专利名称：全自动装甑系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及全自动装甑系统。
背景技术：
中国白酒从小作坊式生产到规模化酿造，其装甑工艺始终是人工操作完成，这种方式使得在装甑过程中，生产效率、质量和出酒率受人为因素影响大。并且生产中人工劳动强度大，技术要求高，招工越来越难，用工成本也越来越高。因此有必要为白酒酿造中装甑工艺研制一种全自动装甑系统，实现酿酒全面机械化和信息化。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种全自动装甑系统，实现酿酒装甑工艺的全面机械化和信息化。为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的技术方案是:全自动装甑系统包括多关节机器人、装甑执行机构、装甑视觉测控机构、中心控制机构和上料机构；所述装甑执行机构固定在多关节机器人的末端，并位于甑桶上方；所述装甑视觉测控机构对甑桶内料面的温度及高度进行实时监控；所述中心控制机构接收装甑视觉测控机构采集的信息，经过计算处理后发送控制信息到多关节机器人和装甑视觉测控机构；所述多关节机器人根据控制信息控制装甑执行机构动作；所述装甑视觉测控机构根据控制信息相应动作；所述上料机构为装甑执行机构添料。所述装甑执行机构包括料仓、输送装置、搅拌装置和链条；所述输送装置设置在料仓底部；所述输送装置包括输送驱动电机、输送带和传动轴；所述输送驱动电机驱动传动轴带动输送带转动；所述搅拌装置设置在料仓内；所述传动轴通过链条带动搅拌装置转动。所述装甑执行机构的输送装置的输送带为皮带，所述输送装置还包括设置在输送带上的筋板；所述筋板的顶部呈斜坡形设置，外侧高、内侧低。所述装甑执行机构还包括支撑杆、斜挡板和拉杆；所述支撑杆的一端固定在料仓侧部，另一端与斜挡板铰接；所述拉杆设有两根，两根拉杆分别设置在斜挡板的两侧，拉杆的一端与料仓铰接，另一端与斜挡板铰接；所述斜挡板设置在输送装置的出口外部。所述装甑执行机构还包括设置在料仓顶部的物位计；所述物位计设有深入料仓底部的电极。所述装甑执行机构还包括传感器或者延时开关；所述传感器设置在输送装置的出口处；所述传感器采用对射传感器；所述延时开关设置在物位计的控制电路上。所述装甑视觉测控机构包括底座、升降架、旋转装置和红外相机；所述升降架安装在底座上；所述旋转装置的一端安装在升降架顶部，另一端安装红外相机；所述红外相机位于装甑执行机构上方，并对甑桶内料面的温度及高度进行实时监控。 所述升降架 采用多节式结构。[0012]采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下的有益效果:(1)本实用新型机器采用多关节机器人，响应速度快，控制灵活，能使装甑执行机构模拟人工进行装甑，精确、高效、安全地实现逐层均匀铺料和见湿盖料；同时监控机构监控甑桶内料面的温度，当香醅料将要冒气时，对将要冒气位置进行及时、准确的定位，并反馈给中心控制机构，实现见湿盖料，有效减少冒气点数量；故而本实用新型的全自动装甑系统能全面模拟人工装甑，且更加高效和准确，实现了酿酒装甑工艺的全面机械化和信息化。(2)为了确保装甑的出酒率，要求连续铺料，本实用新型的装甑执行机构的输送装置设置在料仓底部，输送带连续运动，连续不断地将香醅料向出口输送，从而实现了装甑时的连续铺料。(3)本实用新型的装甑执行机构充分考虑到香醅料的湿粘特性，因此在料仓内设置搅拌装置，使料仓内的香醅料保持松散状态，从而避免了香醅料的粘结，确保了香醅料的输送和最终装甑的实现，同时本实用新型采用输送装置的传动轴通过链条带动搅拌装置转动的巧妙设计，因而可以少设置一个用于驱动搅拌装置的电机，有效降低了成本。(4)由于酿酒用的料具有湿、粘等特性，因此容易粘结在一起不易输送，而且对链条类的输送机构会造成锈蚀，故而本实用新型的装甑执行机构的输送装置优选采用皮带进行输送，同时在输送带上设置筋板，增加了料与皮带的摩擦还可以实现刮料的动作，更为巧妙的设计是使筋板的顶部呈斜坡形设置，外侧高、内侧低，这种结构充分考虑到输送的匀速和圆周铺料时的外圆周和内圆周的周长差别，从而本实用新型的装甑执行机构的输送装置不仅使得料仓内的料能够顺利推送，并且出料时外侧出料多、内侧出料少，满足了圆周铺料的要求。(5)由于输送带上筋板的设置，输送带将香醅料传输到出口处时会被筋板阻挡，使出料动作变得有断点、不连续，因此本实用新型的装甑执行机构的输送装置的出口外部设置斜挡板，使出料得到缓冲，保证了铺料时的连续性。(6)本实用新 型的装甑执行机构的料仓顶部设置物位计，物位计设有深入料仓底部的电极，物位计能够检测料仓内是否有料，若无料接触探棒，则发出无料报警信号，保证及时加料，实现了装甑的信息化和智能化，使装甑过程准确高效。(7)考虑到物位计的电极有可能因为在送料过程中出现的短暂无料情况而导致错误的无料报警信号，因此本实用新型的装甑执行机构还可以在输送装置的出口处设置传感器，传感器与物位计起到相同的功能，可以作为物位计的替换，或者作为物位计的辅助，与物位计一起更加精准地实现对料仓内的料的监控功能；或者采用在物位计的控制电路上设置延时开关，将短暂的无料信号，比如小于3秒的无料信号屏蔽掉，从而确保对料仓内的料的准确监控。(8)本实用新型的红外相机还监控甑桶内料面的高度，使得装甑装甑执行机构每铺完一层料，升降架能够带动红外相机及时上升，使红外相机与甑桶内料面始终保持稳定的距离，保证红外相机能够对全部的料面进行监控；升降架采用多节式结构，这种结构使得升降架能够升到更高的距离。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图1为本实用新型的全自动装甑系统无中心控制机构和上料机构的结构示意图。图2为本实用新型的全自动装甑系统的装甑执行机构的结构示意图。图3为图2去掉物位计后的左视图。图4为图2去掉顶部部件后的俯视图。图5为本实用新型的装甑执行机构的输送装置的结构示意图。附图中的标号为:多关节机器人1、装甑执行机构2、料仓21、进料口 211、输送装置22、减速电机221、输送带222、传动轴223、筋板224、搅拌装置23、链条24、支撑杆25、斜挡板26、拉杆27、物位计28、传感器29、装甑视觉测控机构3、底座31、升降架32、旋转装置33、红外相机34。
具体实施方式
(实施例1)见图1，本实施例的全自动装甑系统包括多关节机器人1、装甑执行机构2、装甑视觉测控机构3、中心控制机构和上料机构。装甑执行机构2固定在多关节机器人I的末端，并位于甑桶4上方。装甑视觉测控机构3对甑桶4内料面的 温度及高度进行实时监控。中心控制机构接收装甑视觉测控机构3采集的信息，并发送控制信息到多关节机器人I和装甑视觉测控机构3，根据这个控制信息，多关节机器人I控制装甑执行机构2进行铺料、补料等动作，同时这个控制信息又反馈给装甑视觉测控机构3，来使其相应地做出响应动作，比如上升、旋转等。上料机构为装甑执行机构2添料。装甑执行机构2包括料仓21、输送装置22、搅拌装置23、链条24、支撑杆25、斜挡板26、拉杆27、物位计28。输送装置22设置在料仓21底部。输送装置22包括输送驱动电机221、输送带222、传动轴223和筋板224。输送驱动电机221驱动传动轴223带动输送带222转动。搅拌装置23设置在料仓21内。传动轴223通过链条24带动搅拌装置23转动。输送带222采用皮带，筋板224设置在输送带222上。筋板224的顶部呈斜坡形设置，外侧高、内侧低，出料时外侧出料多、内侧出料少。支撑杆25的一端固定在料仓21侧部，另一端与斜挡板26铰接。拉杆27设有两根，两根拉杆27分别设置在斜挡板26的两侧，拉杆27的一端与料仓21铰接，另一端与斜挡板26铰接。斜挡板26设置在输送装置22的出口外部。物位计28设置在料仓21顶部。物位计28设有深入料仓21底部的电极。由于物位计28的电极可能因短暂无料而导致错误的报警信号，还可以在输送装置22的出口处设置传感器29。传感器29采用对射传感器。传感器29可以作为物位计28的替换，或者作为物位计28的辅助，与物位计一起更加精准地实现对料仓21内的香醅料的监控功能防止因物位计28失灵而造成无法连续铺料。还可以采用在物位计28的控制电路上设置延时开关，将小于3秒的无料信号屏蔽掉。装甑视觉测控机构3包括底座31、升降架32、旋转装置33和红外相机34。升降架32安装在底座31上。升降架32采用多节式结构。旋转装置33的一端安装在升降架32顶部，另一端安装红外相机34。红外相机34位于装甑执行机构2上方，并对甑桶4内料面的温度及高度进行实时监控，同时由中心控制机构进行计算，通过电机驱动升降架32的运动，使红外相机34始终保持在恒定的拍摄距离内。在装甑时，为确保装甑执行机构2每次铺料和传统人工铺料的厚度接近，本实施例控制在每层铺料2-3厘米，装甑完毕一共铺设40层。首先不打开蒸汽，铺设底料，再打开蒸汽，然后见湿盖料。铺设底料的要求是将甑桶4底部的蒸汽孔堵住即可。见湿盖料的目的是:香醅料的酒精浓度大致为4%，要保证通过装甑其酒精浓度提高到65%左右，就需要通过逐层浓缩蒸发，因此每次见湿补料的要求是既要盖住蒸汽，但又不能太厚，以确保蒸汽在合理的时间内就能完全穿透该层香醅料，避免残留在该层香醅料中，影响酒的品质。为此，本实施例的全自动装甑系统的装甑方法的步骤为:①以甑桶4的中心为圆心，将甑桶4分为3个区域，其中中间区域为圆形，其它两个区域为环形。②中心控制机构控制多关节机器人I带动装甑执行机构2先顺时针在最外圈的环形区域内铺料，然后多关节机器人I带动装甑执行机构2在中心圆形区域铺料，最后顺时针在第二圈环形区域铺料，按照此方法铺设三层作为底料。采用这样的方法的目的是:一方面，多关节机器人I每旋转360度需要复位一次，避免其上的电线缠结影响工作；另一方面，在装甑执行机构2顺时针铺料时才能确保斜挡板26发挥作用，逆时针旋转则会出现出料断点，高高低低的现象。在实施例里，多关节机器人I带动装甑执行机构2在中心圆形区域铺料的方式是先由输送装置22送出定量的香醅料，然后多关节机器人I带动装甑执行机构2旋转360度，将定量的香醅料刮平铺好。③铺完底料后，打开蒸汽，装甑视觉测控机构3的红外相机34开始对甑桶4内料面的温度和高度进行监控，并将数据传送给给中心控制机构；当香醅料的某个区域温度急剧升高时，红外相机34拍摄的视频图像中该区域的灰度值也会急剧升高，中心控制机构据此即可对该区域进行定位，并控制多关节机器人I带动装甑执行机构2对该区域进行补料；当红外相机34与料面的距离减少时，即料面的高度增加，中心控制机构控制升降架32上升，使红外相机34始终保持在恒定的拍摄距离内。④装甑执行机构2在铺料`的过程中，物位计28检测料仓21内是否有料，若无料接触物位计28的电极，则发出无料报警信号给中心控制机构，中心控制机构控制减速电机221停止运转，同时控制多关节机器人I带动装甑执行机构2将料仓21移至上料机构添料。⑤中心控制机构将甑桶4内的料面划分为11个面积基本相等的区域，最外圈环形划分为6个区域，第二圈环形划分为4个区域，然后中心的圆形作为一个补料区域，铺料完成后，中心控制机构自动统计未出现过冒气现象的区域，对未出现过冒气现象的区域最后补料。视觉测控的原理是:通过红外相机34测得冒气之前温升区域的平均灰度值在120左右，蒸汽冒出时达到160以上；然后中心控制机构通过对红外相机34现场采集的视频进行分析处理，发现正常区域的平均灰度值不高于80，而冒气区域的灰度值与正常区域的灰度值有非常明显的差异，并且呈现连续升高的趋势。由此便能对将要冒气区域进行准确及时、准确的定位，实现见湿盖料，有效减少冒气点数量，确保出酒率。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范 围之内。
权利要求1.全自动装甑系统，其特征在于:包括多关节机器人(I)、装甑执行机构(2)、装甑视觉测控机构(3)、中心控制机构和上料机构；所述装甑执行机构(2)固定在多关节机器人(I)的末端，并位于甑桶(4)上方；所述装甑视觉测控机构(3)对甑桶(4)内料面的温度及高度进行实时监控；所述中心控制机构接收装甑视觉测控机构(3)采集的信息，经过计算处理后发送控制信息到多关节机器人(I)和装甑视觉测控机构(3);所述多关节机器人(I)根据控制信息控制装甑执行机构(2)动作；所述装甑视觉测控机构(3)根据控制信息相应动作；所述上料机构为装甑执行机构(2)添料。
2.根据权利要求1所述的全自动装甑系统，其特征在于:所述装甑执行机构(2)包括料仓(21)、输送装置(22 )、搅拌装置(23 )和链条(24 );所述输送装置(22 )设置在料仓(21)底部；所述输送装置(22 )包括输送驱动电机(221)、输送带(222 )和传动轴(223 );所述输送驱动电机(221)驱动传动轴(223)带动输送带(222)转动；所述搅拌装置(23)设置在料仓(21)内；所述传动轴(223)通过链条(24)带动搅拌装置(23)转动。
3.根据权利要求2所述的全自动装甑系统，其特征在于:所述装甑执行机构(2)的输送装置(22)的输送带(22)为皮带；所述输送装置(22)还包括设置在输送带(222)上的筋板(224);所述筋板(224)的顶部呈斜坡形设置，外侧高、内侧低。
4.根据权利要求2所述的全自动装甑系统，其特征在于:所述装甑执行机构(2)还包括支撑杆(25)、斜挡板(26)和拉杆(27);所述支撑杆(25)的一端固定在料仓(21)侧部,另一端与斜挡板(26)铰接；所述拉杆(27)设有两根，两根拉杆(27)分别设置在斜挡板(26)的两侧，拉杆(27)的一端与料仓(21)铰接，另一端与斜挡板(26)铰接；所述斜挡板(26)设置在输送装置(22)的出口外部。
5.根据权利要求2所述的全自动装甑系统，其特征在于:所述装甑执行机构(2)还包括设置在料仓 (21)顶部的物位计(28);所述物位计(28)设有深入料仓(21)底部的电极。
6.根据权利要求2至5之一所述的全自动装甑系统，其特征在于:所述装甑执行机构(2 )还包括传感器(29 )或者延时开关；所述传感器(29 )设置在输送装置(22 )的出口处；所述传感器(29)采用对射传感器；所述延时开关设置在物位计(28)的控制电路上。
7.根据权利要求1所述的全自动装甑系统，其特征在于:所述装甑视觉测控机构(3)包括底座(31)、升降架(32)、旋转装置(33)和红外相机(34);所述升降架(32)安装在底座(31)上；所述旋转装置(33)的一端安装在升降架(32)顶部，另一端安装红外相机(34);所述红外相机(34)位于装甑执行机构(2)上方，并对甑桶(4)内料面的温度及高度进行实时监控。
8.根据权利要求7所述的全自动装甑系统，其特征在于:所述升降架(32)采用多节式结构。
专利摘要本实用新型公开了全自动装甑系统，包括多关节机器人、装甑执行机构、装甑视觉测控机构、中心控制机构和上料机构；所述装甑执行机构固定在多关节机器人的末端，并位于甑桶上方；所述装甑视觉测控机构对甑桶内料面的温度及高度进行实时监控；所述中心控制机构接收装甑视觉测控机构采集的信息，并发送控制信息到多关节机器人和装甑视觉测控机构；所述上料机构为装甑执行机构添料。本实用新型的全自动装甑系统能全面模拟人工装甑，且更加高效和准确，实现了酿酒装甑工艺的全面机械化和信息化。
文档编号B65G69/00GK203143708SQ20132002615
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者曲东升, 李长峰, 刘彦武, 梁健, 赵桂忠, 刘雨顺, 闵继江, 邵乔林 申请人:常州铭赛机器人科技有限公司