阅读说明：本技术 一种智能焦炉直行测温机器人系统及测温控制方法 (Intelligent coke oven straight-moving temperature measurement robot system and temperature measurement control method ) 是由 陈涛 崔伟 张鹏 钱向征 于 2019-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种智能焦炉直行测温机器人系统及测温控制方法,包括管理平台、轨道总成、供电总成、通信总成和焦炉直行测温机器人；所述管理平台由监控管理站、测温服务器、数据库服务器、流媒体服务器和前端服务器组成的数据监控中心；所述焦炉直行测温机器人由车体耐高温防护外壳、核心控制单元、伺服驱动单元、辅助定位单元、无线通信模块、电源驱动模块、安全避障模块、直行测温模块和机械抓取机构组成,整个机器人本体安装在双圆管型材轨道总成上进行行走,其秉承模块化、高性能、高密度、强兼容、高防护等设计原则,可实现对焦炉的自动测温,代替人工测温,降低劳动强度,提升测温质量,提高工厂产能。(The invention discloses an intelligent coke oven straight-moving temperature measurement robot system and a temperature measurement control method, wherein the intelligent coke oven straight-moving temperature measurement robot system comprises a management platform, a track assembly, a power supply assembly, a communication assembly and a coke oven straight-moving temperature measurement robot; the management platform is a data monitoring center consisting of a monitoring management station, a temperature measurement server, a database server, a streaming media server and a front-end server; the coke oven straight-moving temperature measurement robot is composed of a high-temperature-resistant protective shell of a coke oven body, a core control unit, a servo driving unit, an auxiliary positioning unit, a wireless communication module, a power driving module, a safe obstacle avoidance module, a straight-moving temperature measurement module and a mechanical grabbing mechanism, wherein the whole robot body is installed on a double-circular-tube-shaped-tube track assembly to walk, and the robot body inherits modularization, high performance, high density, strong compatibility, high protection and other design principles, can realize automatic temperature measurement of a coke oven, replaces manual temperature measurement, reduces labor intensity, improves temperature measurement quality and improves factory productivity.)

一种智能焦炉直行测温机器人系统及测温控制方法

技术领域

本发明涉及炼焦技术领域，具体为一种智能焦炉直行测温机器人系统及测温控制方法。

背景技术

目前在运行的焦炉，大都是采用人工定时、间隔去焦炉炉顶采集各燃烧室的直行温度，通常每四小时，测温工通过手持式红外测温仪对机焦侧所有代表火道完成一次测温，并通过手持式的温度记录仪传输到电脑中并形成温度记录，求取的平均值称为“直行温度”。这种人工测温方式，现场工作环境恶劣（高温、高污染、高风险），若要在规定的时间内完成直行温度测量，员工的劳动强度并不低而且还要几个人配合工作；只要是人工工作难免出现疲劳、失误、过错，为了解决上述问题，需要研发一种特种机器人取代人工测温方式，降低工人劳动强度、减少作业风险、提高测温精度与测温效率，不仅能为焦化厂节约了劳动力成本，而且还能提升焦化厂的生产效率。

焦炉温度的稳定性是评价焦炉加热水平的重要依据，是考核焦化生产的重要温度指标。目前在运行的焦炉，都是采用人工定时、间隔去焦炉炉顶采集各燃烧室的直行温度，这种测温方式，安全水平低（高温度、高污染、高风险）、生产效率不高、劳动力成本逐年升高。

当然目前也有固定安装在看火孔上的在线测温仪，但设备安装数量大（每个看火孔一套设备），需要定期氮气防尘清理，成本太高。

通过对现有专利技术方案检索，发现与本发明最接近的技术方案有：

专利公开号CN101078653A公开了一种焦炉燃烧室温度测量系统及其测量方法。测量系统设有操作站实施对移动测温装置的控制操作，收集移动测温装置的温度测量数据，完成数据记录统计以及报表生成和数据的网络传输；移动测温装置实施对所有立火道的温度测量；控制站实施对传输信息的处理、打印以及进行相应的应用管理。测量方法是通过无线数据传输和控制，对移动测温装置移动、定位、提盖、测温、合盖的全过程控制。上述发明能够自动准确测量所有立火道的温度，并将炉号、燃烧室号、立火道编号及温度显示在控制站和操作站，使实时调火成为现实。但上述发明专利，与本发明技术方案相比，存在如下技术缺陷：结构过于复杂，整体跨度太大6-7米，系统稳定性差（需要辅助稳定电磁铁），整体成本过高，需要测量所有火道，整体工作效率低；占用装煤车的轨道，与装煤车作业干涉；需要单独的供电轨道，增加系统成本，也带来不安定因素（楼顶露天作业，易受雷击造成系统瘫痪），接触式轨道供电，易出现接触不良，易打火，易受雷击干扰，给化工厂带来不安定因素。系统集成度较低，智能化水平较低。

专利公开号CN1563276A公开了一种焦炉自动测温方法及其测温系统，其测温系统包括设置在焦炉炉面装煤车轨道内侧或外侧的环形测温轨道、带光学探头的自动测温装置、电刷式通讯头和上位机。其测温方法是让自动测温装置在测温轨道上面行走，测温装置上的测温探头通过位于测温轨道内的标准立火道测温孔对炉内的温度进行扫描实测，自动测温装置将采集到的温度数据通过设置在测温轨道上方一点的电刷式通讯头，将测得的温度数据通过有线通讯线路传给地面上的上位机，上位机通过对采样曲线数据进行分析运算得出每个标准立火道的温度并进行焦炉加热系统的控制。上述发明测温、温控一体化，大大提高了焦炉测量的准确性和可靠性。上述发明专利虽然结构简单，但也存在一定的技术缺陷：（1）需要在炉顶铺设专用轨道；（2）需要改造看火孔的盖子；（3）测温时只能测量标准立火道温度；（4）当标准立火道在除尘或装煤车轨道旁边时无法实现环形测温轨道的安装；（5）测温探头距看火孔太近，在揭盖时煤气的爆燃和烟尘易使测温探头失效。其与本发明技术方案相比，还存在如下技术缺陷：上述发明专利需要改造火孔的火盖，施工成本高，机械杠杆开启火盖，自动化水平低；充电方式为接触式充电，智能化水平低；通信方式为有线电刷式通信方式，存在接触不良，定期维护等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能焦炉直行测温机器人系统及测温控制方法，测温机器人与装煤车高度不干涉，不影响作业，且提升装置是先垂直提升，再做水平旋转，不存在开盖爆燃影响，以解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能焦炉直行测温机器人系统，包括管理平台、轨道总成、供电总成、通信总成和焦炉直行测温机器人；

所述管理平台由监控管理站、测温服务器、数据库服务器、流媒体服务器和前端服务器组成的数据监控中心，数据监控中心通过数据接口与三层交换机连接，三层交换机上还连接光纤环网，光纤环网通过无线AP网络与焦炉直行测温机器人建立数据连接；

所述轨道总成包括双圆管型材轨道、驳接件、高度调节支架和水平调节支架；所述双圆管型材轨道的上方用于行驶焦炉直行测温机器人，其下方通过驳接件支撑连接高度调节支架，高度调节支架的下端通过调节螺栓连接水平调节支架，水平调节支架上设有水平调节孔；

所述供电总成包括由磁共振无线受电组件、BMS能量管理组件、磷酸铁锂或三元锂电池、高效高密电源转换器组成的磁共振非接触式充电系统；所述磁共振无线受电组件由无线充电接收线盘和无线充电接收控制器组成，无线充电接收控制器实现与无线充电发射控制器的数据交互，无线充电发射控制器连接有无线充电发射线盘；

所述通信总成采用TCP/IP综合数据网络+光纤环网+无线AP网络相结合一体化网络通讯系统，其在炼焦炉顶两头各设置一个无线基站设备或在炼焦炉中间装煤塔位置安装一套WIFI通信基站，接入现场控制箱，在每个现场控制箱接入节点上安装双模WiFi无线基站设备，并用防水板状天线作为无线天线，实现焦炉测温与管理平台中的数据监控中心的实时通信；

所述焦炉直行测温机器人由车体耐高温防护外壳、核心控制单元、伺服驱动单元、辅助定位单元、无线通信模块、电源驱动模块、安全避障模块、直行测温模块和机械抓取机构组成，所述车体耐高温防护外壳内安装核心控制单元，核心控制单元通过无线AP网络、光纤环网、三层交换机与管理平台上的数据监控中心交互连接；核心控制单元包括高温工业控制器，高温工业控制器通过控制电路连接有通信接口、模拟量接口和数字量接口；

所述伺服驱动单元包括驱动电机、刹车器、减速机、编码器、联轴器、驱动轮和从动轮；所述编码器与核心控制单元连接；所述驱动电机安装在底盘支架上，底盘支架固定在车体耐高温防护外壳的底部；所述驱动电机通过减速机、联轴器传动连接驱动轮，驱动轮传动连接从动轮，驱动轮和从动轮对应安装在底盘支架的四个端角上；所述车体耐高温防护外壳通过底盘支架上安装的驱动轮和从动轮连接在双圆管型材轨道；

所述辅助定位单元包括高温读卡器、高温RFID卡、霍尔传感器和定位磁体，定位磁体与霍尔传感器非接触式定位，霍尔传感器、高温读卡器分别与核心控制单元连接；

所述无线通信模块由车载无线工业模块及全向高增益天线组成，车载无线工业模块通过全向高增益天线实现与现场无线通信基站的无线加密连接；车载无线工业模块通过自适应网口与车体内部核心控制单元有线以太网连接；

所述电源驱动模块由供电总成中的磁共振无线受电组件、BMS能量管理组件、磷酸铁锂或三元锂电池、高效高密电源转换器、无线充电接收线盘、无线充电接收控制器、无线充电发射控制器和无线充电发射线盘组成；所述无线充电接收控制器安装在车体耐高温防护外壳内，并与核心控制单元连接，无线充电接收线盘安装在车体耐高温防护外壳的上表面，与无线充电接收线盘对位的无线充电发射线盘以及与无线充电发射线盘连接的无线充电发射控制器安装在无线充电支臂上，无线充电支臂呈折弯结构设置在双圆管型材轨道的一侧，其下端固定在地面上；所述BMS能量管理组件实现对磷酸铁锂或三元锂电池内部电芯的充放电管理，并对内部电芯的温度、电压、电流的监控，同时完成主CPU的通信；所述高效高密电源转换器实现对内部不同电压要求设备的供电输出；

所述安全避障模块包括超声波探测器、超声探头和声光报警器；所述超声波探测器安装在车体耐高温防护外壳内部，并与核心控制单元连接；所述超声探头安装在车体耐高温防护外壳前后端面上，并与超声波探测器连接；所述声光报警器安装在车体耐高温防护外壳上端面的两侧，并与核心控制单元连接；

所述直行测温模块由红外光学镜头、高温光纤传导束、集成滤光片、红外传感器和电信号处理单元组装而成的红外测温传感器，红外测温传感器通过连接杆固定在车体耐高温防护外壳的侧壁上，并与车体耐高温防护外壳内部的核心控制单元连接；

所述机械抓取机构包括马达、传动杆、旋转支臂和看火孔盖抓取台；所述马达和传动杆固定安装在车体耐高温防护外壳的底部，传动杆上端加工有T型螺纹，并通过T型螺纹套接伞齿轮副；所述马达通过锥齿轮与伞齿轮副啮合连接；所述传动杆在伞齿轮副的下方设有定位导槽，并通过定位导槽套接提升旋转定位机构，提升旋转定位机构的下端与旋转支臂的一端固定连接，旋转支臂的另一端与看火孔盖抓取台的中心处固定连接，并在看火孔盖抓取台的中心处设置风机吹风口，风机吹风口与安装在看火孔盖抓取台上的吹风机连接，在看火孔盖抓取台的下端面还排布有三个等角度设置的电磁铁。

更进一步地，所述管理平台包括应用管理模块、机器人前端机模块、流媒体处理模块、界面展示模块，应用管理模块提供网络连接、通信以及数据库操作管理，通过数据协议接口联调，实现测温数据导入炼焦厂现有测温软件功能；机器人前端机模块实现焦炉直行测温机器人的总体调度、控制、采集业务；流媒体处理模块用于可见光及音视频流的处理分析；界面展示模块面向用户的展示和互动操作界面。

更进一步地，所述车体耐高温防护外壳包括PPS机壳和内衬，PPS机壳的里外两侧均涂覆防火涂料底漆，且PPS机壳在外侧的防火涂料底漆上还喷涂银色反热辐射漆，在内侧的防火涂料底漆上粘贴高硅氧自粘胶带；所述内衬包括外层复合铝箔布和内层复合铝箔布，在外层复合铝箔布和内层复合铝箔布之间设置内胆钣金骨架，并通过铆钉连接为一体；所述内衬和PPS机壳之间的导线电缆采用耐高温阻燃套管或高硅氧自粘胶带缠绕。

更进一步地，所述双圆管型材轨道采用厚度采用厚度不低于1.5mm，直径不小于32mm无缝热镀锌钢管，并采用达克罗锌铬涂层表面处理工艺进行材料基体防护。

更进一步地，所述驳接件用于圆管轨道的端接，且满足轨道轴向强度、横向滚动、垂直支撑的限位紧固需求，每间隔3米或6米设置一个支撑点。

更进一步地，所述高度调节支架配合水平调节支架实现整个机器人在有限范围内高度和水平两个自由度可调，适应焦炉顶弯道和高低起伏变化。

更进一步地，所述车体耐高温防护外壳上还安装有视频成像模块，视频成像模块由摄像头、拾音器和音视频网络编解码器组成，摄像头和拾音器分别与音视频网络编解码器连接，音视频网络编解码器再与核心控制单元连接。

更进一步地，所述车体耐高温防护外壳上还安装有环境组件部分，环境组件部分由工业级环境温湿度传感器和多合一可燃有害气体探测器组成，工业级环境温湿度传感器和多合一可燃有害气体探测器分别与车体耐高温防护外壳内部的核心控制单元连接。

本发明提供另一种技术方案：一种智能焦炉直行测温机器人系统的测温控制方法，包括以下步骤：

S1：当机器人定位到达测温点，启动机械抓取机构，控制旋转支臂下降；

S2：旋转支臂前端的看火孔盖抓取台在接近炉盖时，启动高转速吹风机，通过风机吹风口清理炉盖煤渣灰尘；

S3：核心控制单元控制强磁电磁铁启动，吸住测温炉盖，提升并旋转90°至车体一侧；

S4：机器人启动直行测温模块对立火道进行测温工作，并通过无线通信模块上传测温数据给核心控制单元，核心控制单元将测温数据上传至管理平台；

S5：完成测温后，旋转支臂归位，释放电磁铁盖好炉盖即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种智能焦炉直行测温机器人系统及测温控制方法，降低人员作业风险，避免了开盖燃气上升烧伤人员，也避免了人员夏天高温作业中暑的风险，也避免了上面高污染环境对员工的影响。

2、本发明提供的一种智能焦炉直行测温机器人系统及测温控制方法，减少了操作工人的劳动强度，提升劳动效率，避免了人员疲劳、高温不适带来的测温数据不准确等弊端；对焦炉测温精确，也提升了焦炉温度控制的精度，从而提升了炼焦产品的品质，提高工厂的产能。

3、本发明提供的一种智能焦炉直行测温机器人系统及测温控制方法，自动化程度提高，实现新旧动能转化，降低劳动力成本，机器人可以代替6-9个直行测温人员的工作。

4、本发明提供的一种智能焦炉直行测温机器人系统及测温控制方法，对炉温检测及时准确，对调火提供了真实可靠的数据，节约能源降低消耗，延长炉体的使用寿命，提高了企业的生产管理水平。

附图说明

图1为本发明的系统组成结构图；

图2为本发明的管理平台监控网络架构示意图；

图3为本发明的网络通信架构图；

图4为本发明的轨道总成结构示意图；

图5为本发明的直行测温机器人结构示意图；

图6为本发明的直行测温机器人分解图；

图7为本发明的直行测温机器人框架原理图；

图8为本发明的电源驱动模块充电流程图；

图9为本发明的机械抓取机构结构示意图；

图10为本发明的车体耐高温防护外壳机壳拆分图；

图11为本发明的测温方法流程图。

图中：1车体耐高温防护外壳、101 PPS机壳、102内衬、103防火涂料底漆、104银色反热辐射漆、105高硅氧自粘胶带、106外层复合铝箔布、107内层复合铝箔布、108内胆钣金骨架、109铆钉、2核心控制单元、201高温工业控制器、202通信接口、203模拟量接口、204数字量接口、3伺服驱动单元、301驱动电机、302刹车器、303减速机、304编码器、305联轴器、306驱动轮、307从动轮、308底盘支架、309双圆管型材轨道、310驳接件、311高度调节支架、312调节螺栓、313水平调节支架、314水平调节孔、4辅助定位单元、401高温读卡器、402高温RFID卡、403霍尔传感器、404定位磁体、5无线通信模块、501车载无线工业模块、502全向高增益天线、6电源驱动模块、601磁共振无线受电组件、602 BMS能量管理组件、603磷酸铁锂或三元锂电池、604高效高密电源转换器、605无线充电接收线盘、606无线充电接收控制器、607无线充电发射控制器、608无线充电发射线盘、609无线充电支臂、7安全避障模块、701超声波探测器、702超声探头、703声光报警器、8视频成像模块、801摄像头、802拾音器、803音视频网络编解码器、9直行测温模块、901连接杆、902红外光学镜头、903高温光纤传导束、904集成滤光片、905红外传感器、906电信号处理单元、10机械抓取机构、1001马达、1002传动杆、1003旋转支臂、1004看火孔盖抓取台、1005 T型螺纹、1006伞齿轮副、1007定位导槽、1008提升旋转定位机构、1009风机吹风口、1010电磁铁、11环境组件部分、1101工业级环境温湿度传感器、1102多合一可燃有害气体探测器、12管理平台、1201监控管理站、1202测温服务器、1203数据库服务器、1204流媒体服务器、1205前端服务器、1206光纤环网、1207无线AP网络、1208三层交换机、13轨道总成、14供电总成、15焦炉直行测温机器人、16通信总成。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中：提供一种智能焦炉直行测温机器人系统，包括管理平台12、轨道总成13、供电总成14、通信总成16和焦炉直行测温机器人15；

请参阅图2-3，其中，管理平台12采用B/S和C/S相结合的模式，主要实现对焦炉直行测温机器人15的自动远程控制和手动控制，并把测温数据录入、分析、存储、图形化界面展示、自动计算K均、K安等系数，自动形成相应的温度曲线；系统采集数据可通过WEB服务器对外接口共享；专用客户端软件可对测温机器人进行遥控、任务配置、视频访问、数据访问；具体的，管理平台12由监控管理站1201、测温服务器1202、数据库服务器1203、流媒体服务器1204和前端服务器1205组成的数据监控中心，数据监控中心通过数据接口与三层交换机1208连接，三层交换机1208上还连接光纤环网1206，光纤环网1206通过无线AP网络1207与焦炉直行测温机器人15建立数据连接；管理平台12包括应用管理模块、机器人前端机模块、流媒体处理模块、界面展示模块，应用管理模块提供网络连接、通信以及数据库操作管理，通过数据协议接口联调，实现测温数据导入炼焦厂现有测温软件功能；机器人前端机模块实现焦炉直行测温机器人15的总体调度、控制、采集业务；流媒体处理模块用于可见光及音视频流的处理分析；界面展示模块面向用户的展示和互动操作界面。

请参阅图4，轨道总成13包括双圆管型材轨道309、驳接件310、高度调节支架311和水平调节支架313；双圆管型材轨道309的上方用于行驶焦炉直行测温机器人15，其下方通过驳接件310支撑连接高度调节支架311，高度调节支架311的下端通过调节螺栓312连接水平调节支架313，水平调节支架313上设有水平调节孔314；其中，轨道309为双圆管型材，其采用厚度不低于1.5-2mm，直径32mm无缝热镀锌钢管，同时为满足焦炉测温使用环境和寿命需求，采用达克罗(DACROMET) 锌铬涂层表面处理工艺进行材料基体防护；驳接件310用于圆管轨道309的端接，且满足轨道309轴向强度、横向滚动、垂直支撑的限位紧固需求，施工简单可靠，拆卸组装容易；为提高轨道309的载重强度6m跨距的钢管，每间隔3米设置一个支撑点；高度调节支架311配合水平调节支架313实现整个机器人在有限范围内高度和水平两个自由度可调，适应焦炉顶弯道和高低起伏变化，为双圆管轨式测温机器人提供平稳的运动条件。

其中，供电总成14选择基于电磁共振原理由分布式智能充电站、电能收发线圈、机载锂离子电源等部件组成的磁共振非接触式充电系统；供电总成14包括由磁共振无线受电组件601、BMS能量管理组件602、磷酸铁锂或三元锂电池603、高效高密电源转换器604组成的磁共振非接触式充电系统；所述磁共振无线受电组件601由无线充电接收线盘605和无线充电接收控制器606组成，无线充电接收控制器606实现与无线充电发射控制器607的数据交互，无线充电发射控制器607连接有无线充电发射线盘608；与传统接触式充电系统不同，磁共振非接触式充电系统分为由分布式智能充电站+电能发射线圈组成的电能发射管理单元、由磷酸铁锂或三元锂电池603+机载电能接收线圈组成的充电接收管理单元及内置在电源内部的电池管理系统BMS等三部分，电能发射管理单元具有型号匹配、充电准备、启停控制、状态保护、管理平台与轨式测温机器人数所交互、指令收发等功能，充电接收管理单元具有型号匹配、负载反馈、稳压输出、充电状态（周期、电流、电压）、状态保护（过压、欠压、过流、过热、短路）、启停控制、指令收发等功能。

其中，通信总成16采用TCP/IP综合数据网络+光纤环网1206+无线AP网络1207相结合一体化网络通讯系统，网络通讯系统所需的数据传输率不应低于50Mbps且在跨区之间切换应低于50ms的快速漫游，以达到远程集中监测、集中显示报警、集中调动控制和集中管理的目标，其在炼焦炉顶两头各设置一个无线基站设备或在炼焦炉中间装煤塔位置安装一套WIFI通信基站，接入现场控制箱，在每个现场控制箱接入节点上安装双模WiFi无线基站设备，并用防水板状天线作为无线天线，实现焦炉测温与管理平台12中的数据监控中心的实时通信。

请参阅图5-7，焦炉直行测温机器人15由车体耐高温防护外壳1、核心控制单元2、伺服驱动单元3、辅助定位单元4、无线通信模块5、电源驱动模块6、安全避障模块7、直行测温模块9和机械抓取机构10组成，所述车体耐高温防护外壳1内安装核心控制单元2，核心控制单元2通过无线AP网络1207、光纤环网1206、三层交换机1205与管理平台12上的数据监控中心交互连接；核心控制单元2包括高温工业控制器201，高温工业控制器201通过控制电路连接有通信接口202、模拟量接口203和数字量接口204。

其中，伺服驱动单元3包括驱动电机301、刹车器302、减速机303、编码器304、联轴器305、驱动轮306和从动轮307；所述编码器304与核心控制单元2连接；所述驱动电机301安装在底盘支架308上，底盘支架308固定在车体耐高温防护外壳1的底部；所述驱动电机301通过减速机303、联轴器305传动连接驱动轮306，驱动轮306传动连接从动轮307，驱动轮306和从动轮307对应安装在底盘支架308的四个端角上；所述车体耐高温防护外壳1通过底盘支架308上安装的驱动轮306和从动轮307连接在双圆管型材轨道309。

其中，辅助定位单元4用于机器人行走的移动定位功能，完成机器人路径规划及路径位置校正，辅助定位单元4包括高温读卡器401、高温RFID卡402、霍尔传感器403和定位磁体404，定位磁体404与霍尔传感器403非接触式定位，霍尔传感器403、高温读卡器401分别与核心控制单元2连接；机器人通过高温读卡器401无线读取高温RFID卡402位置数据（或编号映射位置信息）可以实现在＜5米/S速度内绝对位置识别；为防止高温读卡器401失效，通过霍尔传感器403识别定位磁体404的方式实现特殊位置的识别，如轨道309起始点或机器人充电站点。

其中，无线通信模块5由车载无线工业模块501及全向高增益天线502组成，车载无线工业模块501通过全向高增益天线502实现与现场通信基站的无线加密连接；实现与控制平台的无线网络通信、数据交换、控制调度指令交互功能，无线设备采用快速Roaming技术，可实现移动过程中无缝漫游切换（切换延迟50ms以内），可实现快速部署一个高速稳定、无缝漫游、安全可靠的无线通信网络，具有射频遮蔽、电磁遮蔽、散热优良等特点，具有较高的抗干扰能力强及优异的防护性能，支持-40-75℃高低温，可满足在复杂电磁环境及恶劣气候下全天候不间断工作。

其中，电源驱动模块6由磁共振无线受电组件601、BMS能量管理组件602、磷酸铁锂或三元锂电池603、高效高密电源转换器604组成；磁共振无线受电组件601由无线充电接收线盘605和无线充电接收控制器606组成，无线充电接收控制器606实现与无线充电发射控制器607的数据交互，协同完成对无线充电发射功率调整；无线充电接收控制器606安装在车体耐高温防护外壳1内，并与核心控制单元2连接，无线充电接收线盘605安装在车体耐高温防护外壳1的上表面，与无线充电接收线盘605对位的无线充电发射线盘608以及与无线充电发射线盘608连接的无线充电发射控制器607安装在无线充电支臂609上，无线充电支臂609呈折弯结构设置在轨道309的一侧，其下端固定在地面上；BMS能量管理组件602实现对磷酸铁锂或三元锂电池603内部电芯的充放电管理，并对内部电芯的温度、电压、电流的监控，同时完成主CPU的通信；高效高密电源转换器604实现对内部不同电压要求设备的供电输出；

请参阅图8，充电流程：机器人通过BMS能量管理组件602获取系统剩余电量，当机器人电量低于充电阈值时，机器人自动启动充电流程，机器人内部配置了充电站位置，通过高温读卡器401无线读取高温RFID卡402编号进行位置校准，保证机器人精确定位到充电站位置，到位后机器人控制充电站启动磁共振无线受电组件601；机器人通过BMS能量管理组件602对电池量实时监测，当机器人电池SOC或电池电压超过设计充电阈值后，机器人核心控制器自动切断充电流程（通知充电管理站停止充电），BMS能量管理组件602监测电池电量正常且不需要充电时，机器人自动离开充电站，进入非高温作业休息区，等待平台作业调动。

其中，安全避障模块7包括超声波探测器701、超声探头702和声光报警器703；为保障直行测温机器人在轨道309行驶安全和地面工作人员人身安全，在车顶两头安装有声光报警器703，警示现场工作人员安全；同时机器人上安装有超声波探测器701，对前后两个扇面（4～8路）进行主动式扫描，原理为利用超声波探测器701发出超声波并接收其反射波，经计算给出障碍物距离，探测器辐射角45°，人体灵敏度0.3～1.2m，物体灵敏度0.3～2.5m，数据分辨率1cm；具备喷淋、雨雾防误报功能；其中，安全避障模块7包括超声波探测器701、超声探头702和声光报警器703；超声波探测器701安装在车体耐高温防护外壳1内部，并与核心控制单元2连接；超声探头702安装在车体耐高温防护外壳1前后端面上，并与超声波探测器701连接；声光报警器703安装在车体耐高温防护外壳1上端面的两侧，并与核心控制单元2连接。

其中，直行测温模块9由红外光学镜头902、高温光纤传导束903、集成滤光片904、红外传感器905和电信号处理单元906组装而成的红外测温传感器，红外测温传感器通过连接杆901固定在车体耐高温防护外壳1的侧壁上，并与车体耐高温防护外壳1内部的核心控制单元2连接，能够探测来自被测量目标的红外辐射，并根据其辐射强度确定目标的温度，提供信号输出；红外光学镜头902采用不锈钢外壳，超大距离系数，高温光纤传导束903耐温达到300 度，在工业现场具备良好的防护能力，可以方便地安装在多种复杂工况场合，特别适合于需要耐高温、长距离、较强干扰的工业环境。

请参阅图9，当焦炉直行测温机器人在沿轨道309行走测温过程中，机械抓取机构10用于实现对立火道炉盖的自动开启与关闭功能；机械抓取机构10包括马达1001、传动杆1002、旋转支臂1003和看火孔盖抓取台1004；马达1001和传动杆1002固定安装在车体耐高温防护外壳1的底部，传动杆1002上端加工有T型螺纹1005，并通过T型螺纹1005套接伞齿轮副1006；所述马达1001通过锥齿轮与伞齿轮副1006啮合连接；传动杆1002在伞齿轮副1006的下方设有定位导槽1007，并通过定位导槽1007套接提升旋转定位机构1008，提升旋转定位机构1008的下端与旋转支臂1003的一端固定连接，旋转支臂1003的另一端与看火孔盖抓取台1004的中心处固定连接，并在看火孔盖抓取台1004的中心处设置风机吹风口1009，风机吹风口1009与安装在看火孔盖抓取台1004上的吹风机连接，在看火孔盖抓取台1004的下端面还排布有三个等角度设置的电磁铁1010；

抓取测温流程如下：机器人定位到达测温点，启动电动旋转机构，控制旋转支臂1003下降，旋转支臂1003前端的看火孔盖抓取台1004在接近炉盖时，启动高转速吹风机，清理炉盖煤渣灰尘；随后，控制电磁铁1010启动，吸住测温炉盖，提升并旋转90度至车体一侧；机器人完成测温后, 释放电磁铁1010盖好炉盖，旋转机械臂归位即可。

请参阅图10，在上述实施例中，整个机器人的工作温度-20℃-65℃，核心模块防护等级不低于IP67标准，整机防护等级IP65标准，能够适应室外刮风、下雨、露天日晒等应用环境；由于焦炉顶现场工作环境的特殊性，需要对机器人腹部做防火隔热处理，因此，设置车体耐高温防护外壳1包括PPS机壳101和内衬102，PPS机壳101的里外两侧均涂覆防火涂料底漆103，且PPS机壳101在外侧的防火涂料底漆103上还喷涂银色反热辐射漆104，在内侧的防火涂料底漆103上粘贴高硅氧自粘胶带105；内衬102包括外层复合铝箔布106和内层复合铝箔布107，在外层复合铝箔布106和内层复合铝箔布107之间设置内胆钣金骨架108，并通过铆钉109连接为一体；内衬102和PPS机壳101之间的导线电缆采用耐高温阻燃套管或高硅氧自粘胶带105缠绕。

在上述实施例中，车体耐高温防护外壳1上还安装有视频成像模块8，视频成像模块8由摄像头801、拾音器802和音视频网络编解码器803组成，摄像头801和拾音器802分别与音视频网络编解码器803连接，音视频网络编解码器803与核心控制单元2连接，具备图像抓拍、实时视频查看、现场工况语音监听等功能，根据客户需要集成视频音频采集监控功能。

在上述实施例中，车体耐高温防护外壳1上还安装有环境组件部分11，环境组件部分11由工业级环境温湿度传感器1101和多合一可燃有害气体探测器1102组成，工业级环境温湿度传感器1101和多合一可燃有害气体探测器1102均安装在车体耐高温防护外壳1上，并与车体耐高温防护外壳1内部的核心控制单元2连接，实现对焦炉顶部的环境温度、环境湿度、CO、H₂S、O₂、Ex等环境气体参量的连续监测，为设备运行安全、作业人员安全提供可靠的环境评估；工业级环境温湿度传感器1101采用高集成技术，完全标定数字输出（湿度腔室标定），多合一可燃有害气体探测器1102由容性聚合体湿敏元件和能隙材料制成的温敏元件组成，具有测量精度高(湿度±2%RH，温度±0.3℃)、反应速度快、抗干扰和防护能力强等特点。

请参阅图11，本发明还提供另一种技术方案：一种智能焦炉直行测温机器人系统的测温控制方法，当焦炉直行测温机器人在沿轨道行过程进中，自动定位每一个需测温看火孔，完成炉盖开启、火道测温、炉盖关闭等一系列自动化操作；具体包括以下步骤：

第一步：当机器人定位到达测温点，启动机械抓取机构10，控制旋转支臂1003下降；

第二步：旋转支臂1003前端的看火孔盖抓取台1004在接近炉盖时，启动高转速吹风机，通过风机吹风口1009清理炉盖煤渣灰尘；

第三步：核心控制单元2控制强磁电磁铁1010启动，吸住测温炉盖，提升并旋转90°至车体一侧；

第四步：机器人启动直行测温模块9对立火道进行测温工作，并通过无线通信模块5上传测温数据给核心控制单元2，核心控制单元2将测温数据上传至管理平台12；

第五步：完成测温后，旋转支臂1003归位，释放电磁铁1010盖好炉盖即可。

工作原理：本发明提供的一种智能焦炉直行测温机器人系统及测温控制方法，根据直行温度测量要求，在焦炉炉顶敷设固定轨道，使用轨道机器人替代人工完成测温作业，并通过机器人自带的高精度定位系统，使得机器人能够在到达看火孔上方时，自动打开孔盖并完成测温工作，测温后还需要机器人自动关闭这些打开的孔盖，同时通过机器人上的控制系统，将测量得到的温度数据实时传输给后端管理平台12，管理平台12负责向测温机器人发出测温任务命令或机器人根据平台配置的工作任务自动直行测温任务，平台收到测温结果后还需要完成直行温度数据分析存储管理功能。

综上所述：本发明提供的一种智能焦炉直行测温机器人系统及测温控制方法，替代人工自动完成测温工作，通过无线局域网技术实现数据采集传输，并在后台电脑及服务器的支持下完成数据的统计和分析，降低人员作业风险，避免了开盖燃气上升烧伤人员，也避免了人员夏天高温作业中暑的风险，也避免了上面高污染环境对员工的影响；减少了操作工人的劳动强度，提升劳动效率，避免了人员疲劳、高温不适带来的测温数据不准确等弊端；对焦炉测温精确，也提升了焦炉温度控制的精度，从而提升了炼焦产品的品质，提高工厂的产能；自动化程度提高，实现新旧动能转化，降低劳动力成本，机器人可以代替6-9个直行测温人员的工作；对炉温检测及时准确，对调火提供了真实可靠的数据，节约能源降低消耗，延长炉体的使用寿命，提高了企业的生产管理水平。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。