本发明专利技术公开了一种具有智能双螺旋搅拌头的有机肥翻抛机，包括传动箱、搅拌头和智能控制系统，所述搅拌头为智能双螺旋搅拌头，所述传动箱一端与电动机连接，另一端分别与双螺旋搅拌头连接；所述双螺旋搅拌头分别为检测搅拌头和执行搅拌头，所述检测搅拌头和执行搅拌头并排安装在传动箱的一端。所述智能控制系统包括检测探针、单片机控制单元、无线通信模块和上位机。本发明专利技术的智能控制系统包含BP神经网络智能算法。通过算法预判当前发酵阶段的发酵效率最高时的最优环境条件值，并通过比较当前的温度、水分、氧气含量条件与最优值之间的差值，判断出达到最优值所需的温度、水分、氧气含量值调节值，通过智能控制系统与执行机构实现最优值。
【技术实现步骤摘要】
一种具有智能双螺旋搅拌头的有机肥翻抛机
本专利技术涉及有机肥翻抛机，特别是一种具有智能双螺旋搅拌头的有机肥翻抛机。
技术介绍
我国农业、畜牧业、养殖业的发展提高了人们的生活质量，同时也产生了大量的禽畜粪便、生活垃圾等有机垃圾。将这些有机垃圾回收、发酵再还田，不仅节约了资源，还防止了环境污染。有机物发酵过程中的温度、湿度、含氧量等条件决定了有氧发酵的效率与质量，因此要做出适时的调节。欧美等西方国家畜牧业发展早，对有机肥料发酵搅拌设备的研究也早于我国，如美国、德国、加拿大、奥地利等国。其典型代表产品有美国和加拿大联合研制的圣甲虫翻抛机、德国BACKHUS搅拌机、芬兰ALLU和西门子IPS翻抛机等。随着我国经济的发展及农业部的大力支持，有机肥料发酵设备的理论研究与设备技术改造在我国逐步兴起，如豫星搅拌机、力扬搅拌机等。翻抛机是一种基于动态堆肥而研发生产的机械设备，早期的堆肥工艺是静态堆肥，常常由于供氧不足而转化成厌氧发酵，会产生大量硫化氢等臭气，且有爆炸风险。有机肥翻抛机工作原理：在纵行走机构的运送下，高速运转的圆耙将发酵料堆抛起、散落并产生一定的位移，使料堆在池内有规律、等距离的渐进式后移，每天从发酵池尾端将发酵完的料堆运走，将发酵池前端腾出的空间(一天的处理量)补充新的发酵料堆，从而形成了一种连续的发酵过程。比如原料是鸡粪+秸秆粉，首先将鸡粪与适量秸秆粉参合，掺入多少视鸡粪含水量而定，一般发酵要求45％的含水量，也就是手捏成团，手指缝见水，但不滴水，松手即散。然后添加菌种，每2天用翻抛机翻抛一次。堆制1天升温、2天无臭、5天松散、7天变香、10天成肥。具体讲就是堆制第2天温度可达60-80℃，杀死大肠杆菌、虫卵等病虫害；第4天消除了鸡粪的臭味；第7天堆肥变得松散干爽，长满白色菌丝；第9天发出一种酒曲香味；第10天菌肥便发酵成熟，稍加晾干便可用半湿料堆粉碎机粉碎，然后经过筛分机筛选，粉状有机肥就做好了，就可以装包储存了。一堆废弃的蔬菜秸秆，经过粉碎、混料、发酵等工艺，适时掺入畜禽废弃物，最终变成了一袋袋生物有机肥。经过4年探索，山东省农业机械科学研究院首创农牧废弃物资源化处理利用技术，让农业污染变身绿色资源，填补了国内农业固体有机废弃物无害化处理、肥料化循环利用的空白。他们还建成利用农牧废弃物制造生物有机肥的基地，每年可处理20万亩大棚产生的废弃蔬菜秸秆，生产生物有机肥10多万吨。目前该设备根据堆肥方式与供氧方式的不同，分为条跺式翻抛机、移动式翻抛机、自走式翻抛机、链式翻抛机、槽式翻抛机。条跺式翻抛机，顾名思义，就是应用于条跺式堆肥的翻抛设备，多用于农业禽畜粪便堆肥和小规模的市政污泥处理项目。目前在国内应用最广泛的就是巴库斯的翻抛机，拥有整个系列的产品，有可以堆垛宽度2.8米、3米、3.6米、4.3米、5米、5.5米和6米，采取柴油驱动，动力强劲，处理量每小时250方到1700方，可以选择不同型号。移动式翻抛机采用四轮行走设计，由机架下挂装的旋转刀轴对堆体原料实施翻拌、蓬松、移堆，可自由前进、倒退或者转弯，只需一人操控驾驶，适用在开阔场地或者车间大棚中实施作业。机器整体结构合理、受力平衡、结实、性能安全可靠、操控和维修保养简单方便。该机最大的特色是整合了料堆发酵后期的破碎功能，提高了粉碎的效率，降低了成本，尤其适合将微生物发酵料堆生产成上好的生物有机肥。自走式翻抛机由传动装置、提升装置、行走装置、翻抛装置、转移车等主要部件组成，具有翻抛速度快，搅拌均匀等效果，可使料堆与空气充分接触，达到最佳发酵效果，适用于地槽式发酵。该机设计结构科学、自动化程度高、效率高、能耗低、使用方便，且造价低廉。自走式翻抛机最大特点是节省了大量的人力物力工程，使制肥规模的伸缩性更加随意，尤其适合将农业废弃物、储蓄粪便和有机生活垃圾转化为优质生物有机肥。链式翻抛机机械配置高压强制供氧系统，能利用池底的氧气给料堆均匀供氧，便于发酵。发酵池侧面配置固定式铜质滑触电缆，保证具有安全、可靠、耐用。该设备最大的优势是翻抛彻底、移动距离长、发酵周期短和生产能力强。据悉，其翻抛距离可达10米左右，发酵周期1周左右，年生产能力可达1-2万吨。该机广泛应用于各种畜禽类粪便、秸秆、蘑菇种植培养料、生活垃圾等的处理过程中。槽式翻抛机，是应用槽式堆肥的翻抛设备，根据槽宽，进口的巴库斯翻抛机可分为3米、4.5米、5米的设备，一般槽高为2米左右，一小时处理量在1500方以上，以柴油为动力；国产的设备多以电力为驱动，处理量在800方以下，翻抛力不如柴油驱动。虽然现有的这些搅拌设备在一定程度上减轻了人们的劳动强度，提高了搅拌的自动化水平，但只是起到将肥堆翻新的作用，肥堆的温度、湿度、含氧量调节仍需要外部的专用设备，这就造成了基础建设和设备成本的增加，也提高了管理、运营成本。且此类设备运行的自动化程度低，什么时候以怎样的方式对发酵肥堆进行搅拌，也需要依靠人的经验；有些设备需要人工驾驶，这样会使人身健康受到发酵中产生的有害物质的侵害。综上所述，现有的翻抛机智能化程度较低，需要人工对肥料中温度、湿度以及含氧量进行检测，且测量精度较低，然后以人工方式向肥料中加水加气或搅拌等，效率低且费时费力。因此一种在有机肥料发酵的过程中，既能检测发酵环境参数，又能在搅拌过程中沿料堆自动移动，并适时适量补充生物发酵所需的水分、氧气，且实现结块料堆粉碎的自动化设备就成了有机肥料农业生产的必要装备。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要设计一种能实现以下目的的有机肥发酵用智能双螺旋搅拌头：1、提高设备自动化程度。2、减小人员的劳动强度。3、增加对温度、湿度、含氧量检测装置，依据生物学发酵原理，对整个翻抛过程中温度、湿度、含氧量进行控制并搅拌。4、提高翻抛效率。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种具有智能双螺旋搅拌头的有机肥翻抛机，至少包括电动机、传动箱、搅拌头和智能控制系统，所述的搅拌头为智能双螺旋搅拌头，所述的传动箱一端与电动机连接，另一端分别与双螺旋搅拌头连接；所述的双螺旋搅拌头分别为检测搅拌头和执行搅拌头，所述的检测搅拌头和执行搅拌头并排安装在传动箱的一端；所述的电动机的启停由上位机进行控制，电动机通过螺栓固定在传动箱的箱体上，为双螺旋搅拌头的转动提供动力。所述的传动箱内部包含传动齿轮系和旋转供液装置，齿轮系的一端与电动机伸出轴上的轴端齿轮啮合，另一端与双螺旋搅拌头的传动轴连接，将电动机的动力传递到双螺旋搅拌头。所述的旋转供液装置分别通过连接管连接外部的液压系统和气压系统，将外部的水和气输送给执行搅拌头。所述的检测搅拌头采集料堆中的料堆信息，并将料堆信息处理后通过无线方式发送给远程的上位机，同时接受上位机发来的控制指令，所述的料堆信息包括含氧量、湿度和温度。所述的检测搅拌头与外部电源模块连接，所述的外部电源模块通过无线充电的方式给检测搅拌头内部的电池组充电并给单片机控制单元、检测探针和电磁铁供电。所述的传动箱包括小齿轮、双联齿轮、执行传动轴、轴套、壳体、无线充电模块、大齿轮、球面轴承和检测传动轴；所述的小齿轮通过键与电动机伸出轴连接，随电动机转动。所述的双联齿轮通过键与执行传动轴连接并同步转动；双联齿轮的上侧齿轮与小齿轮啮合。所述的大齿轮通过键与检测传动轴本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有智能双螺旋搅拌头的有机肥翻抛机，至少包括电动机(1)、传动箱(2)和搅拌头，其特征在于：还包括智能控制系统，所述的搅拌头为智能双螺旋搅拌头，所述的传动箱(2)一端与电动机(1)连接，另一端分别与双螺旋搅拌头连接；所述的双螺旋搅拌头分别为检测搅拌头(3)和执行搅拌头(4)，所述的检测搅拌头(3)和执行搅拌头(4)并排安装在传动箱(2)的一端；所述的电动机(1)的启停由上位机进行控制，电动机(1)通过螺栓固定在传动箱(2)的箱体上，为双螺旋搅拌头的转动提供动力；所述的传动箱(2)内部包含传动齿轮系和旋转供液装置，传动齿轮系的一端与电动机(1)伸出轴上的轴端齿轮啮合，另一端与双螺旋搅拌头的传动轴连接，将电动机(1)的动力传递到双螺旋搅拌头；所述的旋转供液装置分别通过连接管(10)连接外部的液压系统和气压系统，将外部的水和气输送给执行搅拌头(4)；所述的检测搅拌头(3)采集料堆中的料堆信息，并将料堆信息处理后通过无线方式发送给远程的上位机，同时接受上位机发来的控制指令，所述的料堆信息包括含氧量、湿度和温度；所述的检测搅拌头(3)与外部电源模块连接，所述的外部电源模块通过无线充电的方式给检测搅拌头(3)内部的电池组充电并给单片机控制单元(31)、检测探针(41)和电磁铁(34)供电；所述的传动箱(2)包括小齿轮(5)、双联齿轮(6)、执行传动轴(7)、轴套(8)、壳体(9)、无线充电模块、大齿轮(14)、球面轴承(15)和检测传动轴(16)；所述的小齿轮(5)通过键与电动机(1)伸出轴连接，随电动机(1)转动；所述的双联齿轮(6)通过键与执行传动轴(7)连接并同步转动；双联齿轮(6)的上侧齿轮与小齿轮(5)啮合；所述的大齿轮(14)通过键与检测传动轴(16)连接并同步转动，同时与双联齿轮(6)的下侧齿轮啮合；这样在电动机(1)的驱动下，执行传动轴(7)与检测传动轴(16)发生相向转动；所述的连接管(10)分别为水管和气管；所述的水管和气管的一端伸出传动箱(2)箱体、分别与外部的液压系统和气压系统连接，水管和气管的另一端通过螺纹与旋转供液装置的壳体(9)连接；壳体(9)内圆设置圆周槽与连接管(10)联通，同时壳体(9)与执行传动轴(7)通过销连接，并通过O型密封圈(26)进行密封；执行传动轴(7)上的径向孔与壳体(9)上的圆周槽连通，同时位于执行传动轴(7)轴心的轴向孔(17)与径向孔连通，这样实现在执行传动轴(7)转动时，外部液压系统和气压系统的水、气持续通过径向孔进入到执行搅拌头(4)中的轴向孔(17)，继而从位于执行搅拌头(4)尖端的轴向走液孔排出；所述的轴套(8)安装在执行传动轴(7)上的球面轴承(15)与壳体(9)之间，用于限制壳体(9)在执行传动轴(7)轴向上的移动；所述的无线充电模块包括供电片支架(11)、供电片(12)和受电片(13)，所述的供电片(12)通过胶接的方式固定到供电片支架(11)上，供电片支架(11)通过螺栓固定到传动箱(2)箱体上，其接线端穿过传动箱(2)箱体上的孔与外部电源模块连接；所述的受电片(13)通过胶接的方式固定到检测传动轴(16)的端面上，由于无线充电过程要求供电片(12)与受电片(13)相对静止，故受电片(13)的接线端穿过检测传动轴(16)轴向上的走线孔(30)与检测搅拌头(3)内的电池组和单片机控制单元(31)连接；这样实现在检测搅拌头(3)停止转动时外部电源持续通过无线充电将电能提供给检测搅拌头(3)的电池组充电，在检测搅拌头(3)转动时则由电池组持续供电；所述的球面轴承(15)有两个，分别作为执行传动轴(7)和检测传动轴(16)的支撑轴承；所述的执行搅拌头(4)包括联轴器(18)、软管(19)、执行头壳体(20)、塔形接头A(21)、内筒(22)、塔形接头B(23)、复位弹簧(24)、活塞(25)、O型密封圈(26)、螺旋刀(27)、螺栓安装孔(28)和排液螺栓(29)；所述的塔形接头A(21)通过螺纹连接到执行传动轴(7)的轴向走液孔的末端；所述的软管(19)的一端通过卡扣与塔形接头A(21)连接，另一端通过卡扣与安装在执行头壳体(20)内活塞(25)上的塔形接头B(23)连接；所述的联轴器(18)通过螺栓固定在执行传动轴(7)的端面上，并通过螺栓固连执行头壳体(20)；这样在电动机(1)的带动下，执行头壳体(20)上的螺旋刀(27)便会转动，将料堆的底层料堆翻新到上层；所述的复位弹簧(24)安装在活塞(25)和联轴器(18)之间，活塞(25)上通过螺钉(39)固定一个滑块，整个搅拌头为内外结构，滑块随活塞(25)在执行头壳体(20)内沿其轴向移动，同时滑块在执行头壳体(20)内壁上的滑槽中上下运动，用于防止活塞(25)沿轴线的转动，活塞(25)与执行头壳体(20)通过滑...
【技术特征摘要】
1.一种具有智能双螺旋搅拌头的有机肥翻抛机，至少包括电动机(1)、传动箱(2)和搅拌头，其特征在于：还包括智能控制系统，所述的搅拌头为智能双螺旋搅拌头，所述的传动箱(2)一端与电动机(1)连接，另一端分别与双螺旋搅拌头连接；所述的双螺旋搅拌头分别为检测搅拌头(3)和执行搅拌头(4)，所述的检测搅拌头(3)和执行搅拌头(4)并排安装在传动箱(2)的一端；所述的电动机(1)的启停由上位机进行控制，电动机(1)通过螺栓固定在传动箱(2)的箱体上，为双螺旋搅拌头的转动提供动力；所述的传动箱(2)内部包含传动齿轮系和旋转供液装置，传动齿轮系的一端与电动机(1)伸出轴上的轴端齿轮啮合，另一端与双螺旋搅拌头的传动轴连接，将电动机(1)的动力传递到双螺旋搅拌头；所述的旋转供液装置分别通过连接管(10)连接外部的液压系统和气压系统，将外部的水和气输送给执行搅拌头(4)；所述的检测搅拌头(3)采集料堆中的料堆信息，并将料堆信息处理后通过无线方式发送给远程的上位机，同时接受上位机发来的控制指令，所述的料堆信息包括含氧量、湿度和温度；所述的检测搅拌头(3)与外部电源模块连接，所述的外部电源模块通过无线充电的方式给检测搅拌头(3)内部的电池组充电并给单片机控制单元(31)、检测探针(41)和电磁铁(34)供电；所述的传动箱(2)包括小齿轮(5)、双联齿轮(6)、执行传动轴(7)、轴套(8)、壳体(9)、无线充电模块、大齿轮(14)、球面轴承(15)和检测传动轴(16)；所述的小齿轮(5)通过键与电动机(1)伸出轴连接，随电动机(1)转动；所述的双联齿轮(6)通过键与执行传动轴(7)连接并同步转动；双联齿轮(6)的上侧齿轮与小齿轮(5)啮合；所述的大齿轮(14)通过键与检测传动轴(16)连接并同步转动，同时与双联齿轮(6)的下侧齿轮啮合；这样在电动机(1)的驱动下，执行传动轴(7)与检测传动轴(16)发生相向转动；所述的连接管(10)分别为水管和气管；所述的水管和气管的一端伸出传动箱(2)箱体、分别与外部的液压系统和气压系统连接，水管和气管的另一端通过螺纹与旋转供液装置的壳体(9)连接；壳体(9)内圆设置圆周槽与连接管(10)联通，同时壳体(9)与执行传动轴(7)通过销连接，并通过O型密封圈(26)进行密封；执行传动轴(7)上的径向孔与壳体(9)上的圆周槽连通，同时位于执行传动轴(7)轴心的轴向孔(17)与径向孔连通，这样实现在执行传动轴(7)转动时，外部液压系统和气压系统的水、气持续通过径向孔进入到执行搅拌头(4)中的轴向孔(17)，继而从位于执行搅拌头(4)尖端的轴向走液孔排出；所述的轴套(8)安装在执行传动轴(7)上的球面轴承(15)与壳体(9)之间，用于限制壳体(9)在执行传动轴(7)轴向上的移动；所述的无线充电模块包括供电片支架(11)、供电片(12)和受电片(13)，所述的供电片(12)通过胶接的方式固定到供电片支架(11)上，供电片支架(11)通过螺栓固定到传动箱(2)箱体上，其接线端穿过传动箱(2)箱体上的孔与外部电源模块连接；所述的受电片(13)通过胶接的方式固定到检测传动轴(16)的端面上，由于无线充电过程要求供电片(12)与受电片(13)相对静止，故受电片(13)的接线端穿过检测传动轴(16)轴向上的走线孔(30)与检测搅拌头(3)内的电池组和单片机控制单元(31)连接；这样实现在检测搅拌头(3)停止转动时外部电源持续通过无线充电将电能提供给检测搅拌头(3)的电池组充电，在检测搅拌头(3)转动时则由电池组持续供电；所述的球面轴承(15)有两个，分别作为执行传动轴(7)和检测传动轴(16)的支撑轴承；所述的执行搅拌头(4)包括联轴器(18)、软管(19)、执行头壳体(20)、塔形接头A(21)、内筒(22)、塔形接头B(23)、复位弹簧(24)、活塞(25)、O型密封圈(26)、螺旋刀(27)、螺栓安装孔(28)和排液螺栓(29)；所述的塔形接头A(21)通过螺纹连接到执行传动轴(7)的轴向走液孔的末端；所述的软管(19)的一端通过卡扣与塔形接头A(21)...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭丰，谭晓东，秦来超，周世超，徐力岩，申浩，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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