN 104451495 A 5 3/4 页 6 长的铝锌渣进行刮削， 其清渣过程基本同捞渣过程。 0013 本发明与现有装置相比具有如下优点 ： 0014 1、 结构简单、 占。
19、用空间小、 易于控制 ； 0015 2、 能够同时完成锌壳的打散和渣滓的收集， 功能较多 ； 0016 3、 通过对纵向移动横梁进行隔热处理， 可以对横向移动小车内部的机械电气元件 起到良好的隔热保护作用 ； 0017 4、 利用两个相对的工业相机斜着放置观测锅内锌液变化情况， 通过图像处理将两 个相机看到图像拼接起来， 使人观测方便， 并能实现定点捞渣功能。 附图说明 0018 图 1 为本发明结构示意简图。 0019 图 2 为本发明的纵向移动小车结构示意简图。 0020 图 3 为本发明的横向移动小车结构示意简图。 0021 图 4 为本发明的龙门式锅盖提升机构结构示意简图。 0022 。
20、图中 ： 1、 工作台架， 2、 齿条， 3、 齿轮， 4、 纵向驱动电机， 5、 纵向移动小车， 6、 龙门 式锅盖提升机构， 7、 横向移动小车， 8、 纵向滚轮导轨， 9、 导轨座， 5-1、 盖板， 5-2、 出风口， 5-3、 风道， 5-4、 风琴罩， 5-5、 出风口， 5-6、 箱体式挡头， 5-7、 滚轮， 5-8、 排风孔， 5-9、 上导轨， 5-10、 下导轨， 5-11、 L 形型钢， 7-1、 齿轮， 7-2、 横向驱动电机， 7-3、 滚轮， 7-4、 滚轮， 7-5、 捞渣 机械手， 7-6、 伺服电机， 7-7、 中间连接轴， 7-8、 轴承座， 7-9、 伺。
21、服电机， 7-10、 机械臂， 6-1、 工 字钢， 6-2、 圆形型钢， 6-3、 导轮， 6-4、 配重， 6-5、 支撑座， 6-6、 螺旋千斤顶， 6-7、 电机， 6-8、 定 滑轮， 6-9、 连接板， 6-10、 钢丝绳， 6-11、 连接板， 6-12、 定滑轮， 6-13 吊耳， 6-14 相机， 6-15、 锅盖。 具体实施方式 0023 在图 1 所示的高温清渣捞渣装置的示意图中， 工作台架 1 为凵形框架结构， 通过 6 个支柱固定在地面上， 工作台架的外形尺寸是 9m10m4.5m， 铝锌锅外径 5000mm、 内径 3960mm、 高度 2549mm。 0024 纵。
22、向滚轮导轨 8 设在与工作台架固连的导轨座 9 上， 如图 2 和图 3 所示， 所述纵向 移动小车 5 由两个 L 型矩形型钢、 挡头和滚轮构成， 两个 L 形型钢 5-11 相对设置， 构成纵向 移动小车的车壁， 其两端分别固定在箱体式挡头 5-6 的底板上， 该箱体式挡头的侧面挡板 的中间设有一个排风孔 5-8， 在上述箱体式挡头的底板下各设有四个滚轮 5-7， 该滚轮与纵 向滚轮导轨相配合， 两部纵向驱动电机 4 分别固定在纵向移动小车内的两端， 电机轴与设 在上述侧面挡板外侧的齿轮 3 直接相连， 该齿轮与固定在上述滚轮导轨的一侧的齿条 2 箱 啮合， 该纵向移动小车上设有盖板 5-。
23、1。在纵向移动小车一侧的车壁上设有风道 5-3， 该风 道上面两端各设有一个进风口5-5， 其中间设有3个出风口5-2， 可以对里面的电气、 机械元 件进行冷却降温。横向移动小车 7 固定在上述纵向移动小车的中间， 在该横向移动小车的 两侧各设有风琴罩 5-4， 该风琴罩的一端分别固定在横向移动小车的侧壁上， 该风琴罩的另 一端固定在设在上述箱体式挡头内的挡块上， 如图 3 所示， 在横向移动小车的另外两个侧 壁外分别设有两侧相对应的两对滚轮， 在同一侧的两对滚轮中， 靠内侧的一对滚轮 7-3 的 说 明 书 CN 104451495 A 6 4/4 页 7 位置高于靠外侧的一对滚轮 7-4，。
24、 在上述风琴罩两侧的纵向移动小车车壁上设有横向轮导 轨 5-10， 在该横向轮导轨上面设有与其平行的上导轨 5-9， 该横向轮导轨与位置在下的一 对滚轮啮合， 上导轨位于位置在上的一对滚轮上面， 并与之啮合。横向驱动电机 7-2 固定在 横向移动小车内， 该驱动电机的电机轴与设在风道一侧的横向移动小车侧壁外的齿轮 7-1 相连， 该齿轮与设在上述上导轨上面的齿条相啮合， 齿轮和齿条的相对运动使移动小车来 回移动。两个伺服电机固定在横向移动小车内的一侧， 一个伺服电机 7-6 与设在横向移动 小车内的轴承座7-8相连， 控制机械手的收放， 另一个伺服电机7-9与机械手的中间连接轴 7-7 连接，。
25、 该中间连接轴与捞渣机械手 7-5 通过法兰相连接， 该捞渣机械手设在横向移动小 车外， 用于对锌渣的收集 ； 另外两个伺服电机固定在横向移动小车内一侧， 一个伺服电机与 设在横向移动小车内的轴承座相连， 控制机械臂 7-10 的方向， 另一个伺服电机与机械臂的 中间连接轴连接， 中间连接轴与机械臂通过法兰连接， 该机械臂设在横向移动小车的底部 外， 用于打散锌渣。 0025 如图4所示， 龙门架6固定在工作台架上靠近锌锅的位置， 该龙门架由四根圆形型 钢 6-2 作为立柱， 两根工字钢 6-1 作为横梁， 横梁两端上下分别与两个连接板 6-9 固连， 形 成一个框架， 该框架的四个角分别与上。
26、述四根立柱连接， 在横梁其中一端和中间两侧梁壁 上分别设有一个定滑轮， 在和上述横梁同一端的下连接板中间也设有一个定滑轮， 在上述 两个横梁中间的内侧设有一个连接板 6-11， 一个定滑轮 6-12 固定在该连接板上， 该定滑轮 与上述横梁中间两侧的两个定滑轮呈三角形布置。 龙门架设有定滑轮的一侧的立柱上设有 配重6-4， 该配重两端设有导轮6-3， 三根钢丝绳的一端分别固定在锌锅锅盖6-15上呈三角 形布置的三个吊耳 6-13 上， 该三个吊耳分别与上述中间连接板和横梁中间两侧的两个定 滑轮相对应， 其中与横梁中间两侧的两个定滑轮相对应的吊耳上的两根钢丝绳的另一端分 别穿过横梁中间和一端的定。
27、滑轮后， 固定在配重两边的吊耳上， 另一根钢丝绳 6-10 的另一 端分别穿过上述设在横梁内连接板上和一端连接板中间的定滑轮 6-8 后， 固定在上述配重 中间的吊耳上。 在设有配重一侧的工作台架上设有支撑座6-5， 该支撑座上设有电机6-7和 螺旋千斤顶 6-6， 该电机的输出轴与螺旋千斤顶连接， 该升降机的输出轴与配重连接。两个 工业相机 6-14 分别设在上述横梁两端的下连接板上， 两个工业相机斜着相对放置。 说 明 书 CN 104451495 A 7 1/3 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104451495 A 8 2/3 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 104451495 A 9 3/3 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 104451495 A 10 。