本发明涉及化工设备，具体涉及一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统、方法。
背景技术：
1、新材料是指在自然界或实验室中，最近几年发现或者发展起来的具有特殊性能或功能的物质或材料。这类新材料通常包括以下几个方面：先进金属材料：例如，纳米金属、高性能合金等；高分子材料：如，高性能塑料、弹性体、高分子复合材料等；无机非金属材料：如，纳米陶瓷、氧化物等；新型复合材料：如，碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等；功能性或智能材料：如，自修复材料、导电纸、磁性材料等；新型能源材料：如，锂离子电池正极材料、燃料电池等。新材料的出现，极大地推动了科技的发展，为人类的生产和生活带来了许多便利和创新。比如，在交通工具领域，新型轻质金属材料的应用使得汽车更加轻便、高效；在医疗领域，生物医用材料的研发和应用使得手术效果得到提升，且对患者身体的伤害更小。
2、新材料处理过程通常分为几个步骤：原料选择和预处理：根据需要制备的新材料种类，选择相应的原材料，并对这些原材料进行必要的预处理，如粉碎、混合、清洗等。配料：将处理好的原材料按一定的比例进行配比，并加入适量的辅助剂，如催化剂、增塑剂等。混合：将配料充分混合均匀，形成所需的物料。成型：将混合好的物料进行煅烧然后成型处理，常见的成型方法有压延、挤压、注塑等。干燥：将成型后的产品进行干燥处理，去除多余的水分和其他挥发性物质，以保证产品的质量和稳定性。烧结：将经过干燥处理的产品进行烧结处理，这一步是将原材料的微观结构改变，从而使材料获得所需的功能和性能。后处理：对烧结后的产品进行后处理，如磨粉、表面处理等，以满足使用要求。需要注意的是，不同的材料和产品可能需要不同的煅烧工艺和条件，因此，在实际生产过程中，需要根据具体情况进行调整和优化。
3、在进行新材料煅烧时，我们一般使用煅烧池进行煅烧，新材料煅烧过程中会发生结块现象，尤其是在初次破碎时，工业材料结块较大，一般的人工作业无法翻转，破碎、翻转效率低下。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统，是基于机械臂对工业材料煅烧过程中的结块进行破碎和翻料进行的，尤其适用于对大块的工业材料结块进行破碎和翻转，往往大块的工业材料结块在批次材料煅烧初次破碎遇到。所述的工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统包括：
2、压力感应单元，用于感应伸缩驱动破碎杆的压力f，所述的压力感应单元可以安装在小臂的内部，当伸缩驱动破碎杆对煅烧结块的工业材料进行破碎时，伸缩驱动破碎杆需要抵住工业材料结块的上表面，然后伸缩驱动破碎杆伸长，伸缩驱动破碎杆的工作端端部在伸长推动力的作用下，对工业材料结块进行破碎，在进行破碎的时候，工业材料结块会给伸缩驱动破碎杆一个反作用力，压力感应单元用于感应伸缩驱动破碎杆受到的作用力，即压力感应单元用于感应伸缩驱动破碎杆轴向方向的力。压力感应单元具体结构在此不做赘述。
3、偏转力感应单元，用于感应伸缩驱动破碎杆的偏转力f，偏转力感应单元可以感应垂直伸缩驱动破碎杆所在直线的力，具体的可以是伸缩驱动破碎杆的一端转动连接在小臂的内部，转动方向与小臂的转动方向一致，所述的伸缩驱动破碎杆转动角度肯定是受到限制的，偏转力感应单元可以安装在小臂的内部，并处于伸缩驱动破碎杆转动的一侧，当小臂带着伸缩驱动破碎杆对工业材料结块进行挑起的时候，工业材料结块在重力作用下，会给伸缩驱动破碎杆一个下压作用力，偏转力感应单元感应工业材料结块在垂直伸缩驱动破碎杆所在直线的分力。
4、后台控制单元，用于控制小臂驱动液压杆和大臂驱动液压杆伸缩，使小臂与水平面形成一个预设破碎初始角度ɑ，由于大臂驱动液压杆、小臂驱动液压杆的安装位置和大臂、小臂的长度不同，大臂驱动液压杆、小臂驱动液压杆标定对计算没有意义，此处以小臂的角度进行标定即小臂所在直线与水平面之间的夹角，在具有小臂、大臂的结构需要通过大臂驱动液压杆和小臂驱动液压杆的输出量进行控制，众所周知，大臂驱动液压杆、小臂驱动液压杆的输出量与小臂的角度一一对应，当然机械臂具有其他结构时需要小臂驱动液压杆其他结构进行配合。然后伸缩驱动破碎杆伸长并使伸缩驱动破碎杆的工作端与煅烧的工业材料上表面接触，此时所述的压力感应单元感应到伸缩驱动破碎杆受到的压力f，并判断压力f是否小于一个预设压力f1，如果是，则不进行记录，如果否，则将此时的伸缩驱动破碎杆伸长量标记为l0，所述的预设压力f1可以根据设备的灵敏度进行设计，所述的预设压力f1是标定工业材料结块上表面的作用力，在一般情况下，伸缩驱动破碎杆伸缩会给小臂一个反作用力，所述的预设压力f1需要大于这个反作用力，可以清楚的区分是伸缩驱动破碎杆本身的工作过程中摩擦力还是工业材料结块的阻碍作用力，当然具体的还需要参考设备参数。然后继续控制伸缩驱动破碎杆伸长对工业材料结块进行破碎和穿透并获得伸缩驱动破碎杆伸长量l1。控制小臂夹角减小，并计算获得工业材料结块长度l和挑料长度l’；判断当前长度l+l1是否大于挑料长度l’+γ，如果是，则继续控制小臂角度减小对工业材料结块进行翻转，如果否，则控制伸缩驱动破碎杆伸长量增加δl2并控制小臂7角度减小对工业材料结块进行翻转。
5、优选的：所述的机械臂，用于对工业材料煅烧过程中的结块进行破碎，所述的机械臂至少包括：小臂，转动连接在机械臂主体上，
6、伸缩驱动破碎杆，安装在连接在小臂上，用于对煅烧结块的材料进行破碎，所述的伸缩驱动破碎杆的非连接端可以设置为尖端，从而减少受力面积，便于对结块的材料进行破碎。所述的伸缩驱动破碎杆需要用耐高温材料制成，避免伸缩驱动破碎杆在作业过程中受损。所述的伸缩驱动破碎杆可以是伸缩驱动结构和钎杆组成，钎杆一端滑动嵌套在小臂的内部，钎杆的另一端为工作端且伸出小臂，伸缩驱动结构安装在小臂的内部，伸缩驱动结构用于驱动钎杆滑动。
7、优选的：所述的机械臂主体可以转动设置在煅烧炉外围，也可以固定设置在煅烧炉一处，具体需要根据煅烧炉结构、面积等情况具体而定。本发明以机械臂主体可以转动设置在煅烧炉外围为例。所述的机械臂主体可以包括：基座，用于滑动安装在机械臂轨道上，并形成安装支撑，所述的基座可以是矩形的板状结构、方形板结构或者其他形状，保证基座的上表面平整，其中以水平为宜。由于需要配合形成轨道，所以基座的形状以矩形为宜，由于配合工艺需求，所述的基座的中心线可以指向机械臂轨道的中心点设置。基座的底部可以开设有与机械臂轨道配合滚动轮，滚动轮用于放置在机械臂轨道上，从而减少基座与机械臂轨道之间的摩擦力，使基座的滑动更加顺畅。基座驱动结构可以安装在基座上，用于驱动基座在机械臂轨道上滑动，当然还可以人力推动进行驱动，在此不进行举例。所述的基座驱动结构可以安装在基座的底部，从而可以减少安装空间的占用，还能增加机械臂美观。当所述的基座驱动结构可以包括电机和驱动轮组合时，所述的电机可以安装在基座的底部，电机的输出轴同轴固定连接在驱动轮的中心位置，驱动轮与机械臂轨道所在地平或者机械臂轨道侧面接触，其中以齿轮啮合为宜。以啮合齿啮合配合的方式，可以避免驱动轮与地平或者机械臂轨道接触压力不足造成驱动力不足，从而造成驱动力不足。
8、给进座，滑动放置在基座上，并形成安装支撑的载体，给进座的滑动路线指向基座运动轨迹的圆心上。具体的给进座的底部可以设置有滚动轮，基座的上表面设置有滚动轨道，且滚动轨道与滚动轮吻合，所述的滚动轮放置在滚动轨道上，滚动轮在滚动轨道上滚动，从而减少给进座与基座之间的摩擦力。基座和给进座之间可以设置有导向杆和直线轴承，基座上可以固定设置有至少一个导向杆，导向杆设置方向与给进座的滑动方向一致，给进座的底部固定设置有直线轴承，直线轴承与导向杆的数量和位置对应，直线轴承滑动嵌套在导向杆上，从而对给进座的滑动进行导向，同时还可以避免给进座受力翻倒。所述的基座上滚动轨道与滚动轮组合组数可以是两组，滚动轨道为两条平行的轨道，类似铁轨形式，具体为现有技术，在此不做赘述。给进驱动件，可以安装在基座上，并与给进座连接，给进驱动件用于驱动给进座在基座上滑动，使给进座的滑动方向始终在基座移动轨迹的圆形经线上。
9、大臂，其一端转动连接在给进座上，大臂转动所在平面可以与地平垂直，当然垂直只是一个最佳方式，并不能代表大臂转动平面其他角度方式设置，大臂可以是钢构架结构或者其他的刚性材质制成，保证其具有一定的刚性，从而使其形成支撑骨架。大臂的形状可以是直线形还可以是l形，可以根据实际需要进行设置。大臂驱动液压杆，安装在给进座上，并与大臂连接，用于驱动大臂转动。大臂驱动液压杆的一端转动安装在给进座上，大臂驱动液压杆的输出端转动连接在大臂的非转动连接端，通过大臂驱动液压杆伸缩使大臂围绕着转动连接端转动。以此实现大臂在给进座上转动。
10、优选的：所述的预设破碎初始角度其中h为工业材料结块的平均厚度，s为工业材料结块的平均长度，h和s为可以通过历史数据或者经验获得，具体在此不做赘述。通过设置预设破碎初始角度ɑ可以让伸缩驱动破碎杆以最佳的角度进行破碎，可以最大提高破碎力的利用率，还可以避免伸缩驱动破碎杆受到偏转力造成设备损坏，同时避免了破碎后的结块翻转过程中造成棱角阻碍或者无法挑起，使破碎后的工业材料结块翻转顺畅。
11、优选的：伸缩驱动破碎杆伸长量l1获得方法包括：构建伸缩驱动破碎杆的伸长量与压力f的二维平面坐标系，可以是以伸缩驱动破碎杆的伸长量为x轴，以压力f为y轴，然后构建获得二维平面坐标系，然后计算获得判定y’是否小于一个预设的y标’，如果否，则不进行动作，如果是，则判断压力f是否大于一个预设压力f2，如果是，则不进行记录，如果否，则记录当前伸缩驱动破碎杆伸长量标记为l1。此方法的计算模型默认为工业材料结块为凭证或者远离伸缩驱动破碎杆接触点厚度逐渐减少，这也符合破碎的工业材料结块破碎结构，计算方式贴合实际，更加准确。我们在对工业材料结块进行破碎时，伸缩驱动破碎杆伸长对工业材料结块进行破碎时，随着伸缩驱动破碎杆的伸长量增加，伸缩驱动破碎杆对工业材料结块进行穿破，伸缩驱动破碎杆受到的反作用力也会增加，工业材料结块进行穿透过程中，当工业材料结块的结块层被穿透时，伸缩驱动破碎杆受到的反作用力会突然减小，则此时的y’会迅速的减少，所以此时我们判定y’是否小于一个预设的y标’，预设的y标’则是一个负数，y’是急剧减小并不代表已经穿透工业材料结块，可能是工业材料结块内部的分层，然后判断压力f是否大于一个预设压力f2，此时的预设压力f2需要大于伸缩驱动破碎杆本身的摩擦力和伸缩驱动破碎杆与工业材料结块之间的摩擦力，具体数值在此不做赘述。通过判断倒数y’和压力f可以准确的定位到工业材料结块的表面和深度。
12、优选的：所述的工业材料结块长度其中，l为伸缩驱动破碎杆为伸长量为0时小臂和伸缩驱动破碎杆的总长度，β为挑料时小臂夹角，f’为挑料时偏转力，δf为挑料时偏转力增加量。
13、优选的：挑料时小臂夹角β，挑料时偏转力f’，挑料时偏转力增加量δf获得方法包括：后台控制单元控制小臂夹角减小，并构建小臂夹角与伸缩驱动破碎杆的偏转力f的二维坐标系，即以小臂夹角为横坐标，以伸缩驱动破碎杆的偏转力f为纵坐标，然后计算获得并判断y1’是否小于一个预设的y1标，如果是，则记录当前小臂夹角为β、偏转力f’和偏转力增加量δf，如果否，则不进行记录，在我们对大块的工业材料结块进行翻转时，随着工业材料结块得到挑起，起初是工业材料结块角部与伸缩驱动破碎杆接触，当伸缩驱动破碎杆与工业材料结块边沿重合或者更换接触点时，工业材料结块的重力不变，但是由于接触点发生改变，则力矩发生改变，所以偏转力感应单元感应的偏转力f也会发生改变且变化，所以可以进行定位，则计算获得工业材料结块长度l。
14、优选的：所述的挑料长度
15、优选的：所述的伸缩驱动破碎杆伸长量增加δl2＝l'+γ-l-l1，其中γ为形状偏差系数。
16、优选的：形状偏差系数γ＝μl，其中μ为偏差比例因子。
17、实施例2
18、在本实施例中提出了一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控方法，包括如下步骤：
19、s1、控制伸缩驱动破碎杆以一个预设破碎初始角度ɑ朝向工业材料结块；
20、s2、然后控制伸缩驱动破碎杆伸长并使其工作端与煅烧的工业材料上表面接触；
21、s3、压力感应单元感应获得伸缩驱动破碎杆受到的压力f；
22、s4、并判断压力f是否小于一个预设压力f1，如果是，则不进行记录，如果否，则执行s5；
23、s5、将此时的伸缩驱动破碎杆伸长量标记为l0；
24、s6、然后继续控制伸缩驱动破碎杆伸长对工业材料结块进行破碎和穿透并获得伸缩驱动破碎杆伸长量l1；
25、s7、控制伸缩驱动破碎杆夹角减小，并计算获得工业材料结块长度l和挑料长度l’；
26、s8、判断当前长度l+l1是否大于挑料长度l’+γ，如果是，则执行s9，如果否，则执行s10；
27、s9、继续控制伸缩驱动破碎杆角度减小对工业材料结块进行翻转；
28、s10、控制伸缩驱动破碎杆伸长量增加δl2并控制伸缩驱动破碎杆角度减小对工业材料结块进行翻转。
29、本发明的技术效果和优点：通过本系统控制小臂对工业材料结块进行挑料翻转，避免了工业材料结块翻转不够造成工业材料结块回料的翻转无效，同时可以减少伸缩驱动破碎杆和小臂的动作范围，减少不必要的作业动作，节约能源，同时减少工作时间，提高工作效率。通过设置预设破碎初始角度ɑ可以让伸缩驱动破碎杆以最佳的角度进行破碎，可以最大提高破碎力的利用率，还可以避免伸缩驱动破碎杆受到偏转力造成设备损坏，同时避免了破碎后的结块翻转过程中造成棱角阻碍或者无法挑起，使破碎后的工业材料结块翻转顺畅。
1.一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统，其特征在于，所述的工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统，其特征在于，机械臂，其用于对工业材料煅烧过程中的结块进行破碎，所述的机械臂包括：
3.根据权利要求1所述的一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统，其特征在于，所述的预设破碎初始角度其中h为工业材料结块的平均厚度，s为工业材料结块的平均长度。
4.根据权利要求1所述的一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统，其特征在于，伸缩驱动破碎杆伸长量l1获得方法包括：构建伸缩驱动破碎杆的伸长量与压力f的二维平面坐标系，然后计算获得判定y’是否小于一个预设的y标’；如果否，则不进行动作，如果是；则判断压力f是否大于一个预设压力f2，如果是，则不进行记录，如果否，则记录当前伸缩驱动破碎杆伸长量标记为l1。
5.根据权利要求1所述的一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统，其特征在于，所述的工业材料结块长度其中，l为伸缩驱动破碎杆为伸长量为0时小臂和伸缩驱动破碎杆的总长度，β为挑料时小臂夹角，f’为挑料时偏转力，δf为挑料时偏转力增加量。
6.根据权利要求5所述的一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统，其特征在于，挑料时小臂夹角β，挑料时偏转力f’，挑料时偏转力增加量δf获得方法包括：后台控制单元控制小臂夹角减小，并构建小臂夹角与伸缩驱动破碎杆的偏转力f的二维坐标系，然后计算获得并判断y1’是否小于一个预设的y1标，如果是，则记录当前小臂夹角为β、偏转力f’和偏转力增加量δf，如果否，则不进行记录。
7.根据权利要求1所述的一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统，其特征在于，所述的挑料长度
8.根据权利要求1所述的一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统，其特征在于，所述的伸缩驱动破碎杆伸长量增加δl2＝l'+γ-l-l1，其中γ为形状偏差系数。
9.根据权利要求8所述的一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控系统，其特征在于，形状偏差系数γ＝μl，其中μ为偏差比例因子。
10.一种工业材料煅烧结块机械臂智能调控方法，其特征在于，工业材料煅烧结块机械臂智能调控方法包括如下步骤：
