CN107858235A - 一种智能连续自动上甄装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种智能连续自动上甄装置及其工作方法，其属于智能自动化机器人领域。立柱旋转机构连接旋转立柱；旋转立柱上方设置旋转进料机构，旋转立柱上还设置水平方向伸缩的输送机伸缩机构，输送机伸缩机构作用于伸缩输送机，伸缩输送机的端部设置布料机构和智能检测装置。该装置可以实现酒醅铺洒在甄锅内任意位置，该机构降低了工人的劳动强度，提高生产效率，可以搭配板链输送机来实现酿酒上甄生产的自动化。利用智能检测装置，当上甄一层酒醅时，利用红外热像仪系统检测甄锅内温度，当甄锅内温度达到一定值时，机器人再上甄一层，同时也避免了凭借操作工人判断错误导致的酒蒸汽损失，提高出酒效率。

Description

一种智能连续自动上甄装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种智能连续自动上甄装置及其工作方法，其属于智能自动化机器人领域，具体涉及智能自动化上甄领域。

背景技术

在白酒酿造行业中，酿酒往往是人工操作，特别是最后一道上甄工序，就是将发酵好的酒醅均匀的布在甄锅内，要保证甄锅内的酒醅疏松，均匀，酒甄内穿汽一致，严禁出现起堆、塌汽、漏气等现象。这就要求上甄时严格按照探汽上甄、不准跑汽、布料均匀的工艺进行操作，工人劳动强度很大，效率很低工况恶劣，若上甄不均匀，表面平整度不高，将严重影响出酒效率，而且蒸汽是否上来全部依赖工人眼力判断，容易造成失误，酒蒸汽损耗，当人员流失大时对企业损失严重。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明提供一种智能连续自动上甄装置，满足上甄工艺要求，实现了酒醅连续铺洒，解决了传统人工上甄劳动强度大以及上甄不均匀等问题。

本发明采用的技术方案为：一种智能连续自动上甄装置，它包括底座，设置在底座上的立柱通过立柱旋转机构连接旋转立柱；旋转立柱上方设置旋转进料机构，旋转立柱上还设置水平方向伸缩的输送机伸缩机构，输送机伸缩机构作用于伸缩输送机，伸缩输送机的端部设置布料机构和智能检测装置；所述立柱旋转机构由伺服电机、行星减速机和圆柱直齿轮组成；采用运动控制器、伺服控制器来控制立柱旋转机构的运行；所述旋转进料机构包括旋转进料斗、旋转酒甄输送机和下料斗，旋转进料斗与旋转立柱同心，下料斗作用于伸缩输送机的上方；所述输送机伸缩机构通过齿轮与齿条使伺服电机的旋转运动变为直线运动，由直线导轨进行导向；伸缩输送机固定在直线导轨上，导轨滑块固定在旋转立柱上，输送机伸缩机构驱动伸缩输送机沿着直线导轨做直线往复运动；所述伸缩输送机包括输送机减速电机、机架、侧封板、驱动辊筒、动动辊筒、中间连接支架和食品级皮带，由机架、侧封板和中间连接支架构成框架，输送机减速电机带动驱动辊筒运动，驱动辊筒带动从动辊筒和食品级皮带运动；所述布料机构采用布料减速电机通过传动轴带动布料轮旋转运动，布料轮置于下料筒的下方；所述智能检测装置包括红外热像仪系统和激光测距仪。

该装置基于圆柱坐标系。

一种智能连续自动上甄装置的工作方法，包括以下步骤：

（1）运动控制器控制伺服驱动、行星减速机，带动旋转立柱左右摆动、伸缩机构伸缩运动，使布料机构在甄锅内从甄锅锅沿运动到甄锅中心以阿基米德螺旋线的轨迹运行，再从甄锅中心到甄锅锅沿以阿基米德螺旋线的轨迹逆向运行，经酒醅均匀的铺洒在甄锅内；

（2）智能检测装置由红外热像仪系统、激光测距仪配合检测甄锅内温度，当检测到甄锅内超过预设温度时，运动控制器控制伺服电机、行星减速机，带动旋转立柱左右摆动、伸缩机构伸缩运动，使布料机构到达指定位置，在超过预设温度处布料，防止酒蒸汽损失；

（3）当激光测距仪检测到甄锅内酒醅达到预定高度时，盖上锅盖，蒸馏出酒。

与现有技术相比，上述技术方案至少有以下的优点：

一种智能连续自动上甄装置包括底座、立柱、立柱旋转机构、旋转立柱、旋转进料斗、旋转酒甄输送机、下料斗、输送机伸缩机构、伸缩输送机、布料机构和智能检测装置。其中上述立柱旋转机构由伺服电机、行星减速机、直齿圆柱齿轮组成；旋转酒甄输送机由减速电机、食品级不锈钢板链输送机构或者食品级皮带输送机构、输送机机架组成；输送机伸缩机构由伺服电机、行星减速机、齿轮齿条、直线导轨组成；伸缩输送机由减速电机、食品级不锈钢板链输送机构或者食品级皮带输送机构、输送机机架；布料机构由减速电机、布料轮组成；智能检测装置由红外热像仪系统、激光测距仪组成。该智能连续自动上甄装置上甄效率大；连续上甄；上甄平整、均匀、疏松；不跑汽；可为多个甄锅布料。

该装置为基于圆柱坐标系机器人，可以实现酒醅铺洒在甄锅内任意位置，该机构降低了工人的劳动强度，提高生产效率，可以搭配板链输送机来实现酿酒上甄生产的自动化。利用智能检测装置，当上甄一层酒醅时，利用红外热像仪系统检测甄锅内温度，当甄锅内温度达到一定值时，机器人再上甄一层，同时也避免了凭借操作工人判断错误导致的酒蒸汽损失，提高出酒效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是一种智能连续自动上甄装置的结构示意图。

图2是旋转立柱与伸缩机构的运行位姿示意图。

图3物料输送流程示意图。

图4立柱旋转机构示意图。

图5立柱输送机示意图。

图6伸缩机构示意图。

图7布料机构示意图。

图中：1、底座，2、立柱，3、立柱旋转机构，4、旋转立柱，5、旋转进料斗，

6、旋转酒甄输送机，7下料斗，8、输送机伸缩机构，8a、齿轮，8b、齿条，8c、直线导轨，8d、伸缩减速机，8e、伸缩伺服电机，9、伸缩输送机，9a、输送机减速电机，9b、机架，9c、侧封板，9d、驱动辊筒，9e、从动辊筒，9f、食品级皮带，9h、皮带托板，9i、带座轴承，9g、中间连接支架，10、布料机构，10a、布料减速电机，10b、下料筒，10c、布料轮，10d、传动轴，11、智能检测装置。

具体实施方式

下面结合所附图片以及具体实施方法对本发明实施例解决得技术问题、所采用得技术方案以及实现的技术效果进行清楚、完成的描述。显然所描述的实施例仅仅是本发申请的一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请的的实施例，本领域普通技术人员再并不付出创造性的劳动的前提下，所获得的所有等同活明显变型的实施例均在本保护范围内。本发明实施例可以按照权利要求的限定和涵盖的多种不同方式来具体化。

本发明实施例的基本思想是：运用圆柱坐标系机器人为本体，通过运动控制器、伺服驱动技术、行星减速机，带动旋转立柱左右摆动、伸缩机构伸缩运动，使下料斗在甄锅内可以到达任意地点，旋转输送机以及伸缩输送机不间断运动将酒醅输送至下料斗处，通过布料机构将酒醅均匀的布在甄锅内，减少了劳动强度，实现了人工模拟上甄效果。

图1-7示出了一种智能连续自动上甄装置，它包括底座1，设置在底座1上的立柱2通过立柱旋转机构3连接旋转立柱4；旋转立柱4上方设置旋转进料机构，旋转立柱4上还设置水平方向伸缩的输送机伸缩机构8，输送机伸缩机构作用于伸缩输送机9，伸缩输送机9的端部设置布料机构10和智能检测装置11；立柱旋转机构3由伺服电机、行星减速机和圆柱直齿轮组成；采用运动控制器、伺服控制器来控制立柱旋转机构3的运行；旋转进料机构包括旋转进料斗5、旋转酒甄输送机6和下料斗7，旋转进料斗5与旋转立柱4同心，下料斗7作用于伸缩输送机9的上方；输送机伸缩机构8通过齿轮8a与齿条8b使伺服电机8e的旋转运动变为直线运动，由直线导轨8c进行导向；伸缩输送机9固定在直线导轨8c上，导轨滑块固定在旋转立柱4上，输送机伸缩机构8驱动伸缩输送机9沿着直线导轨8c做直线往复运动；伸缩输送机9包括输送机减速电机9a、机架9b、侧封板9c、驱动辊筒9d、动动辊筒9e、中间连接支架9g和食品级皮带9f，由机架9b、侧封板9c和中间连接支架9g构成框架，输送机减速电机9a带动驱动辊筒9d运动，驱动辊筒9d带动从动辊筒9e和食品级皮带9f运动；布料机构10采用布料减速电机1a通过传动轴10d带动布料轮10c旋转运动，布料轮10c置于下料筒10b的下方；智能检测装置11包括红外热像仪系统和激光测距仪。

底座1是立柱2的固定底座，也是自动上甄装置固定在地面上或者钢平台上的必要连接结构。通常底座1与地面采用膨胀螺栓、地脚螺栓、化学螺栓等连接；底座1与钢平台采用螺栓或者焊接的方式连接。底座1与立柱采用法兰盘方式由螺栓连接。

立柱2，立柱2上设计有行星减速机固定底座，将行星减速机与伺服电机固定在立柱2上，行星减速机输出轴上固定圆柱齿轮，该齿轮与旋转立柱4上的齿轮配合，由此驱动旋转立柱运转。立柱2上配有齿轮防护罩，防护齿轮旋转过程中卷入伤害。立柱2上还配有面对面安装的圆锥辊子轴承，旋转立柱4固定在立柱2上，这对圆锥辊子轴承通过止动螺母与止动垫片来轴向固定，而且止动螺母与止动垫片通过机械防松来防止旋转立柱4运行时松动。旋转立柱4仅有绕立柱2旋转的1个自由度。

立柱旋转机构3固定在立柱2与旋转立柱4上，由伺服电机、行星减速机、一对圆柱直齿轮组成。由运动控制器、伺服控制器来控制立柱旋转机构3的运行。同时立柱旋转机构3通过大减速比的行星减速机放大伺服电机的惯量比，行星减速机与齿轮通过键连接，且圆柱齿轮也有一个减速比进一部增大惯量比，达到了旋转立柱4做圆周运动的要求。

旋转立柱4安装在立柱2上，旋转立柱4上端安装旋转酒甄输送机6，使旋转酒甄输送机6与旋转立柱4同时旋转且两者保持平行状态。下端安装输送机伸缩机构8，伸缩输送机9。

旋转进料斗5，旋转进料斗安装在旋转酒甄输送机6上，料斗中心与旋转立柱同心。

旋转酒甄输送机6与伸缩输送机9的结构相同，均包括食品级板链、链轮、驱动轴、从动轴、带座轴承、减速电机、张紧装置，其中减速电机带动驱动轴和链轮旋转运动，链轮带动板链转动，所述酒甄从旋转进料斗5落入旋转酒甄输送机6，经过下料斗7落入伸缩输送机9，伸缩输送机9将酒甄输送至末端布料机构完成酒甄输送过程。同时机架均采用钣金折弯式的结构，不锈钢板链带有侧挡边，防止酒甄从侧边散落。伸缩输送机9包括食品级皮带9f、皮带托板9h、驱动辊筒9d、从动辊筒9e、带座轴承9i、输送机减速电机9a、张紧装置，其中减速电机带动驱动辊筒9d和链轮旋转运动，链轮带动食品级皮带9f转动，酒甄从旋转进料斗5落入旋转酒甄输送机6，经过下料斗7落入伸缩输送机9，伸缩输送机9将酒甄输送至末端布料机构完成酒甄输送过程。

下料斗7，下料斗7安装在旋转酒甄输送机6的末端，使酒甄落入伸缩输送机9的板链上。而且下料斗7配有刮板，刮板刮去板链上残余的酒醅，使酒醅全部落入下料斗内，防止酒醅散落在地上或者输送机内。

输送机伸缩机构8，输送机伸缩机构8通过齿轮齿条使伺服电机的旋转运动变为直线运动，由直线导轨进行导向。伸缩输送机9固定在直线导轨上，导轨滑块固定在旋转立柱4上，输送机伸缩机构8驱动伸缩输送机9与直线导轨做直线往复运动。输送机伸缩机构8通过采用小减速比的行星减速机配合伺服电机，伺服电机惯量比小，电机制动性能好，启动，加速停止的反应很快，高速往复性好。

布料机构10，布料机构由减速电机、电机底座、传动轴、深沟球轴承、布料轮组成，减速电机通过传动轴带动布料轮旋转运动，当酒醅散落在布料轮上时，布料轮将酒甄打散，均匀布在甄锅内。

智能检测装置11，智能检测装置11由红外热像仪系统、激光测距仪配合检测冒气点，使布料机构10运动到冒气点，覆盖一层酒醅，避免跑汽，同时激光测距仪还可以检测当甄锅内酒醅达到规定高度时，停止布料，进行下一步酿酒工艺流程。

运动控制器控制伺服电机，布料机构在甄锅内以阿基米德螺旋线的轨迹运动，酒甄通过旋转进料斗5、旋转酒甄输送机6、下料斗7、伸缩输送机9、布料机构10均匀的布在甄锅内。

本发明实施例提供一种智能自动上甄装置，通过圆柱坐标系机器人的运动方式，实现布料机构在甄锅内的运动，其具体表现形式为：

运动控制器控制伺服驱动、行星减速机，带动旋转立柱左右摆动、伸缩机构伸缩运动，使布料机构在甄锅内从甄锅锅沿运动到甄锅中心以阿基米德螺旋线的轨迹运行，再从甄锅中心到甄锅锅沿以阿基米德螺旋线的轨迹逆向运行，经酒醅均匀的铺洒在甄锅内。

随后智能检测装置由红外热像仪系统、激光测距仪配合检测甄锅内温度，当检测到甄锅内超过预设温度时，运动控制器控制伺服电机、行星减速机，带动旋转立柱左右摆动、伸缩机构伸缩运动，使布料机构到达指定位置，在超过预设温度处布料，防止酒蒸汽损失。

当激光测距仪检测到甄锅内酒醅达到预定高度时，盖上锅盖，蒸馏出酒。

本发明应用了具体的实施例对本发明的原理和实施方式进行了阐述，但是上述的实施例说明仅仅帮助理解本发明实施例原理；同时，对本领域技术人员来说，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围均会有相应改变。

需要说明的是：附图中的标记只是为了更清楚的说明本专利，不视为对本发明专利保护范围的不当限定。本发明并不限于上述实施方式，在不背离发明实质内容的情况下，本领域普通技术人员可以想到的任何变型、改进或替换均落入本发明保护范围。

Claims (3)

1.一种智能连续自动上甄装置，它包括底座（1），其特征在于：设置在底座（1）上的立柱（2）通过立柱旋转机构（3）连接旋转立柱（4）；旋转立柱（4）上方设置旋转进料机构，旋转立柱（4）上还设置水平方向伸缩的输送机伸缩机构（8），输送机伸缩机构作用于伸缩输送机（9），伸缩输送机（9）的端部设置布料机构（10）和智能检测装置（11）；所述立柱旋转机构（3）由伺服电机、行星减速机和圆柱直齿轮组成；采用运动控制器、伺服控制器来控制立柱旋转机构（3）的运行；所述旋转进料机构包括旋转进料斗（5）、旋转酒甄输送机（6）和下料斗（7），旋转进料斗（5）与旋转立柱（4）同心，下料斗（7）作用于伸缩输送机（9）的上方；所述输送机伸缩机构（8）通过齿轮（8a）与齿条（8b）使伺服电机（8e）的旋转运动变为直线运动，由直线导轨（8c）进行导向；伸缩输送机（9）固定在直线导轨（8c）上，导轨滑块固定在旋转立柱（4）上，输送机伸缩机构（8）驱动伸缩输送机（9）沿着直线导轨（8c）做直线往复运动；所述伸缩输送机（9）包括输送机减速电机（9a）、机架（9b）、侧封板（9c）、驱动辊筒（9d）、动动辊筒（9e）、中间连接支架（9g）和食品级皮带（9f），由机架（9b）、侧封板（9c）和中间连接支架（9g）构成框架，输送机减速电机（9a）带动驱动辊筒（9d）运动，驱动辊筒（9d）带动从动辊筒（9e）和食品级皮带（9f）运动；所述布料机构（10）采用布料减速电机（1a）通过传动轴（10d）带动布料轮（10c）旋转运动，布料轮（10c）置于下料筒（10b）的下方；所述智能检测装置（11）包括红外热像仪系统和激光测距仪。

2.根据权利要求1所述的一种智能连续自动上甄装置，其特征在于：该装置基于圆柱坐标系。

3.根据权利要求1所述的一种智能连续自动上甄装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）运动控制器控制伺服驱动、行星减速机，带动旋转立柱左右摆动、伸缩机构伸缩运动，使布料机构在甄锅内从甄锅锅沿运动到甄锅中心以阿基米德螺旋线的轨迹运行，再从甄锅中心到甄锅锅沿以阿基米德螺旋线的轨迹逆向运行，经酒醅均匀的铺洒在甄锅内；

（2）智能检测装置由红外热像仪系统、激光测距仪配合检测甄锅内温度，当检测到甄锅内超过预设温度时，运动控制器控制伺服电机、行星减速机，带动旋转立柱左右摆动、伸缩机构伸缩运动，使布料机构到达指定位置，在超过预设温度处布料，防止酒蒸汽损失；

（3）当激光测距仪检测到甄锅内酒醅达到预定高度时，盖上锅盖，蒸馏出酒。