CN105420008A - 一种上甑机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械设备领域，具体是一种上甑机器人。本发明避免上甑过程中人为因素造成不良影响，降低用工成本，实现酿酒全面机械化和自动化，解决目前市场上上甑机器人布料效率低的不足，提高出酒率。

Description

一种上甑机器人
技术领域
本发明属于机械设备领域，具体是一种上甑机器人。
背景技术
酒醅在槽车内发酵后，经过翻转机、螺旋输送机等输送机构进入蒸馏甑内。上甑工艺之前大多采用人工布料形式。
人工酒醅上甑缺点在于：1、劳动强度较大；2、生产效率、质量和出酒率受人为因素影响大；3、人工成本上升，技术要求较高，招工难，企业负担较重。
目前市场已有的上甑机器人多采用标准多关节机器人配末端执行布料机构的形式来实现布料。其不足在于：1、每次布料时均需要预先接满酒醅料，且仅能实现一个机器人布一个甑，效率较低。2、未能对甑内温度实现智能化监控，布料效果欠佳，出酒率与人工布料比不具优势。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种上甑机器人，避免上甑过程中人为因素造成不良影响，降低用工成本，实现酿酒全面机械化和自动化，解决目前市场上上甑机器人布料效率低的不足，提高出酒率。
为实现上述技术目的，本发明提供的方案是：一种上甑机器人，包括立柱部、大臂部、小臂部。
所述立柱部包括基座，由动臂和定臂构成的立柱，以及用于升降立柱高度的立柱升降机构；所述大臂部包括大臂支座、螺旋输送机构；所述小臂部包括小臂旋转机构、小臂摆动机构、落料斗、用于感知酒甑内温度的红外传感器、用于感知距离的激光测距传感器。
基座设置于立柱的下方，立柱的上方通过大臂旋转机构与大臂的一端连接，大臂的另一端固定连接小臂连接座，小臂连接座通过小臂旋转机构与小臂连接；小臂主轴为空心轴，其下端通过小臂摆动机构连接落料斗；所述螺旋输送机构设置于大臂支座的上部，其进料端设有进料斗，其出料端通过小臂主轴连通落料斗。
而且，所述立柱升降机构包括平衡气缸和滚珠丝杠螺母副，平衡气缸位于基座内，其活塞杆通过气缸顶套和顶套法兰与动臂相连，动臂上端面与大臂部相连；滚珠丝杠螺母副的丝杠通过联轴器与上下电机相连，滚珠丝杠落螺母副的螺母通过上下滑座与动臂相连。
而且，所述平衡气缸包括依次连通的空气压缩机、调压过滤器、三通式平衡阀、气缸；三通式平衡阀的三通口分别为，连通调压过滤器的P口，连通气缸的A口，连通外界大气的R口，三通式平衡阀内部设置受压力影响在P口和R口之间移动的阀芯球。
而且，所述大臂旋转机构包括位于大臂支座内的旋转电机和RV减速机，旋转电机通过旋转电机过度法兰与RV减速机的输入端连接，RV减速机外圆与大臂支座相连，RV减速机内圆端面与动臂相连。
而且，所述螺旋输送机构包括由螺旋机变频电机驱动的绞龙。
而且，所述小臂旋转机构设置于小臂连接座上，其包括旋转电机减速机组、皮带轮组，旋转电机减速机组通过皮带轮组驱动小臂主轴旋转。
而且，所述小臂摆动机构包括相互连接的摆动电机减速机组和减速机吊耳，减速机吊耳固定于小臂主轴上，摆动电机减速机组与落料斗直接连接。
而且，所述红外传感器用于识别热源位置并向控制器发送实时数据；所述激光测距传感器用于感知距离并向控制器发送实时数据；控制器通过其内嵌的软件结合红外传感器和激光测距传感器传来的实时数据计算出热源的绝对坐标，同时屏蔽掉红外传感感知的罐体内壁的余温。
本发明具有以下有益效果：
（1）机器人主体采用非标设计，将机器人主体、螺旋输送机与布料执行机构整合为一体，结构简单，现场适用度高，可以实现一个机器人对两个蒸馏甑布料，提高布料效率；
（2）螺旋输送与主体整合在一起，不需要等执行机构中先接满料再布，来多少料布多少料，真正实现连续布料，大大提高效率；
（3）采用螺旋输送机输送物料，使醅料保持松散状态，醅料落料至落料斗时，料会进一步松散；
（4）红外传感器能准确感知甑内温度最高处，并整合热源位置坐标信息，传送信号使机器人布料，使得布料不盲目，真正实现智能化；同时使用一套基于软件算法的布料方法，从而提高出酒率；
（5）辅以激光测距传感器测量酒醅表面层高度，使得热源位置坐标信息更准确。
附图说明
图1是一种上甑机器人的整体结构示意图。
图2是立柱部的结构示意图。
图3是图2中K处的放大图。
图4是大臂部和小臂部的结构示意图。
图5是小臂部的结构示意图。
图6是平衡气缸的原理示意图。
图7是一种上甑机器人的布料自动识别系统的原理框图。
其中，1、立柱部，2、大臂部，3、小臂部，1.1、基座，1.2、平衡气缸，1.3、气缸顶套，1.4、顶套法兰，1.5、螺母，1.6、动臂，1.7、上下电机，1.8、联轴器，1.9、丝杠螺母，1.10、上下滑座，1.11、丝杠，1.12、定臂，1.13、风琴罩，1.2.1、活塞杆，2.1、进料斗，2.2、绞龙，2.3、出料端，2.4、螺旋机变频电机，2.5、旋转电机，2.6、旋转电机过度法兰，2.7、RV减速机，2.8、大臂支座；3.1、旋转电机减速机组，3.1.2、皮带轮组，3.2、小臂摆动机构，3.2.1、摆动电机减速机组，3.2.2、减速机吊耳，3.1.3、小臂连接座，3.1.4、小臂主轴，3.3、落料斗，3.4、红外测温传感器，3.5、激光测距传感器，4、空气压缩机，5、调压过滤器，6、三通式平衡阀，6.1、阀芯球，7、消声器，8、气缸。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
本实施例提供一种上甑机器人，如图1~图5所示，包括立柱部1、大臂部2、小臂部3。
所述立柱部1包括基座1.1，由动臂1.6和定臂1.12构成的立柱，以及用于升降立柱高度的立柱升降机构；所述大臂部2包括大臂支座2.8、螺旋输送机构；所述小臂部3包括小臂旋转机构、小臂摆动机构3.2、落料斗3.3、用于感知酒甑内温度的红外传感器3.4、用于感知距离的激光测距传感器3.5。
基座1.1设置于立柱的下方，立柱的上方通过大臂旋转机构与大臂的一端连接，大臂的另一端固定连接小臂连接座3.1.3，小臂连接座3.1.3通过小臂旋转机构与小臂连接；小臂主轴3.1.4为空心轴，其下端通过小臂摆动机构3.2连接落料斗3.3；所述螺旋输送机构设置于大臂支座2.8的上部，其进料端设有进料斗2.1，其出料端2.3通过小臂主轴3.1.4连通落料斗3.3。
进一步的，上述立柱升降机构包括平衡气缸1.2和滚珠丝杠螺母副，平衡气缸1.2位于基座1.1内，平衡气缸1.2的活塞杆1.2.1通过气缸顶套1.3和顶套法兰1.4与动臂1.6相连，螺母1.5起锁紧作用。动臂1.6上端面与大臂部2相连；滚珠丝杠螺母副的丝杠1.11通过联轴器1.8与上下电机1.7相连，滚珠丝杠落螺母副的丝杠螺母1.9通过上下滑座1.10与动臂1.6相连。上下电机1.7通过联轴器1.8驱动丝杠1.11转动，从而带动丝杠螺母1.9和上下滑座1.10上下运动，上下滑座1.10与动臂1.6固定。
进一步的，如图6所示，上述平衡气缸包括依次连通的空气压缩机4、调压过滤器5、三通式平衡阀6、气缸8；三通式平衡阀6的三通口分别为，连通调压过滤器5的P口，连通气缸8的A口，连通外界大气的R口，三通式平衡阀6内部设置受压力影响在P口和R口之间移动的阀芯球6.1。在三通式平衡阀6的R口和气缸8的排气口处均可设置消声器7。
不管立柱上还是下，空气压缩机4一直开启。上行时，压缩空气经过调压过滤器5后进入三通式平衡阀6，因为三通式平衡阀6的P口比A口压力高，阀芯球6.1体被推向R口，压缩空气从P口直接通过A口到气缸8的进气口。下行时，气缸8的下腔压力升高，三通式平衡阀6的A口压力不断上升，A口气压作用给阀芯球6.1，使阀芯球6.1推向P口，此时A口和R口通。当气体因排出而使A口压力降低，P口压力大于A口压力时，阀芯球6.1从P口推向R口，此时起到排气过快缓冲的作用。如此反复。最终减轻电机负载，降低丝杠负荷。
进一步的，上述大臂旋转机构包括位于大臂支座2.8内的旋转电机2.5和RV减速机2.7，旋转电机2.5通过旋转电机过度法兰2.6与RV减速机2.7的输入端连接，RV减速机2.7外圆与大臂支座2.8相连，RV减速机2.7内圆端面与动臂1.6相连。
进一步的，上述螺旋输送机构包括由螺旋机变频电机2.4驱动的绞龙2.2。酒醅从进料斗进入螺旋输送机构内，并通过蛟龙2.2把酒醅输送到螺旋机构的出料端2.3中。
进一步的，上述小臂旋转机构设置于小臂连接座3.13上，其包括旋转电机减速机组3.1、皮带轮组3.1.2，旋转电机减速机组3.1通过皮带轮组3.1.2驱动小臂主轴3.1.4旋转。
进一步的，上述小臂摆动机构3.2包括相互连接的摆动电机减速机组3.2.1和减速机吊耳3.2.2，减速机吊耳3.2.2固定于小臂主轴3.1.4上，摆动电机减速机组3.2.1与落料斗3.3直接连接。
本实施例还提供一种上甑机器人的布料自动识别系统，如图7所示，包括红外传感器、激光测距传感器、内嵌运算软件的控制器，红外传感器用于识别热源位置并向控制器发送实时数据；激光测距传感器用于感知距离并向控制器发送实时数据；控制器通过其内嵌的软件结合红外传感器和激光测距传感器传来的实时数据计算出热源的绝对坐标，同时屏蔽掉红外传感感知的罐体内壁的余温。可实现动态监测甑内温度并迅速确定最高温度坐标位置，最高温度处即为冒蒸汽最多处，也即是布料较少处，使布料智能化。
本发明工作时，首先通过立柱升降机构调节立柱的高度，以使机器人能适应相应蒸馏甑的作业要求，小臂上的热源感知系统和激光测距系统动态监测甑内温度并迅速确定最高温度坐标位置，大臂旋转机构驱动大臂旋转到落料区，小臂旋转机构驱动小臂旋转，对落料方向进行进一步调整，最后小臂摆动机构驱动落料斗摆动，实现最终均匀、高效地布料。如此循环作业。
本发明设计巧妙，满足酒厂内上甑处安装空间较少的苛刻要求；螺旋输送机与机器人整合于一体，可实现较远距离布料和一个机器人布两个蒸馏甑的要求，提高布料效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或变形，这些改进或变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种上甑机器人，包括立柱部、大臂部、小臂部，其特征在于：
所述立柱部包括基座，由动臂和定臂构成的立柱，以及用于升降立柱高度的立柱升降机构；所述大臂部包括大臂支座、螺旋输送机构；所述小臂部包括小臂旋转机构、小臂摆动机构、落料斗、用于感知酒甑内温度的红外传感器、用于感知距离的激光测距传感器；
基座设置于立柱的下方，立柱的上方通过大臂旋转机构与大臂的一端连接，大臂的另一端固定连接小臂连接座，小臂连接座通过小臂旋转机构与小臂连接；小臂主轴为空心轴，其下端通过小臂摆动机构连接落料斗；所述螺旋输送机构设置于大臂支座的上部，其进料端设有进料斗，其出料端通过小臂主轴连通落料斗。
2.根据权利要求1所述的一种上甑机器人，其特征在于：所述立柱升降机构包括平衡气缸和滚珠丝杠螺母副，平衡气缸位于基座内，其活塞杆通过气缸顶套和顶套法兰与动臂相连，动臂上端面与大臂部相连；滚珠丝杠螺母副的丝杠通过联轴器与上下电机相连，滚珠丝杠落螺母副的螺母通过上下滑座与动臂相连。
3.根据权利要求1所述的一种上甑机器人，其特征在于：所述平衡气缸包括依次连通的空气压缩机、调压过滤器、三通式平衡阀、气缸；三通式平衡阀的三通口分别为，连通调压过滤器的P口，连通气缸的A口，连通外界大气的R口，三通式平衡阀内部设置受压力影响在P口和R口之间移动的阀芯球。
4.根据权利要求1所述的一种上甑机器人，其特征在于：所述大臂旋转机构包括位于大臂支座内的旋转电机和RV减速机，旋转电机通过旋转电机过度法兰与RV减速机的输入端连接，RV减速机外圆与大臂支座相连，RV减速机内圆端面与动臂相连。
5.根据权利要求1所述的一种上甑机器人，其特征在于：所述螺旋输送机构包括由螺旋机变频电机驱动的绞龙。
6.根据权利要求1所述的一种上甑机器人，其特征在于：所述小臂旋转机构设置于小臂连接座上，其包括旋转电机减速机组、皮带轮组，旋转电机减速机组通过皮带轮组驱动小臂主轴旋转。
7.根据权利要求1所述的一种上甑机器人，其特征在于：所述小臂摆动机构包括相互连接的摆动电机减速机组和减速机吊耳，减速机吊耳固定于小臂主轴上，摆动电机减速机组与落料斗直接连接。
8.根据权利要求1所述的一种上甑机器人，其特征在于：所述红外传感器用于识别热源位置并向控制器发送实时数据；所述激光测距传感器用于感知距离并向控制器发送实时数据；控制器通过其内嵌的软件结合红外传感器和激光测距传感器传来的实时数据计算出热源的绝对坐标，同时屏蔽掉红外传感感知的罐体内壁的余温。
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