自动上甑机器人系统及其上甑方法

申请号 CN202410127803.7 申请日 2024-01-30 公开(公告)号 CN117945168A 公开(公告)日 2024-04-30
申请人 泸州智通自动化设备有限公司; 发明人 孙云权; 黄兴博; 田超; 齐立哲;
摘要 本 发明 属于智能酿酒设备技术领域,具体公开了一种自动上甑 机器人 系统及其上甑方法,自动上甑机器人系统包括 机架 、设置在机架旁侧的酒甑和机器人,机器人上连接有用于装 酒糟 和酒甑上料的簸箕,酒甑用于蒸酒糟,机器人用于驱动簸箕移动;机架上还设置有热成像组件和轮廓检测组件,热成像组件用于获取其下方酒甑内酒糟表面的实时 温度 数据;轮廓检测组件用于获取酒甑内酒糟的三维形貌数据。本发明通 过热 成像组件和轮廓检测组件可向机器人提供酒甑内糟面的温度变化情况及酒糟的三维形貌数据等参数,模仿人工上甑过程,满足机器人料平汽平的 酿造 工艺,实现自动上甑。
权利要求

1.自动上甑机器人系统,其特征在于,包括:
机架(1);
酒甑(2),布置在机架(1)旁侧,用于蒸酒糟
机器人(3),布置在酒甑(2)的旁侧,用于驱动簸箕(4)移动;
簸箕(4),与机器人(3)相连,用于装酒糟和酒甑上料;
热成像组件(101),布置在机架(1)上,位于酒甑(2)的上方,用于获取其下方酒甑内酒糟表面的实时温度数据;
轮廓检测组件(102),布置在机架(1)上,位于酒甑(2)的上方,用于获取酒甑内酒糟的三维形貌数据。
2.如权利要求1所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述簸箕(4)包括中空的料仓(401),料仓(401)的顶部为敞口,料仓(401)的顶部设置有用于与机器人(3)相连的接头(402),料仓(401)的底部设置有输送机(403),料仓(401)对应输送机输送方向的侧面设置有出料口(404),出料口(404)上设置有用于打散输送中酒糟的打散组件(5)。
3.如权利要求2所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述打散组件(5)包括横向布置在出料口(404)的打散辊(501),打散辊(501)与料仓(401)连接,打散辊(501)的表面设置有若干垂直于打散辊(501)的打散齿(502)。
4.如权利要求3所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述打散组件(5)远离料仓(401)的一侧设置有挡料组件(6);
所述挡料组件(6)包括槽形的挡板(601)、扭臂(602)和动组件,扭臂(602)的中部与料仓(401)铰接,扭臂(602)的一端与动力组件相连,扭臂(602)的另一端与挡板(601)相连,动力组件可驱动挡板(601)转动至输送机(403)的上方,也可驱动挡板(601)转动至挡板的底部紧邻输送机的侧面。
5.如权利要求4所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述动力组件为气缸(603),气缸(603)的固定端与料仓(401)相连,气缸(603)的活动端与扭臂(602)相连。
6.如权利要求4所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述挡板(601)的底部设置有缓冲垫(604),缓冲垫(604)由食品级橡胶制成。
7.如权利要求2所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述料仓(401)的侧面设置有摆动测温组件(7),摆动测温组件(7)包括与料仓(401)相连的摆动气缸(701),摆动气缸(701)的活动端连接有测温探针(702),摆动气缸(701)可驱动测温探针(702)在竖向上转动。
8.如权利要求2所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述料仓(401)的侧面设置有用于测量料仓至其下方酒甑内酒糟表面距离的第一测距传感器(405),料仓(401)的顶部设置有用于测量料仓内酒糟高度的第二测距传感器(409)。
9.如权利要求2所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述出料口所在料仓的下方设置有与料仓相连的耙齿组件(8),耙齿组件(8)包括耙齿杆(801)和若干设置在耙齿杆(801)底部的耙齿(802),耙齿(802)倾斜向下布置。
10.如权利要求2所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述出料口(404)上竖向设置有可调节出料口(404)高度的调节板(406),调节板(406)上设置有长孔(407),调节板(406)通过螺栓(408)与料仓(401)相连。
11.如权利要求2所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述输送机(403)的下方设置有刮板组件(9),刮板组件(9)用于刮掉输送机的上粘附的酒糟。
12.如权利要求11所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述刮板组件(9)包括沿输送机(403)宽度方向布置的安装板(901),安装板(901)上设置有刮条(902),刮条(902)的顶部紧邻输送机的底部。
13.如权利要求12所述的自动上甑机器人系统,其特征在于,所述刮条(902)与安装板(901)螺栓连接。
14.自动上甑方法,用于权利要求1~13任意一项自动上甑机器人系统,其特征在于,包括以下步骤:
S1将酒甑内的洒料区域划分为N个同心圆环,在N个圆环内给定机器人可以洒料的最小度为下限来下发机器人工作角度;
S2机器人收到开始工作指令后,先检测簸箕料仓内的酒糟量,并将簸箕移动至喂料机接料;接料完成后向轮廓检测组件发送信号,等待轮廓检测组件反馈糟面轮廓及高度数值信号,机器人收到反馈的糟面轮廓及高度数值信号后,开始对酒甑底部进行铺底;铺底完成后机器人回到安全等待位,向上位机发送糟面轮廓及高度数值检测信号且请求热成像组件信号,并等待热成像组件工作;
S3热成像组件根据环境温度设置洒料的阈值,热成像组件实时获取酒甑内酒糟表面的温度数据,当检测到糟面某点温度变化超过阈值时,将此点列为报警点,以报警点为中心参照机器人工作角度范围规划报警区域,并将报警点所在的报警区域信号发送给机器人,机器人收到报警区域信号后,机器人驱动簸箕对报警区域洒料,在铺料过程中若簸箕内酒糟不足时,机器人驱动簸箕至喂料机接料;
S4当酒甑内酒糟到达一定高度及轮廓后,机器人进行全区域盖顶作业,热成像组件识别报警区域后,将所在报警区域发送给机器人,机器人收到报警区域信号后先洒当前报警区域,之后依次补洒其他区域;
S5盖顶完成后,机器人回到安全等待位并发送工作完成信号,上位机收到完成信号后初始化相关数据等待下次工作开始。
15.如权利要求14所述的自动上甑方法,其特征在于,所述步骤S2中,铺底时,靠近酒甑内壁的酒糟高度高于酒甑内糟面10~30mm。
16.如权利要求14所述的自动上甑方法,其特征在于,所述步骤S3中,上位机每次接收到机器人可以接收任务指令时,热成像组件多次更新获取甑内报警点数据累加在一起的报警区域数据,通过这些数据来计算报警区域,并对各报警区域进行优先级排序,排序最高的报警区域作为任务给到机器人;如果机器人上次可以接收指令到本次可以接收指令之间不存在报警区域,则在本区域轮询等待,表现在机器人方面为等待工作。
17.如权利要求14所述的自动上甑方法,其特征在于,所述步骤S3中,上位机处理热成像组件的图像时,会去除掉机器人工作区域内影响区域的报警点,影响区域与给机器人下发的工作区域之间通过模型建立关系,来去掉不合理的报警点。
18.如权利要求14所述的自动上甑方法,其特征在于,所述步骤S3中,上位机处理热成像组件的图像时,会去除掉机器人本体上发热部件导致的错误报警区域。
19.如权利要求14所述的自动上甑方法,其特征在于,所述步骤S3中,热成像组件采集环境温度为基准温度,然后根据基准温度设置阈值,阈值大于基准温度2~5℃。

说明书全文

自动上甑机器人系统及其上甑方法

技术领域

[0001] 本发明涉及智能酿酒设备技术领域,尤其是一种自动上甑机器人系统及其上甑方法。

背景技术

[0002] 在白酒酿造工艺中,上甑是较为重要的步骤,上甑时要遵循“均撒匀铺”,达到轻、松、匀、薄、平、缓。“轻、松、缓”意在增加酒醅混合物之间的疏松度,以营造良好的蒸馏环境;“匀、薄、平”意在增大温度梯度,提高酒醅混合物内部物质的馏出量。传统工艺上甑时,上甑人员持续观察酒甑内蒸汽情况,主要是通过将手指插入到糟面以下感知温度或插入温度计测量温度,当某一处将要冒出蒸汽时,上甑人员需及时将酒醅定量铺设至该处,如此反复直至上甑完成,上甑的及时性、准确性和每次的上甑量都会影响后续酒醅的蒸馏效果,不同的上甑人员因其个人经验、上甑习惯、判断的准确性等,会导致最终酒醅产酒量差异巨大。
[0003] 现有技术中,中国专利CN212476680U公开了全自动上甑机器人,包括立柱,立柱上转动连接旋转臂座,第一旋转驱动机构驱动旋转臂座转动,旋转臂座上固定连接旋臂,旋臂内设置第一螺旋输送机,第一螺旋输送机的出口位于末端、朝下设置并固定连接多节伸缩筒的上端,多节伸缩筒的下端套接第一安装板,升降驱动机构驱动第一安装板上下移动,第一安装板底部转动连接斜料斗,第二旋转驱动机构驱动斜料斗转动,斜料斗下端固定连接第二安装板,第二安装板底部转动连接下料机。
[0004] 但是,上述申请的全自动上甑机器人只是用作于酒甑的自动上料,由于没有温度检测和糟面轮廓检测的功能,无法检测到上甑过程中的温度变化情况及糟面轮廓参数,因此无法满足白酒上甑的自动化工艺。为此,本申请作出进一步的改进。
[0005] 本申请的发明人于智能化酿酒设备的研究,并于2020年申请了公开号为CN211946953U的一种自动上甑装置,包括机器人、与机器人连接的上甑簸箕和酒甑,所述上甑簸箕包括料斗和布置在料斗下方的输送机;所述输送机包括皮带、主动滚筒、从动滚筒和与主动滚筒连接的电机减速机;主动滚筒下方布置有清扫机构,清扫机构包括毛刷滚筒和布置在毛刷滚筒表面的毛刷,主动滚筒端部布置有第一链轮,毛刷滚筒端部布置有第二链轮,第二链轮通过链条与第一链轮相连。本申请基于上述申请的自动上甑装置专利升级,优化了检测糟面温度变化及糟面轮廓的功能,检测上甑过程中的温度变化及糟面轮廓参数,使其满足白酒上甑的工艺的要求,模拟人工上甑的自动化工艺的要求。

发明内容

[0006] 针对现有技术上甑机器人无法实现自动上甑酿酒工艺的技术问题,本发明提供一种自动上甑机器人系统及其上甑方法。
[0007] 本发明所采用的技术方案是:自动上甑机器人系统,包括:
[0008] 机架
[0009] 酒甑,布置在机架旁侧,用于蒸酒糟
[0010] 机器人,布置在酒甑的旁侧,用于驱动簸箕移动;
[0011] 簸箕,与机器人相连,用于装酒糟和酒甑上料;
[0012] 热成像组件,布置在机架上,位于酒甑的上方,用于获取其下方酒甑内酒糟表面的实时温度数据;
[0013] 轮廓检测组件,布置在机架上,位于酒甑的上方,用于获取酒甑内酒糟的三维形貌数据。
[0014] 进一步的是,簸箕包括中空的料仓,料仓的顶部为敞口,料仓的顶部设置有用于与机器人相连的接头,料仓的底部设置有输送机,料仓对应输送机输送方向的侧面设置有出料口,出料口上设置有用于打散输送中酒糟的打散组件。
[0015] 进一步的是,打散组件包括横向布置在出料口的打散辊,打散辊与料仓连接,打散辊的表面设置有若干垂直于打散辊的打散齿。
[0016] 进一步的是,打散组件远离料仓的一侧设置有挡料组件;所述挡料组件包括槽形的挡板、扭臂和动力组件,扭臂的中部与料仓铰接,扭臂的一端与动力组件相连,扭臂的另一端与挡板相连,动力组件可驱动挡板转动至输送机的上方,也可驱动挡板转动至挡板的底部紧邻输送机的侧面。
[0017] 进一步的是,动力组件为气缸,气缸的固定端与料仓相连,气缸的活动端与扭臂相连。
[0018] 进一步的是,挡板的底部设置有缓冲垫,缓冲垫由食品级橡胶制成。
[0019] 进一步的是,料仓的侧面设置有摆动测温组件,摆动测温组件包括与料仓相连的摆动气缸,摆动气缸的活动端连接有测温探针,摆动气缸可驱动测温探针在竖向上转动。
[0020] 进一步的是,料仓的侧面设置有用于测量料仓至其下方酒甑内酒糟表面距离的第一测距传感器,料仓的顶部设置有用于测量料仓内酒糟高度的第二测距传感器。
[0021] 进一步的是,出料口所在料仓的下方设置有与料仓相连的耙齿组件,耙齿组件包括耙齿杆和若干设置在耙齿杆底部的耙齿,耙齿倾斜向下布置。
[0022] 进一步的是,出料口上竖向设置有可调节出料口高度的调节板,调节板上设置有长孔,调节板通过螺栓与料仓相连。
[0023] 进一步的是,输送机的下方设置有刮板组件,刮板组件用于刮掉输送机的上粘附的酒糟。
[0024] 进一步的是,刮板组件包括沿输送机宽度方向布置的安装板,安装板上设置有刮条,刮条的顶部紧邻输送机的底部。
[0025] 进一步的是,刮条与安装板螺栓连接。
[0026] 自动上甑方法,用于上述自动上甑机器人系统,包括以下步骤:
[0027] S1将酒甑内的洒料区域划分为N个同心圆环,在N个圆环内给定机器人可以洒料的最小度为下限来下发机器人工作角度;
[0028] S2机器人收到开始工作指令后,先检测簸箕料仓内的酒糟量,并将簸箕移动至喂料机接料;接料完成后向轮廓检测组件发送信号,等待轮廓检测组件反馈糟面轮廓及高度数值信号,机器人收到反馈的糟面轮廓及高度数值信号后,开始对酒甑底部进行铺底;铺底完成后机器人回到安全等待位,向上位机发送糟面轮廓及高度数值检测信号且请求热成像组件信号,并等待热成像组件工作;
[0029] S3热成像组件根据环境温度设置洒料的阈值,热成像组件实时获取酒甑内酒糟表面的温度数据,当检测到糟面某点温度变化超过阈值时,将此点列为报警点,以报警点为中心参照机器人工作角度范围规划报警区域,并将报警点所在的报警区域信号发送给机器人,机器人收到报警区域信号后,机器人驱动簸箕对报警区域洒料,在铺料过程中若簸箕内酒糟不足时,机器人驱动簸箕至喂料机接料;
[0030] S4当酒甑内酒糟到达一定高度及轮廓后,机器人进行全区域盖顶作业,热成像组件识别报警区域后,将所在报警区域发送给机器人,机器人收到报警区域信号后先洒当前报警区域,之后依次补洒其他区域;
[0031] S5盖顶完成后,机器人回到安全等待位并发送工作完成信号,上位机收到完成信号后初始化相关数据等待下次工作开始。
[0032] 进一步的是,步骤S2中,铺底时,靠近酒甑内壁的酒糟高度高于酒甑内糟面10~30mm。
[0033] 进一步的是,步骤S3中,上位机每次接收到机器人可以接收任务指令时,热成像组件多次更新获取甑内报警点数据累加在一起的报警区域数据,通过这些数据来计算报警区域,并对各报警区域进行优先级排序,排序最高的报警区域作为任务给到机器人;如果机器人上次可以接收指令到本次可以接收指令之间不存在报警区域,则在本区域轮询等待,表现在机器人方面为等待工作。
[0034] 进一步的是,步骤S3中,上位机处理热成像组件的图像时,会去除掉机器人工作区域内影响区域的报警点,影响区域与给机器人下发的工作区域之间通过模型建立关系,来去掉不合理的报警点。
[0035] 进一步的是,步骤S3中,上位机处理热成像组件的图像时,会去除掉机器人本体上发热部件导致的错误报警区域。
[0036] 进一步的是,步骤S3中,热成像组件采集环境温度为基准温度,然后根据基准温度设置阈值,阈值大于基准温度2~5℃。
[0037] 本发明的有益效果是:
[0038] 1、本发明通过热成像组件和轮廓检测组件可向机器人提供酒甑内酒糟的温度变化情况及酒糟的三维形貌数据等参数,模仿人工上甑过程,满足机器人自动上甑的酿造工艺。
[0039] 2、本发明的输送式簸箕可通过挡料组件阻挡输送机上的物料自然下落,从而有效避免物料洒落至生产环境的地面,保证了生产环境的整洁及卫生,此外,也避免了物料的浪费,节约了生产成本。
[0040] 3、本发明会将已处于铺料区域内新的报警点以及机器人本体发热部件报警点去除掉,从而避免误报警的情况,避免铺料区域内铺料厚度过大。
[0041] 4、本发明依据机器人工作的极限划分机器人工作区域及给定工作区域的最小角度,来保障响应时间短。附图说明
[0042] 图1是本发明自动上甑机器人系统的结构示意图。
[0043] 图2是本发明簸箕的立体图。
[0044] 图3是图2中A的局部放大图。
[0045] 图4是本发明簸箕的主视图。
[0046] 图5是土4中B‑B的剖视图。
[0047] 图6是图5中C的局部放大图。
[0048] 图7是图4的左视图。
[0049] 图8是土4的右视图。
[0050] 图9是本发明簸箕的立体图。
[0051] 图10是机器人的洒料区域图。
[0052] 图11是机器人任务交互流程框图
[0053] 图12是传感器生成机器人工作区域的逻辑框图。
[0054] 图13是机器人铺料范围的示意图。
[0055] 图中标记为:
[0056] 1、机架; 101、热成像组件; 102、轮廓检测组件;
[0057] 2、酒甑; 3、机器人;
[0058] 4、簸箕;401、料仓;402、接头;403、输送机;404、出料口;405、第一测距传感器;406、调节板;407、长孔;408、螺栓;409、第二测距传感器;
[0059] 5、打散组件;501、打散辊;502、打散齿;
[0060] 6、挡料组件;601、挡板;602、扭臂;603、气缸;缓冲垫;
[0061] 7、摆动测温组件; 701、摆动气缸; 702、测温探针;
[0062] 8、耙齿组件; 801、耙齿杆; 802、耙齿;
[0063] 9、刮板组件;901、安装板;902、刮条。

具体实施方式

[0064] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“正面”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的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。
[0065] 在本发明的描述中,需要说明的是,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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0066] 下面结合附图1~9对本发明进一步说明。
[0067] 实施例
[0068] 为解决背景技术中存在的技术问题,本实施例提供了一种自动上甑机器人系统。
[0069] 具体的技术方案中,参照图1,包括机架1、布置在机架1旁侧的酒甑2和机器人3,机架1作为支撑件和安装件,酒甑2用于蒸酒糟;机器人3上连接有簸箕4,机器人3用于驱动簸箕4移动;簸箕4用于装酒糟和酒甑上料。机器人采用ABB的六轴机器人。
[0070] 为解决背景技术中现有的上甑机器人无法实现自动上甑酿酒工艺的技术问题,本实施例作出了如下改进:在酒甑2上方的机架1上设置有热成像组件101和轮廓检测组件102,热成像组件用于获取其下方酒甑内酒糟表面的实时温度数据,轮廓检测组件用于获取酒甑内酒糟的三维形貌数据。热成像组件为红外相机,轮廓检测组件为测高相机,两者均为现有技术产品,因此其结构及原理在此不再赘述。
[0071] 工作原理:热成像组件主要是通过测量酒甑内酒糟表面的温度来反应出酒糟表面是否将要有蒸汽窜出,在上甑过程中,蒸汽将要从酒糟某点的表面窜出前,该点的温度会高于酒甑内酒糟其余地方的温度,因此上位机根据环境温度自动设定生成一个阈值,当热成像组件检测到糟面某点温度变化超过阈值时,则证明了该点即将冒出蒸汽,然后通过轮廓检测组件测量糟面的高度数值,轮廓检测组件将高度数值反馈给上位机后,通过机器人控制簸箕移动到该点洒料。
[0072] 可见,本申请通过热成像组件和轮廓检测组件可向机器人提供酒甑内糟面的温度变化情况及酒糟的三维形貌数据等参数,模仿人工上甑过程,满足机器人料平汽平的酿造工艺,实现自动上甑。
[0073] 簸箕的具体设计如下:参照图2,簸箕4包括中空的料仓401,料仓用于容纳暂存酒糟,料仓401的顶部为敞口,便于簸箕接料,料仓401的顶部设置有用于与机器人3相连的接头402,料仓401的底部设置有输送机403,输送机用于支撑料仓内的酒糟以及对料仓内的酒糟进行输送,料仓401对应输送机输送方向的侧面设置有出料口404。输送机为现有技术设备,其具体原理在此不再赘述,输送机可采用皮带输送机,也可采用链板输送机。
[0074] 工作原理:在簸箕4接料阶段,输送机403处于禁止状态,此时输送机403的作用是支撑料仓401内酒糟的作用;在簸箕4洒料阶段,输送机403运行,输送机403将料仓401内的酒糟从出料口404卸料。
[0075] 由于酒糟的特性较为粘,会出现成团打结的现象,参照图2,因此本实施例还在出料口404上设置有用于打散输送中酒糟的打散组件5。
[0076] 打散组件的具体设计如下:参照图5,打散组件5包括横向布置在出料口404的打散辊501,打散辊501与料仓401连接,打散辊501的表面设置有若干垂直于打散辊501的打散齿502。打散辊501与电机(图中未示出)相连,电机布置在料仓上,电机驱动打散辊501转动,打散辊转动的过程中带动其上的打散齿同步转动,转动中的打散齿可将从出料口输送的酒糟进行打散,保证酒糟轻薄的洒在酒甑中。
[0077] 机器人在驱动簸箕洒料时,簸箕是处于倾斜状态,因此,为避免酒糟从出料口自然散落,从而影响生产环境卫生以及物料浪费的技术问题,参照图2,本实施例在打散组件5远离料仓401的一侧设置有挡料组件6。在簸箕非洒料状态下(簸箕在接料和洒料区间)可通过挡料组件6阻挡输送机403上的酒糟自然下落,从而有效避免酒糟洒落至生产环境的地面,保证了生产环境的整洁及卫生,此外,也避免了物料的浪费,节约了生产成本。
[0078] 挡料组件的具体设计如下:参照图5和图7,挡料组件6包括槽形的挡板601、扭臂602和动力组件,扭臂602的中部与料仓401铰接,扭臂602的一端与动力组件相连,扭臂602的另一端与挡板601相连,动力组件可驱动挡板601转动至输送机403的上方,也可驱动挡板
601转动至挡板的底部紧邻输送机的侧面。动力组件可采用电缸或气缸作为驱动力,相比较而言,气是工厂必备的能源,只需接通压缩空气管道即可,气动原件比电动原件更便捷,使用环境也更适合气缸,且气缸的成本优势显著,为此,本实施例的动力组件采用气缸,气缸
603的固定端与料仓401相连,气缸603的活动端与扭臂602相连。
[0079] 工作原理为:簸箕在洒料状态下,由于扭臂602的中部与料仓401铰接,气缸603伸出驱动扭臂602与气缸603相连的一端向下绕铰点转动,此时扭臂602的另一端,也就是扭臂602与挡板601相连的一端就会同步向上绕铰点转动,扭臂602转动的过程中驱动与扭臂602相连的挡板601同步向上转动,此时挡板601逐渐远离输送机403,簸箕正常洒料。当簸箕在非洒料状态下,气缸603缩回,驱动扭臂602与气缸603相连的一端向上绕铰点转动,此时扭臂602的另一端,也就是扭臂602与挡板601相连的一端就会同步向下绕铰点转动,扭臂602转动的过程中驱动与扭臂602相连的挡板601同步向下转动,此时挡板601逐渐靠近输送机
403,并最终紧邻输送机403的侧面,从输送机403上自然下落的物料进入到挡板601内,使挡板顺利接住从输送机403上下滑的酒糟。
[0080] 为避免挡板磨损到输送机的输送组件,比如皮带或链板,参照图7,所以本实施例还在挡板601的底部设置有缓冲垫604,缓冲垫604由食品级橡胶制成。缓冲垫起到缓冲作用,使两者接触更加柔和。
[0081] 簸箕在洒料过程中不能距离酒糟过高,也不能距离酒糟过低,应在一个合适的距离范围,而且随着酒甑内酒糟的增多,簸箕的位置也要上升,因此为了检测酒甑内酒糟的高度及轮廓,参照图8,本实施例还在料仓401的侧面设置有用于测量料仓至其下方酒甑内酒糟表面距离的第一测距传感器405。第一测距传感器405优选激光传感器,激光传感器具有精度高、抗干扰能力强等优点。
[0082] 参照图2,本实施例还在料仓401的顶部设置有用于测量料仓内酒糟高度的第二测距传感器409,第二测距传感器用于测量料仓内物料的高度,最终达到监测料仓401内有无料的情况,进而指导簸箕接料或洒料。所述第二测距传感器为两个,使测量结果更加准确、可靠,第二测距传感器优选为激光传感器。
[0083] 洒落在酒甑内的酒糟可能会出现高低不平整的情况,会影响蒸汽的窜出。为此,参照图2,本实施例在出料口所在料仓的下方设置有与料仓相连的耙齿组件8,耙齿组件8包括耙齿杆801和若干设置在耙齿杆801底部的耙齿802,耙齿802倾斜向下布置。通过机器人带动簸箕移动,耙齿随簸箕同步移动,耙齿对酒甑内高低不平整的酒糟进行摊平。
[0084] 参照图2和图3,本实施例还在出料口404上竖向设置有可调节出料口404高度的调节板406,调节板406上设置有长孔407,调节板406通过螺栓408与料仓401相连。通过调整调节板406上下不同的安装位置,达到调整出料口高度的作用,从而控制输送机上酒糟的厚度,可根据不同的工艺或工况作相应的调整,使糟醅满足不同的上甑工艺要求,通用性强。为避免调节板与打散齿之间相互干涉,调节板上对应打散齿的位置设置有退让槽,可让打散齿自由通过。
[0085] 输送机上吸附的酒糟需要及时清理,否则越积越多影响输送机的运行阻力;而且遗留在输送机上的酒糟随时间的推移会腐败变质,若混入到新酒糟中上甑,则会影响酒质。参照图6,为此,本实施例还在输送机403的下方设置有刮板组件9,刮板组件9用于刮掉输送机上粘附的酒糟。刮板组件9包括沿输送机403宽度方向布置的安装板901,安装板901上设置有刮条902,刮条902的顶部紧邻输送机的底部。
[0086] 刮条随着使用时间的延长会变形或磨损,因此需要定期更换,为此本实施例设计刮条902与安装板901螺栓连接,便于两者快速的拆装,而且刮条与输送机之间的间隙可以通过螺钉进行调节,以实现最佳的刮料效果。
[0087] 实施例二
[0088] 对于传统人工上甑,传统的做法就是酿酒工人将手指插入到糟面以下判断酒糟内蒸汽的位置,用手指感知糟面下的温度,因此上甑过程完全依赖与工人的经验,具有一定误差。为此,本实施例在簸箕上设置有测温组件。本实施例与实施例一热成像组件工作原理不同,本实施例采用的是测温组件来检测糟面以下温度来反映糟面以下蒸汽情况,与热成像组件配合形成两种测温方式,操作人员可根据酿酒规模与现场实际情况来选取不同的方式。目前测温组件较为常见的设置方式为:是直接将测温探针设置在伸缩气缸的活动端,伸缩气缸竖向设置,需要测温时,伸缩气缸伸出,驱动测温探针伸入到酒糟内,不需要测温时,伸缩气缸缩回。这样的设置方式较为复杂,而且由于测温探针上吸附的酒糟带回气缸,容易导致气缸卡死,因此导致气缸的使用寿命极短,维护成本高。
[0089] 为解决上述测温装置存在的技术问题,参照图7,本实施例在料仓401的侧面设置有摆动测温组件7,摆动测温组件7包括与料仓401相连的摆动气缸701,摆动气缸701的活动端连接有测温探针702,摆动气缸701可驱动测温探针702在竖向上转动。在非测温状态下,测温探针702待在料仓的侧面,处于水平横置状态;需要测温时,摆动气缸701驱动测温探针702旋转90°,测温探针702从水平状态旋转到竖直状态,机器人再驱动簸箕下降,进而使测温探针702伸入到酒糟内,对酒糟进行测温操作。因此,从上述结构及方法可知,本实施例采用了旋转方式驱动测温探针伸入到酒糟内测温,即使测温探针上吸附有酒糟也并不会影响到摆动气缸,从而有效对摆动气缸进行了保护,能大大提高摆动气缸的使用寿命,降低设备维护成本。
[0090] 实施例三
[0091] 本实施提供一种自动上甑方法,用于实施例一的自动上甑机器人系统,包括以下步骤:
[0092] S1将酒甑内的洒料区域划分为N个同心圆环,在N个圆环内给定机器人可以洒料的最小角度为下限来下发机器人工作角度;机器人在每个环的工作角度不同,由外向内逐渐缩小,本实施例中为四个圆环,由外向内机器人的工作角度依次为:0°~100°、0°~90°、0°~80°、0°~70°。
[0093] S2机器人收到开始工作指令后,先检测簸箕料仓内的酒糟量,并将簸箕移动至喂料机接料;接料完成后向轮廓检测组件发送信号,等待轮廓检测组件反馈糟面轮廓及高度数值信号,机器人收到反馈的糟面轮廓及高度数值信号后,开始对酒甑底部进行铺底;铺底完成后机器人回到安全等待位,向上位机发送糟面轮廓及高度数值信号且请求热成像组件信号,并等待热成像组件工作;
[0094] S3热成像组件根据环境温度设置洒料的阈值,热成像组件实时获取酒甑内酒糟表面的温度数据,当检测到糟面某点温度变化超过阈值时,将此点列为报警点,参照图13,以报警点为中心参照机器人工作角度范围规划报警区域,并将报警点所在的报警区域信号发送给机器人,机器人收到报警区域信号后,机器人驱动簸箕对报警区域洒料,在铺料过程中若簸箕内酒糟不足时,机器人驱动簸箕至喂料机接料;
[0095] S4当酒甑内酒糟到达一定高度及轮廓后,机器人进行全区域盖顶作业,热成像组件识别报警区域后,将所在报警区域发送给机器人,机器人收到报警区域信号后先洒当前报警区域,之后依次补洒其他区域;
[0096] S5盖顶完成后,机器人回到安全等待位并发送工作完成信号,上位机收到完成信号后初始化相关数据等待下次工作开始。
[0097] 在步骤S2中,铺底时,甑锅内的水温为60~70℃,甑锅内的水温不能过低,过低会造成蒸汽较少,蒸汽无法穿过酒糟并从酒糟表面冒出,影响上甑效率;甑锅内的水温也不能设置过高,过高的水温产生大量的蒸汽,蒸汽会快速的从酒糟表面冒出,造成酒损,为此,本实施例优选的水温为60~70℃。
[0098] 在步骤S2中,铺底时,靠近酒甑内壁的酒糟高度高于酒甑内糟面10~30mm。甑锅由金属制成,因此更容易传热,高温蒸汽很容易依靠金属的甑锅传递,也就是说,相比于甑锅中心的酒糟而言,蒸汽更容易通过金属的甑锅传热上窜,这也就是甑边效应。为此,本实施例设计为:靠近酒甑内壁的酒糟高度高于酒甑内糟面10~30mm。
[0099] 在步骤S3中,热成像组件采集环境温度为基准温度,然后根据基准温度设置阈值,受不同季节环境温度的影响,阈值的选取会有细微差别,阈值大于基准温度2~5℃。
[0100] 机器人并非在所有时间段都是会接收上位机的任务指令,机器人在完成上一个铺料指令的前80%工作时,是不接受上位机的任务指令,只有在完成上一个铺料指令余下的20%工作时才接收上位机新的指令。上位机每次接收到机器人可以接收任务指令时,热成像组件多次更新获取甑内报警点数据累加在一起的报警区域数据,通过这些数据来计算报警区域,并对各报警区域进行优先级排序,排序最高的报警区域作为任务给到机器人;如果机器人上次可以接收指令到本次可以接收指令之间不存在报警区域,则在本区域轮询等待,表现在机器人方面为等待工作。报警区域的计算规则是单位面积内报警点的数量,单位面积内的报警点数量越多,优先级越高。
[0101] 上位机处理热成像组件的图像时,会去除掉机器人工作区域内影响区域的报警点,影响区域与给机器人下发的工作区域之间通过模型建立关系,来去掉不合理的报警点。因为本发明的热成像组件是安装在支架上,并非安装在机器人上,因此在机器人铺料的过程中,热成像组件同样也在实时采集酒糟的温度数据,因此在铺料区域内如果出现新的报警点,由于这些报警点落入到了铺料范围,同样也会被铺料。如果再将这些报警点列入到新的报警区域就会造成误报警,导致该区域铺料过厚,因此需要将铺料范围内新的报警点去掉。例如:在酒甑40°的方向上有一个报警点,上位机就会发送指令给机器人铺料,机器人的铺料范围为0°‑100°,并保证报警点在铺料范围的中心,机器人在铺料的过程中,该范围会产生新的报警点被热成像组件采集到,但是新的报警点已经在铺料范围了,会被铺料覆盖,如果此时再将报警点列为报警区域,就会造成误报,造成该区域的铺料范围过厚,所以要将已处于铺料区域内新的报警点去除掉。
[0102] 上位机处理热成像组件的图像时,会去除掉机器人本体上发热部件导致的错误报警区域。首先,本发明的热成像组件是安装在支架上,并非安装在机器人上,因此在机器人铺料的过程中,热成像组件同样也在实时采集酒糟的温度数据;其次,机器人本就是耗电设备,其内含有大量的电子元器件,这些电子元器件在接通电源后会发热,因此机器人在工作状态时,其具有一定的温度。在热成像组件采集甑内糟面温度的过程中,会存在机器人正在洒料的情况,此情况就会导致热成像组件采集到的部分区域温度为机器人的温度,因为部分糟面被机器人遮挡,同样会被系统认定为报警区域。如果再将这些报警区域列入到新的报警区域就会造成误报警,导致该区域铺料过厚,因此需要将机器人本体上发热部件导致的错误报警区域去掉。
[0103] 以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、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,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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