CN103274230A - 一种自动化酒醅料出窖装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化酒醅料出窖装置，其包括：斗式提升主体机构，其悬挂于剪叉升降机构上端，并在窖池宽度方向上摆动，其用于挖掘、提升和装卸酒醅料；剪叉升降机构，其位于四轮行走机构之上，用于托举斗式提升主体机构在窖池深度方向上移动；四轮行走机构，其自带转向机构和驱动机构，其用于承载所述斗式提升主体机构、剪叉升降机构和控制与检测模块，并实现所述自动化酒醅料出窖装置的移动和转向；控制与检测模块，其用于控制上述各个机构的运行。该装置结构紧凑，空间移动定位便捷、准确，有利于保护窖壁、醅料出净率高。

Description

一种自动化酒醅料出窖装置

技术领域

本发明涉及固态发酵类酒的酿造设备领域，尤其涉及一种固态发酵酿造白酒过程中的自动化酒醅料出窖装置。

背景技术

由于受固态酒醅发酵和蒸馏酿造工艺的制约，白酒酿造实现整体机械化仍存在很大难度。酒醅发酵所需微生物对泥土的依赖性较强，特别是酱香、浓香型白酒发酵要从工艺上根本解决微生物脱离地下窖池还不现实，用于挖出发酵后窖池中酒醅料的专门设备就一直是机械化、自动化要解决的重要环节。

现在部分企业主要采用通用的行车抓斗出料方式。由于行车体积庞大且操控精准度较低，所以对操作人员的技能要求很高，稍有不慎很容易碰坏窖壁，这对窖池造成的伤害是不可接受的。同时行车的机动性差，出料死角区域大，所以需要人工辅助处理的工作量很大，这也导致效率并没有达到理想的水平。综合这些缺点，目前行业里的许多企业宁可采用纯人工操作。但是人工出料的劳动强度大、工作条件差、影响卫生环境，特别是随着劳动力的短缺使成本不断增加，成为阻碍企业发展的瓶颈。

鉴于上述状况，迫切需要专门研制适合现有工艺的酒醅料出窖设备，既节省人力成本、降低劳动强度，也能安全高效地完成将醅料取出窖池的任务。

发酵窖池通常是矩形且深约1.5～2米的池子，出料操作工艺要求是在按层挖掘的同时，既能有效地保护窖池壁的窖泥，又不会对酒醅料过分挤压和污染；而且在满足工作效率、醅料出净率的情况下，兼顾前后工序顺畅衔接。

发明内容

为了克服现有工作方式存在的易碰坏窖壁、出窖率低、人工辅助量大等不足，本发明提供一种自动化酒醅料出窖装置，该醅料出窖装置通过改进斗式挖掘提升结构和移动升降装置并将它们系统地组合，不仅可以实现逐层从窖池中挖出酒醅料的目的，而且采用必要的检测部件和计算机程序控制手段，能自动地完成醅料出窖过程，避免伤害窖池，提高出净率，减少人工辅助操作。

本发明公开的所述自动化酒醅料出窖装置，其包括：

斗式提升主体机构，其悬挂于剪叉升降机构上端，并在窖池宽度方向上摆动，其用于挖掘、提升和装卸酒醅料；

剪叉升降机构，其位于四轮行走机构之上，用于托举斗式提升主体机构在窖池深度方向上移动；

四轮行走机构，其自带转向机构和驱动机构，其用于承载所述斗式提升主体机构、剪叉升降机构和控制与检测模块，并实现所述自动化酒醅料出窖装置的移动和转向；

控制与检测模块，其用于控制上述各个机构的运行。

本发明的有益效果是，通过将带拐角的斗式提升主体悬挂在剪叉升降支架上端可旋转轴上形成组合体，置该组合体于可移动的行走机构上，并配置相应的检测部件和工控机控制系统，从而使装置的提升主体挖掘端在窖池中三维空间上可机动，最终得以实现机械化、自动化地将醅料分层挖出窖池。该装置结构紧凑，空间移动定位便捷、准确，有利于保护窖壁、醅料出净率高；既节省人力成本、降低劳动强度，同时也改善了生产卫生环境与工作条件；便于与下游工序的机械自动化设备衔接，有利于实现整个生产过程的自动化规范化作业。

附图说明

图1是本发明中自动化酒醅料出窖装置的结构主示意图；

图2是本发明中自动化酒醅料出窖装置的结构侧面示意图；

图3是本发明中斗式提升主体机构的内部结构图；

图4是本发明中转向机构的结构示意图；

图5是本发明中行走驱动机构的结构示意图；

图6是本发明中控制与检测系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

图1示出了本发明提出的酒醅料出窖装置的结构主示意图；图2示出了本发明提出的酒醅料出窖装置的结构侧面示意图。参见图1和图2，该酒醅料出窖装置包括：

斗式提升主体，其特别采用有助于装卸酒醅料的拐角结构，并经自身的主旋转轴悬挂于剪叉升降机构上端，其腰部通过摆动直线式电动缸与剪叉升降机构中的承重台相连；绕该旋转轴摆动可以在窖池宽度方向上定位，用于挖掘和提升并装卸酒醅料。

剪叉升降机构，其落座于四轮行走机构的中部之上，特别增加的导向框架提高了升降的稳固性，用于托举斗式提升主体在窖池深度方向定位；

四轮行走机构，其自带转向机构和行走驱动机构，其车架的中间开口允许斗式提升主体下段穿过进入地下窖池空间作业；其用于承载所述自动化酒醅料出窖装置的其它部件，当挖掘出料时在窖池长度方向上行走定位，出料作业结束后也便于转移作业区域或进行检修维护作业。

控制与检测系统，其作用在于对窖池边界、各机构位移、速度进行检测并按操作员事先设定的各类参数进行控制，驱动上述各运动执行机构，实现自动或半自动挖掘出料作业。

图3示出了本发明中斗式提升主体的内部结构示意图。如图3所示，斗式提升主体19为斗式提升结构，其主要包括：驱动链轮21、链条20、张紧轮22、从动链轮24、料斗9、主旋转轴15(见图1)、机壳23、位于机壳外的链式减速器14(见图2)、调速电机25(见图1)。

斗式提升主体19内部为链轮链条结构，料斗9通过铰接方式固定在一对链条20上，调速电机25经链式减速器14使驱动链轮21旋转，带动链条20上的料斗9实现醅料挖掘和提升过程。斗式提升主体上段呈拐角形状，是为方便将斗式提升主体19上的出料口设置在窖池侧面的位置并相对地面基本垂直，以使醅料能卸载在该侧面运输通道上的运料小车或输料设备中；同时较斜的倾倒角度更有利于复合方式(重力与离心力两种方式)卸料。为了实现斗式提升主体19的这种拐角结构，增加两组共四个张紧轮22，以引导这对链条20的运行路径，使环形链条20的路径符合提升主体带拐角的外形。

本发明采用斗式连续提升结构，可以减少挖掘过程中对酒醅过分挤压等不利因素，其次小提升斗死角较小，配合装置整体的机动性能，可以使出净率大大提高，减少人工辅助的工作量，降低劳动强度和人力成本。

所述剪叉升降机构主要包括：导向框架3、导向槽26、承重台4、剪叉支架5、升降直线式电动缸7、摆动直线式电动缸6。

斗式提升主体19经自身的主旋转轴15挂在承重台4的固定位置上并可以灵活摆动，它的下段和向下的重力方向成一个α摆角(如图1中所示)，导向框架3由两个相连的门形框组成，它的四个立柱里侧是导轨，可为上升下降运动导向。承重台4和剪叉支架5位于导向框架3的两个门框中间。承重台4的四角端部均呈钳形结构，卡住导轨做上下滑动；它靠主旋转轴的一侧是中空的，便于斗式提升主体19摆动，另一侧连为一整体，作为固定摆动直线式电动缸6的底座。两组剪叉机构组成的剪叉支架5之上端连接承重台4，而下端落在导向框架3的底部。每个门框中装一组剪叉支架和承重台的一边。两门框之间是斗式提升主体19。

所述剪叉支架一侧的上下端为固定脚，另一侧是可以在承重台4下侧及导向框架3底部的导向槽26中移动的活动脚，该活动脚设置有滚轮并嵌入导向槽26中。下端的活动脚通过铰接轴连接着升降直线式电动缸7的活塞推杆，安装在下面导向槽26边的升降直线式电动缸7缸体靠法兰固定在车架1上。在升降直线式电动缸7的推动下，剪叉升降机构将横向直线运动转化成纵向直线运动，使剪叉升降机构上端的承重台4顺导向框架3上下运动，实现斗式提升主体19在窖池深度方向的升降。

摆动直线式电动缸6通过活动底座安装在承重台4的中部下侧，另一端的活塞推杆经活动轴连接至斗式提升主体19的腰部。当摆动直线式电动缸6推杆运动时，活动底座可以调节摆动直线式电动缸6与承重台4的角度，将直线运动转化为斗式提升主体19绕主旋转轴15的旋转运动，从而实现斗式提升主体19在窖池宽度方向的摆动。

这两处运动都采用电动缸驱动而不用液压油缸驱动，以避免漏油污染。由于斗式提升主体19置于剪叉升降机构中部位置并可降至地面以下空间，为此将升降直线式电动缸7置于剪叉支架下端的侧面，以免与斗式提升主体的工作区域干涉。

四轮行走机构主要由车架1、驱动轮10、同步驱动机构11、减速器12、同步带8、伺服电机13、方向盘16、齿轮齿条转向机构17、转向轮18组成，又分成行走驱动机构和转向机构两部分。

如图2所示，剪叉升降机构位于车架1上的中部，挂在剪叉升降机构上的斗式提升主体19能穿过车架的中空区域降至地下窖池空间。车架四角下是两个驱动轮10和两个转向轮18，车架1上剪叉升降台的左侧安装有同步带8、同步驱动机构11、减速器12、伺服电机13、右侧安装有齿轮齿条转向机构17、方向盘16以及控制柜2。

图4示出了本发明四轮行走机构中转向机构的结构示意图。如图4所示，所述转向机构由方向盘16、齿轮齿条转向机构17和转向轮18通过链接连杆机构连接组成，当转动方向盘16时，带动齿轮齿条转向机构17上的齿轮，进而驱动齿条移动，所述齿条带动连杆，并改变连接在连杆上的转向轮18的方向，实现转向。

图5示出了本发明四轮行走机构中行走驱动机构的结构示意图。如图5所示，所述行走驱动机构由驱动轮10、同步带8、同步驱动机构11、减速器12、伺服电机13组成，伺服电机13驱动伞形齿轮构成的减速器12并带动同步驱动机构11的连杆轴，经连杆两端的轮和同步带8最终驱动两个驱动轮10同步运动，从而实现四轮行走机构的行走运动。

在挖掘工作时锁定转向机构的方向盘16处于正向位置，可以使四轮行走机构沿窖池长边方向做直线往复运动，带动斗式提升主体19完成逐层挖掘酒醅出窖动作。在进行检修或者离开窖池时可以通过转动方向盘16实现转弯。四轮行走机构的配置，提高了装置的机动性。转向机构的加入，便于整个装置在非挖掘工作状态时转移到其它窖池，无论是工作或检修都十分方便。

控制与检测系统2，主要包括：工控机、控制单元、检测单元、驱动单元。其负责整个装置工作过程中的检测与控制。系统结构参见图6。其中检测单元用于边界检测、位移检测和速度检测，驱动单元包括行走驱动、升降驱动、摆动驱动和调速驱动，行走驱动作用于四轮行走机构的伺服电机13；升降驱动作用于剪叉升降机构的升降直线式电动缸7，摆动驱动作用于它的摆动直线式电动缸6；调速驱动作用于斗式提升主体的调速电机25。工控机既接收操作人员设定的工作参数，还可显示由检测单元检测到的各种状态数据等；并且根据编制的工作流程指挥控制单元协调控制检测单元和驱动单元进行相应的检测动作和驱动动作。

控制与检测系统2具体地运行过程如下：

检测单元实时对窖池边界、各运动机构的位移或速度进行检测，并将数据通过控制系统上传至工控机；根据检测数据和工作流程，按操作员设定的边界参数(池长、池宽、池深)、挖掘参数(挖掘推进速度、挖掘速度、单层挖掘厚度)等进行控制，驱动各执行机构，实现自动或半自动挖掘作业。

本发明公开的工控机控制酒醅料出窖装置的自动工作流程如下：

1)经行走驱动控制使整个装置移至出料窖池的起点位置；

2)经摆动驱动控制摆动直线式电动缸使斗式提升主体位于大摆角的池宽边界位置；

3)启动调速驱动控制调速电机驱动链轮旋转，使料斗按挖掘速度运动

4)控制斗式提升主体的摆角以相应的挖掘推进速度减小，实现窖池宽度方向行进；

5)同时控制行走驱动以相应的挖掘推进速度沿窖池长度方向连续移动；

6)料斗连续以一定速度运动，不断实现挖掘动作，并在经过出料口时实现复合式卸料；

7)提升主体到达小摆角的池宽边界时，再反向控制摆动驱动直至另一池边，不断如此反复；

8)当行走驱动到池长边界时停止，完成一层的挖掘工作。通过升降驱动控制升降直线式电动缸使斗式提升主体下降单层的挖掘厚度；

9)控制行走驱动反向行进，进入接下来的一层出料作业。不断重复2)到9)步骤直至最下层挖完。

10)完成全部出料后升起斗式提升主体，整个装置移离窖池。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动化酒醅料出窖装置，其包括：

斗式提升主体机构，其悬挂于剪叉升降机构上端，并在窖池宽度方向上摆动，其用于挖掘、提升和装卸酒醅料；

剪叉升降机构，其位于四轮行走机构之上，用于托举斗式提升主体机构在窖池深度方向上移动；

四轮行走机构，其自带转向机构和驱动机构，其用于承载所述斗式提升主体机构、剪叉升降机构和控制与检测模块，并实现所述自动化酒醅料出窖装置的移动和转向；

控制与检测模块，其用于控制上述各个机构的运行。

2.如权利要求1所述的自动化酒醅料出窖装置，其特征在于，所述斗式提升主体机构包括：驱动链轮、链条、料斗、链式减速器和调速电机。

3.如权利要求2所述的自动化酒醅料出窖装置，其特征在于，所述料斗通过铰接方式固定于所述链条上，所述调速电机经所述链式减速器驱动链轮旋转，进而带动链条上的料斗实现酒醅料的挖掘和提升。

4.如权利要求2所述的自动化酒醅料出窖装置，其特征在于，所述斗式提升主体机构上段呈拐角形状。

5.如权利要求1所述的自动化酒醅料出窖装置，其特征在于，所述剪叉升降机构包括：导向框架、导向槽、承重台、剪叉支架、升降直线式电动缸和摆动直线式电动缸。

6.如权利要求5所述的自动化酒醅料出窖装置，其特征在于，所述导向框架由两个相连的门形框组成，其四个立柱里侧具有导轨，承重台的四端可滑动地位于所述导轨中；所述剪叉支架由两组剪叉机构组成，且每组所述剪叉机构一侧的上下固定脚分别固定于所述导向框架内底部和承重台下底部，而另一侧的上下活动脚分别可滑动地位于所述门形框内底部和承重台下底部的导向槽中；所述剪叉机构的下活动脚与所述升降直线式电动缸的活塞推杆相连；所述摆动直线式电动缸一端通过活动底座安装在承重台的下底部，另一端的活塞推杆连接至斗式提升主体。

7.如权利要求1所述的自动化酒醅料出窖装置，其特征在于，所述四轮行走机构包括转向机构和行走驱动机构，其中所述转向机构包括方向盘、齿轮齿条转向机构和转向轮，所述方向盘带动所述齿轮齿条转向机构上的齿轮，进而驱动所述齿条进行移动，所述齿条进而带动所述转向轮进行转向；所述行走驱动机构包括驱动轮、同步带、同步驱动机构、减速器和伺服电机，所述伺服电机驱动由齿轮构成的减速器，所述减速器驱动所述同步驱动机构上的连杆轴，所述连杆轴两端的轮通过同步带驱动所述驱动轮进行运动。

8.如权利要求1所述的自动化酒醅料出窖装置，其特征在于，所述四轮行走机构包括车架、驱动轮、同步驱动机构、减速器、同步带、伺服电机、方向盘、齿轮齿条转向机构和转向轮；其中，剪叉升降机构位于车架上，且所述斗式提升主体能穿过车架的中空区域降至地下窖池空间；驱动轮位于所述车架后侧的底部，转向轮为与所述车架前侧的底部，所述驱动轮通过同步带与所述同步驱动机构相连，所述减速器在所述伺服电机的驱动下带动所述同步驱动机构转动；所述方向盘通过齿轮齿条转向机构带动所述转向轮进行转向。

9.如权利要求5所述的自动化酒醅料出窖装置，其特征在于，所述斗式提升主体机构通过主旋转轴悬挂于所述承重台的固定位置且能左右摆动，且所述承重台靠近所述主旋转轴一侧具有便于所述斗式提升主体机构摆动的中空部分。

10.如权利要求1所述的自动化酒醅料出窖装置，其特征在于，所述控制与检测系统包括工控机、控制单元、检测单元、驱动单元；所述工控机用于接收操作人员设定的参数并显示由检测单元检测到的相关参数；所述控制单元用于协调控制检测单元和驱动单元；所述检测单元用于检测所述自动化酒醅料出窖装置需要的相关参数；所述驱动单元用于驱动所述自动化酒醅料出窖装置上的各个机构。

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