提高焦炉生产的控制化程度,改进生产工艺,实现精细化炼焦是我国炼焦产业升级的必经过程。在目前的炼焦环节中,对于焦炉燃烧室立火道温度的测量还没有实现自动化,仍然依赖于人工测温,实时准确地的测量燃烧室立火道温度是精细化炼焦的重要一环。本课题组针对目前人工测温的结果受随机因素影响较大,测温时间的偏差、测温位置的偏差、测温人员操作的熟练程度都会对测温结果产生影响等问题,提出了使用焦炉测温机器人替代人工来进行测温的方案。焦炉测温机器人的使用可以有效解决测温精度不高、测温成本高昂、测温结果滞后等问题,一台焦炉测温机器人调试成功后可以在焦炉顶面反复运行、多次测量,焦炉测温机器人内搭载的两台测温云台可以通过不断修正角度准确测量燃烧室底部鼻梁砖的温度,所测结果通过通讯模块实时传输回中控室,以便系统分析目前的温度情况,更好地通过调控温度提高炭化质量。本文具体研究内容如下:(1)确定了焦炉测温机器人整体方案;设计出了车身结构并进行模态分析,通过验证得出其固有频率远大于电机激励频率;设计出了焦炉测温机器人动力形式并进行驱动力计算与减震器设计;确定了焦炉测温机器人的定位方式并设计出了挡片结构;设计了焦炉测温机器人所运行轨道的具体结构及安装方式。(2)利用虚拟仿真技术测试了焦炉测温机器人的运动性能。首先对电机布置形式进行验证,通过设置单个电机驱动、对角布置电机驱动及平行布置电机驱动,综合对比三种电机驱动方式后,验证了对角布置电机驱动的合理性。之后,令焦炉测温机器人做往返加减速运动,测试车身振动情况以及弹簧力与变形的情况,验证了设计结果的合理性。最后测试焦炉测温机器人的越障性能,分别设置不同高度的障碍物块和不同长度的轨道缺口,测试其允许的极限情况。(3)对焦炉测温机器人提盖过程中底部的燃烧气流情况进行模拟,得出了工作过程中焦炉测温机器人底部高温区域的分布。接着根据高温区域的分布及焦炉测温机器人的尺寸,对冷却风道进行了设计,计算了其理论入口风速,并对冷却风道的散热结果进行仿真。最后对冷却风道的散热结果进行了实物试验。(4)对焦炉测温机器人的运动控制进行了设计,介绍了控制部分的硬件组成和程序设计;对焦炉测温机器人系统进行了实物加工,并在实验室对焦炉测温机器人各项动作进行了测试;最后对焦炉测温机器人系统进行现场实地安装测试,验证了焦炉测温机器人整体设计的合理性,着重验证了焦炉测温机器人是否能够穿过装煤车控制室、焦炉测温机器人测试结果的准确性及焦炉测温机器人的隔热性。