[发明专利]机器人测温取样用多功能测枪

说明书

本发明提供一种机器人测温取样用多功能测枪，包括探头接插件、测枪延长杆、测枪芯管、测枪外管、冷却喷管及检测组件，冷却喷管及检测组件可拆卸地设置于测枪外管的内部，测枪芯管沿轴向滑动穿设在冷却喷管内，且测枪芯管的前端连接测枪延长杆，后端连接检测组件，测枪延长杆的前端连接探头接插件。本发明能够便于机器人智能判断作业状况，提高机器人作业的成功率和可靠性，并且减小测枪芯管的热变形，熄灭纸管探头插入钢液后产生的火焰，使工业机器人测温取样的作业安全性提高，有利于钢铁冶金生产。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别是涉及一种机器人测温取样用多功能测枪。

背景技术

冶金生产需要在冶炼过程中对金属熔液进行测温取样，以判定冶金反应的进程。目前的测温取样作业有人工测温取样和自动装置测温取样两种形式，人工测温取样难以避免操作工与高温金属液体的接触，生产的安全性低，冶炼周期长，影响产能提高和成本降低；而先进的冶金生产一般采用自动装置，如炼钢转炉采用副枪自动测温取样，不用倒炉操作，可以节约2～3min的冶炼周期，并且副枪快速提供过程碳含量及钢液温度，副枪获取终点碳含量及氧活度等数据有利于冶炼优质钢，在提高钢的产量和质量的同时，能够降低能耗及成本，是一种被广泛应用的先进技术。

自动测温取样装置替代人工测温取样被广泛应用于电炉、钢包炉、转炉等钢铁冶金过程，其能自动进行探头拆卸和安装，精确控制插入深度，但这类自动钢水测温取样装置的测温取样失败率远高于人工操作。这是因为高温熔液在冶金反应过程中容易形成结块，妨碍了自动装置按固定路径将测温取样探头插入高温熔液。智能化的工业机器人可以根据多种传感器得到的信息智能判断及自动规划运动轨迹，避开高温熔液中的结块，因此，智能化的工业机器人被应用到了冶金生产的测温取样操作中。

现有一些机器人自动测温取样装置虽然实现了替代人工在高温环境下作业，然而涉及到测温枪、取样枪及复杂的驱动机构，导致自动化装置笨重而体积庞大，工业机器人多采用关节式机械臂，负载能力较小，不能直接使用此类自动测温取样装置。即使采用轻量化的测温取样枪多采用传统的枪杆冷却方式，不能对延长杆和纸管探头进行冷却。在高温工作环境使用会导致测枪的的热变形，影响机器人的操作精准度。现有技术的测枪功能单一，一般仅完成将测温探头或取样器插入钢液，不能实现多种功能，难于精确保障作业的安全性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种机器人测温取样用多功能测枪，用于解决现有技术中机器人作业中因工况不同难于保障安全性的问题，以便于机器人识别不同作业工况下的对应信息，从而实现智能控制。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种机器人测温取样用多功能测枪，所述机器人具有控制系统，所述机器人测温取样用多功能测枪包括探头接插件、测枪延长杆、测枪芯管、测枪外管、冷却喷管及检测组件，所述冷却喷管及检测组件可拆卸地设置于测枪外管的内部，所述测枪芯管沿轴向滑动穿设在冷却喷管内，且所述测枪芯管的前端连接测枪延长杆，后端连接检测组件，所述测枪延长杆的前端连接探头接插件；所述检测组件能够将测枪延长杆及探头接插件在不同工况下受到的轴向力转化成电信号，并实时提供给控制系统以判定工况；所述冷却喷管能够将冷却气体转换成超音速气流，以熄灭纸管探头插入钢液后产生的火焰。

进一步，所述冷却喷管与测枪芯管之间的间隙形成超音速发生器结构，能够将冷却气体加速形成所述超音速气流喷出，所述冷却气体的喷出方向与测枪延长杆的轴向同向。

进一步，所述检测组件包括安装座、复位弹簧、滑套和接近开关，所述安装座包括本体部以及设置于本体部上的第一安装部和第二安装部，所述接近开关固定于第一安装部上，所述滑套与测枪芯管固连并滑动设置于第二安装部内，所述复位弹簧的一端连接于滑套上，另一端连接于第二安装部上。

进一步，所述测枪芯管受到轴向力时推动滑套压缩复位弹簧产生位移，以触发所述接近开关改变电信号；所述复位弹簧在轴向力消失后推动测枪芯管和测枪延长杆复位，以再次触发所述接近开关改变电信号。