本發(fā)明涉及藥劑加注，具體涉及一種在易燃易爆場景下向原料罐加注藥劑的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在化工廠的日常作業(yè)中，工人需要在反應(yīng)的不同階段向原料罐內(nèi)加注不同的藥劑，藥劑通常都儲存在藥劑桶中，藥劑桶則儲存在庫房貨架上，需要人工搬運或人工配合叉車進行搬運，工人勞動強度大；加注過程一般采用人工加注，因為化工廠中的原料罐普遍較大且加注點的位置較高，工人很難直接向原料罐內(nèi)直接進行加注，需借助梯子等工具，儲存有藥劑的藥劑桶重量普遍較重，工人需扛著藥劑桶再登上梯子進行加注，增大了工人勞動強度；在工人登高作業(yè)時，藥劑桶還存在泄漏、傾倒等風(fēng)險，容易對工人的生命健康安全造成危害；在將藥劑桶傾倒進行加注時，若是工人未對準加注口，藥劑濺射在四周也會對周圍環(huán)境造成污染。故而需要設(shè)計一種藥劑加注系統(tǒng)，來代替人工自動完成藥劑加注，因為化工廠內(nèi)還儲存有大量易燃易爆品，這還要求整套系統(tǒng)需要在易燃易爆的場景下穩(wěn)定運行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決在向原料罐內(nèi)加注藥劑時存在工人勞動強度大、容易對工人生命安全造成危害以及藥劑濺射對周圍環(huán)境造成污染的技術(shù)問題，而提供一種在易燃易爆場景下向原料罐加注藥劑的系統(tǒng)及方法。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)解決方案：

3、一種在易燃易爆場景下向原料罐加注藥劑的系統(tǒng)，用于向多個原料罐內(nèi)進行藥劑加注，每個原料罐的頂部均開設(shè)有加注口，其特殊之處在于：包括移動加料機器人、自動旋蓋工作臺、行走路徑以及懸臂貨架；

4、所述懸臂貨架設(shè)置有多個，每個懸臂貨架上放置有多個藥劑桶，且位于同一懸臂貨架上的藥劑桶內(nèi)所裝的藥劑相同，在懸臂貨架上設(shè)置有記載對應(yīng)藥劑信息的二維碼；

5、所述自動旋蓋工作臺用于擰下藥劑桶的桶蓋；

6、所述行走路徑包括用于引導(dǎo)移動加料機器人到達各個原料罐位置的第一路徑、到達各懸臂貨架位置的第二路徑以及到達自動旋蓋工作臺位置的第三路徑，且第一路徑、第二路徑以及第三路徑的起點為同一點，該點為移動加料機器人的初始位置；

7、所述移動加料機器人包括輪式底盤、設(shè)置在輪式底盤上的伸縮臂組件以及設(shè)置在伸縮臂組件上的夾爪組件；

8、所述伸縮臂組件可帶動夾爪組件沿豎直方向運動；所述夾爪組件包括用于夾持藥劑桶的夾持組件以及用于藥劑桶翻轉(zhuǎn)傾倒的翻轉(zhuǎn)組件；

9、在輪式底盤上設(shè)置有激光發(fā)射裝置，激光發(fā)射裝置發(fā)射出激光導(dǎo)航線，激光導(dǎo)航線用于與所述第一路徑、第二路徑以及第三路徑配合，引導(dǎo)移動加料機器人移動。

10、進一步地，所述翻轉(zhuǎn)組件包括翻轉(zhuǎn)電機，翻轉(zhuǎn)電機設(shè)置在伸縮臂組件上；

11、所述夾持組件包括夾爪架、夾爪電機、活動夾爪以及同步組件；所述夾爪架的內(nèi)側(cè)面中心與翻轉(zhuǎn)電機輸出軸連接，夾爪電機連接在夾爪架上；所述活動夾爪包括第一夾爪組件、第二夾爪組件以及第三夾爪組件；所述夾爪電機與翻轉(zhuǎn)電機均為防爆電機；

12、所述第一夾爪組件包括設(shè)置在夾爪架外側(cè)面一側(cè)且沿水平方向延伸的第一水平導(dǎo)軌，其上滑動裝配有第一夾爪；所述第二夾爪組件包括設(shè)置在夾爪架外側(cè)面另一側(cè)且沿水平方向延伸的第二水平導(dǎo)軌，其上滑動裝配有第二夾爪；所述第三夾爪組件包括設(shè)置在夾爪架外側(cè)面頂部且沿豎直方向延伸的第一豎直導(dǎo)軌，其上滑動裝配有第三夾爪；

13、同步組件包括轉(zhuǎn)動連接在翻轉(zhuǎn)電機輸出軸上的同步齒輪，所述夾爪架內(nèi)側(cè)面的頂部設(shè)置有主動輪，所述夾爪電機的輸出軸與主動輪連接，夾爪架內(nèi)側(cè)面設(shè)置有與第一夾爪連接的第一嚙合組件、與第二夾爪連接的第二嚙合組件以及與第三夾爪連接的第三嚙合組件；所述第一嚙合組件、第二嚙合組件以及第三嚙合組件均為齒條；所述同步齒輪包括同軸固連的三個齒輪，所述第一嚙合組件、第二嚙合組件以及第三嚙合組件分別與其中一個齒輪嚙合；且第一嚙合組件與同步齒輪的下側(cè)嚙合，第二嚙合組件與同步齒輪的上側(cè)嚙合，第三嚙合組件分別與同步齒輪和主動輪的左側(cè)嚙合；或者，第一嚙合組件與同步齒輪的上側(cè)嚙合，第二嚙合組件與同步齒輪的下側(cè)嚙合，第三嚙合組件分別與同步齒輪和主動輪的右側(cè)嚙合；

14、當(dāng)夾爪電機轉(zhuǎn)動時，帶動第一夾爪、第二夾爪以及第三夾爪同步向遠離夾爪架中心位置運動松開藥劑桶或同步向靠近夾爪架中心位置運動夾緊藥劑桶。

15、進一步地，所述翻轉(zhuǎn)組件包括翻轉(zhuǎn)電機，翻轉(zhuǎn)電機設(shè)置在伸縮臂組件上；

16、所述夾持組件包括夾爪架、夾爪電機、活動夾爪以及同步組件；所述夾爪架的內(nèi)側(cè)面中心與翻轉(zhuǎn)電機輸出軸連接，夾爪電機連接在夾爪架上；所述活動夾爪包括第一夾爪組件、第二夾爪組件以及第三夾爪組件；所述夾爪電機與翻轉(zhuǎn)電機均為防爆電機；

17、所述第一夾爪組件包括設(shè)置在夾爪架外側(cè)面一側(cè)且沿水平方向延伸的第一水平導(dǎo)軌，其上滑動裝配有第一夾爪；所述第二夾爪組件包括設(shè)置在夾爪架外側(cè)面另一側(cè)且沿水平方向延伸的第二水平導(dǎo)軌，其上滑動裝配有第二夾爪；所述第三夾爪組件包括設(shè)置在夾爪架外側(cè)面頂部且沿豎直方向延伸的第一豎直導(dǎo)軌，其上滑動裝配有第三夾爪；

18、所述同步組件包括設(shè)置在夾爪架內(nèi)側(cè)面的頂部和底部的上換向輪和下?lián)Q向輪、設(shè)置在左側(cè)和右側(cè)的左換向輪和右換向輪，四者通過同步帶連接，且夾爪電機的輸出軸與上換向輪或下?lián)Q向輪連接；所述夾爪架內(nèi)側(cè)面中心的左上方設(shè)有左上轉(zhuǎn)向輪、右上方設(shè)有右上轉(zhuǎn)向輪、左下方設(shè)有左下轉(zhuǎn)向輪、右下方設(shè)有右下轉(zhuǎn)向輪，四者均與同步帶的外側(cè)面抵接；夾爪架內(nèi)側(cè)面設(shè)置有與第一夾爪連接的第一嚙合組件、與第二夾爪連接的第二嚙合組件以及與第三夾爪連接的第三嚙合組件；

19、所述第一嚙合組件與左換向輪和左下轉(zhuǎn)向輪之間的同步帶嚙合、第二嚙合組件與右換向輪和右上轉(zhuǎn)向輪之間的同步帶嚙合并且第三嚙合組件與上換向輪和左上轉(zhuǎn)向輪之間的同步帶嚙合；或者，第一嚙合組件與左換向輪和左上轉(zhuǎn)向輪之間的同步帶嚙合、第二嚙合組件與右換向輪和右下轉(zhuǎn)向輪之間的同步帶嚙合并且第三嚙合組件與上換向輪和右上轉(zhuǎn)向輪之間的同步帶嚙合；

20、當(dāng)夾爪電機轉(zhuǎn)動時，帶動第一夾爪、第二夾爪以及第三夾爪同步向遠離夾爪架中心位置運動松開藥劑桶或同步向靠近夾爪架中心位置運動夾緊藥劑桶。

21、進一步地，所述第一嚙合組件、第二嚙合組件以及第三嚙合組件的結(jié)構(gòu)相同，均包括齒板以及與齒板連接的蓋板，所述齒板上設(shè)置有與同步帶嚙合的齒條，所述蓋板上對應(yīng)于齒條位置貫通開設(shè)有與同步帶的寬度以及厚度相適配的凹槽，在齒板上設(shè)置有連接件，連接件用于與第一夾爪、第二夾爪或第三夾爪的安裝底座內(nèi)側(cè)面連接。

22、進一步地，還包括張緊結(jié)構(gòu)；

23、所述張緊結(jié)構(gòu)包括t型架、張緊輪、豎移滑塊、橫移滑塊、第二豎直導(dǎo)軌、第三水平導(dǎo)軌以及固定座；

24、所述固定座連接在夾爪架的內(nèi)側(cè)面上，所述t型架包括豎架和垂直連接在豎架一側(cè)中部的橫架，所述第二豎直導(dǎo)軌設(shè)置在豎架上，所述第三水平導(dǎo)軌設(shè)置在橫架上，所述豎移滑塊滑動裝配在第二豎直導(dǎo)軌上，所述橫移滑塊連接在翻轉(zhuǎn)電機的外殼遠離翻轉(zhuǎn)電機輸出軸的一端，橫移滑塊的中心與翻轉(zhuǎn)電機輸出軸的軸心線重合，且橫移滑塊與第三水平導(dǎo)軌滑動裝配，在固定座與豎移滑塊之間設(shè)置有張緊輪，張緊輪的兩端分別與豎移滑塊以及固定座轉(zhuǎn)動連接；

25、所述第一夾爪、第二夾爪以及第三夾爪的結(jié)構(gòu)相同，均包括安裝底座和爪體；所述第一夾爪的安裝底座滑動裝配在第一水平導(dǎo)軌上，所述第二夾爪的安裝底座滑動裝配在第二水平導(dǎo)軌上，所述第三夾爪的安裝底座滑動裝配在第一豎直導(dǎo)軌上，所述爪體的一端與安裝底座外側(cè)面固定連接；

26、在夾爪架外側(cè)面底部位置設(shè)置有固定夾爪。

27、進一步地，所述伸縮臂組件包括驅(qū)動電機、傳動絲杠以及伸縮臂；所述傳動絲杠設(shè)置在伸縮臂內(nèi)；

28、所述驅(qū)動電機設(shè)置在輪式底盤上且驅(qū)動電機為防爆電機；

29、所述伸縮臂包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的一級伸縮臂、二級伸縮臂和三級伸縮臂，相鄰兩者之間設(shè)置有止擋；所述一級伸縮臂固定設(shè)置在輪式底盤上；

30、所述傳動絲杠包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的一級傳動絲杠、二級傳動絲杠和三級傳動絲杠；

31、所述一級傳動絲杠與驅(qū)動電機輸出軸連接，且一級傳動絲杠的內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋；所述二級傳動絲杠的外壁設(shè)置有外螺紋，其外螺紋與一級傳動絲杠的內(nèi)螺紋嚙合；

32、所述二級傳動絲杠的內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋，三級傳動絲杠的外壁設(shè)置有外螺紋，三級傳動絲杠的外螺紋與二級傳動絲杠的內(nèi)螺紋嚙合；且三級傳動絲杠與三級伸縮臂的頂板內(nèi)側(cè)面固連；

33、所述翻轉(zhuǎn)電機設(shè)置在三級伸縮臂的頂板上。

34、進一步地，所述二級伸縮臂外壁和三級伸縮臂外壁在水平面的投影為矩形；所述一級伸縮臂的內(nèi)壁與二級伸縮臂的內(nèi)壁在水平面的投影為矩形。

35、進一步地，所述自動旋蓋工作臺包括旋蓋工作臺、旋蓋組件、橫移組件以及桶蓋收集裝置；

36、所述旋蓋工作臺包括底座以及設(shè)置在底座上的安裝架；

37、所述安裝架包括連接板，連接板與底座通過導(dǎo)向桿連接；底座上用于放置藥劑桶；

38、所述旋蓋組件包括電機、氣滑環(huán)以及氣動夾爪，所述電機安裝在連接板底部，所述氣滑環(huán)轉(zhuǎn)動安裝在連接板底部，所述氣動夾爪固定連接在氣滑環(huán)底部，電機的輸出軸與氣滑環(huán)通過旋轉(zhuǎn)同步帶連接；所述電機為防爆電機；

39、所述連接板上設(shè)置有用于控制氣動夾爪開合的電磁閥，電磁閥的進氣口用于與氣體管路連接，出氣口與氣動夾爪連接，用于控制氣動夾爪夾緊或松開藥劑桶的桶蓋；

40、所述橫移組件包括設(shè)置在連接板底部的直線導(dǎo)軌以及橫移氣缸，在直線導(dǎo)軌上滑動裝配有轉(zhuǎn)接板，橫移氣缸的活動端與轉(zhuǎn)接板連接，且橫移氣缸的作用方向與直線導(dǎo)軌平行；所述電機安裝在轉(zhuǎn)接板底部，所述氣滑環(huán)轉(zhuǎn)動安裝在轉(zhuǎn)接板底部；

41、所述桶蓋收集裝置設(shè)置在底座一側(cè)，其包括設(shè)置在底座上的收集筒以及設(shè)置在收集筒頂部的收蓋斗，所述收蓋斗的入口端位于氣動夾爪的移動范圍內(nèi)，用于收集氣動夾爪擰下的桶蓋。

42、同時，本發(fā)明還提供了一種在易燃易爆場景下向原料罐加注藥劑的方法，采用上述的在易燃易爆場景下向原料罐加注藥劑的系統(tǒng)，其特殊之處在于，包括以下步驟：

43、s1、加藥系統(tǒng)向移動加料機器人發(fā)出對應(yīng)藥劑的加藥指令；

44、s2、移動加料機器人自初始位置通過激光導(dǎo)航線與第二路徑配合，跟隨第二路徑前往其中一個懸臂貨架；

45、s3、移動加料機器人掃描懸臂貨架上的二維碼；

46、s4、移動加料機器人識別二維碼中記載的信息，判斷其是否為加藥指令中需求的藥劑，若是，執(zhí)行步驟s5；若否，則前往下一個懸臂貨架并返回步驟s3；

47、s5、移動加料機器人通過伸縮臂組件調(diào)整夾爪組件高度，同時移動加料機器人調(diào)整自身姿態(tài)，直到夾爪組件對準藥劑桶，夾持組件將藥劑桶夾持，隨后伸縮臂組件復(fù)位，移動加料機器人通過激光導(dǎo)航線與第二路徑配合，跟隨第二路徑返回初始位置；

48、s6、到達初始位置后，移動加料機器人通過激光導(dǎo)航線與第三路徑配合，跟隨第三路徑到達自動旋蓋工作臺前指定位置并校對自身姿態(tài)，通過伸縮臂組件調(diào)整夾爪組件高度，將藥劑桶放入自動旋蓋工作臺，自動旋蓋工作臺將藥劑桶的桶蓋擰下；

49、s7、移動加料機器人將藥劑桶挪出自動旋蓋工作臺，隨后通過激光導(dǎo)航線與第三路徑配合，沿著第三路徑返回初始位置；

50、s8、移動加料機器人自初始位置通過激光導(dǎo)航線與第一路徑配合，沿著第一路徑移動至對應(yīng)的原料罐位置，通過伸縮臂組件帶動藥劑桶抬升至指定位置，隨后翻轉(zhuǎn)組件工作，將藥劑桶內(nèi)的藥劑翻轉(zhuǎn)傾倒入原料罐的加注口內(nèi)；

51、s9、加注完成后，翻轉(zhuǎn)組件復(fù)位，隨后伸縮臂組件復(fù)位，移動加料機器人通過激光導(dǎo)航線與第一路徑配合，沿第一路徑返回至初始位置；隨后通過激光導(dǎo)航線與第二路徑配合，移動加料機器人沿著第二路徑移動至指定懸臂貨架位置，并將藥劑桶放置到該懸臂貨架指定位置；

52、s10、放置完成后，移動加料機器人通過激光導(dǎo)航線與第二路徑配合，沿第二路徑返回至初始位置，完成在易燃易爆場景下向原料罐的藥劑加注。

53、進一步地，所述步驟s6還包括：當(dāng)自動旋蓋工作臺將藥劑桶的桶蓋擰下后，橫移氣缸活動端帶動轉(zhuǎn)接板沿直線導(dǎo)軌運動至指定位置，電磁閥控制氣動夾爪張開，擰下的桶蓋落入收集筒內(nèi)，隨后橫移氣缸活動端復(fù)位。

54、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

55、（1）本發(fā)明提供的一種在易燃易爆場景下向原料罐加注藥劑的系統(tǒng)，包括移動加料機器人、自動旋蓋工作臺、激光路徑以及懸臂貨架，懸臂貨架上放置有多個藥劑桶，在懸臂貨架上設(shè)置有記載對應(yīng)藥劑信息的二維碼；移動加料機器人可通過激光導(dǎo)航線與第二路徑配合到達懸臂貨架，并且掃描對應(yīng)的二維碼判斷其是否為所需藥劑，通過移動加料機器人的伸縮臂組件與夾爪組件配合將藥劑桶從懸臂貨架中取出，隨后沿著第二路徑返回至初始位置，然后通過激光導(dǎo)航線與第三路徑配合移動至自動旋蓋工作臺，將藥劑桶的桶蓋取下后，移動加料機器人跟隨第三路徑返回初始位置，然后跟隨第一路徑到達指定的原料罐位置，通過伸縮臂組件將夾爪組件與藥劑桶升高至指定高度，隨后翻轉(zhuǎn)組件將藥劑桶進行翻轉(zhuǎn)，將藥劑桶內(nèi)的藥劑通過原料罐的加注口倒入原料罐內(nèi)，整個過程均自動完成，無需人工參與，避免了工人勞動，并且不會對工人生命安全造成危害，移動加料機器人運動精度高，可以保證傾倒時對準加注口，不會對周圍環(huán)境造成污染，且所有的電機均為防爆電機，滿足化工廠防爆環(huán)境需求。

56、（2）本發(fā)明提供的一種在易燃易爆場景下向原料罐加注藥劑的系統(tǒng)，當(dāng)夾爪電機轉(zhuǎn)動時，在同步組件的帶動下，第一夾爪、第二夾爪以及第三夾爪同步向遠離夾爪架中心位置運動或同步向靠近夾爪架中心位置運動，實現(xiàn)對藥劑桶的松開或穩(wěn)定夾持，而翻轉(zhuǎn)電機的輸出軸與夾爪架內(nèi)側(cè)面中心連接，這樣便可以實現(xiàn)整個夾爪架的偏轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝粖A爪、第二夾爪以及第三夾爪將藥劑桶夾持后，通過翻轉(zhuǎn)電機實現(xiàn)傾倒加注，只采用一個夾爪電機便實現(xiàn)三個夾爪的同步運動，結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低。

57、（3）本發(fā)明提供的一種在易燃易爆場景下向原料罐加注藥劑的系統(tǒng)，自動旋蓋工作臺包括旋蓋工作臺、旋蓋組件、橫移組件以及桶蓋收集裝置，將藥劑桶對齊氣動夾爪，在電磁閥的控制下，氣動夾爪夾緊桶蓋，隨后電機通過旋轉(zhuǎn)同步帶帶動氣滑環(huán)轉(zhuǎn)動，氣滑環(huán)轉(zhuǎn)動時可帶動氣動夾爪轉(zhuǎn)動，便可將桶蓋擰下，隨后在橫移組件的作用下，擰下的桶蓋被送往桶蓋收集裝置，氣動夾爪松開，桶蓋落入其中，完成收集，整體結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低且易于維護，自動旋蓋機可以代替人工實現(xiàn)自動旋蓋，并且電機為防爆電機，滿足化工廠防爆環(huán)境需求，且擰下的桶蓋被自動收集，避免現(xiàn)場雜亂。