一种龙门式酒醅自动装甑机及装甑方法技术

本发明专利技术公开了一种龙门式酒醅自动装甑机，包括龙门装甑机器人、装甑执行机构、双目视觉识别系统及控制系统；所述龙门装甑机器人由两条水平的导轨、两根立柱、横梁以及滑枕组成，所述装甑执行机构安装在滑枕上；所述双目视觉识别系统包括输出端分别连接控制系统输入端的跑汽识别红外热像仪和高度识别红外热像仪。本发明专利技术的龙门装甑机器人的载重能力好，可以降低对机器人性能的要求，进而降低设备成本投入；采用由平导轨、V型导轨和齿条组合构成的导轨，可承受装甑运动过程中产生的微量位移而导致的位置偏移，从而确保布料补料的准确性，提高蒸馏效果；采用双目识别系统获取料面温度分布和高度，使酒醅均匀，避免气道堵塞压汽，确保蒸馏效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及酒醅装甑领域，具体涉及一种龙门式酒醅自动装甑机，还涉及装甑方法。
技术介绍
俗话说“生香靠发酵、提香靠蒸馏”，在大曲酒的生产过程中，千百年来一直沿用了甑桶这一蒸馏设备。甑桶为圆台形(花盆状)蒸馏器，上口直径约2m、底口直径约1.Sm、高Im左右，上部活动盖与冷却器相接，下部用多孔甑篦子相隔加热器。装甑是将固态发酵成熟的湿粘性固态散状酒醅装入甑桶中，利用高温蒸汽将酒醅中的酒精浓缩分离，提取香味并重新组合的过程。在装甑过程中，甑底通有蒸汽，要求上甑时一层层均匀疏松地铺撒酒醅，做到“轻撒匀铺、探汽上甑、边高中低”，铺撒过程中醅料表层不跑汽，料内气道分布匀散通畅不压汽。目前的自动或半自动上甑装置普遍采用多关节机器人，布料执行机构的料仓装满酒醅时重达数百斤，对多关节机器人的性能要求较高，以致装甑装置的价格高，影响白酒的生产成本；而且布料执行机构普遍不能模拟人工装甑实现定量出料、均匀抛撒布料，影响蒸馏效果；此外，目前还有采用红外相机采集甑桶中的温度分布信息，来判断是否存在跑气现象，进而对跑气区域进行定点补料，但是无法判断飯桶内料面高度，布料执行机构与料面的落差导致补料时酒醅抛洒实际覆盖面积要大于目标区域，而且酒醅抛洒量超出实际需要，进而导致酒醅分布不均匀，很容易出现气道堵塞压汽的现象，影响蒸馏效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供，可以解决现有自动或半自动装甑装置的价格高，影响白酒生产成本，以及不能模拟人工装甑实现定量出料、均匀抛撒布料，和无法判断甑桶内料面高度，容易出现气道堵塞压汽的现象，影响蒸馏效果的问题。本专利技术通过以下技术方案实现: 一种龙门式酒醅自动装甑机，包括龙门装甑机器人、装甑执行机构、双目视觉识别系统及控制系统；所述龙门装甑机器人由两条水平的导轨、两根立柱、横梁以及滑枕组成，所述两条导轨分别设置于甑桶两侧，所述两根立柱底端分别滑动连接于两条导轨并与X轴驱动机构传动，所述横梁两端分别通过滑板滑动连接于两根立柱并与Z轴升降驱动机构传动，所述滑枕滑动连接于横梁并与Y轴驱动机构传动，所述装甑执行机构通过Z轴微调驱动机构安装在滑枕上；所述双目视觉识别系统包括输出端分别连接控制系统输入端的跑汽识别红外热像仪和高度识别红外热像仪，其中跑汽识别红外热像仪安装在甑桶正上方，高度识别红外热像仪安装在立柱或横梁上，二者从不同角度采集甑桶中的料面信息；所述X轴驱动机构、Z轴升降驱动机构、Y轴驱动机构、Z轴微调驱动机构和装甑执行机构的控制器输入端分别连接控制系统输出端。本专利技术的进一步方案是，所述导轨包括H形的底座，所述底座上端面两侧的突起部分别设有平导轨和V型导轨，所述底座上端面的槽中设有齿条；所述立柱下端设有滑车，所述滑车上安装有分别与平导轨和V型导轨配合的车轮，以及与齿条配合的齿轮，所述齿轮与X轴驱动机构传动。本专利技术的进一步方案是，所述装甑执行机构包括下端同轴连通有送料槽的料仓，以及同轴贯穿料仓的搅拌轴，所述搅拌轴穿出料仓的上端与驱动电机传动，位于料仓中的上部安装有搅拌松料器，位于送料槽中的下部安装有螺旋送料机构，穿出送料槽的下端连接有旋转抛撒筛，所述驱动电机的控制器输入端连接控制系统输出端。本专利技术的更进一步方案是，所述搅拌松料器是连接在搅拌轴上的螺旋叶片，所述螺旋叶片设有三层，每层设有六片。本专利技术的更进一步方案是，所述螺旋送料机构是由螺距较小的上部和螺距较大的下部组成的变螺距螺杆。本专利技术的更进一步方案是，所述料仓的外壁安装有振动防粘器，所述料仓顶部还安装有料位计，所述旋转抛撒筛下端还安装有距离传感器，所述料位计和距离传感器的输出端连接控制系统输入端。本专利技术的更进一步方案是，所述旋转抛撒筛呈碗状，搅拌轴下端从碗口插入并固定连接于碗底；所述旋转抛撒筛的壁上均匀设有多个筛孔。本专利技术的进一步方案是，所述控制系统由工控机和PLC可编程逻辑控制器组成，所述跑汽识别红外热像仪和高度识别红外热像仪为红外热像仪，分别通过图像数据处理器连接工控机输入端，所述工控机与PLC可编程逻辑控制器通信，所述X轴驱动机构、Z轴升降驱动机构、Y轴驱动机构、Z轴微调驱动机构和装甑执行机构的控制器输入端分别连接PLC可编程逻辑控制器输出端。本专利技术的进一步方案是，所述X轴驱动机构为伺服电机；所述Z轴升降驱动机构是竖直安装的液压缸，其活塞杆顶端与滑板固定连接；所述Y轴驱动机构是与Y轴驱动电机传动的Y轴丝杠，所述Z轴微调驱动机构是与Z轴驱动电机传动的Z轴丝杠，所述装甑执行机构安装在Z轴丝杠的丝母座上。上述龙门式酒醅自动装甑机的装甑方法，包括以下步骤: a.在甑桶底部先撒一层谷壳，再铺两层酒醅，在甑桶底部通入蒸汽； b.在蒸汽冒出酒醅表面时，再铺一层酒醅，将甑桶内的酒醅表面划分为多个区域并进行编号，通过双目识别系统获取甑桶内酒醅表面温度分布场，对该温度分布场进行数据滤波、映射变换和二值化处理，得到各区域的特征参数灰度值，将特征参数的灰度值与常态阈值的像素比较，判断是否存在需要跑汽补料的区域，若全部不需要跑汽补料，则再铺一层酒醅； c.若步骤b判断有区域需要跑汽补料，则抽取目标特征，将像素分布和亮度、颜色转变为数字化信号，根据像素点之间的位置关系得到需跑汽补料区域的编号进行位置定位，并反馈至装甑机的控制系统进行跑汽补料； d.重复执行步骤b、c，直到酒醅层数达到40，装甑机控制系统统计各区域跑汽补料次数，对各区域进行找平补料。本专利技术与现有技术相比的优点在于: 一、龙门装甑机器人的载重能力好，可以降低对机器人性能的要求，进而降低设备成本投入，以及白酒的制造成本； 二、每层布料时采用Z轴升降驱动机构以固定值提升装甑执行机构，补料时采用Z轴微调驱动机构实时调整旋转抛撒筛到甑桶中料面的抛撒高度，实现布料、补料更加均匀，提高蒸馏效果； 三、采用由平导轨、V型导轨和齿条组合构成的导轨，可承受装甑运动过程中产生的微量位移而导致的位置偏移，从而确保布料补料的准确性，进一步提高蒸馏效果； 四、在料仓内设置通过电机驱动的搅拌松料器，使料仓内湿粘的酒醅料保持松散状态、避免粘结，保证每次上料均匀和疏松程度保持一致，旋转抛撒筛模拟人工抡锨上甑、逐层装甑布料、补料，进行均匀布料、分层布料、漏汽补料，实现装甑布料、补料区域轻撒匀铺、边高中低的上甑效果； 五、螺旋送料机构是由螺距较小的上部和螺距较大的下部组成的变螺距螺杆，上部小螺距螺杆实现定量送料，下部大螺距螺杆可保证酒醅料在输送中不会堵料，保持酒醅料的疏松，将定量的酒醅料送入旋转筛进行抛撒，进一步提高上甑效果； 六、采用双目识别系统，两台红外热像仪从不同角度采集甑桶中的料面信息，可以准确获取料面温度分布和高度，进而提高补料的精确度，使酒醅分布均匀，避免出现气道堵塞压汽的现象，确保蒸馏效果。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图。图2为导轨2结构示意图。图3为立柱及横梁的结构示意图。图4为横梁及装甑执行机构的结构示意图。图5为图4的A向视图。图6为装甑执行机构的结构示意图。图7为布料区域划分示意图。图8为布料流程图。【具体实施方式】如图1~5所示的一种龙门式酒醅自动装甑机，包括龙门装甑机器人、装甑执行机构7、双目视觉识别系统及由工控机和PLC可编程逻辑控制器组成的控制系统。所述龙门本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种龙门式酒醅自动装甑机，其特征在于：包括龙门装甑机器人、装甑执行机构（7）、双目视觉识别系统及控制系统；所述龙门装甑机器人由两条水平的导轨（2）、两根立柱（4）、横梁（5）以及滑枕（6）组成，所述两条导轨（2）分别设置于甑桶（1）两侧，所述两根立柱（4）底端分别滑动连接于两条导轨（2）并与X轴驱动机构（8）传动，所述横梁（5）两端分别通过滑板（10）滑动连接于两根立柱（4）并与Z轴升降驱动机构（17）传动，所述滑枕（6）滑动连接于横梁（5）并与Y轴驱动机构传动，所述装甑执行机构（7）通过Z轴微调驱动机构安装在滑枕（6）上；所述双目视觉识别系统包括输出端分别连接控制系统输入端的跑汽识别红外热像仪和高度识别红外热像仪，其中跑汽识别红外热像仪安装在甑桶正上方，高度识别红外热像仪安装在立柱（4）或横梁（5）上，二者从不同角度采集甑桶中的料面信息；所述X轴驱动机构（8）、Z轴升降驱动机构（17）、Y轴驱动机构、Z轴微调驱动机构和装甑执行机构（7）的控制器输入端分别连接控制系统输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏，花勇，赵刚，王文乐，李小霞，张政，拾以超，
申请(专利权)人：江苏食品药品职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32