一种智能上甑机的制作方法

本实用新型涉及白酒酿造设备技术领域，具体涉及一种集定量和自动探气上甑、自动清洗功能于一体的智能上甑设备。

背景技术：

固态蒸馏是将粮谷类作物通过发酵后所得到的酒醅装入甑桶内，通过甑桶蒸馏来提取乙醇和各类风味物质的过程。蒸馏是酿造好酒的关键工艺环节，而蒸馏的好坏关键又在于上甑工艺的优劣。上甑就是将酒醅装入甑桶的过程，传统上甑工序是由操作人员用撮箕将酒醅一层一层的铺在甑桶内，且必须满足“探气上甑，均撒匀铺”的工艺要求，以实现产酒效率和产酒质量。

所谓“探气上甑”是强调要等酒气前峰到达料面顶部位置时，才可加入冷料的一种工艺操作原则。在缓火蒸馏的前提下，遵循了这一原则一般可以获得较好的产酒量，实践经验也一再证明违反这一原必然会大大影响到产酒效率和产酒质量。“探气上甑”要求看好火候再加料，“均撒匀铺”要求加料要薄而均匀，“探气上甑，均撒匀铺”能共同创造出一个极好的蒸馏条件，即让蒸发与凝结的过程都处在近乎无机械压力、少阻力的自由状态中进行，以便薄层收酒，层层收尽，具有产酒浓度高、收尾净、断花干脆，尾酒少的特点。

目前，最常见的自动上甑机器人主要分为以下两大类：

第一类：首先通过立柱升降机构调节立柱的高度，以使机器人适应相应的作业高度，然后通过小臂摆动机构驱动落料斗摆动，以实现均匀、高效布料；

第二类：采用六轴机器人，利用末端料斗抖动下料；

以上两类上甑机器人均是采用红外的方式测量酒甑内酒糟表面的温度，以实现探气上甑。

上述两类上甑机器人存在如下缺陷：(1)不能有效实现探气上甑的功能，酒糟的传热性能很差，上甑过程中，酒糟表面的温度几乎测不出变化，当测出温度变化时，酒气已经贴近酒糟表面了，所以不能很好的满足探气上甑的功能；(2)上述第一类上甑机器人的结构庞大，通常利用螺旋输送机输送物料，对物料有挤压损伤的情况，且难以清洗；第二类上甑机器人的造价高昂，对维护人员的要求高，且受限于供料方式，不能连续布料，不能适应高粘度物料。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能上甑机，以尽量克服现有上甑机器人的上述缺陷。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能上甑机，包括：

输送机构；

上甑悬臂，布置于所述输送机构出料端的下侧，用于将输送机构运送过来的物料均匀地铺撒在甑桶内；

温度检测组件，安装于所述上甑悬臂的下部，用于插入甑桶内的物料中对温度进行测量。

上述技术方案的有益效果是：温度检测组件能够插入物料表面下一定深度(通常为10cm-20cm深)探测温度，实现探气上甑，调整好工作参数，上甑悬臂便能将物料薄而均匀地铺撒在甑桶内，实现均撒匀铺，从而达到“探气上甑，均撒匀铺”的工艺要求，以保证产酒效率及产酒质量。

进一步的，所述的上甑悬臂包括：

接料斗，固定于输送机构的出料端，用于承接输送机构出料端落下的物料；

升降机构，包括中空的固定筒、中空的升降筒和第一驱动组件；所述的固定筒固定连接于所述接料斗的底部，用于承接由接料斗落下的物料；所述的升降筒可移动式套于所述固定筒之外且升降筒与固定筒共轴线；所述的第一驱动组件用于驱动升降筒沿轴向方向移动；

回转机构，固定于所述升降筒的底部；

斜向物料通道，固定于所述回转机构的底部，用于承接由升降机构落下的物料，且斜向物料通道可在回转机构的带动下绕固定筒的轴线转动；斜向物料通道的出料口相对于固定筒的轴线偏移；

布料机构，包括带式输送装置和第二驱动组件；所述的带式输送装置布置于所述斜向物料通道的出料口的下方；所述的第二驱动组件可驱动所述的带式输送装置在出料口下方沿水平方向前后移动；

且，所述的温度检测组件与所述固定筒的轴线共线并布置于所述斜向物料通道的正下方。

进一步的，所述的第一驱动组件通过丝杆结构来驱使升降筒沿轴向方向移动。

进一步的，所述的第一驱动组件包括第一电机、第一同步带、第一驱动带轮、第一从动带轮、张紧带轮、第一丝杆以及螺母；

所述的螺母为两个，两个螺母分别固定于所述升降筒顶部的两侧，且螺母的轴线与升降筒的轴线平行；

所述的第一丝杆为两个，两个第一丝杆各穿入其中一个所述的螺母且与螺母螺纹配合；

所述的第一从动带轮为两个，两个第一从动带轮分别固定于两个第一丝杆的顶部；

所述的第一驱动带轮和所述的张紧带轮对向布置且均位于两个第一从动带轮之间；

所述的第一同步带环绕于所述第一从动带轮、第一驱动带轮以及张紧带轮的外侧；

所述第一电机的输出轴与所述的第一驱动带轮固定连接，用以驱使第一驱动带轮转动。

进一步的，所述的带式输送装置包括分别位于两端的主动辊筒和从动辊筒以及第二电机和传送带；所述的第二电机设置于所述主动辊筒的内部，用以驱使主动辊筒旋转；所述的传送带环绕于主动辊筒和从动辊筒之间。

进一步的，所述的第二驱动组件包括固定座、第三电机、第二驱动带轮、第二从动带轮、第二同步带以及第二丝杆；

所述的固定座位于所述斜向物料通道的底部且与斜向物料通道固定连接；

所述第二丝杆的一端与所述的主动辊筒相对固定，另一端与所述的从动辊筒相对固定；

所述第二从动带轮的内部设置有内螺纹，第二从动带轮外套于所述第二丝杆上且其内螺纹与第二丝杆的外螺纹相匹配；

所述的第三电机固定于所述固定座的侧旁；

所述的第二驱动带轮固定于所述第三电机的输出轴上；

所述的第二同步带环绕于第二驱动带轮和第二从动带轮之间。

进一步的，所述的第二驱动组件还包括两根导向轴，两根导向轴分别位于所述第二丝杆的两侧，且导向轴的两端分别与主动辊筒和从动辊筒相对固定；

所述固定座与导向轴的衔接处设置有滑套，滑套安装于固定座上，以使导向轴可以自由滑动。

进一步的，所述的上甑悬臂还包括中空的穿线管，所述温度检测组件包括安装管、伸缩气缸以及温度探针；

所述的穿线管固定于所述升降筒的内部，穿线管的顶部穿过升降筒下部的外壁，底部与所述固定筒的轴线共线；

所述的安装管固定于所述穿线管的底部，安装管由斜向物料通道的底部伸出且与斜向物料通道间隙配合；所述的伸缩气缸安装于所述安装管的底部；所述的温度探针安装于所述伸缩气缸的活塞杆内。

进一步的，所述的智能上甑机还包括储料斗、底座和回转支承；

所述的输送机构包括相互衔接的直段和斜段，斜段用以将直段运送过来的物料倾斜向上输送，所述的上甑悬臂安装于该斜段的尾部；所述的储料斗位于直段的上部，所述的底座位于直段的底部，所述的回转支承安装于底座与直段之间，用以驱使输送机构转动。

进一步的，所述底座的底部设置有称重传感器。

附图说明

图1是本实用新型的智能上甑机优选实施方式的整体结构侧视图；

图2是本实用新型中上甑悬臂优选实施方式的侧视结构图；

图3是图2的左视图；

图4是图2的a-a向视图；

图5是图3中布料机构的放大图；

图6是图5的俯视图；

图7是图5的b-b向视图；

图8是图5的c-c向视图；

图9是图1的智能上甑机对两个工位进行作业时的俯视图；

图10是布料机构相对于甑桶由外向内逐步移动的示意图；

图11是布料机构分别处于四种初始位置时的示意图；

图中标记为：10-输送机构，20-上甑悬臂，30-温度检测组件，40-储料斗，50-底座，60-回转支承，70-清洗喷头，90-甑桶；

101-直段，102-斜段，201-接料斗，202-升降机构，203-回转机构，204-斜向物料通道，205-布料机构，206-穿线管，207-导电滑环，301-安装管，302-伸缩气缸，303-温度探针；

2021-固定筒，2022-升降筒，2023-第一驱动组件，2024-外壳，2025-衔接板，2026-第一轴承，2041-出料口，2051-带式输送装置，2052-第二驱动组件，2053-挡板；

20231-第一电机，20232-第一同步带，20233-第一驱动带轮，20234-第一从动带轮，20235-张紧带轮，20236-第一丝杆，20237-螺母，20511-主动辊筒，20512-从动辊筒，20513-传送带，20514-辊筒架，20521-固定座，20522-第三电机，20523-第二驱动带轮，20524-第二从动带轮，20525-第二同步带，20526-第二丝杆，20527-导向轴，20528-滑套，20529a-第二轴承，20529b-连接套；

20521a-左侧壁，20521b-右侧壁，20521c-前侧板，20521d-后侧板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细介绍，但本实用新型的实施方式不限于此。

参见图1所示，本实用新型提供了一种智能上甑机，其包括：输送机构10、上甑悬臂20和温度检测组件30。

所述的上甑悬臂20布置于所述输送机构10出料端的下侧，用于将输送机构10运送过来的物料均匀地铺撒在甑桶内。

所述的温度检测组件30安装于所述上甑悬臂20的下部，用于插入甑桶内的物料中对温度进行测量。

在本实用新型的一种实施方式中，所述的上甑悬臂20包括：接料斗201、升降机构202、回转机构203、斜向物料通道204和布料机构205。

所述的接料斗201固定于输送机构10的出料端的机架上，用于承接输送机构10出料端落下的物料。

所述的升降机构202包括中空的固定筒2021、中空的升降筒2022和第一驱动组件2023；所述的固定筒2021固定连接于所述接料斗201的底部，用于承接由接料斗201落下的物料；所述的升降筒2022可移动式套于所述固定筒2021之外且升降筒2022与固定筒2021共轴线；所述的第一驱动组件2023用于驱动升降筒2022沿轴向方向移动。

所述的回转机构203固定于所述升降筒2022的底部。该回转机构20与现有技术中的回转机构的结构基本一致，是一种使其他机械绕其回转中心线实现回转运动的机构，其包括驱动装置、传动装置和回转支承，驱动装置的动力经传动装置的输出小齿轮传至固定在车架上的大齿圈，实现转台绕其回转中心线转动。

所述的斜向物料通道204固定于所述回转机构203的底部，用于承接由升降机构202落下的物料，且斜向物料通道204可在回转机构203的带动下绕固定筒2021的轴线(即图2、图3中的轴线a1)转动；斜向物料通道204的出料口2041相对于固定筒2021的轴线(即图中的a1)偏移，具体偏移的距离依实际情况而定且与其他结构的尺寸相关。

所述的布料机构205包括带式输送装置2051和第二驱动组件2052；所述的带式输送装置2051布置于所述斜向物料通道204的出料口2041的下方；所述的第二驱动组件2052可驱动所述的带式输送装置2051在出料口2041下方沿水平方向前后移动。

另外，所述的温度检测组件30与所述固定筒2021的轴线(即图中的a1)共线并布置于所述斜向物料通道204的正下方。

在一种实施方式中，所述的第一驱动组件2023通过丝杆结构来驱使升降筒2022沿轴向方向移动。具体的，如图2-图4所示，第一驱动组件2023包括第一电机20231、第一同步带20232、第一驱动带轮20233、第一从动带轮20234、张紧带轮20235、第一丝杆20236以及螺母20237。所述的螺母20237为两个，两个螺母20237分别固定于所述升降筒2022顶部的两侧，且螺母20237的轴线与升降筒2022的轴线平行。所述的第一丝杆20236为两个，两个第一丝杆20236各穿入其中一个所述的螺母20237且与螺母20237螺纹配合。所述的第一从动带轮20234为两个，两个第一从动带轮20234分别固定于两个第一丝杆20236的顶部；所述的第一驱动带轮20233和所述的张紧带轮20235对向布置且均位于两个第一从动带轮20234之间，并且第一驱动带轮20233、张紧带轮20235、第一从动带轮20234处于同一平面。所述的第一同步带20232环绕于第一从动带轮20234、第一驱动带轮20233以及张紧带轮20235的外侧。所述第一电机20231的输出轴与所述的第一驱动带轮20233固定连接，用以驱使第一驱动带轮20233转动。

另外，所述的升降机构202还包括外壳2024，外壳2024将固定筒2021、升降筒2022以及第一电机20231、第一丝杆20236等部件遮挡于其中，外壳2024的顶端通过衔接板2025与固定筒2021的外壁固定连接，衔接板2025位于四个带轮(即第一从动带轮20234、第一驱动带轮20233以及张紧带轮20235)的下方、螺母20237的上方，在第一丝杆20236穿过衔接板2025的位置，第一丝杆20236的外表面为光面且第一丝杆20236通过第一轴承2026与衔接板2025连接，以使第一丝杆20236的自由转动不受影响。另外，张紧带轮20235也通过轴、轴承等部件可转动安装于衔接板2025的上方；第一电机20231固定于衔接板2025的下方，第一电机20231的输出轴由下而上穿过衔接板2025。

由上述结构可知，当第一电机20231工作时，会带动第一驱动带轮20233旋转，第一驱动带轮20233又通过第一同步带20232带动两个第一从动带轮20234旋转，第一从动带轮20234的旋转会带动固定于下方的第一丝杆20236旋转，第一丝杆20236的旋转会借助螺母20237来带动升降筒2022轴向上移或下移，从而实现升降筒2022的升降功能。

在一种实施方式中，如图3及图5-图8所示，所述的带式输送装置2051包括分别位于两端的主动辊筒20511和从动辊筒20512以及第二电机(图中未示出)和传送带20513。所述的第二电机设置于所述主动辊筒20511的内部，用以驱使主动辊筒20511旋转；所述的传送带20513环绕于主动辊筒20511和从动辊筒20512之间。

在一种实施方式中，如图3及图5-图8所示，所述的第二驱动组件2052包括固定座20521、第三电机20522、第二驱动带轮20523、第二从动带轮20524、第二同步带20525以及第二丝杆20526。所述的固定座20521位于所述斜向物料通道204的底部且与斜向物料通道204固定连接；所述第二丝杆20526的一端与所述的主动辊筒20511相对固定，另一端与所述的从动辊筒20512相对固定；所述第二从动带轮20524的内部设置有内螺纹，第二从动带轮20524外套于所述第二丝杆20526上且其内螺纹与第二丝杆20526的外螺纹相匹配；所述的第三电机20522固定于所述固定座20521的侧旁；所述的第二驱动带轮20523固定于所述第三电机20522的输出轴上；所述的第二同步带20525环绕于第二驱动带轮20523和第二从动带轮20524之间。更具体的，固定座20521大致为框形结构，包括左右侧壁20521a、20521b以及前后侧板20521c、20521d，左右侧壁20521a、20521b的顶端与斜向物料通道204的出料口2041的底部固定连接，左右侧壁20521a、20521b的底端向下延伸至遮住传送带20513，在前后侧板20521c、20521d上设置有供第二丝杆20526穿过的孔洞，且前侧板20521c的孔洞处还安装有第二轴承20529，第二轴承20529的外圈与前侧板20521c固定，内圈与连接套20529b的一端固定，连接套20529b的另一端与第二从动带轮20524固定，并且连接套20529b套于第二丝杆20526上且与第二丝杆20526间隙配合，从而连接套20529b可以将第二从动带轮20524与固定座20521连为一体，使第二从动带轮20524得以固定。

由上述结构可知，当第三电机20522工作时，会带动第二驱动带轮20523转动，第二驱动带轮20523的转动又会通过第二同步带20525带动第二从动带轮20524转动，由于第二从动带轮20524与第二丝杆20526是螺纹配合的且第二从动带轮20524又借助固定座20521与斜向物料通道204固定，因此第二从动带轮20524的转动会驱使第二丝杆20526轴向移动，从而可以带动带式输送装置2051水平前移或后移。

另外，为了保证带式输送装置2051能够平稳地移动，如图7所示，所述的第二驱动组件2052还包括两根导向轴20527，两根导向轴20527分别位于所述第二丝杆20526的两侧，且导向轴20527的两端分别与主动辊筒20511和从动辊筒20512相对固定；所述导向轴20527穿过固定座20521，且固定座20521与导向轴20527的衔接处还设置有滑套20528，滑套20528安装于固定座20521上，以使导向轴20527可以自由滑动。更具体的，所述的主动辊筒20511和从动辊筒20512均安装于辊筒架20514上，第二丝杆20526和导向轴20527均是与滚筒架20514固定连接的，以实现与主动辊筒20511和从动辊筒20512的相对固定。

如5和图8所示，为了避免物料从传送带20513的两侧落下，所述的布料机构205还包括两块挡板2053，两块挡板2053分别布置于传送带20513上方的两侧。

在一种实施方式中，如图2所示，所述的上甑悬臂20还包括中空的穿线管206，所述温度检测组件30包括中空的安装管301、伸缩气缸302以及温度探针303；所述的穿线管206固定于所述升降筒2022的内部，穿线管206的顶部穿过升降筒2022下部的外壁，底部与所述固定筒2021的轴线(即图中的a1)共线；所述的安装管301固定于所述穿线管206的底部，安装管301由斜向物料通道204的底部伸出且与斜向物料通道204间隙配合；所述的伸缩气缸302安装于所述安装管301的底部；所述的温度探针303安装于所述伸缩气缸302的活塞杆内，其中，伸缩气缸302为双向伸出气缸，其活塞杆为中空结构。另外，在安装管301的底部还设置有导电滑环207，以保证在转动过程中电信号的传递。

在上述技术方案中，穿线管206用于布置电源、信号线路，如布料机构205、温度检测组件30等的线路可以从穿线管206内通过并借助导电滑环207连接。采用导电滑环207可以避免斜向物料通道204旋转时导线缠绕的问题。

由上述结构可知，当回转机构203工作时，会驱动斜向物料通道204以及下方的布料机构205绕固定筒2021的轴线(即图中的a1)旋转，同时由于安装管301与斜向物料通道204是间隙配合的，因此穿线管206、安装管301、伸缩气缸302以及温度探针303是不会随回转机构203旋转的。

在一种实施方式中，如图1所示，所述的智能上甑机还包括储料斗40、底座50和回转支承60；所述的输送机构10包括相互衔接的直段101和斜段102，斜段102用以将直段101运送过来的物料倾斜向上输送，所述的上甑悬臂20安装于该斜段102的尾部；所述的储料斗40位于直段101的上部，用于接收并储存物料，且储料斗40要保证能够均匀出料，所述的底座50位于直段101的底部，用于支撑整个设备及物料的重量，所述的回转支承60安装于底座50与直段101之间，用以驱使输送机构10转动；集成了储料斗40，可以简化外围配套设备。另外，所述底座50的底部设置有称重传感器。

在一种实施方式中，在上甑悬臂20的上方和输送机构10的进料端还设置有清洗喷头，分别用于清洗上甑悬臂20的内部(即物料通道)和输送机构10的输送带。

通常，上述所述的输送机构10和带式输送装置2051，其输送带可以为链板式的，也可以为皮带式的，在此并不做限定。

本实用新型的智能上甑机的工作原理：

参见图9的俯视图，工位一、工位二各放置了一个甑桶90，回转支承60工作时，可以调整输送机构10及上甑悬臂20的位置，以选择对工位一或工位二的甑桶90上甑。

智能上甑机和甑桶90在布置时，需要保证智能上甑机的上甑悬臂20基于回转支承60旋转时，固定筒2021的轴线(即图中的a1)能够与甑桶90的中心线重合(即图9中，工位一或工位二所展示的上甑悬臂20与甑桶90位置关系)。上甑时，酒醅由储料斗40下放到输送机构10的直段101，底座50底部的称重传感器可以对酒醅的重量进行计量，以便掌控酒醅的加入量。

以下以假定对工位一的甑桶90进行上甑，来描述上甑的过程：

首先，回转支承60工作，使上甑悬臂20调整到位，即，使上甑悬臂20的固定筒2021的轴线(即图中的a1)与工位一的甑桶90的中心线重合；

之后，上甑悬臂20的第一电机20231工作，使升降筒2022逐渐下移，直至布料机构205移动到接近甑桶90底部的位置；

之后，上甑悬臂20的第三电机20522工作，使带式输送装置2051水平移动并调整到初始位置；所述的初始位置是指：传送带20513的出料侧位于靠近甑桶90外缘的正上方或位于甑桶90中心附近的正上方；具体的，参见图11，图中的箭头表示传送带20513移动的方向，e表示传送带的出料侧，图中共展示四种所谓的初始位置，其中上面的两种为传送带的出料侧e位于靠近甑桶90外缘的正上方，下面的两种为传送带的出料侧e位于甑桶90中心附近的正上方；

带式输送装置2051调整到初始位置后，储料斗40下放酒醅并通过称重传感器计量，下放的酒醅通过输送机构10运送后由接料斗201进入到固定筒2021内，然后由斜向物料通道204的底部落入到布料机构205的传送带20513上方，之后经传送带20513输送后由传送带的出料侧e落下，进入到甑桶90内；与此同时，回转机构203工作，使布料机构205绕固定筒2021的轴线(即图中的a1)旋转，控制好回转机构203驱使布料机构205旋转的速度后，便能逐渐将酒醅铺成一个薄而均匀环形；

当铺好一个环后(当送带的出料侧e位于靠近甑桶90外缘的正上方时，所铺的环为最外圈的环；当传送带的出料侧e位于甑桶90中心附近的正上方，所铺的环为最内圈的环)，第三电机20522工作，使带式输送装置2051水平移动，调整到下一个位置，然后继续铺紧邻的下一个环；完成后，第三电机20522再次工作，调整带式输送装置2051至再下一个位置，铺再下一个紧邻的环；之后，如此重复，直至铺满第一层酒醅；如图10所示，为带式输送装置2051的传送带20513由外向内逐渐移动的过程，每铺完一环，带式输送装置2051便移动一次，铺紧邻的下一环；

当铺完一次酒醅后，可使第一电机2021工作，使升降筒2022带动布料机构205上移，然后按照之前的方式逐环铺下一层；之后，按此方法逐层铺料，直至铺完最顶层，便完成工位一甑桶90的整个上甑过程。

之后，可使回转支承60工作，将上甑悬臂20调整到工位二，对工位二的甑桶90进行上甑。

其中，在上甑过程中，温度探针303可插入酒醅表面以下约100-200mm，测量其温度，根据温度值来调整上甑速度、蒸汽流量，达到探气上甑的目的。采用温度探针303直接插入酒醅表面以下约100-200mm的方式，可以更直接的“探气”，更准确的了解温度，相比目前红外测温的方式，本实用新型能真正达到探气上甑的目的。

另外，还可设计一套控制系统，使得本实用新型能够根据温度探针303所探测到的温度，自动控制机构的工作、移动，以及上甑的速度、上甑的时间点、物料的量等等。

在本实用新型的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。