一种烤房装卸烟升降系统的制作方法

本发明涉及烤烟烘烤机械自动化领域，属于烤房技术机械自动化工艺设备。

背景技术：
：

目前，我国各类烤房装、卸物料方式主要有：传统挂杆式、新型挂夹式、散料堆积式、箱式堆积式等。传统方法装物料主要步骤是：分类→编组上架→码垛(垛在烤房门口)→传递→装料。在装、卸物料时，传统方法经常会出现不同程度的物料损伤，人为的降低了物料的品质等级，严重影响了农民的经济收入。

另外，在装、卸顶层和上层物料时，由于操作者的自身高度达不到操作高度，必须借助工具进行登高作业。所以，传统装、卸物料需要强壮的男劳力才能完成装、卸物料，劳动强度非常大，还经常发生摔伤、骨折事故，严重影响操作者的人身安全。同时，随着现在社会的发展，农村劳动力越来越缺少，劳动力成本也越来越高。

由于以上不利因素的存在，严重影响了农民使用烤房进行烘烤的积极性。既安全又轻松的装卸物料和烘烤，以及提高烘烤品质等级已经成为一大课题。

技术实现要素：
：

本发明的烤房装卸烟升降系统提供一种全新的装卸烤烟设备与方式，操作者不需要攀爬烤房，也不需要费力抬举转运就可轻松把编好的烟杆在烤房内装上或卸下，使整个装卸烤烟工艺流程规范安全有序。

本发明的技术方案是：一种烤房装卸烟升降系统，其特征在于由移动底座(1)、升降机主体钢架(2)、放置架(3)、升降架(4)、驱动机构(5)、楼层检测开关(6)、电气控制箱(7)、烤房导轨架(8)、烟夹(9)、烟夹框(10)构成。其功能提供一种规范安全的装卸烟方式：将编好烟的烟杆，通过烤房装卸烟升降系统输送至烤房挂架上；或者是将烤好挂烟，通过烤房装卸烟升降系统从烤房挂架上取下。

其中：升降机钢架下方结构为移动底座(1)，放置架(3)位于升降机主体钢架(2)前方，与升降机主体钢架(2)合成一体，升降架(4)位于升降机主体钢架(2)中间。驱动机构(5)位于升降机钢架(2)顶部，楼层检测开关(6)、电气控制箱(7)位于升降机钢架(2)立柱上，烤房导轨架(8)安装在烤房内部。烤房装卸烟升降系统通过使用带滚轮的烟夹(9)，或者也可以用烟夹框(10)装好没有滚轮的烟夹，来运输烟叶。

所述的移动底座(1)由底座底板(11)、连杆(12)、脚轮(13)、支撑杆(14)、手柄(15)构成，其中，底座底板(11)位于移动底座(1)四个端角，通过连杆(12)连接，每个底板各装有一个脚轮(13)和一根支撑杆(14)，支撑杆(14)上装有手柄(15)。

所述的升降机主体钢架(2)由导轨(21)、侧连杆(22)、顶部连杆(23)构成，其中，竖立的导轨(21)左右分别配对位于升降机主体钢架(2)两边，通过侧连杆(22)和顶部连接杆(23)连接固定。

所述的放置架(3)中的导轨(31)结构为U形，U形导轨用于放置烟夹(9)或烟夹框(10)，防止烟夹或烟框掉落，并提供导向作用。

所述的升降架(4)由支架(41)、导向轮1(42)、导向轮2(43)、导轨(44)、前桥接机构(45)、后桥接机构(46)构成，其中，导向轮1(42)、导向轮2(43)、导轨(44)均安装在支架(41)上，导向轮1(42)和导向轮2(43)在升降机主体钢架(2)的导轨(21)起到使升降架(4)定位和可上下活动的作用，导轨(44)结构为U形，U形导轨用于放置烟夹(9)或烟夹框(10)，防止烟夹(9)或烟夹框(10)掉落，并提供导向作用。

所述的前桥接机构(45)安装在升降架(4)前端，可旋转并固定，在运输烟夹或烟框时，作为引导通道使用，在升降烟夹或烟框时，作为挡板使用。

所述的后桥接机构安装在升降架(4)后端，活动导轨(463)轴键与过载离合器(462)的动片相连，过载离合器(462)的定片与直流电机(461)连接。

所述的过载离合器(462)不过载时，过载离合器(462)的动片在压簧(465)的压力下与定片啮合，直流电机(461)正转或反转带动活动导轨(463)旋转，实现活动导轨(463)的收起和伸出，当活动导轨(463)在收起或者伸出时到位，直流电机(461)继续旋转，过载离合器(462)过载，过载离合器(462)的动片和定片的啮合齿在斜面的作用下，使动片脱开碰到微动开关(464)，微动开关(464)通过电缆把过载信号传给电气控制箱(7)，电气控制箱(7)控制直流电机(461)停止转动。

所述的改变压簧(465)的初始长度就可以改变过载离合器(462)动片脱开时的过载力矩。

所述的活动导轨(463)有两个作用，当升降架(4)在上下运动时，直流电机(461)正转使活动导轨(463)收起，挡住烟夹不从升降架(4)后部划落，在对烤房装卸烟时，直流电机(461)反转使活动导轨(463)伸出，在升降架(4)与烤房导轨间的空隙处搭接一个临时板桥，保证烟夹能顺利通过。

所述的活动导轨(463)的收起和伸出都是自动启动自动停止的，升降架(4)不管是要上升还是下降，在启动前都会自启动活动导轨(463)收起动作，当过载离合器(462)脱开碰到微动开关(464)后才启动升降架(4)，当升降架(4)到达设定楼层后，自动启动活动导轨(463)伸出动作，同样当过载离合器(462)脱开碰到微动开关(464)后才停止。

所述的直流电机(461)是一个直流24V的小减速电机，减速比为350倍，它直接通过电缆与电气控制箱(7)连接。

所述的后桥接机构(46)由左右两套机构组成，它们的结构和运行机制完全相同，它们分别安装在升降架(4)后部的左右两端。

所述的驱动机构(5)由升降电机(51)、联轴器(52)、主动链轮(53)、链条(54)、从动链轮(55)构成，其中，升降电机(51)安装在升降机主体钢架(2)顶部、通过联轴器(52)连接左右主动链轮(53)执行同步转动，主动链轮(53)、链条(54)、从动链轮(55)组成链传动运动机构，升降架(4)安装在链条(54)上，链条传动同时实现升降架(4)上升或下降动作。

所述的升降电机(51)是一个带电磁刹车和蜗轮蜗杆减速器的单相交流电机，它能正转和反转，它直接通过电缆与电气控制箱(7)连接。

所述的烤房导轨架(8)中的导轨结构为U形，U形导轨用于放置烟夹或烟框，防止烟夹或烟框掉落，并提供导向作用。

所述的烟夹(10)有两排插针，两排插针位置相互交错，两端安装有滚轮。

所述的烟夹框(11)结构为U形框架，两端安装有滚轮。

所述的导轨(44)，所述的烤房内导轨(8)均为U形截面结构。

所述的楼层检测开关(6)由四个带滚轮的斜角推杆式的行程开关组成，它们的安装位置分别与烤房各层导轨位置相对应，用于检测升降架(4)的升降位置，它们分别通过电缆直接与电气控制箱(7)连接，最高位和最低位的行程开关有两组常闭触点，一组用于位置检测，一组用高低位限位，中间两个只有一组常闭触点，用于位置检测。

所述的电气控制箱(7)包括操控单元和控制单元，操控单元位于电气控制箱(7)的箱门上，控制单元位于电气控制箱(7)内部。

所述的操控单元包括电源指示灯(71)、急停按钮(72)、四个楼层按钮：第一楼层按钮(77)、第二楼层按钮(76)、第三楼层按钮(75)和第四楼层按钮(74)。

所述的控制单元包括智能控制板(701)、直流24V开关电源(702)、上升控制接触器(703)、下降控制接触器(704)、急停继电器(705)、直流电机驱动板(706)、双极漏电开关(707)。

所述的急停按钮(72)是一个自锁式双触点的急停按钮，它的常开触点连接到智能控制板(701)，用于软件急停，它的常闭触点与急停继电器(705)串联，当急停按钮(72)被按下时，使急停继电器(705)掉电，切断上升控制接触器(703)和下降控制接触器(704)线圈的供电，使升降电机(51)强行停机，从而实现硬件急停。

所述的四个楼层按钮是四个型号相同的带灯按钮，楼层按钮用于选择升降架(4)的升降楼层，即需要装卸烟的烤房楼层，四个楼层按钮与四个楼层一一对应，四个楼层按钮灯能分别对升降架(4)的运行状态和位置进行指示，还能对该设备的电气故障进行指示。

所述的楼层按钮灯对升降架(4)的运行状态和位置进行指示，当按下某层楼层按钮后，升降架(4)通过上升或下降向该楼层移动，此时，被按过的楼层按钮灯开始快速闪烁，当升降架(4)到达该楼层后，该楼层对应的按钮灯由闪烁变为常亮。

所述的楼层按钮灯对设备的电气故障进行指示，当四个楼层按钮灯同时闪烁，表示急停按钮被按下，当第一楼层按钮灯和第二楼层按钮灯同时闪烁，表示升降架(4)上升超时，当第三楼层按钮灯和第四楼层按钮灯同时闪烁，表示升降架(4)下降超时，当第二楼层按钮灯和第三楼层按钮灯同时闪烁，表示楼层检测开关(6)故障，当二、三、四楼层按钮灯同时闪烁，表示左搭接导轨动作超时，当一、二、三楼层按钮灯同时闪烁，表示右搭接导轨动作超时。

所述的智能控制板(701)是一块以atmel公司的8位单片机ATmega16A为控制核心的单片机控制板，单片机ATmega16根据写入的程序，对所有按钮和检测元件进行状态扫描，智能化的控制升降架(4)到达指定的楼层。

所述的智能控制板(701)设备上电后不需对升降架(4)进行位置复位，智能控制板(701)通过楼层升降纠正功能，使升降架(4)运动到正确的楼层。

所述的楼层升降纠正功能，其设备在上电后进行第一次升降时，当按下第一或第二楼层按钮时，升降架(4)都默认向下移动，当按下第三或第四楼层按钮时，升降架(4)都默认向上移动，当升降架(4)向下移动时碰到的楼层检测开关(6)的楼层值小于楼层按钮的楼层值时，升降方向错误，升降架(4)自动停止下降，然后自动变为上升，到达正确楼层时停止，当升降架(4)向上移动时碰到的楼层检测开关(6)的楼层值大于楼层按钮的楼层值时，升降方向错误，升降架(4)自动停止上升，然后自动变为下降，到达正确楼层时停止，在以后的升降操作中，只要设备不断电，通过升降架(4)位置记忆功能，单片机会准确的记忆升降架(4)的停留位置。

所述的升降架(4)位置记忆功能，其智能控制板(701)除了能记忆升降架(4)在四个固定楼层的停留位置外，它还能分辨并记忆两楼层间的停留位置。

所述的规范安全的装卸烟方式，是把编好烟叶烟夹(9)有序摆放在放置架(3)上，沿前桥接机构(45)上的导轨(44)推入升降架(4)，使用电气控制箱(7)升至所需层高，后桥接机构(46)自动打开，与烤房内的导轨架(8)桥接，使用撑杆沿后桥接机构(46)的活动导轨(463)推至烤房内部导轨架(8)，完成烤房装烟工作。烤烟结束后，逆向操作即可完成取烟的工作。

本发明的优点及有益效果是：

1、设计新颖、操作简单、使用方便，整个装置运行灵活，结构牢固，安全性能好、可靠性能高。

2、最大程度的减少了烤房使用中，装、卸物料时对物料的损伤，提高了烘烤的品质等级，增加了农民的经济收入，大大降低操作者的劳动强度，很好的保证了操作者的人身安全。

3、此套系统在烤房门口使用，可自由移动固定，利用率高，适应能力强。

附图说明

图1：烤房装卸烟升降系统结构示意图；

图2：移动底座(1)结构示意图；

图3：升降机主体钢架(2)和放置架(3)结构示意图；

图4：升降架(4)结构示意图；

图5：驱动机构(5)结构示意图；

图6：后过桥机构(46)原理示意图；

图7：烤房内部导轨架(8)主视图；

图8：导轨(31)、导轨(44)和烤房内导轨(8)截面主视图；

图9：滚轮与导轨滑动位置示意图；

图10：烟夹(9)与烤房装卸烟升降系统配合使用示意图；

图11：烟夹框(10)与烤房装卸烟升降系统配合使用示意图

图12：控制系统(7)开关示意图；

图13：烤房装卸烟升降系统装烟流程示意图。

其中：1-移动底座、11-底座底板、12-连杆、13-脚轮、14支撑杆、15-手柄、2-升降机主体钢架、21-导轨、22-侧连杆、23-顶部连杆、3-放置架、31-导轨、4-升降架、41-支架、42-导向轮1、43-导向轮2、44-导轨、45-前桥接机构、46-后桥接机构、461-直流电机、462-过载离合器、463-活动导轨、464-微动开关、465-压簧、5-驱动机构、51-升降电机、52-联轴器、53-主动链轮、54-链条、55-从动链轮、6-楼层检测开关、7-电气控制箱、8-烤房导轨架、9-烟夹、91-滚轮、10烟夹框、1001-滚轮。

具体实施方案

实施例1：移动烤房装卸烟升降机到需要装烟上架的烤房门口，调整方向，确保升降架(4)上的后过桥机构导轨与烤房内导轨左右对齐后，转动底座上的手柄，顶起烤房装卸烟升降机整机，固定好烤房装卸烟升降机位置。接通提升机电源并上电。如果要想把装有烟叶的烟夹装入烤房内，应把升降架(4)降到第一层位置，在此位置装烟。按一下电气控制箱(7)箱盖上的第一楼层按钮(77)，如果升降架(4) 已经在一层位置，升降架(4)不运动，第一楼层按钮(77)的按钮灯常亮。如果降架(4)不在第一层位置，升降架(4)自动移动，第一楼层按钮(77)的按钮灯开始闪烁，表示升降架(4)正在向第一层移动。为了免除设备在上电后对升降架(4)的位置复位，控制程序上设定，当按下第一或第二楼层按钮时，升降架(4)都默认向下移动，当按下第三或第四楼层按钮时，升降架(4)都默认向上移动。升降架(4)在移动时，智能控制板(701)上的单片机实时的对所有楼层检测开关(6)进行扫描，通过楼层升降纠正程序来纠正升降架(4)错误运动方向。纠正原理为：当升降架(4)向下移动时碰到的楼层检测开关(6)的楼层值小于楼层按钮的楼层值时。比如设定楼层为第二层，升降架(4)从第一层和第二层之间默认向下移动，碰到了第一层的楼层开关。此时，判断升降方向错误，升降架(4)立即自动停止下降，1秒后自动切换为上升，当到达第二楼层时停止；当升降架(4)向上移动时碰到的楼层检测开关(6)的楼层值大于楼层按钮的楼层值时。比如设定楼层为第三层，升降架(4)从第三层和第四层之间默认向上移动，碰到了第四层的楼层开关升降方向错误，升降架(4)立即自动停止上升，1秒后自动切换为下降，当到达第三楼层时停止。在以后的升降操作中，只要设备不断电，通过升降架(4)位置记忆功能，单片机就能准确的记忆升降架(4)的每一次停留位置。单片机除了能记忆升降架(4)在四个固定楼层的停留位置外，它还能分辨并记忆两楼层间的停留位置。

此外，为了确保升降架(4)上的活动导轨(463)在升降时不被撞坏，不管升降架(4)是上升还是下降，在启动前都会自启动活动导轨(463)收起动作，当过载离合器(462)脱开碰到微动开关(464)后，才能启动升降架(4)。当升降架(4)到达设定楼层后，升降架(4)停止，自动启动活动导轨(463)伸出动作，同样当过载离合器(462)脱开碰到微动开关(464)后才停止，整个升降过程到此结束。

实施例2：当升降架(4)到达第一层位置后，就可以进行装烟了。装烟时先放下前桥接机构(45)将装有烟的烟夹(9)顺序放置在放置架上，滚轮落入导轨内；如果用普通烟夹，先将框架放置在放置架上，同样保证滚轮落入导轨内，再将编好烟的普通烟夹放置在框架内。放置架装够额定数量烟叶后，沿导轨把烟夹或者装好烟框推入升降架(4)，完全推入后，抬起前桥接机构(45)导轨，固定好烟夹或烟框。之后，通过楼层按钮，设定你想装烟的楼层，设备开始工作，智能控制板(701)控制上升控制接触器(703)吸和，安装在升降机主体钢架(2)顶部的升降电机(51)开始正转，并通过联轴器(52)带动左右主动链轮(53)同步转动。左右主动链轮(53)、链条(54)、从动链轮(55)组成链传动运动机构。升降架(4)安装在链条(54)上，链条运动带动升降架(4)上升。升降架(4)的下降原理和上升相同。当升降架(4)在升降过程中，前桥接机构(45)的导轨和后桥接机构(46)的活动导轨(463)都处在收起状态，这样能锁住升降架(4)上的烟夹，不会向前或向后划落。当升降架(4)触碰到设定楼层的楼层检测开关(6)时，升降架(4)自动停止。由于升降电机(51)是一个带电磁刹车和蜗轮蜗杆减速器的单相交流电机，因此，在掉电时，电磁刹车自动刹车，再加上蜗轮蜗杆减速器的作用，可以很可靠的锁住升降架(4)的位置。此后，后桥接机构(46)的活动导轨(463)自动伸出，在后桥接机构(46)与烤房内导轨空隙间，形成一个板桥，操作者用撑杆推动烟夹或烟框，烟夹或烟框会沿导轨到达指定位置。完成后，按下第一楼层按钮(77)，后桥接机构(46)的活动导轨(463)自动收起。下降控制接触器(704)吸和，升降电机(51)开始反转。升降架(4)下降回到第一楼层，开始下一轮装烟。该设备用于烤房的卸烟工作时，操作方式按照装烟流程逆向操作即可。

实施例3：后桥接机构(46)位于升降架(4)的后端(正对烤房的那端)。它由两套结构和运行机制完全相同的机构组成，它们分别安装在升降架(4)后端的左右两边。以单套为例，活动导轨(463)轴键与过载离合器(462)的动片相连，过载离合器(462)的定片与直流电机(461)连接。过载离合器(462)的动片在压簧(465)的压力下与定片啮合，直流电机(461)正转或反转带动活动导轨(463)旋转，实现活动导轨(463)的收起和伸出。当活动导轨(463)在收起或者伸出时到位，而不再旋转，但直流电机(461)继续旋转，过载离合器(462)过载，过载离合器(462)的动片和定片的啮合齿在斜面的作用下，使动片脱开碰到微动开关(464)，微动开关(464)通过电缆把过载信号传给电气控制箱(7)，电气控制箱(7)控制直流电机(461)停止转动。改变压簧(465)的初始长度就可以改变过载离合器(462)动片脱开时的过载力矩。直流电机(461)正转使活动导轨(463)收起，直流电机(461)反转使活动导轨(463)伸出。

实施例4：通过电气控制箱(7)箱盖上的四个带灯的楼层按钮和一个急停按钮，就可以轻松的操控该设备。四个带灯的楼层按钮用于四个楼层的选定，按钮灯可以对升降架(4)的位置和运行状态进行指示。当按下某个选层按钮，升降架(4)开始移动，被按下的选层按钮灯开始闪烁，表示升降架(4)正在向该楼层移动。升降架(4)在移动的过程中，可以通过再按一下该楼层按钮来手动停止升降架(4)的移动，该楼层按钮灯也由闪烁变为熄灭。手动停止升降架(4)的操作不影响升降架(4)的重启动和其它楼层的选定。当升降架(4) 移动到选定的楼层，触碰到该层的楼层检测开关(6)，升降架(4)停止运动，楼层按钮灯由闪烁变为常亮。如果当你按下某个选层按钮后，该楼层按钮灯不是闪烁而是常亮，说明升降架(4)已经在你所选定的楼层位置。设备在运行时，当发生紧急事件时，马上按下急停按钮(72)，设备立即停止一切动作，四个楼层按钮灯一起闪烁。急停按钮(72)是一个自锁式按钮，顺时针旋转按钮，才能解除急停状态，否则设备不执行任何操作。急停解除后，四个楼层按钮灯继续闪烁，但不影响设备操作，在下次操作时，软件自动复位并执行操作。实施例5：为了防止升降架(4)在上升或下降时超行程，第一层和第四层的楼层检测开关(6)不同于二三层的开关，只有一组常闭触点，它们有两组常闭触点，一组触点由于位置检测，另一组用于限位。第一层的楼层检测开关(6)负责限位的常闭触点与下上升控制接触器(703)的线圈串联，当升降架(4)碰到第一层的楼层检测开关(6)时，触点断开，切断下降控制接触器(704)供电回路，确保因程序失误，使升降架(4)过行程下降，损坏设备。同理，第四层的楼层检测开关(6)负责限位的常闭触点与上升控制接触器(703)的线圈串联，确保升降架(4)过行程上升。此外，为提高紧急情况下，紧急停机的可靠性，设备设有软件急停和硬件急停两路急停措施。双触点的急停按钮(72)它的常开触点连接到智能控制板(701)，用于软件急停。它的常闭触点与急停继电器(705)的线圈串联，急停继电器(705)的两组常开触点分别与上升控制接触器(703)和下降控制接触器(704)的线圈串联，构成硬件急停。当急停按钮(72)被按下时，它常开触点闭合，智能控制板(701)得到急停信号，立即停止一切动作。而急停按钮(72)的常闭触点断开，急停继电器(705)掉电，切断上升控制接触器(703)和下降控制接触器(704)线圈的供电回路，确保因程序失误，而不能使升降架(4)停止升降。为了增加设备的人性化，通过四个楼层按钮指示灯不同的闪烁组合，可以为用户指示设备的一些常见电气故障：当四个楼层按钮灯同时闪烁，表示急停按钮被按下；当第一楼层按钮灯和第二楼层按钮灯同时闪烁，表示升降架(4)上升超时；当第三楼层按钮灯和第四楼层按钮灯同时闪烁，表示升降架(4)下降超时；当第二楼层按钮灯和第三楼层按钮灯同时闪烁，表示楼层检测开关(6)故障；当二、三、四楼层按钮灯同时闪烁，表示左搭接导轨动作超时；当一、二、三楼层按钮灯同时闪烁，表示右搭接导轨动作超时。