一种中药原材料智能投料系统技术方案

一种中药原材料智能投料系统，包括自动质检放行系统、移动机器人系统、监控及信息处理系统。形成中药投料过程的自动化投料智能化控制；从中药原料采集入库到中药原料处理后投料过程的系统化管理，形成中药原材料智能一体化管理，达到中药原材料前处理到投料到后期中药提取等一系列工作的有效数据衔接。中药投料过程的信息数据化、集成化。便于后期的中药原料数据采集、大数据处理与建模，所有中药原材料信息存储于信息处理系统，便于数据化管理与数据调用。

An intelligent feeding system for raw materials of traditional Chinese Medicine

【技术实现步骤摘要】
一种中药原材料智能投料系统
本专利技术涉及中药智能制造领域，特别涉及一种中药原材料智能投料系统。
技术介绍
目前的中药厂前处理车间原料从运输至药厂，净选、入库、出库、洗切原料处理、投料等过程原料数据采用纯人工数据采集与检测，投料过程以人工叉车工作为主。中药投料车间信息数据化与投料自动化程度低，中药前处理生产设备的独立控制、信息孤岛问题。本专利技术基于中药厂投料车间出现的以上述问题，设计出一种用于中药生产投料车间的智能投料系统，通过投料自动化、系统检测、信息化收集与处理实现来达到中药厂投料原材料投料智能化控制。中国专利文件(201910707846.1)提供了一种中药前处理物料转运及自动配料系统和工艺，一种中药前处理物料转运及自动配料系统和工艺，属于中药行业中的前处理
；管理模块该系统包括密集库进料系统、自动配料系统、物料出库投料系统、空料箱收集系统、信息追踪系统、自动控制系统；所述的密集库进料系统、自动配料系统、物料出库投料系统、空料箱收集系统按照先后顺序依次由输送线设备连接，且均与自动控制系统电性连接。该方法采用中药前处理物料转运及自动配料系统和工艺，但是该方案信息化程度不高，自动化程度不高，不利于整个过程的数据化与网络化。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种中药原材料智能投料系统。本专利技术的技术方案如下：一种中药原材料智能投料系统，包括自动质检放行系统、移动机器人系统、监控及信息处理系统，自动质检放行系统用于原材料质检；移动机器人系统用于原材料的运输，监控及信息处理系统用于全程信息的监控和记录。所述自动质检放行系统，包括近红外光谱检测探头、光谱分析仪、输送皮带、报警器、给料机、信息处理终端；所述给料机与输送皮带连接，输送皮带一侧设置有近红外光谱检测探头，红外光谱检测探头与光谱分析仪电连接，光谱分析仪与报警器电连接；光谱分析仪与信息处理终端电连接。所述近红外光谱分析工作在原材料入库之前，使用近红外探头采集原材料，通过光谱分析仪建立关系数据模型，鉴别中药原材料中药材年份、产地、日期、含水量、药理性有效成分、设备加工参数等数据，与信息处理系统终端进行数据比对，确定后方可进行原材料入库。所述近红外光谱分析工作在中药原材料装入投料机器人前期，使用光谱分析探头在原材料输送皮带采集数据，分析得出即将送入投料机器人投料桶中的原料成分，与所设定的投料成分对比确定是否为即将投料的中药原材料，确定投料准确性。成分对比一致，皮带输送机继续运行至给料机，给料机给料送至投料桶，等待投料机器人夹抱投料桶进行运输投料任务。成分对比不一致则报警器响，皮带输送停止运行，等待人员重新处理出库原材料。所述移动机器人系统，包括投料机器人、机器人车载控制系统、投料呼叫与调度控制系统；投料机器人用于原材料运输，机器人车载控制系统用于对投料机器人进行控制，投料呼叫与调度控制系统用于对投料系统进行信息处理。投料机器人包括移动载体，移动载体上侧设置有支架，支架上侧设置有夹紧机构，夹紧机构通过翻转机构连接夹子，夹子之间设置有投料桶，投料桶下侧设置有漏斗，翻转机构用于翻转投料桶，吸尘装置固定安装在移动载体上，吸风口对准投料桶，投料筒内设置有车载称重传感器，称重传感器型号为DEE-1t。器人车载控制系统包括控制器、RFID读卡器、RFID标签卡、WIFI收发器、电机驱动器、车载称重传感器、避障传感器、导引传感器以及启动开关、复位开关、限位开关电气开关，投料机器人上还设置有投料机器人控制柜，整个车载控制系统安装于投料机器人控制柜内。WIFI收发器接收投料呼叫与调度控制系统给予的控制指令，通过控制器处理进而通过电机驱动器驱动投料机器人运转调速，WIFI模块型号为NPortW2250A。RFID标签卡贴在投料机器人自动化运输线上，RFID读卡器用于读取RFID标签卡的信息并传输至控制器处理，进而通过电机驱动器驱动机器人系统的电机转向、调速等动作。在机器人行走直线路径时，每间隔4m-5m贴一个RFID标签卡；在机器人即将拐弯、横移、旋转等要变换电机行走动作的路径位置贴RFID标签卡；在机器人料罐前投料点和出库装料点贴RFID标签卡；在机器人等候呼叫点贴RFID标签卡，RFID读卡器读取标签卡内数据指令传输至控制器处理，进而通过电机驱动器驱动机器人系统的电机转向、调速等动作。避障传感器用于接收障碍物信号、并将障碍物信号传输给控制器，由控制器控制投料机器人启停；型号为避障传感器TIM310-0130000S02；导引传感器设置于投料机器人上用于接收铺设自动化线的磁条的磁信号，用于路线导引行走；导引传感器型号为磁导航YF-9016；启动开关、复位开关、限位开关电气开关电源线连接电源，信号线连接控制器与控制器进行信号传输，启动开关负责打开机器人开始运行、复位开关负责机器人停止运行、限位开关负责机器人夹抱机构的夹紧投料桶、松开投料桶动作的限位跨度。各类传感器与电气开关独立作用，电机驱动器和投料机器人电机相连接。控制器作为中央控制处理中心分别与电机驱动器、车载称重传感、避障传感器、导引传感器的数据线连接产生数据传输，与电气开关信号线连接产生信号作用，分别运算处理车载称重传感器、避障传感器、导引传感器的传感数据与电气开关信号最后传出控制信号给电机驱动器进而控制机器人电机动作。述投料呼叫与调度控制系统，包括投料呼叫模块、调度控制模块、罐位管理模块、看板管理模块、集成管理模块。所述投料呼叫模块，用于呼叫投料机器人回到取料点。所述调度控制模块，负责投料机器人在接收投料任务后，投料机器人自动化行走的路线调度与路径规划。所述罐位管理模块，用于管理投料区料罐的基本信息，包括：料罐编号、料罐坐标位置、料框状态、投料类别，料框状态包括空罐和满罐。所述看板管理模块为车间物料看板，车主要显示呼叫系统给出的投料任务执行情况、投料区罐位缺料信息，提醒配料区或者仓库根据生产计划要求准确、及时配料、投料。所述集成管理模块，集成投料呼叫模块进度信息、调度控制模块进度信息、罐位管理模块信息，为生成车间日生成计划的基础运行，形成数据来源。主要工作为给投料机器人下达投料运输指令和返回装料命令。通过日生产计划来进行投料呼叫，转化为对投料机器人的调度指令，通知小车至呼叫点(装料区)取料并运输至提取投料区，投料完成后，再返回呼叫点(装料点)执行下一个投料任务；呼叫点(装料点)根据电子看板显示的车间投料区需求，及时调度投料机器人进行配料、装料、运料、投料，满足生产投料的实际生产任务，并将任务数据、投料进程数据传输至中药自动投料设备监控及信息处理系统终端，产生信息交互。监控及信息处理系统，包括包括计划管理、投料进度显示、物料数据管理，，获取生产计划、工单等数据，实现日生产计划的自动排产，同时支持计划调整变更、预警提示。所述监控及信息处理系统，包括计划管理模块、投料进度显示模块、物料数据管理模块。计划管理模块，主要是将即将入库的中药原材料进行扫码本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中药原材料智能投料系统，其特征在于：包括自动质检放行系统、移动机器人系统、监控及信息处理系统，自动质检放行系统用于原材料质检；移动机器人系统用于原材料的运输，监控及信息处理系统用于全程信息的监控和记录；/n所述自动质检放行系统，包括近红外光谱检测探头、光谱分析仪、输送皮带、报警器、给料机、信息处理终端；所述给料机与输送皮带连接，输送皮带一侧设置有近红外光谱检测探头，红外光谱检测探头与光谱分析仪电连接，光谱分析仪与报警器电连接；光谱分析仪与信息处理终端电连接；/n所述移动机器人系统，包括投料机器人、机器人车载控制系统、投料呼叫与调度控制系统；投料机器人用于原材料运输，机器人车载控制系统用于对投料机器人进行控制，投料呼叫与调度控制系统用于对投料系统进行信息处理；/n所述监控及信息处理系统，包括计划管理模块、投料进度显示模块、物料数据管理模块；/n计划管理模块，用于中药原材料进行扫码入库，将扫码数据信息通过编码的方式存入数据库中；/n物料数据管理模块，用于采集记录投料过程中的质量数据包括近红外采集数据对比、中药投料料品的种类与重量、投料罐位数据等，进行质量分析、追溯；/n投料进度显示模块，用于通过电子大屏幕与系统连接，实现车间看板管理。/n...

【技术特征摘要】
1.一种中药原材料智能投料系统，其特征在于：包括自动质检放行系统、移动机器人系统、监控及信息处理系统，自动质检放行系统用于原材料质检；移动机器人系统用于原材料的运输，监控及信息处理系统用于全程信息的监控和记录；
所述自动质检放行系统，包括近红外光谱检测探头、光谱分析仪、输送皮带、报警器、给料机、信息处理终端；所述给料机与输送皮带连接，输送皮带一侧设置有近红外光谱检测探头，红外光谱检测探头与光谱分析仪电连接，光谱分析仪与报警器电连接；光谱分析仪与信息处理终端电连接；
所述移动机器人系统，包括投料机器人、机器人车载控制系统、投料呼叫与调度控制系统；投料机器人用于原材料运输，机器人车载控制系统用于对投料机器人进行控制，投料呼叫与调度控制系统用于对投料系统进行信息处理；
所述监控及信息处理系统，包括计划管理模块、投料进度显示模块、物料数据管理模块；
计划管理模块，用于中药原材料进行扫码入库，将扫码数据信息通过编码的方式存入数据库中；
物料数据管理模块，用于采集记录投料过程中的质量数据包括近红外采集数据对比、中药投料料品的种类与重量、投料罐位数据等，进行质量分析、追溯；
投料进度显示模块，用于通过电子大屏幕与系统连接，实现车间看板管理。


2.根据权利要求1所述的中药原材料智能投料系统，其特征在于：投料机器人包括移动载体，移动载体上侧设置有支架，支架上侧设置有夹紧机构，夹紧机构通过翻转机构连接夹子，夹子之间设置有投料桶，投料桶下侧设置有漏斗，翻转机构用于翻转投料桶，吸尘装置固定安装在移动载体上，吸风口对准投料桶，投料筒内设置有车载称重传感器。


3.根据权利要求2所述的中药原材料智能投料系统，其特征在于：机器人车载控制系统包括控制器、RFID读卡器、RFID标签卡、WIFI收发器、电机驱动器、车载称重传感器、避障传感器、导引传感器以及启动开关、复位开关、限位开关电气开关，投料机器人上还设置有投料机器人控制柜，整个车载控制系统安装于投料机器人控制柜内。


4.根据权利要求3所述的中药原材料智能投料系统，其特征在于：所述投料呼叫与调度控制系统，包括投料呼叫模块、调度控制模块、罐位管理模块、看板管理模块、集成管理模块。


5.根据权利要求1所述的中药原材料智能投料系统，其特征在于：所述近红外光谱检测探头探测信息包括药材年份、产地、日期、含水量、药理性有效成分。


6.根据权利要求4所述的中药原材料智能投料系统，其特征在于：WIFI收发器接收投料呼叫与调度控制系统给予的控制指令，通过控制器处理进而通过电机驱动器驱动投料机器人运转调速。


7.根据权利要求4所述的中药原材料智能投料系统，其特征在于：RFID标签卡贴在投料机器人自动化运输线上，RFID读卡器用于读取RFID标签卡的信息并传输至控制器处理，进而通过电机驱动器驱动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：周军，韦梦圆，皇攀凌，高新彪，孙云伟，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37