本實用新型涉及測控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在鋁電解生產(chǎn)過程中，因為陽極炭塊的消耗速度很快，所以需要經(jīng)常進(jìn)行更換，以新陽極取代就陽極。在更換過程中要求新陽極與其它舊陽極的下表面處于同一位置。新陽極與其它舊陽極所處位置偏差越大，越容易產(chǎn)生效應(yīng)異常，從而使生產(chǎn)的鋁水質(zhì)量變差。這不但會降低生產(chǎn)產(chǎn)量，而且會造成能源的浪費。目前，大多數(shù)鋁廠還沿用人工畫線這一簡單的更換陽極的方法。然而，由于這種方法精度低且需要工作人員靠近舊陽極這一高溫區(qū)域?qū)ぷ魅藛T而言存在人身安全隱患。

由此可見，如何研究出一種基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)，具有精度高、自動化程度高且更為安全的優(yōu)點，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)。

本實用新型一種基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)，包括第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂，所述第一機(jī)械臂和所述第二機(jī)械臂上均設(shè)置有行程測量裝置；所述第一機(jī)械臂上端安裝有伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)傳動連接有直線運動單元，所述直線運動單元的下端固定連接有高溫型激光測距儀，所述伺服電機(jī)通過所述直線運動單元帶動所述高溫型激光測距儀上下移動；所述第二機(jī)械臂的上方固定設(shè)有液壓油缸，所述液壓油缸包括活塞桿，所述第二機(jī)械臂的頂端與所述活塞桿的下端固定連接，所述液壓油缸通過所述活塞桿帶動所述第二機(jī)械臂上下移動，所述第二機(jī)械臂的底端安裝有陽極；所述行程測量裝置為拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器。

進(jìn)一步地，所述基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)還包括控制儀表，所述控制儀表分別與所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器、所述高溫型激光測距儀、所述伺服電機(jī)以及所述液壓油缸電連接。

進(jìn)一步地，所述第一機(jī)械臂上的所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器的頂端與所述第一機(jī)械臂固定連接，底端與所述直線運動單元固定連接。

進(jìn)一步地，所述第二機(jī)械臂上的所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器的頂端與所述液壓油缸固定連接，底端與所述第二機(jī)械臂固定連接。

進(jìn)一步地，所述第二機(jī)械臂底端設(shè)置用于夾持所述陽極的夾持件。

進(jìn)一步地，所述基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)每次可更換所述陽極的數(shù)量為一個。

本實用新型一種基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

第一，該基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)中所述第一機(jī)械臂底部安裝的所述高溫型激光測距儀通過發(fā)出的光束建立一個虛擬平面，在所述伺服電機(jī)的驅(qū)動下，所述直線運動單元帶動所述高溫型激光測距儀進(jìn)行測量，通過所述行程測量裝置計算出所述陽極底部的高度。作為所述行程測量裝置的所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器具有對晃動、沖擊和光干擾不敏感的特點，因此所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器非常適用于此類工作環(huán)境。而所述液壓油缸、所述第二機(jī)械臂、所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成了更換陽極的機(jī)械裝置，所以該設(shè)計在實現(xiàn)對高度精確測量的同時還能夠完成陽極的更換操作。綜上所述，本實用新型通過所述高溫型激光測距儀對所述陽極的高度進(jìn)行精確定位，使得在更換陽極的過程能夠中自動定位更換的新陽極的高度，同時實現(xiàn)陽極的更換操作，提高了新陽極替換舊陽極的工作效率。整個過程無需工作人員靠近高溫舊陽極，為工作人員的人身安全提供了保障。

第二，該基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)中之所以設(shè)計所述控制儀表是為了通過所述控制儀表控制、調(diào)節(jié)所述伺服電機(jī)和所述液壓油缸的工作狀態(tài)，進(jìn)而實現(xiàn)控制所述高溫型激光測距儀和所述陽極的上下運行情況的目的。

第三，該基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)中通過所述第一機(jī)械臂固定所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器。通過將所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器的底端與所述直線運動單元設(shè)為固定連接，使所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器更加準(zhǔn)確的計算所述直線運動單元的行程，進(jìn)而精確測量所述高溫型激光測距儀的行程。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、第一機(jī)械臂 2、高溫型激光測距儀 3、拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器

4、伺服電機(jī) 5、直線運動單元 6、陽極

7、第二機(jī)械臂 8、液壓油缸

具體實施方式

為了更好的理解本實用新型，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步的描述。

如圖1所示，一種基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)，包括所述高溫型激光測距儀2、機(jī)械運動裝置以及更換陽極的機(jī)械裝置。所述機(jī)械運動裝置包括所述第一機(jī)械臂1、所述伺服電機(jī)4、所述行程測量裝置和所述直線運動單元5。所述更換陽極的機(jī)械裝置包括所述第二機(jī)械臂7、所述液壓油缸8和所述行程測量裝置。本實用新型每次可更換所述陽極6的數(shù)量為一個。

所述第一機(jī)械臂1上端安裝有伺服電機(jī)4，所述伺服電機(jī)4傳動連接有直線運動單元5，所述直線運動單元5的下端固定連接有高溫型激光測距儀2，所述伺服電機(jī)4通過所述直線運動單元5帶動所述高溫型激光測距儀2上下移動。

所述第二機(jī)械臂7的上方固定設(shè)有液壓油缸8，所述液壓油缸8包括活塞桿，所述第二機(jī)械臂7的頂端與所述活塞桿的下端固定連接，所述液壓油缸8通過所述活塞桿帶動所述第二機(jī)械臂7上下移動，所述第二機(jī)械臂7的底端安裝有陽極6。

為了提高所述行程測量裝置測量高度的準(zhǔn)確性，所以將所述行程測量裝置設(shè)計為拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器3。

此外，所述基于激光測距技術(shù)的鋁廠陽極測高定位系統(tǒng)還包括控制儀表，所述控制儀表分別與所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器3、所述高溫型激光測距儀2、所述伺服電機(jī)4以及所述液壓油缸8電連接。

為了使所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器3便于測量所述直線運動單元5和所述第二機(jī)械臂7的運行行程，所以在所述第一機(jī)械臂1上的所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器3的頂端固定連接所述第一機(jī)械臂1，底端固定連接所述直線運動單元5；在所述第二機(jī)械臂7上的所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器3的頂端固定連接所述液壓油缸8，底端固定連接所述第二機(jī)械臂7。

為了使所述第二機(jī)械臂7更容易固定所述陽極6，所以在所述第二機(jī)械臂7底端設(shè)置用于夾持所述陽極6的夾持件。

本實用新型的測量原理為：

Ⅰ測量原舊陽極在電解槽上的安裝高度

所述第二機(jī)械臂7末端的夾持處即所述夾持件正確卡在所述陽極6的夾孔后，所述液壓油缸8提升所述第二機(jī)械臂7。由所述拉繩式旋轉(zhuǎn)編碼器3將當(dāng)前高度編碼發(fā)送給所述控制儀表，取得當(dāng)前測量的所述第二機(jī)械臂7的高度作為舊陽極的安裝高度H_t1。為提高工作效率，現(xiàn)所述更換陽極的機(jī)械裝置為扭拔結(jié)構(gòu)，每次提兩塊所述陽極6。

Ⅱ測量舊陽極的高度

測完舊陽極安裝高度H_t1后，將舊陽極同時提到其中一個所述陽極6的最頂端后停止。所述陽極6同時開始提升，并保持提升速度一致，且同時停止運動。下放所述高溫型激光測距儀2。當(dāng)所述高溫型激光測距儀2下降的過程中可通過所測距離的變化判斷出是否測量到所述陽極6的底部。因為本實用新型只安裝一個所述高溫型激光測距儀2，且所述高溫型激光測距儀2、所述陽極6為并排放置，所以每次只測得其中一個所述陽極6的高度即可。由于電解鋁陽極的安裝特性，兩個所述陽極6底部處于同一水平面，當(dāng)檢測到其中一個所述陽極6的底部瞬間將所述第一機(jī)械臂1上的所述行程測量裝置所測量的高度H_j1和所述第二機(jī)械臂7上的所述行程測量裝置測量的高度H_d1發(fā)送到所述控制儀表，通過計算可以得到兩個所述陽極6的高度分別為為H₁＝H_j1-H_d1，測量完畢后將所述高溫型激光測距儀2收回到最頂端。

Ⅲ測量新陽極的高度

通過上述的方法，可分別測量兩個新陽極的高度為H1’，測量完畢后所述高溫型激光測距儀2收回到最頂端。

Ⅳ安裝新陽極

當(dāng)測量完上述三種數(shù)據(jù)后，所述控制儀表自動計算出兩個新陽極的安裝高度H_t1’，即H_t1’＝H_t1-H₁+H₁’。將新陽極提升至電解槽上方，下放新陽極。當(dāng)所述控制儀表檢測到下放高度到達(dá)新陽極安裝高度時，由所述控制儀表自動停止所述第二機(jī)械臂7的下降運動，使新陽極保持在安裝高度，完成整個所述陽極6的更換操作。

以上對本實用新型的實施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認(rèn)為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。