一机多甑上甑系统
技术领域
本发明涉及白酒酿造装备领域,具体涉及一种一机多甑上甑系统。
背景技术
在白酒酿造行业中,“生香靠发酵,提香靠蒸馏”,发酵完成后酒醅的上甑蒸馏操作是白酒生产中最关键的一个步骤,直接影响白酒的质量与产量。此工序有严格的技术要求,上甑过程要遵循“轻、松、匀、准、薄、平”的传统工艺。目前该工序都是由技术熟练的烤酒师人工操作,不仅工作条件差,劳动强度高,而且过于依赖烤酒师的个人经验和现场操作,个人经验和现场操作水平直接影响成酒品质与出酒率。
为了提高产量,稳定蒸馏上甑质量,降低操作人员的劳动强度,酿酒行业一直在寻求以设备替代人工实现酒醅上甑,特别是全自动智能上甑的方法。目前市面上有一些自动化或机器人上甑装置,但一般都是通过机械模拟人工上甑的动作和顺序,只能达到“轻、松、匀、准、薄、平”上甑工艺的部分要求,无法达到人工上甑工艺的高水准。另外,由于每锅甑的上甑时间固定为30分钟左右,现有技术中自动化上甑装置一机同时只能上一甑,效率相比人工上甑没有提高,且无法完全满足上甑工艺的要求。因此目前市场上的自动化上甑装置,效果上达不到人工工艺的高水准,效率与人工基本一致。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决现有技术中自动化上甑装置效率较人工上甑效率没有明显的提高且无法完全满足上甑工艺要求的问题。本发明提出了一种一机多甑上甑系统,该系统包括轨道、以及活动设置于所述轨道的上甑装置和给料装置,所述轨道两侧分别设置有一个或多个沿所述轨道延伸方向依次设置的甑锅;
所述上甑装置包括机械臂和撒料装置,所述机械臂的执行端具有六自由度,所述撒料装置装设于所述机械臂的执行端;
所述机械臂基于预设的运动规则移动,并带动所述撒料装置按照预设的运动轨迹运动,所述撒料装置在所述机械臂的带动下,能够运动到所述给料装置的出料口接收酒醅料后运动到指定的甑锅上方,
所述机械臂基于预设的上甑规则调整所述撒料装置的姿态,使得所述撒料装置抛撒所述酒醅料。
在一些优选技术方案中,所述给料装置包括支架、盛料斗、出料挡板、第一动力装置;所述支架活动设置于所述轨道,所述支架用于固定并支撑所述盛料斗;
所述盛料斗底部开口,所述出料挡板装设于所述盛料斗底部开口处,所述出料挡板能够在所述第一动力装置的驱动下打开或关闭所述盛料斗的底部开口。
在一些优选技术方案中,所述给料装置包括接近开关,所述接近开关用于检测盛料斗底部是否有物体靠近,所述第一动力装置基于所述接近开关的检测信号控制所述出料挡板打开或关闭。
在一些优选技术方案中,所述出料挡板为两个,两个所述出料挡板分别可转动地设置在所述盛料斗相对的两个第一侧面底部;
所述盛料斗未装设所述出料挡板的两个侧面为第二侧面,所述第二侧面设有活动铰链;所述第一动力装置的输出轴竖直设置在所述盛料斗侧面,所述第一动力装置的输出轴端部铰接有出料挡板推杆,所述出料挡板推杆的自由端与所述活动铰链铰接。
在一些优选技术方案中,所述盛料斗内部横向设置有螺旋导流槽,所述螺旋导流槽能够在第二动力装置的驱动下绕自身轴向旋转。
在一些优选技术方案中,所述撒料装置活动设置于所述机械臂的执行端,所述机械臂能够基于预设的上甑规则控制所述撒料装置的运动速度和所述撒料装置相对于所述甑锅的角度,以调整所述撒料装置的姿态。
在一些优选技术方案中,所述撒料装置包括连接部、开口部;
所述连接部通过第一连接件与所述机械臂的执行端连接;所述开口部与所述连接部连接,所述开口部用于盛接酒醅料;
所述开口部背离所述连接部的一端装设有打散机构,所述打散机构用于将酒醅料打散至甑锅内部。
在一些优选技术方案中,打散机构包括上下布置的第一滚筒和第二滚筒,所述第一滚筒和所述第二滚筒平行,且所述第一滚筒与所述第二滚筒之间留有用于酒醅料穿过的缝隙,所述第一滚筒与所述第二滚筒的轴线与所述开口部的宽度方向相同;所述第一滚筒和所述第二滚筒能够分别绕其自身轴向旋转,所述第一滚筒和所述第二滚筒对向旋转。
在一些优选技术方案中,所述第一滚筒和所述第二滚筒上均匀设置有若干凸起,所述第一滚筒和所述第二滚筒对向旋转时,所述第一滚筒和所述第二滚筒上的所述凸起互不干涉。
在一些优选技术方案中,所述撒料装置内部还设置有检测模块,所述检测模块用于检测酒醅料剩余量。
本发明的有益效果为:
本发明系统包括上甑装置、多个甑锅、直线导轨、给料装置。多个甑锅两两对称排布于直线导轨两侧,上甑装置和给料装置安装在直线导轨上。给料装置每次将固定的酒醅料给到上甑装置的撒料装置内。撒料装置安装在机械臂执行端,撒料时,通过控制机械臂执行端运动速度和倾角,从而达到控制撒料的路径、面积和厚度,满足“轻松匀准薄平”的工艺要求。本发明上甑装置采用两两上甑的上甑次序策略,一机同时上两甑,配合直线导轨,一台上甑装置可以最多上六个甑锅,效率较人工提高1-2倍。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1是本发明一种实施例的一机多甑上甄系统示意图一;
图2是本发明一种实施例中给料装置结构示意图;
图3是本发明一种实施例中撒料装置结构示意图;
图4是本发明一种实施例的一机多甑上甄系统示意图二;
图5是本发明一种实施例的一机多甑上甄系统示意图三。
附图标记说明:
100-直线导轨;200上甑装置,201-机械臂,202-撒料装置,2021-法兰盘连接件,2022-料斗安装件,2023-撒料斗,2024-撒料滚筒安装件,2025-第一滚筒,2026-第二滚筒;300-给料装置,301-盛料斗,302-支架,303-第一动力装置,304-出料挡板;400-甑锅,401-第一甑锅,402-第二甑锅,403-第三甑锅,404-第四甑锅,405-第五甑锅,406-第六甑锅。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。
本发明公开了一种一机多甑上甄系统,其中,该系统包括轨道、以及活动设置于轨道的上甑装置和给料装置,轨道两侧分别设置有一个或多个沿轨道延伸方向依次设置的甑锅;
上甑装置包括机械臂和撒料装置,机械臂的执行端具有六自由度,撒料装置装设于机械臂的执行端;
机械臂基于预设的运动规则移动,并带动撒料装置按照预设的运动轨迹运动,撒料装置在机械臂的带动下,能够运动到给料装置的出料口接收酒醅料后运动到指定的甑锅上方或指定的甑锅内部,
机械臂基于预设的上甑规则调整撒料装置的姿态,使得撒料装置抛撒酒醅料。
为了更清晰地对本发明一机多甑上甄系统进行说明,下面结合附图对本发明一种优选实施例进行展开详述。
作为本发明的一种优选实施例,如图所示,轨道两侧分别设置有三个沿轨道延伸方向依次设置的甑锅400,共计六个甑锅,六个甑锅两两一组,对称设置于轨道两侧。由于酿酒中对于上甑时间的限制,每锅甑的上甑时间固定为30分钟左右。本发明的上甑装置至多可以同时上甑六个甑锅。如若不考虑酿酒工艺本发明的上甑系统能够同时为六个以上甑锅上甑。
本发明的轨道可以为直线导轨100或虚拟轨道,附图1示意的为直线轨道,上甑装置200和给料装置300均活动设置于直线导轨100;给料装置300的出料口释放酒醅料后,上甑装置200的机械臂201带动撒料装置202接收酒醅料后,通过沿直线导轨100的延伸方向移动,控制撒料装置202运动到指定甑锅400的上方,抛洒酒醅料。
在本发明的优选实施例中,上甑装置200和给料装置300均设置于板状平台上,板状平台与直线导轨100滑动配合,板状平台能够基于预设的运动规则沿直线导轨100的延伸方向使得上甑装置200能够运动到指定位置。
进一步地,本发明的轨道为虚拟轨道时,上甑装置200内部的控制器和给料装置300内部的控制器能够分别控制其根据预设的运动规则运动。
在本发明的一些优选实施例中,上甑装置200包括机械臂201和撒料装置202,机械臂201的执行端具有六自由度,撒料装置202装设于机械臂201的执行端,即机械臂201能够带动撒料装置202运动至空间任意指定点。
在本发明的优选实施例中,机械臂201能够带动撒料装置202按照预设的运动轨迹运动,具体而言,撒料装置202在机械臂201的带动下,能够运动到给料装置300的出料口接收酒醅料后运动到指定的甑锅400上方;其中,预设的运动轨迹初始位置为给料装置300的出料口下方;机械臂201带动撒料装置202从给料装置300的出料口下方运动至指定的第一口待上甑甑锅的上方或内部进行撒料,待撒料完成后返回初始位置;完成接料后机械臂201带动撒料装置202从给料装置300的出料口下方运动至指定的第二口待上甑甑锅的上方或内部进行撒料。重复上述运动轨迹直至待上甑甑锅上甑完毕。具体地,在本发明的优选实施例中,待上甑甑锅依次为图1所示的第一甑锅401、第二甑锅402、第三甑锅403、第四甑锅404、第五甑锅405、第六甑锅406。
机械臂201基于预设的上甑规则调整撒料装置202的姿态,使得撒料装置202能够模拟人工簸箕撒料方式,实现传统上甑工艺,完成柔性仿生抛撒酒醅料进行上甑,直到所有甑锅上甑完成。本发明的上甑系统利用机械臂运动速度快、工作空间大的优势,设计一机多甑的方案,同时可以上两甑,提高工作效率,节省工序成本。
作为示意,撒料装置202活动设置于机械臂201的执行端,机械臂201能够基于预设的上甑规则控制撒料装置202的运动速度和撒料装置202相对于甑锅400/水平面的角度,以调整撒料装置202的姿态。
本领域技术人员可以理解的是,本发明的机械臂201可以为多轴机器人,多轴机器人至少为四轴。本发明的实施例中为六轴机器人。作为一种优选实施例,机械臂201下端可设置行走装置,本发明的系统还包括控制模块,预设的运动规则包括:控制模块通过控制机械臂201下端的行走装置控制机械臂201按照预设轨道行走固定距离;或者机械臂201下端设置有板状平台,控制模块通过控制板状平台在规定的时间下沿预设轨道行走固定步长,带动机械臂201运动至指定位置。
参阅图2,作为本发明的第一种优选实施例,给料装置300包括支架302、盛料斗301、出料挡板304、第一动力装置303;支架302活动设置于直线导轨100,支架302用于固定并支撑盛料斗301,盛料斗301的底部开口为出料口;出料挡板304装设于盛料斗301底部开口,即装设于出料口处。出料挡板304能够在第一动力装置的驱动下打开或关闭盛料斗301的底部开口。盛料斗301安装于支架302顶端位置,用于承接和暂存上甑酒醅物料,其底部下端出料挡板304通过合页安装在盛料斗301底部的盛料口两侧下端处,可通过安装于支架302两侧的第一动力装置带动其开合。在本发明的一些实施例中,第一动力装置包括气缸。每次接料时,机械臂201带动撒料装置202运动到给料装置300的出料挡板304下面位置并触发接近开关,气缸带动底部两侧出料挡板304绕安装在盛料斗301两侧的铰链位置进行旋转打开,从而将预存在盛料斗内的固定量酒醅料下落到撒料装置中,完成接料动作。
更进一步地,给料装置300包括接近开关,接近开关用于检测盛料斗301底部是否有物体靠近,第一动力装置基于接近开关的检测信号控制出料挡板304打开或关闭。具体地,当接近开关检测到盛料斗底部有物体靠近时,第一动力装置基于接近开关将检测到的信号控制,控制出料挡板304打开一定时间后关闭,从而将预存在盛料斗内的固定量酒醅料下落到撒料装置202中,使得盛料斗能够定量放料,撒料装置202完成一次接料。
进一步地,在本发明的另一些优选实施例中,出料挡板304为两个,两个出料挡板304分别可转动地设置在盛料斗301相对的两个第一侧面底部;
盛料斗301未装设出料挡板304的两个侧面为第二侧面,第二侧面设有活动铰链;第一动力装置的输出轴竖直设置在盛料斗301的第二侧面,第一动力装置的输出轴端部铰接有出料挡板推杆,出料挡板推杆的自由端与活动铰链铰接。
具体而言,盛料斗301相对的两侧即第二侧面向下延伸形成三角板,三角板呈等腰三角形状,出料挡板304为两个,两个出料挡板304分别转动设置在盛料斗301其余两侧的底部,出料挡板304与三角板相邻的一个侧边设有活动铰链;第一动力装置包括竖直设置在盛料斗301第二侧面的电动推杆,电动推杆的端部铰接有出料挡板推杆,出料挡板推杆的自由端与活动铰链铰接。进一步优化地,盛料斗301包括用于装放酒醅料的装放腔体以及用于装放电动推杆的安装腔体,安装腔体起到保护电动推杆的作用,避免其暴露在外,增加使用寿命。下面为了便于描述,将出料挡板推杆与电动推杆连接的一端称为第一端,出料挡板推杆与活动铰链连接的一端称为第二端。
当出料完毕需要关闭盛料斗301时,电动推杆收回,带动出料挡板推杆的第一端向上运动,此时,出料挡板推杆的第二端带动活动铰链朝向盛料斗301的中部收拢,进而带动两个出料挡板304逐渐闭合,直到两个出料挡板304的端部接触,此时,两个出料挡板304与两个三角板之间形成封闭空间,用于装放酒醅料。当需要将盛料斗301放料时,电动推杆的推杆伸出,带动出料挡板推杆的第一端向下运动,此时,出料挡板304在自身重力及电动推杆的的作用下展开,酒醅料落入撒料装置202。该种设计方式,当两个出料挡板304闭合时,呈现倾斜状态,进入到盛料斗301的酒醅料在自重的作用下落入到两个出料挡板304接触的位置并快速稳定下来,当两个出料挡板304打开时,由于酒醅料位于盛料斗301的中心开口位置,便于酒醅料精确、快速落入到撒料装置202内,工作效率高,使用后,出料挡板304复位,等待下一次酒醅料的放料。
优选地,本发明的盛料斗内部横向设置有螺旋导流槽,该螺旋导流槽能够在第二动力装置的驱动下绕自身轴向旋转,酒醅料通过螺旋导流槽导流后落入到两个出料挡板304接触的位置,这样的设计使得酒醅料能够均匀分布避免团聚,增大酒醅料松散度,提高出酒率。
参阅图3,在本发明的另一些优选实施例中,撒料装置202包括连接部、开口部;其中,连接部通过第一连接件与机械臂201的执行端连接;开口部与连接部连接,开口部用于盛接酒醅料;开口部背离连接部的一端装设有打散机构,打散机构用于将酒醅料打散至甑锅400内部。
打散机构上下布置的第一滚筒2025和第二滚筒2026,第一滚筒2025和第二滚筒2026平行,且第一滚筒2025与第二滚筒2026之间留有用于酒醅料穿过的缝隙,第一滚筒2025与第二滚筒2026的轴线方向平行于开口部的宽度方向;第一滚筒2025和第二滚筒2026能够分别绕其自身轴向旋转,第一滚筒2025和第二滚筒2026对向旋转。
第一滚筒2025和第二滚筒2026上均匀设置有若干凸起,第一滚筒2025和第二滚筒2026对向旋转时,第一滚筒2025和第二滚筒2026上的凸起互不干涉。即两个滚筒上的凸起交错设置,一方面保证两个滚筒之间的对向旋转不受到干涉,另一方面保证酒醅料能够均匀地被打散。
具体地,本发明的第一连接件为法兰盘连接件。撒料装置202由法兰盘连接件2021、料斗安装件2022、撒料斗2023、撒料滚筒安装件2024、第一滚筒2025和第二滚筒2026组成。撒料斗2023为一头开口另一头封闭的不锈钢料斗,其开口处为撒料装置202的开口处,其封闭端窄而深,用于承接待撒酒醅物料,并通过料斗安装件2022和法兰盘连接件2021安装到机械臂201执行端的法兰盘上;其开口端宽而浅,便于将酒醅料洒出,末端安装有打散机构。打散机构包括一对安装有打散齿的电动滚筒以及用于安装该对电动滚筒的撒料滚筒安装件2024,该对滚筒相向滚动,通过其上的打撒齿将酒醅物料打散并抛出。进一步地,第一滚筒轴线和第二滚筒轴线所构成的平面与撒料斗2023的底面倾斜设置,撒料时,机械臂201带动撒料斗2023在甑锅400内运动,通过改变料斗2023的倾斜角度、运动速度、运动轨迹、以及第一滚筒和第二滚筒的转动速度,控制撒料的位置、面积和厚度,模仿人工撒料,实现仿人上甑。
本领域技术人员可以理解的是,机械臂201基于预设的上甑规则调整撒料装置202的姿态进行上甑,预设的上甑规则包括控制器内预先设置的机械臂执行端的控制参数,其包括料斗2023的倾斜角度、运动速度、运动轨迹、以及第一滚筒2025和第二滚筒2026的转动速度等。
在本发明的另一些实施例中,撒料装置202内部还设置有检测模块,检测模块用于检测酒醅料剩余量。检测模块与机械臂内部的控制器通信连接,当检测模块检测到酒醅料剩余量不足时,机械臂基于检测模块的检测数据停止控制撒料装置202运动,并返回给料装置300出料口处继续接受酒醅料。
下面结合附图简要说明本发明一种优选实施例的系统工作流程。
上甑周期开始后,机器人和给料装置在滑动导轨上运动到图1位置。机器人通过以下步骤完成第一甑锅401和第二甑锅402的上甑:
S100,机械臂201带动撒料装置202运动至给料装置300出料口处完成一次接料;
S200,机械臂201带动撒料装置202在第一甑锅401内完成撒料;
S300,机械臂201重复步骤S100进行接料;
S400,机械臂201带动撒料装置202在第二甑锅402内完成撒料;
S500,跳转到步骤S100,直到第一甑锅401和第二甑锅402上满甑。
在此过程中,其余四个甑锅处于蒸馏状态。第一甑锅401和第二甑锅402完成上甑后开始蒸馏,第三甑锅403和第四甑锅404开始上甑,第一甑锅401、第二甑锅402、第三甑锅403、第四甑锅404都完成上甑后,上甑装置200和给料装置300运动到图4位置,对第五甑锅405和第六甑锅406同时上甑,完成后上甑装置200再重新运动到图1位置对第一甑锅401和第二甑锅402上甑,开始新的一个上甑周期。
图5示意了本发明系统甑锅400为四个的实施例,上甑装置200置于4口甑锅中间,无需直线导轨,上甑时序和方法与一机六甑一致。
上述本申请实施例中的技术方案中,至少具有如下的技术效果及优点:
本发明系统包括上甑装置、多个甑锅、直线导轨、给料装置。多个甑锅两两对称排布于直线导轨两侧,上甑装置和给料装置安装在直线导轨上。给料装置每次将固定的酒醅料给到上甑装置的撒料装置内。撒料装置安装在机械臂执行端,撒料时,通过控制机械臂执行端运动速度和倾角,从而达到控制撒料的路径、面积和厚度,满足“轻松匀准薄平”的工艺要求。本发明上甑装置采用两两上甑的上甑次序策略,一机同时上两甑,配合直线导轨,一台上甑装置可以最多上六个甑锅,效率较人工提高1-2倍。
在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。