CN113773864B - 用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，包括爬升单元、料箱、输料单元和压料单元；爬升单元包括上下两个能调整宽度的伸缩机构和连接上下伸缩机构的电动推杆；料箱、输料单元和压料单元均搭载于爬升单元的上伸缩机构或下伸缩机构上；料箱内部装有填缝材料；输料单元包括软管，软管一端与料箱连接，软管另一端与压料单元连接，通过输料单元将料箱中的填缝材料输送至压料单元；压料单元包括链条驱动机构和活塞压料机构，活塞压料机构包括连杆、活塞和压料管，链条驱动机构驱动连杆往复伸缩，带动活塞在压料管内作直线往复运动，推动填缝材料挤入缝隙中。本发明确保了填缝质量，降低了劳动强度，提高了工作效率。

Description

用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人及方法

技术领域

本发明涉及焦炉施工技术领域，具体涉及一种用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人及方法。

背景技术

焦炉本体砌筑完毕后要进行护炉铁件的安装，护炉铁件包括保护板、炉柱、炉门框等。护炉铁件通过弹簧和纵横拉条对焦炉砌体施加保护性压力，使砌体在烘炉及生产过程中保持整体性，避免在温度及机械力冲击下产生破损。其中，为避免焦炉机车摘取炉门时对焦炉炉墙造成冲击而损坏炉墙，保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩和炉门框与保护板之间都留有空隙，空隙中填有陶瓷纤维绳，起到密封与缓冲焦炉机车摘挂炉门时对炉墙的撞击力。为了避免该部位陶瓷纤维绳被炭化室内的火焰直接烘烤而烧损，通常在塞好陶瓷纤维绳之后，在空隙表面(深度1厘米)再填满一层精矿粉灰浆，以避免炉口冒烟现象。由于常规填缝方法需攀爬炉柱并铺装站人踏板，采用砌筑灰铲一点一点填缝，攀爬高度约6米左右，危险性大，填缝质量也无法做到统一严实平整，极易造成漏填的情况，引起焦炉投产后炉口冒烟的现象，对环境污染大。

鉴于此，目前亟需发明一种用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，将常规一点一点的填缝方式转变为机械化、自主爬升、自动压料的模块化填缝方式，确保填缝质量，降低劳动强度，提高工作效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人及方法，通过爬升单元搭载料箱、输料单元、压料单元，自主爬升、自动压料，将精矿粉灰浆挤入到保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙以及炉门框与保护板之间的空隙，确保了勾缝质量，降低了劳动强度，提高了工作效率。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，所述自爬升机器人包括爬升单元、料箱、输料单元和压料单元；

所述爬升单元包括上下两个能调整宽度的伸缩机构和连接上下伸缩机构的电动推杆，所述电动推杆的上下两端分别与上下伸缩机构铰接；上下两个伸缩机构同时支撑在炭化室的墙体上即可固定，收缩上伸缩机构，同时外伸电动推杆，再将上伸缩机构向外支撑固定在墙体上，然后收缩下伸缩机构，同时内缩电动推杆，再将下伸缩机构向外支撑固定在墙体上，反复交替操作即可实现爬升单元的爬升，反向操作即可实现爬升单元的复位；

所述料箱、输料单元和压料单元均搭载于爬升单元的上伸缩机构或下伸缩机构上；其中，所述料箱内部装有填缝材料；所述输料单元包括软管，所述软管一端与所述料箱连接，软管另一端与所述压料单元连接，通过输料单元将料箱中的填缝材料输送至压料单元；所述压料单元包括链条驱动机构和活塞压料机构，所述活塞压料机构包括连杆、活塞和压料管，所述连杆一端与所述链条驱动机构连接，连杆另一端安装所述活塞，连杆和活塞位于压料管内，压料管上部设有进料口与所述软管另一端相连，压料管前端设有出料口，所述链条驱动机构驱动连杆往复伸缩，带动活塞在压料管内作直线往复运动，推动填缝材料挤入缝隙中。

上述方案中，所述自爬升机器人还包括图像采集***、PLC控制***和远程操控控制器；所述图像采集***包括安装于所述爬升单元、输料单元和压料单元上的图像识别传感器，各图像识别传感器均与所述PLC控制***信号连接；所述爬升单元、输料单元和压料单元上的各驱动电机分别于所述远程操控控制器信号连接，所述远程操控控制器与所述PLC控制***信号连接；所述PLC控制***接收各图像识别传感器采集的信号，并进行信号调制及转换、数据处理分析后，通过所述远程操控控制器对所述爬升单元、输料单元和压料单元进行控制。

上述方案中，所述压料单元包括对称设置于所述链条驱动机构两侧的两组活塞压料机构，其中一组活塞压料机构对应填充炭化室炉口两侧的保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙，另一组活塞压料机构对应填充炭化室炉口两侧的炉门框与保护板之间的空隙。

上述方案中，位于链条驱动机构同一侧的两个活塞压料机构之间设有间距调节机构，用于调节两个活塞压料机构的出料口间距，以适应两条垂直缝的间距。

上述方案中，所述间距调节机构包括托板、托架、滑套、固定架、螺杆、拨轮和刮板；所述托板为长度大于两条垂直缝间距的板体，托板中间固定安装所述托架，托架两侧分别滑动安装一所述滑套，所述固定架安装于所述滑套上并与对应的出料口相连，所述螺杆穿过所述托架和其两侧的固定架，所述拨轮安装于螺杆的中部，转动拨轮即可调节两个固定架的间距，从而实现调节两个出料口的间距；所述刮板设于出料口的下方，便于向上移动时清理出料口外溢的材料和填缝表面的收光。

上述方案中，所述链条驱动机构包括电机四、驱动链轮，从动链轮、链条、齿轮轴和驱动齿轮，所述驱动链轮安装于所述电机四的输出轴上，所述从动链轮和驱动齿轮安装于所述齿轮轴上，所述驱动链轮与从动链轮通过所述链条相连；所述活塞压料机构还包括支架、齿轮架、从动齿轮和销轴，所述支架底部与所述料箱固定连接，支架顶部与所述齿轮架和压料管固定连接，所述从动齿轮架设于所述驱动齿轮或从动链轮的侧方与其啮合，从动齿轮两两一组，中间留有间隙安装所述销轴，所述销轴位于所述从动齿轮的偏心位置，并与所述连杆一端铰接；所述齿轮轴以及从动齿轮的转轴均与所述齿轮架连接。

上述方案中，所述伸缩机构包括支座、丝杆、螺母、支撑杆和电机，其中，所述支座两两相对布置，所述丝杆位于两个支座中间，丝杆两侧丝扣互为正丝和反丝，并套装有所述螺母，所述支座和螺母上设有耳板，四个支撑杆通过耳板与支座和螺母轴连，呈菱形结构，丝杆一端设有电机，驱动丝杆旋转，通过改变两个螺母的距离，实现支撑杆的伸缩，以改变两个支座的间距。

上述方案中，所述料箱包括箱体、箱盖、箱底和箱扣，所述箱盖与伸缩机构的电机壳体连接，箱盖通过箱扣与箱体进行密封固定，箱底为开放结构。

上述方案中，所述输料单元还包括电机三、转接箱、搅拌器和螺旋叶片；所述转接箱安装于所述料箱的箱底，对箱体进行密封；所述电机三固定安装于所述转接箱的底部，转接箱内与电机三输出轴对应处安装一个主齿轮，在主齿轮的外沿对应所述软管的位置分别安装副齿轮，每个副齿轮均与主齿轮啮合，且主齿轮与副齿轮均设有输出轴，所述主齿轮的输出轴上安装所述搅拌器，所述副齿轮的输出轴上安装所述螺旋叶片，螺旋叶片位于相应的软管内，主齿轮的输出轴带动搅拌器转动，副齿轮的输出轴带动螺旋叶片旋转，螺旋叶片旋转时可将填缝材料输送至所述压料单元。

相应的，本发明还提出一种焦炉炭化室炉口垂直缝勾缝方法，该方法采用上述焦炉炭化室炉口垂直缝勾缝装置进行，包括以下步骤：

步骤1、检查保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙和炉门框与保护板之间的空隙，将空隙深度控制在≥1cm范围，对凸起的陶瓷纤维绳进行调整；

步骤2、按成分配比配置精矿粉灰浆，然后将精矿粉灰浆装入料箱；

步骤3、将用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人放置在炭化室炉口处，并保持各出料口与垂直缝一、垂直缝二对应精准；

步骤4、启动图像采集***、PLC控制***、远程操控控制器，所述PLC控制***接收各图像识别传感器采集的信号，并进行信号调制及转换、数据处理分析后，通过所述远程操控控制器对所述爬升单元、输料单元和压料单元进行控制，具体控制流程包括：

步骤41、当爬升单元的上伸缩机构释放、下伸缩机构加载，即可调整电动推杆伸出，然后在上伸缩机构加载，完成爬升单元的一个爬升任务；

步骤42、将爬升单元的状态反馈给输料单元，输料单元启动，压料单元在输料单元运行时同步运行，将精矿粉灰浆挤入到保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙以及炉门框与保护板之间的空隙；

步骤43、当材料不足或填料工作已完成，输料单元进行声光显示提醒，并暂停运行，并将输料单元的状态反馈给压料单元，使压料单元停止运行；当填料已满或全部填料已完成，压料单元进行声光显示提醒，并暂停运行。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的一种用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人主要通过爬升单元搭载料箱、输料单元、压料单元，自主爬升、自动压料，将精矿粉灰浆挤入到保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙以及炉门框与保护板之间的空隙。本发明方法避免了常规填缝方法需攀爬炉柱，采用砌筑灰铲一点一点填缝，危险性大，填缝质量也无法做到统一严实平整，极易造成漏勾，引起焦炉投产后炉口冒烟的现象，对环境污染大的问题，确保了填缝质量，降低了劳动强度，提高了工作效率。

2、本发明还包括图像采集***、PLC控制***、远程操控控制器，爬升单元的上下伸缩机构和电动推杆配置有相应的传感器，输料单元和压料单元也配置有相应的传感器，PLC控制***通过接收传感器信号—信号调制及转换—数据处理分析—信息无线发送，分别对爬升单元、输料单元和压料单元进行控制。

3、本发明的爬升单元，主要由上下两个能调整宽度的伸缩机构和连接上下伸缩机构的电动推杆组成，上下两个伸缩机构交替释放和加载，当上伸缩机构释放、下伸缩机构加载，即可调整电动推杆伸出，然后将在上伸缩机构加载，完成爬升单元的一个爬升任务。爬升方式简单且安全，便于实施。

4、本发明的输料单元，通过电机三驱动转接箱，使主齿轮与每个副齿轮的输出轴同步旋转，主齿轮的输出轴带动搅拌器转动，副齿轮的输出轴带动螺旋叶片旋转，将材料通过软管螺旋输送至压料单元。

5、本发明的压料单元，通过链条驱动机构驱动活塞压料机构，使活塞在压料管内作直线往复运动，自动推动填缝材料挤入缝隙中。压料管和出料口等配套结构配置有四套，可同步完成焦炉焦侧或机侧的单个炭化室炉口左右各两条的垂直缝填缝工作。而且出料口设有间距调节机构，可调节两个出料口适应两条垂直缝的间距。出料口下方的刮板在向上移动时可清理出料口外溢的材料和填缝表面的收光。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人实施部位示意图；

图2为保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙和炉门框与保护板之间的空隙部位示意图；

图3为本发明用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人的整体结构示意图；

图4为图3另一侧结构示意图；

图5为图4的正视图；

图6为图5的A处结构示意图；

图7为图4的爬升单元伸长示意图；

图8为图7的B处结构示意图；

图9为本发明用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人的***工作流程图。

图中：100、自爬升机器人；10、爬升单元；11、伸缩机构；111、支座；112、丝杆；113、螺母；114、支撑杆；115、电机一；116、电机二；12、电动推杆；13、连接座；14、限位机构；141、支杆一；142、支杆二；143、套管；144、限位轮；145、顶丝；

20、料箱；21、箱体；22、箱盖；23、箱底；24、箱扣；

30、输料单元；31、电机三；32、转接箱；33、搅拌器；34、螺旋叶片；35、软管；

40、压料单元；41、链条驱动机构；411、电机四；412、驱动链轮；413、从动链轮；414、链条；415、齿轮轴；416、驱动齿轮；42、活塞压料机构；421、支架；422、齿轮架；423、从动齿轮；424、销轴；425、连杆；426、活塞；427、压料管；4271、出料口；4272、进料口；43、间距调节机构；431、托板；432、托架；433、滑套；434、固定架；435、螺杆；436、拨轮；437、刮板；

210、炭化室；220、燃烧室；221、炉肩；230、垂直缝一；240、垂直缝二；

301、保护板；302、炉柱；303、炉门框。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-9所示，为本发明实施例提供的一种用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人100，自爬升机器人100包括爬升单元10、料箱20、输料单元30和压料单元40，通过爬升单元10搭载料箱20、输料单元30、压料单元40，自主爬升、自动压料，将精矿粉灰浆挤入到保护板301与焦炉燃烧室220砌体的炉肩221空隙(垂直缝一230)以及炉门框303与保护板301之间的空隙(垂直缝二240)。

爬升单元10，包括上下两个能调整宽度的伸缩机构11和连接上下伸缩机构11的电动推杆12。伸缩机构11包括支座111、丝杆112、螺母113、支撑杆114和电机，其中，支座111两两相对布置，丝杆112位于两个支座111中间，丝杆112两侧丝扣互为正丝和反丝，并套装有螺母113，支座111和螺母113上设有耳板，四个支撑杆114通过耳板与支座111和螺母113轴连，呈菱形结构，丝杆112一端设有电机一115/电机二116，驱动丝杆112旋转，通过改变两个螺母113的距离，实现支撑杆114的伸缩，以改变两个支座111的间距。上下伸缩机构11分别通过连接座13与电动推杆12的上下两端铰接。上下两个伸缩机构11同时支撑在炭化室的墙体上即可固定，收缩上伸缩机构11，同时外伸电动推杆12，再将上伸缩机构11向外支撑固定在墙体上，然后收缩下伸缩机构11，同时内缩电动推杆12，再将下伸缩机构11向外支撑固定在墙体上，反复交替操作即可实现爬升单元10的爬升，反向操作即可实现爬升单元10的复位。

进一步优化，上下伸缩机构11的支座111上设有限位机构14，限位机构14包括支杆一141、支杆二142、套管143、限位轮144和顶丝145，支杆一141可伸缩调节垂直安装在支座111上，支杆二142垂直安装在支杆一141的端部，套管143滑动安装在支杆二142上，通过顶丝145固定，限位轮144安装在套管143上，通过调节支杆一141的伸缩长度，使限位轮144紧贴炉门框的表面，自爬升机器人100重心偏向炉内，自然紧贴炉门框表面，保持压料单元40的出料口与垂直缝一、垂直缝二对应精准。

料箱20，包括箱体21、箱盖22、箱底23和箱扣24，箱体21内部装有填缝材料精矿粉灰浆。箱盖22与上伸缩机构11的电机壳体连接，箱盖22的两侧均可开启，便于装料，并通过箱扣24与箱体21进行密封固定。箱底23为开放结构，便于箱体21的清理。

输料单元30，包括电机三31、转接箱32、搅拌器33、螺旋叶片34和软管35，其中，软管35下端与料箱20的箱盖22连接，软管35上端与压料单元40连接。转接箱32安装于料箱20的箱底23，对箱体21进行密封；电机三31固定安装于转接箱32的底部，转接箱32内与电机三31输出轴对应处安装一个主齿轮，在主齿轮的外沿对应软管35的位置分别安装副齿轮，每个副齿轮均与主齿轮啮合，且主齿轮与副齿轮均设有输出轴，主齿轮的输出轴上安装搅拌器33，副齿轮的输出轴上安装螺旋叶片34，螺旋叶片34位于相应的软管35内，主齿轮的输出轴带动搅拌器33转动，副齿轮的输出轴带动螺旋叶片34旋转，螺旋叶片34旋转时可将填缝材料输送至压料单元40。

压料单元40，包括链条驱动机构41和活塞压料机构42。链条驱动机构41包括电机四411、驱动链轮412，从动链轮413、链条414、齿轮轴415和驱动齿轮416，驱动链轮412安装于电机四411的输出轴上，从动链轮413和驱动齿轮416安装于齿轮轴415上，驱动链轮412与从动链轮413通过链条414相连。活塞压料机构42包括支架421、齿轮架422、从动齿轮423、销轴424、连杆425、活塞426和压料管427，支架421底部与料箱20的箱盖22固定连接，支架421顶部与齿轮架422和压料管427固定连接，从动齿轮423架设于驱动齿轮416或从动链轮413的侧方与其啮合，从动齿轮423两两一组，中间留有间隙安装销轴424，销轴424位于从动齿轮423的偏心位置，并与连杆425一端铰接；齿轮轴415以及从动齿轮423的转轴均与齿轮架422连接。连杆425一端与销轴424铰接，连杆425另一端安装活塞426，连杆425和活塞426位于压料管427内，压料管427上部设有进料口4272与软管35另一端相连，压料管427前端设有出料口4271，出料口4271截面宽度与垂直缝宽度相等。链条驱动机构41驱动连杆425往复伸缩，带动活塞426在压料管427内作直线往复运动，推动填缝材料挤入缝隙中。

焦炉焦侧或机侧的单个炭化室炉口的垂直缝左右各两条，本实施例中，为了同步完成四条垂直缝的填充，在链条驱动机构41两侧对称设置两组活塞压料机构42(共四个活塞压料机构42)，其中一组活塞压料机构42对应填充炭化室炉口两侧的保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙，另一组活塞压料机构42对应填充炭化室炉口两侧的炉门框与保护板之间的空隙。相应的，输料单元30的软管35和副齿轮也对应设置四个。位于链条驱动机构41同一侧的两个活塞压料机构42之间设有间距调节机构43，用于调节两个活塞压料机构42的出料口4271间距，以适应两条垂直缝的间距。

进一步优化，间距调节机构43包括托板431、托架432、滑套433、固定架434、螺杆435、拨轮436和刮板437；托板431为长度大于两条垂直缝间距的板体，托板431中心底部与爬升单元10的支座111连接，托板431中间固定安装托架432，托架432两侧分别滑动安装一滑套433，固定架434安装于滑套433上并与对应的出料口4271相连，螺杆435穿过托架432和其两侧的固定架434，拨轮436安装于螺杆435的中部，转动拨轮436即可调节两个固定架434的间距，从而实现调节两个出料口4271的间距；刮板437设于出料口4271的下方，便于向上移动时清理出料口4271外溢的材料和填缝表面的收光。

自爬升机器人100还包括图像采集***、PLC控制***和远程操控控制器；图像采集***包括安装于爬升单元10、输料单元30和压料单元40上的图像识别传感器，各图像识别传感器均与PLC控制***信号连接；爬升单元10、输料单元30和压料单元40上的各驱动电机分别于远程操控控制器信号连接，远程操控控制器与PLC控制***信号连接；PLC控制***接收各图像识别传感器采集的信号，并进行信号调制及转换、数据处理分析后，通过远程操控控制器对爬升单元10、输料单元30和压料单元40进行控制。如图9所示，当爬升单元10的上伸缩机构11释放、下伸缩机构11加载，即可调整电动推杆12伸出，然后将在上伸缩机构11加载，完成爬升单元10的一个爬升任务。爬升单元10将状态反馈给输料单元30，输料单元30启动电机三31运行，当材料不足或填料工作已完成，进行声光显示提醒，并暂停电机三31的运行，并将输料单元30的状态反馈给压料单元40，停止运行。压料单元40在输料单元30运行时同步运行，当填料已满或全部填料已完成，进行声光显示提醒，并暂停电机四411的运行。运行过程中，爬升单元10、输料单元30和压料单元40的数据与预设值进行比较，如果满足要求即可进一步压料，直至填料结束，返回初始位置，然后结束或转移到另一个炭化室炉口。如果不满足要求，数据返回并进行处理分析，再次对爬升单元10、输料单元30和压料单元40进行控制。

相应的，本发明还提出一种焦炉炭化室炉口垂直缝勾缝方法，该方法采用上述焦炉炭化室炉口垂直缝勾缝装置进行，包括以下步骤：

步骤1、检查保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙和炉门框与保护板之间的空隙，将空隙深度控制在≥1cm范围，对凸起的陶瓷纤维绳进行调整。

步骤2、按成分配比配置精矿粉灰浆，然后将精矿粉灰浆装入料箱20。

步骤3、将用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人100放置在炭化室炉口处，使限位轮144紧贴炉门框的表面，保持出料口4271与垂直缝一、垂直缝二对应精准。

步骤4、启动图像采集***、PLC控制***、远程操控控制器，PLC控制***接收各图像识别传感器采集的信号，并进行信号调制及转换、数据处理分析后，通过远程操控控制器对爬升单元10、输料单元30和压料单元40进行控制，具体控制流程包括：

步骤41、当爬升单元10的上伸缩机构11释放、下伸缩机构11加载，即可调整电动推杆12伸出，然后在上伸缩机构11加载，完成爬升单元10的一个爬升任务；

步骤42、将爬升单元10的状态反馈给输料单元30，输料单元30启动电机三31运行，压料单元40在输料单元30运行时同步运行电机四411，将精矿粉灰浆挤入到保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙以及炉门框与保护板之间的空隙；

步骤43、当材料不足或填料工作已完成，输料单元30进行声光显示提醒，并暂停电机三31的运行，并将输料单元30的状态反馈给压料单元40，使压料单元40停止运行；当填料已满或全部填料已完成，压料单元40进行声光显示提醒，并暂停电机四411的运行。

运行过程中，爬升单元10、输料单元30和压料单元40的数据与预设值进行比较，如果满足要求即可进一步压料，直至填料结束，返回初始位置，然后结束或转移到另一个炭化室炉口。如果不满足要求，数据返回并进行处理分析，再次对爬升单元10、输料单元30和压料单元40进行控制。

需要说明的是，为了便于表达内部结构，图3-8中，链条驱动机构41的电机四411、驱动链轮412、从动链轮413、链条414、齿轮轴415和驱动齿轮416，活塞压料机构42的齿轮架422、从动齿轮423等部位省略了外壳。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，其特征在于，所述自爬升机器人包括爬升单元、料箱、输料单元和压料单元；

所述爬升单元包括上下两个能调整宽度的伸缩机构和连接上下伸缩机构的电动推杆，所述电动推杆的上下两端分别与上下伸缩机构铰接；上下两个伸缩机构同时支撑在炭化室的墙体上即可固定，收缩上伸缩机构，同时外伸电动推杆，再将上伸缩机构向外支撑固定在墙体上，然后收缩下伸缩机构，同时内缩电动推杆，再将下伸缩机构向外支撑固定在墙体上，反复交替操作即可实现爬升单元的爬升，反向操作即可实现爬升单元的复位；

所述料箱、输料单元和压料单元均搭载于爬升单元的上伸缩机构或下伸缩机构上；其中，所述料箱内部装有填缝材料；所述输料单元包括软管，所述软管一端与所述料箱连接，软管另一端与所述压料单元连接，通过输料单元将料箱中的填缝材料输送至压料单元；所述压料单元包括链条驱动机构和活塞压料机构，所述活塞压料机构包括连杆、活塞和压料管，所述连杆一端与所述链条驱动机构连接，连杆另一端安装所述活塞，连杆和活塞位于压料管内，压料管上部设有进料口与所述软管另一端相连，压料管前端设有出料口，所述链条驱动机构驱动连杆往复伸缩，带动活塞在压料管内作直线往复运动，推动填缝材料挤入缝隙中。

2.根据权利要求1所述的用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，其特征在于，所述自爬升机器人还包括图像采集***、PLC控制***和远程操控控制器；所述图像采集***包括安装于所述爬升单元、输料单元和压料单元上的图像识别传感器，各图像识别传感器均与所述PLC控制***信号连接；所述爬升单元、输料单元和压料单元上的各驱动电机分别与 所述远程操控控制器信号连接，所述远程操控控制器与所述PLC控制***信号连接；所述PLC控制***接收各图像识别传感器采集的信号，并进行信号调制及转换、数据处理分析后，通过所述远程操控控制器对所述爬升单元、输料单元和压料单元进行控制。

3.根据权利要求1所述的用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，其特征在于，所述压料单元包括对称设置于所述链条驱动机构两侧的两组活塞压料机构，其中一组活塞压料机构对应填充炭化室炉口两侧的保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙，另一组活塞压料机构对应填充炭化室炉口两侧的炉门框与保护板之间的空隙。

4.根据权利要求3所述的用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，其特征在于，位于链条驱动机构同一侧的两个活塞压料机构之间设有间距调节机构，用于调节两个活塞压料机构的出料口间距，以适应两条垂直缝的间距。

5.根据权利要求4所述的用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，其特征在于，所述间距调节机构包括托板、托架、滑套、固定架、螺杆、拨轮和刮板；所述托板为长度大于两条垂直缝间距的板体，托板中间固定安装所述托架，托架两侧分别滑动安装一所述滑套，所述固定架安装于所述滑套上并与对应的出料口相连，所述螺杆穿过所述托架和其两侧的固定架，所述拨轮安装于螺杆的中部，转动拨轮即可调节两个固定架的间距，从而实现调节两个出料口的间距；所述刮板设于出料口的下方，便于向上移动时清理出料口外溢的材料和填缝表面的收光。

6.根据权利要求3所述的用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，其特征在于，所述链条驱动机构包括电机四、驱动链轮，从动链轮、链条、齿轮轴和驱动齿轮，所述驱动链轮安装于所述电机四的输出轴上，所述从动链轮和驱动齿轮安装于所述齿轮轴上，所述驱动链轮与从动链轮通过所述链条相连；所述活塞压料机构还包括支架、齿轮架、从动齿轮和销轴，所述支架底部与所述料箱固定连接，支架顶部与所述齿轮架和压料管固定连接，所述从动齿轮架设于所述驱动齿轮或从动链轮的侧方与其啮合，从动齿轮两两一组，中间留有间隙安装所述销轴，所述销轴位于所述从动齿轮的偏心位置，并与所述连杆一端铰接；所述齿轮轴以及从动齿轮的转轴均与所述齿轮架连接。

7.根据权利要求1所述的用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，其特征在于，所述伸缩机构包括支座、丝杆、螺母、支撑杆和电机，其中，所述支座两两相对布置，所述丝杆位于两个支座中间，丝杆两侧丝扣互为正丝和反丝，并套装有所述螺母，所述支座和螺母上设有耳板，四个支撑杆通过耳板与支座和螺母轴连，呈菱形结构，丝杆一端设有电机，驱动丝杆旋转，通过改变两个螺母的距离，实现支撑杆的伸缩，以改变两个支座的间距。

8.根据权利要求1所述的用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，其特征在于，所述料箱包括箱体、箱盖、箱底和箱扣，所述箱盖与伸缩机构的电机壳体连接，箱盖通过箱扣与箱体进行密封固定，箱底为开放结构。

9.根据权利要求8所述的用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人，其特征在于，所述输料单元还包括电机三、转接箱、搅拌器和螺旋叶片；所述转接箱安装于所述料箱的箱底，对箱体进行密封；所述电机三固定安装于所述转接箱的底部，转接箱内与电机三输出轴对应处安装一个主齿轮，在主齿轮的外沿对应所述软管的位置分别安装副齿轮，每个副齿轮均与主齿轮啮合，且主齿轮与副齿轮均设有输出轴，所述主齿轮的输出轴上安装所述搅拌器，所述副齿轮的输出轴上安装所述螺旋叶片，螺旋叶片位于相应的软管内，主齿轮的输出轴带动搅拌器转动，副齿轮的输出轴带动螺旋叶片旋转，螺旋叶片旋转时可将填缝材料输送至所述压料单元。

10.一种焦炉炭化室炉口垂直缝勾缝方法，其特征在于，该方法采用权利要求2所述的焦炉炭化室炉口垂直缝勾缝装置进行，包括以下步骤：

步骤1、检查保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙和炉门框与保护板之间的空隙，将空隙深度控制在≥1cm范围，对凸起的陶瓷纤维绳进行调整；

步骤2、按成分配比配置精矿粉灰浆，然后将精矿粉灰浆装入料箱；

步骤3、将用于焦炉炭化室炉口垂直缝填缝的自爬升机器人放置在炭化室炉口处，并保持各出料口与垂直缝一、垂直缝二对应精准；

步骤4、启动图像采集***、PLC控制***、远程操控控制器，所述PLC控制***接收各图像识别传感器采集的信号，并进行信号调制及转换、数据处理分析后，通过所述远程操控控制器对所述爬升单元、输料单元和压料单元进行控制，具体控制流程包括：

步骤41、当爬升单元的上伸缩机构释放、下伸缩机构加载，即可调整电动推杆伸出，然后在上伸缩机构加载，完成爬升单元的一个爬升任务；

步骤42、将爬升单元的状态反馈给输料单元，输料单元启动，压料单元在输料单元运行时同步运行，将精矿粉灰浆挤入到保护板与焦炉燃烧室砌体的炉肩空隙以及炉门框与保护板之间的空隙；

步骤43、当材料不足或填料工作已完成，输料单元进行声光显示提醒，并暂停运行，并将输料单元的状态反馈给压料单元，使压料单元停止运行；当填料已满或全部填料已完成，压料单元进行声光显示提醒，并暂停运行。

Images