CN109051853A - 一种用于固态法白酒生产的装甑机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于固态法白酒生产的装甑机器人，包括基座、机械臂、多功能监测控制器、布料执行器和甑桶，机械臂包括竖向伸缩臂和横向伸缩臂，竖向伸缩臂的下端与基座连接，竖向伸缩臂的上端与横向伸缩臂的右端连接，横向伸缩臂的左端连接布料执行器，横向伸缩臂能够绕竖向伸缩臂在水平面内转动；多功能监测控制器安装在横向伸缩臂的左端下表面，多功能监测控制器和布料执行器位于甑桶上方；多功能监测控制器分别与竖向伸缩臂的动力装置、横向伸缩臂的动力装置、控制横向伸缩臂转动的动力装置以及布料执行器电连接。本发明实现了白酒生产的自动化装甑操作，提高了生产效率，降低了劳动成本和劳动强度，保证了产酒量和酒质。
Description
技术领域
本发明属于白酒生产设备技术领域，具体涉及一种用于固态法白酒生产的装甑机器人。
背景技术
目前固态发酵白酒生产企业存在生产效率较低、耗能较大、环境污染严重、人工劳动成本不断攀升等问题，传统的白酒酿造方法不能满足新的生产需求，因此白酒企业需要实现转型发展，其中白酒生产设备的机械化自动化已成为转型发展的重点方向之一。在固态发酵白酒生产中，装甑操作作为白酒酿造工艺中的重要环节之一，其操作质量的好坏直接决定酒质的优劣和出酒率。装甑是按照“探气装甑，均撒匀铺”的工艺要求，将酒醅一层一层地铺在蒸馏甑桶内，同时保证不跑汽不压汽，以实现最大限度地产酒和提香的过程。可见，装甑的关键在于控制好装甑汽压、装甑酒醅的数量等操作。由于装甑操作复杂、要求苛刻，故现阶段大部分企业在蒸馏时仍严重依赖人工装甑，存在机械化自动化程度较低、劳动强度大、工作环境差、酒质和出酒率因人而异等生产现状。为了改善这些现状和提高装甑效率，白酒生产企业迫切需要一种装甑机器人替代人工进行装甑操作。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种用于固态法白酒生产的装甑机器人。
本发明所采用的技术方案为：
一种用于固态法白酒生产的装甑机器人，包括基座、机械臂、多功能监测控制器、布料执行器和甑桶，
所述机械臂包括竖向伸缩臂和横向伸缩臂，所述竖向伸缩臂的下端与基座连接，竖向伸缩臂的上端与横向伸缩臂的右端连接，所述横向伸缩臂的左端连接布料执行器，横向伸缩臂能够绕竖向伸缩臂在水平面内转动；
所述多功能监测控制器安装在横向伸缩臂的左端下表面，多功能监测控制器和布料执行器位于甑桶上方；多功能监测控制器分别与竖向伸缩臂的动力装置、横向伸缩臂的动力装置、控制横向伸缩臂转动的动力装置以及布料执行器电连接。
优选的，所述竖向伸缩臂包括套筒和立柱，所述套筒的下端与基座固定连接，所述立柱的下端从套筒的上端插入套筒，立柱与套筒滑动连接，立柱通过第一动力装置实现在套筒中的上下移动，立柱通过第二动力装置实现在套筒中的水平转动，立柱的上端与横向伸缩臂固定连接；所述第一动力装置和第二动力装置分别与多功能监测控制器电连接。
优选的，所述横向伸缩臂包括横臂支架和横臂，所述横臂支架的右端与立柱固定连接，所述横臂的右端从横臂支架的左端伸入横臂支架内，横臂与横臂支架滑动连接，横臂通过第三动力装置实现在横臂支架中的轴向滑动；所述第三动力装置与多功能监测控制器电连接。
进一步的，所述布料执行器与横向伸缩臂通过转轴铰接，所述转轴竖向设置，布料执行器通过第四动力装置实现在水平面内的旋转，所述第四动力装置与多功能监测控制器电连接。
进一步的，所述布料执行器包括进料口、输料装置和出料口，所述进料口与输料装置的上端连接，所述出料口与输料装置的下端连接，所述输料装置与横向伸缩臂连接；输料装置与多功能监测控制器电连接。
优选的，所述出料口内设置有打散装置，所述打散装置与多功能监测控制器电连接。
优选的，所述第一动力装置、第二动力装置、第三动力装置和第四动力装置包括原动机和传动装置，所述原动机为异步交流电机或伺服电机，所述传动装置为齿轮减速器、蜗杆减速器或滚珠丝杠。
进一步的，所述多功能监测控制器包括红外温度传感器、湿度传感器和位置传感器。
本发明的有益效果为：
1.本发明实现了白酒生产的自动化装甑操作，提高了生产效率，降低了劳动成本和劳动强度，保证了产酒量和酒质。
2.本发明的多功能监测控制器通过传感器检测醅料表面的温度、湿度和醅层的高度，由计算机系统分析所采集的数据并自主地作出决策，控制布料执行器及时地进行接送醅料、位姿调整、准确铺料作业，有效地降低了酒的损失率。
3.本发明的布料执行器在进行布料作业的工作空间为一空心圆柱，并能实现位姿的调整，与人工装甑操作实际的工作轨迹相符，能够满足工作空间的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明机械臂的结构示意图。
图3是图2的俯视图。
图4是本发明布料执行器的结构示意图。
图中：1-基座；2-机械臂；3-多功能监测控制器；4-布料执行器；5-转轴；21-套筒；22-立柱；23-横臂支架；24-横臂；41-进料口；42-输料装置；43-出料口。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
如图1-4所示，本实施例提供一种用于固态法白酒生产的装甑机器人，包括基座1、机械臂2、多功能监测控制器3、布料执行器4和甑桶6，机械臂2包括竖向伸缩臂和横向伸缩臂，竖向伸缩臂的下端与基座1连接，竖向伸缩臂的上端与横向伸缩臂的右端连接，横向伸缩臂的左端连接布料执行器4，横向伸缩臂能够绕竖向伸缩臂在水平面内转动；多功能监测控制器3安装在横向伸缩臂的左端下表面，多功能监测控制器3和布料执行器4位于甑桶6上方；多功能监测控制器3分别与竖向伸缩臂的动力装置、横向伸缩臂的动力装置、控制横向伸缩臂转动的动力装置以及布料执行器4电连接。
安装时，基座1固定安装在地面，能够保证机器人的稳定。甑桶6置于基座1旁边，开口朝上。机械臂2能够实现布料执行器4进行上下前后左右任意空间位置的移动，具体的，由竖向伸缩臂的伸缩功能实现上下移动，由横向伸缩臂的伸缩功能加上整个横向伸缩臂在水平面内的转动功能实现前后左右的移动。多功能监测控制器3用于监测甑桶6内的装甑情况，同时控制各个动力装置，进而控制机械臂2的运转以及布料执行器4的空间位置，同时控制布料执行器4有针对性地对甑桶6进行装甑布料。
如图2所示，为了实现机器人稳定的上下伸缩和转动，竖向伸缩臂可以由套筒21和立柱22构成，套筒21的下端与基座1固定连接，立柱22的下端从套筒21的上端插入套筒21，立柱22与套筒21滑动连接，立柱22通过第一动力装置实现在套筒21中的上下移动，立柱22通过第二动力装置实现在套筒21中的水平转动，立柱22的上端与横向伸缩臂固定连接；第一动力装置和第二动力装置分别与多功能监测控制器3电连接。
如图2所示，为了实现机器人稳定的左右伸缩，横向伸缩臂可以由横臂支架23和横臂24构成，横臂支架23的右端与立柱22固定连接，横臂24的右端从横臂支架23的左端伸入横臂支架23内，横臂24与横臂支架23滑动连接，横臂24通过第三动力装置实现在横臂支架23中的轴向滑动；第三动力装置与多功能监测控制器3电连接。
如图3和4所示，为了让布料执行器4撒出的醅料更加均匀，布料执行器4与横向伸缩臂通过转轴5铰接，转轴5竖向设置，布料执行器4通过第四动力装置实现在水平面内的旋转，第四动力装置与多功能监测控制器3电连接。在布料执行器4进行撒料的同时，控制布料执行器4绕转轴5旋转或者来回摆动，能够让撒出的醅料更加均匀松散。
如图4所示，布料执行器4具体由进料口41、输料装置42和出料口43构成，进料口41与输料装置42的上端连接，出料口43与输料装置42的下端连接，输料装置42与横向伸缩臂连接；输料装置42与多功能监测控制器3电连接。
为了让撒出的醅料更加均匀松散，出料口43内设置有打散装置，打散装置与多功能监测控制器3电连接。打散装置能够有效地将经过出料口43的团结成块的醅料打散，从而均匀地撒到甑桶6内。
具体的，第一动力装置、第二动力装置、第三动力装置和第四动力装置包括原动机和传动装置，原动机为异步交流电机或伺服电机，传动装置为齿轮减速器、蜗杆减速器或滚珠丝杠。多功能监测控制器3包括红外温度传感器、湿度传感器和位置传感器。
本发明公开的一种用于固态法白酒生产的装甑机器人的工作过程如下：
在多功能监测控制器3的作用下，醅料通过自动送料装置输送到本发明装甑机器人的进料口41，以定量方式经过输料装置42输送至出料口43，并经过出料口43内置的打散装置进行处理，保证醅料松散；机械臂2随立柱22的旋转和上下移动使得出料口43达到预定的甑桶6内铺料位置；出料口43通过转轴5的转动来调整自身姿态，使得出料口43进行铺料时有利于蒸馏，进而完成醅料在甑桶一层均匀的铺撒作业。在铺撒过程中，多功能监测控制器3的红外温度传感器实时监测甑桶6的醅料表面的温度，湿度传感器监测湿度情况，位置传感器监测醅料在甑桶6内的高度情况，并将实时采集的数据传送至多功能监测控制器3，多功能监测控制器3通过分析后得出醅层表面温度梯度分布情况、湿度分布情况以及醅料层的高度，判断会发生蒸汽逸出的区域，自主作出决策并控制布料执行器4的醅料输送、位置和姿态调整达到预定的位置，完成见潮撒料工作，避免酒汽的逸出。
待补料完成后，重复均匀铺撒一层醅料以及相关区域定量补料的作业，如此反复，直到甑桶6铺满醅料为止，则装甑操作结束。
如图3和4所示，每次在进行铺料和补料的过程只需要立柱22做一次上下移动，出料口43的旋转运动是由机械臂2与转轴5保证，实时地实现布料执行器4的出料口43位置和姿态调整，提高铺料和布料的效率。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (8)
1.一种用于固态法白酒生产的装甑机器人，其特征在于：包括基座(1)、机械臂(2)、多功能监测控制器(3)、布料执行器(4)和甑桶(6)，
所述机械臂(2)包括竖向伸缩臂和横向伸缩臂，所述竖向伸缩臂的下端与基座(1)连接，竖向伸缩臂的上端与横向伸缩臂的右端连接，所述横向伸缩臂的左端连接布料执行器(4)，横向伸缩臂能够绕竖向伸缩臂在水平面内转动；
所述多功能监测控制器(3)安装在横向伸缩臂的左端下表面，多功能监测控制器(3)和布料执行器(4)位于甑桶(6)上方；多功能监测控制器(3)分别与竖向伸缩臂的动力装置、横向伸缩臂的动力装置、控制横向伸缩臂转动的动力装置以及布料执行器(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于固态法白酒生产的装甑机器人，其特征在于：所述竖向伸缩臂包括套筒(21)和立柱(22)，所述套筒(21)的下端与基座(1)固定连接，所述立柱(22)的下端从套筒(21)的上端插入套筒(21)，立柱(22)与套筒(21)滑动连接，立柱(22)通过第一动力装置实现在套筒(21)中的上下移动，立柱(22)通过第二动力装置实现在套筒(21)中的水平转动，立柱(22)的上端与横向伸缩臂固定连接；所述第一动力装置和第二动力装置分别与多功能监测控制器(3)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于固态法白酒生产的装甑机器人，其特征在于：所述横向伸缩臂包括横臂支架(23)和横臂(24)，所述横臂支架(23)的右端与立柱(22)固定连接，所述横臂(24)的右端从横臂支架(23)的左端伸入横臂支架(23)内，横臂(24)与横臂支架(23)滑动连接，横臂(24)通过第三动力装置实现在横臂支架(23)中的轴向滑动；所述第三动力装置与多功能监测控制器(3)电连接。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于固态法白酒生产的装甑机器人，其特征在于：所述布料执行器(4)与横向伸缩臂通过转轴(5)铰接，所述转轴(5)竖向设置，布料执行器(4)通过第四动力装置实现在水平面内的旋转，所述第四动力装置与多功能监测控制器(3)电连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于固态法白酒生产的装甑机器人，其特征在于：所述布料执行器(4)包括进料口(41)、输料装置(42)和出料口(43)，所述进料口(41)与输料装置(42)的上端连接，所述出料口(43)与输料装置(42)的下端连接，所述输料装置(42)与横向伸缩臂连接；输料装置(42)与多功能监测控制器(3)电连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于固态法白酒生产的装甑机器人，其特征在于：所述出料口(43)内设置有打散装置，所述打散装置与多功能监测控制器(3)电连接。
7.根据权利要求5所述的一种用于固态法白酒生产的装甑机器人，其特征在于：所述第一动力装置、第二动力装置、第三动力装置和第四动力装置包括原动机和传动装置，所述原动机为异步交流电机或伺服电机，所述传动装置为齿轮减速器、蜗杆减速器或滚珠丝杠。
8.根据权利要求1所述的一种用于固态法白酒生产的装甑机器人，其特征在于：所述多功能监测控制器(3)包括红外温度传感器、湿度传感器和位置传感器。
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