CN111716372A - 一种智能海盐扒盐机器人及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能海盐扒盐机器人及其工作方法，包括能移动的机体及设置于机体外侧的扒板，所述扒板由位于机体内的扒盐驱动装置驱动能上下移动，所述机体内固定有蓄电池组及电气盒，所述机体下部具有驱动机体移动的麦克纳姆轮，本发明设计的扒盐机器人小巧灵活、清洁高效的海盐智能扒盐机，从而解决当前海盐生产效率低下、成本高昂、海盐企业用工荒的问题，实现了海盐盐田扒盐生产自动化和智能化，降低企业的用工成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能海盐扒盐机器人及其工作方法。
背景技术
海盐成分除NaCl外，还有多达70余种其他微量元素，可满足人体所需的多种微量元素的需求，促进人体电解质的平衡，此外，海盐NaCl含量约82%, 属低Na盐，适于食用。海盐依靠自然结晶而成，为了保证结晶颗粒形状和大小需要不断翻动，采盐时一块盐田一次的产盐量不多，需依靠工人手工完成收集，行业内称作“扒盐”。扒盐生产过程风吹日晒，工作环境恶劣，费劲费力，生产效率低，而且劳动者待遇难以得到提高，常常导致企业用工荒，严重地阻碍了海盐生产的发展。
发明内容
本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的扒盐生产过程风吹日晒，工作环境恶劣，费劲费力，生产效率低。
本发明的具体实施方案是：一种智能海盐扒盐机器人，包括能移动的机体及设置于机体外侧的扒板，所述扒板由位于机体内的扒盐驱动装置驱动能上下移动，所述机体内固定有蓄电池组及电气盒，所述机体下部具有驱动机体移动的麦克纳姆轮。
进一步的，所述扒板内侧经螺栓连接有位于机体内侧的滑块，所述机体内固定有用于导向滑块纵向移动的导轨，所述扒盐驱动装置包括扒盐步进电机，与扒盐步进电机输出轴固定连接的丝杆，所述丝杠上螺纹配合有与滑块固定连接的丝杆螺母构成丝杠螺母副。
进一步的，所述扒盐驱动装置具有一对且平行设置，一对扒盐驱动装置的丝杆螺母之间固定有滑板，所述扒板中部与滑板经螺钉固定连接，所述滑块固定于滑板两侧。
进一步的，所述扒盐步进电机固定于电机座上，所述丝杆端部经轴承座限位于机体前侧内壁，所述电机座及轴承座经螺栓固定于机体，所述导轨为槽状件，所述滑块位于导轨内，所述导轨通过螺钉固定于机体。
进一步的，所述机体内还具有用于感应丝杆螺母高度的位置传感器，所述位置传感器固定于滑板上。
进一步的，所述机体内固定有蓄电池组固定架，所述蓄电池组固定架由对应设置的一对第一铁架及对应设置的一对第二铁架围合形成，所述第一铁架及第二铁架经固定螺栓固定于机体内底部，所述机体内底部具有与螺栓对应设置以供各个固定螺栓穿过的滑槽。
进一步的，所述机体两侧各设置有一对麦克纳姆轮，同侧麦克纳姆轮方向相反，各个麦克纳姆轮由独立的运动装置驱动转动，所述运动装置是由包括运动步进电机、与运动步进电机输出轴固定连接的行星减速箱、齿轮箱及轮毂联轴器，所述齿轮箱内包括有与行星减速箱输出轴同轴连接的第一齿轮，铰接于齿轮箱与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮与轮毂联轴器同轴固定，所述的轮毂联轴器与麦克纳姆轮固定连接。
进一步的，所述齿轮箱包括齿轮箱底和齿轮箱盖中间夹着密封圈，齿轮箱底与齿轮箱盖经防腐螺钉固定连接。
进一步的，所述机体包括固定导轨的导轨外壳，所述导轨外壳与滑块上部之间连接有缓冲弹簧，当盐田表面不平整时，可以起到缓冲扒板的作用。
本发明包括一种智能海盐扒盐机器人工作方法，利用如权利要求7所述的一种智能海盐扒盐机器人，具体包括以下步骤：
（1）根据蓄电池组调节蓄电池组固定架的大小，将蓄电池组限位于蓄电池组固定架内；
（2）扒盐步进电机根据每次扒盐的工作量驱动扒盐过程中扒板的升降，调节扒收盐层的深度，进而调节每次扒盐的工作量；
（3）利用机体麦克纳姆轮驱动机体万向移动。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1. 本发明提供的智能海盐晒场扒盐机器人中通过可调节的蓄电池组固定架可满足同一输出电压不同电能储存量的多种蓄电池组大小，并且能一定程度地调节蓄电池组的安装位置，提高了扒盐机电气控制的灵活性。
2. 本发明提供的智能海盐晒场扒盐机器人中通过深度可调扒盐装置，能够调节扒盐过程中扒收盐层的深度，进而调节每次扒盐的工作量，很好地适应了不同气候下的盐田结晶状况。
3. 本发明提供的智能海盐晒场扒盐机器人中通过可密封传动装置，能够增加扒盐机机体底盘的高度，避免在扒盐过程中受到卤水的侵蚀，并结合防腐螺钉以及塑料轴承实现对机体内部的防腐保护。
本发明提供的智能海盐晒场扒盐机器人中通过麦克纳姆轮组，在安装方式上采用镜像安装，结合智能控制系统使扒盐机能够更加灵活快速地在盐田内进行全方位运动，提高了扒盐的效率。
附图说明
图1为本发明智能海盐晒场扒盐机器人整体结构示意图；
图2为本发明智能海盐晒场扒盐机器人的蓄电池组固定装置结构示意图；
图3为本发明智能海盐晒场扒盐机器人的扒盐装置结构示意图；
图4为本发明智能海盐晒场扒盐机器人的运动密封传动装置结构示意图；
图5为本发明智能海盐晒场扒盐机器人的缓冲弹簧连接示意图；
其中，1-电气盒、2-第一铁架、3-第二铁架、4-蓄电池组、5-紧定螺钉、6-滑块、7-导轨、8-扒盐步进电机、9-带轮结构、10-第一轴承座、11-第一丝杆螺母、12-第一丝杆、13-第二轴承座、14-滑板、15-第三轴承座、16-第四轴承座、17-第二丝杆螺母、18-第二丝杆、19-第五轴承座、20-导轨外壳、21-扒板、22-运动步进电机、23-行星减速箱、24-齿轮箱底、25-密封圈、26-第一齿轮、27-第二齿轮、28-齿轮箱盖、29-麦克纳姆轮、30-缓冲弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种小巧灵活、清洁高效的海盐智能扒盐机，从而解决当前海盐生产效率低下、成本高昂、海盐企业用工荒的问题，实现了海盐盐田扒盐生产自动化和智能化，降低企业的用工成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-5所示，本发明提供一种智能海盐晒场扒盐机器人，包括机体、蓄电池组4、蓄电池组固定架、电气盒1、扒盐装置和运动装置，所述机体安装有蓄电池组、电气盒，所述的蓄电池组固定架可以调节蓄电池组在机体上的位置以及适应不同蓄电池组的体积大小，所述的扒盐装置安装在机体前面，可通过调节扒板位置进而调节扒盐深度，所述的运动装置以四麦克纳姆轮的安装方式安装在机体两侧，驱动扒盐车进行全向运动。
本实施例中，机体内固定有蓄电池组固定架，所述蓄电池组固定架由对应设置的一对第一铁架及对应设置的一对第二铁架围合形成，所述第一铁架及第二铁架经固定螺栓固定于机体内底部，所述机体内底部具有与螺栓对应设置以供各个固定螺栓穿过的滑槽。在本发明智能海盐晒场扒盐机器人的蓄电池组固定过程中，两个第一铁架2和两个第二铁架3都是相对放置围合形成矩状的空间用于限位蓄电池组，通过第一铁架2和第二铁架3上的滑槽可以让第一铁架2和第二铁架3与紧定螺钉5相对滑动从而在长度和宽度方向进行扩大和缩小，当调节好四个铁架使之所围的空间符合蓄电池组的体积大小时，四个紧定螺钉5分别与机体螺纹孔紧密配合锁死铁架。
所述扒板内侧经螺栓连接有位于机体内侧的滑块6，所述机体内固定有用于导向滑块纵向移动的导轨7，所述扒盐驱动装置包括扒盐步进电机8，与扒盐步进电机输出轴固定连接的丝杆，所述丝杠上螺纹配合有与滑块固定连接的丝杆螺母构成丝杠螺母副。
本实施例中，所述扒盐驱动装置具有一对且平行设置，一对扒盐驱动装置的丝杆螺母之间固定有滑板14，所述扒板21中部与滑板14经螺钉固定连接，所述滑块14固定于滑板两侧。所述扒盐步进电机固定于电机座上，所述丝杆端部经轴承座限位于机体前侧内壁，所述电机座及轴承座经螺栓固定于机体，所述导轨为槽状件，所述滑块位于导轨内，所述导轨通过螺钉固定于机体。
本发明中扒盐装置的工作过程为，在扒盐控制系统的控制下，扒盐步进电机8进行转动，通过联轴器带动扒盐步进电机输出轴固定连接的第一丝杆12进行转动，进而带动第一丝杆螺母11上下移动；另一边，扒盐步进电机8的输出轴还连接着带轮机构9，通过带轮机构9的带传动驱动第二丝杆18也进行转动，进而带动第二丝杆螺母17上下移动。由于带轮结构中两个带轮的直径是相同的，所以若第一丝杆螺母11和第二丝杆螺母17初始位置在同一高度，那么它们便能一直保持同一高度上下运动，相应的，第一丝杆螺母11和第二丝杆螺母17与滑板14通过螺钉固定连接，而且滑板14两侧与滑块6固定连接，滑块6沿着固定在机体上的两个机导轨7上下滑动，滑板14的另一边通过螺栓固定连接着扒板21，机体在滑板14与扒板21连接处开孔对滑板14的移动不发生干涉，因此在两个丝杆螺母的带动下，整个扒板便能够上下运动调节扒盐的深度了。
本实施例中，第一丝杆12限位于第一轴承座10与第二轴承座13内，第一轴承座10与第二轴承座13必须沿着同一竖直线安装，第二丝杆限位于第三轴承座15、第四轴承座16、第五轴承座19内进行转动，第三轴承座15、第四轴承座16、第五轴承座19也必须沿着同一竖直线安装，两条竖直线保持严格平行，这样能保证双螺母并行移动的水平度，进而控制扒板21上下运动地精度。
所述机体包括固定导轨的导轨外壳20，导轨外壳20内部中空以供滑板和滑块与扒板连接处穿过，所述导轨外壳20与滑块6之间连接着两根相同的缓冲弹簧30，当盐田表面不平整时，可以起到缓冲扒板21的作用，保护扒盐装置。
本实施例中，滑板14上固定安装有位置传感器，可以测量扒板向下滑动的位置，在到达指定位置时便反馈信号给扒盐控制系统让扒盐步进电机8停止运转。
所述机体两侧各设置有一对麦克纳姆轮，同侧麦克纳姆轮方向相反。所述麦克纳姆轮由独立的运动装置驱动转动，所述运动装置是由四套相同的可密封传动系统组成的四轮机构，所述的可密封传动系统包括运动步进电机、与运动步进电机输出轴固定连接的行星减速箱、齿轮箱、轮毂联轴器、麦克纳姆轮，所述齿轮箱内包括有与行星减速箱输出轴同轴连接的第一齿轮，铰接于齿轮箱与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮与轮毂联轴器同轴固定，所述的轮毂联轴器与麦克纳姆轮固定连接。
工作时，在运动控制系统的控制下，运动步进电机22开始转动，与之连接的行星减速箱23输出经过减速后的转动轴，再与密封机构中的第一齿轮26连接，第一齿轮26与第二齿轮27互相啮合，通过一级齿轮传动后，密封机构中的输出轴再与轮毂联轴器固定连接，从而驱动与轮毂联轴器固定的麦克纳姆轮29转动，这种做法既提升了机体底部地高度，防止盐水浸入机体内部的电气元件，又能增大扭矩，提高扒盐机的运动能力。
实际设计中，齿轮箱底、齿轮箱盖中间夹着密封圈26，并且减速箱底24和减速箱盖25都分布有高强度塑料轴承和轴承密封圈，这样能保护内部结构，增加运动装置的使用寿命，轮毂联轴器与麦克纳姆轮29用防腐螺钉进行固定连接，齿轮箱底25与齿轮箱盖28也是用防腐螺钉进行固定连接。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种智能海盐扒盐机器人，其特征在于，包括能移动的机体及设置于机体外侧的扒板，所述扒板由位于机体内的扒盐驱动装置驱动能上下移动，所述机体内固定有蓄电池组及电气盒，所述机体下部具有驱动机体移动的麦克纳姆轮。
2.根据权利要求1所述的一种智能海盐扒盐机器人，其特征在于，所述扒板内侧经螺栓连接有位于机体内侧的滑块，所述机体内固定有用于导向滑块纵向移动的导轨，所述扒盐驱动装置包括扒盐步进电机，与扒盐步进电机输出轴固定连接的丝杆，所述丝杠上螺纹配合有与滑块固定连接的丝杆螺母构成丝杠螺母副。
3.根据权利要求2所述的一种智能海盐扒盐机器人，其特征在于，所述扒盐驱动装置具有一对且平行设置，一对扒盐驱动装置的丝杆螺母之间固定有滑板，所述扒板中部与滑板经螺钉固定连接，所述滑块固定于滑板两侧。
4.根据权利要求3所述的一种智能海盐扒盐机器人，其特征在于，所述扒盐步进电机固定于电机座上，所述丝杆端部经轴承座限位于机体前侧内壁，所述电机座及轴承座经螺栓固定于机体，所述导轨为槽状件，所述滑块位于导轨内，所述导轨通过螺钉固定于机体。
5.根据权利要求4所述的一种智能海盐扒盐机器人，其特征在于，所述机体内还具有用于感应丝杆螺母高度的位置传感器，所述位置传感器固定于滑板上。
6.根据权利要求5所述的一种智能海盐扒盐机器人，其特征在于，所述机体内固定有蓄电池组固定架，所述蓄电池组固定架由对应设置的一对第一铁架及对应设置的一对第二铁架围合形成，所述第一铁架及第二铁架经固定螺栓固定于机体内底部，所述机体内底部具有与螺栓对应设置以供各个固定螺栓穿过的滑槽。
7.根据权利要求6所述的一种智能海盐扒盐机器人，其特征在于，所述机体两侧各设置有一对麦克纳姆轮，同侧麦克纳姆轮方向相反，各个麦克纳姆轮由独立的运动装置驱动转动，所述运动装置是由包括运动步进电机、与运动步进电机输出轴固定连接的行星减速箱、齿轮箱及轮毂联轴器，所述齿轮箱内包括有与行星减速箱输出轴同轴连接的第一齿轮，铰接于齿轮箱与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮与轮毂联轴器同轴固定，所述的轮毂联轴器与麦克纳姆轮固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种智能海盐扒盐机器人，其特征在于，所述齿轮箱包括齿轮箱底和齿轮箱盖中间夹着密封圈，齿轮箱底与齿轮箱盖经防腐螺钉固定连接。
9.根据权利要求2或3所述的一种智能海盐扒盐机器人，其特征在于，所述机体包括固定导轨的导轨外壳，所述导轨外壳与滑块上部之间连接有缓冲弹簧，当盐田表面不平整时，可以起到缓冲扒板的作用。
10.一种智能海盐扒盐机器人工作方法，其特征在于，利用如权利要求7所述的一种智能海盐扒盐机器人，具体包括以下步骤：
（1）根据蓄电池组调节蓄电池组固定架的大小，将蓄电池组限位于蓄电池组固定架内；
（2）扒盐步进电机根据每次扒盐的工作量驱动扒盐过程中扒板的升降，调节扒收盐层的深度，进而调节每次扒盐的工作量；
（3）利用机体麦克纳姆轮驱动机体万向移动。
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