一种饮用水桶清洗设备及控制方法与流程

本发明涉及清洗设备，涉及一种饮用水桶的清洗技术，具体涉及一种饮用水桶清洗设备及控制方法。

背景技术：

1、饮用水桶是多次循环使用的，饮用水制造企业回收饮用水桶，在重新灌装之前要清洗干净，达到食品级卫生级别。

2、饮用水桶的桶身是圆柱形的，下面是平的桶底，上部是桶口，桶口直径明显比桶身直径小，桶口和桶身之间通过圆锥形的一段连接。饮用水桶的桶口小、桶身大，通常先在饮用水桶中装入纯净的水，人工使用的细长的刷子通过小口伸入进行清洗，很难全部清洗到桶内所有表面，圆锥形内表面往往是死角，清洗不到，也有的表面漏刷。能清洗到圆锥形内表面的刷子是弯曲的，在伸入时往往比较困难，工作效率较低。然后再把水倒出。总起来说人工清洗的劳动强度比较大，工作效率比较低，有很多清洗不合格，不能满足企业的卫生要求。

3、也有的生产企业把喷水管伸入到水桶内腔，向各个方向喷射纯净的水，靠水的冲刷力把病菌或污物带走，这需要消耗大量的纯净的水，造成水的浪费，还不能保证冲刷干净，导致里面装的饮用水菌群超标，普通客户对饮用水的卫生质量没有鉴别能力，当成合格的水饮用，影响客户的身体健康。

4、最理想的方案是一边喷射纯净的水、一边使用毛刷刷洗内表面，把粘染的附着物刷洗到脱离，然后通过喷水把污物带走，到目前为止很少有人做相关的研究。

技术实现思路

1、本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种饮用水桶清洗设备及控制方法；本发明自动化和智能化完成饮用水桶内表面的刷洗、冲洗、排水，工作效率高，劳动强度小；在同一个部位一边喷射纯净的水、一边使用毛刷刷洗内表面，把粘染的附着物刷洗到脱离，然后通过喷水把污物带走，冲刷完全、干净，没有死角。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种饮用水桶清洗设备，包括清洗组件和机架；所述清洗组件包括上刷组件、下刷组件、外套筒和内套筒；所述内套筒的下端与机架固定联接，所述内套筒的上端设置有上刷耳环孔；所述外套筒的内孔和内套筒的外圆柱面滑动配合，所述外套筒的上端设置有下刷耳环孔，所述上刷耳环孔在下刷耳环孔的上方；所述上刷组件包括上骨架杆和上刷；所述上骨架杆的第一端设置有上骨架第一孔，所述上骨架杆的第二端设置有上骨架第二孔；所述上骨架第一孔和上刷耳环孔组合成铰链；

4、所述下刷组件包括下骨架杆和下刷；所述下骨架杆的第一端设置有下骨架第一孔，所述下骨架杆的第二端设置有下骨架第二孔；所述下骨架第一孔和下刷耳环孔组合成铰链；所述上骨架第二孔和下骨架第二孔组合成铰链；所述下骨架杆、上骨架杆、外套筒和内套筒组成曲柄滑块机构；所述的曲柄滑块机构是指中国轻工业出版社出版、出版号为isbn 7-5019-1637-3/th.042、尚久浩主编的《轻工机械设计基础》中第三章第三节第37页中所示的曲柄滑块机构；

5、所述上刷和上骨架杆固定联接，在工作状态时，所述上刷朝上的一面设有桶底刷毛，所述上刷背离内套筒的端面上设有桶壁刷毛；所述下刷和下骨架杆固定联接，所述下刷倾斜设置，所述下刷倾斜朝下和背向内套筒的表面上设置下刷毛。

6、所述外套筒的下端设置水平的推板；本发明还包括气缸和推拉钩，所述气缸的缸体和机架固定联接；所述推拉钩上设置有朝上的下压面和朝下的上压面，所述上压面和下压面上下相对，所述推板位于上压面和下压面之间，所述推板上下方向的尺寸小于上压面和下压面之间的距离，所述推拉钩和气缸的活塞杆固定联接，所述气缸通过推拉钩向上推外套筒，外套筒带动下刷组件向上移动和翻转，下刷组件带动上刷组件绕上刷耳环孔翻转，直到处于以上所述的工作状态；所述气缸通过推拉钩向下拉外套筒，外套筒带动下刷组件向下移动和翻转，下刷组件带动上刷组件绕上刷耳环孔翻转，直到处于收缩状态，上刷组件和下刷组件分别贴附在内套筒周围，上刷组件、下刷组件、外套筒和内套筒的组合在内套筒半径方向的尺寸变小，以便于倒置的饮用水桶的桶口从外围通过，桶底刷毛和下刷毛都背向内套筒，可以刷洗饮用水桶的桶口内壁。

7、所述上刷的内部还设置有上刷内腔，上刷设置有桶底刷毛的表面上还设置有桶底喷孔，上刷设置有桶壁刷毛的表面上还设置有桶壁喷孔，桶底喷孔和桶壁喷孔分别和上刷内腔相联通；

8、所述下刷的内部还设置有下刷内腔，下刷设置有下刷毛的表面上还设置有下刷喷孔，下刷喷孔和下刷内腔相联通；

9、本发明还包括芯杆，所述芯杆和内套筒中间孔的上下两端密封滑动配合，芯杆的中部设置成直径比上下两端小的缩径段，内套筒中间孔中部设置成内孔直径比上下两端大的内孔大径段；缩径段和内孔大径段围成一个环形空腔；内孔大径段的上端设置有内套筒出水孔，内孔大径段的下端设置有内套筒进水孔；

10、上刷上设置有上刷进水孔，上刷进水孔和上刷内腔联通；下刷上设置有下刷进水孔，下刷进水孔和下刷内腔联通；上刷进水孔和下刷进水孔分别与内套筒出水孔通过软管联通；内套筒进水孔与纯净水源通过电磁阀相联通，纯净的水就能通过桶底喷孔、桶壁喷孔或下刷喷孔喷出。

11、所述上压面上设置有弹簧孔，所述弹簧孔是盲孔，本发明还包括压紧弹簧和下限位开关，压紧弹簧的上端和弹簧孔的孔底固定联接，压紧弹簧的下端伸出弹簧孔并与推板的上表面固定联接；在压紧弹簧的弹性力作用下推板的下表面与下压面紧靠在一起；下限位开关的外壳与机架固定联接，下限位开关的触头朝下；下推板克服压紧弹簧的弹性力向上平移，触动下限位开关并产生电信号。

12、所述清洗组件还包括复位弹簧；所述芯杆下端从内套筒的下端伸出，所述芯杆下端还设置有上开关压板；所述机架还设置有上限位开关，所述上限位开关的触头朝上并抵触在上开关压板的下表面上；所述复位弹簧的上端和上开关压板的下表面联接，所述复位弹簧的下端和机架联接，所述芯杆在复位弹簧的弹性力作用下处于行程的最上端，上限位开关的触头处于伸展开的状态；芯杆上端从内套筒的上端伸出，芯杆上端有上触头；倒置的饮用水桶的桶底内表面向下压上触头，芯杆克服复位弹簧的弹性力在内套筒内滑动下移，上开关压板触动上限位开关并产生电信号。芯杆在内套筒内滑动时两者之间保持密封状态，里面的水不会外漏。

13、本发明还包括机械手；所述机械手包括平行三爪和机械夹爪；所述平行三爪是指smc（中国）有限公司生产的mhs3-63d型平行三爪，包括三爪缸体和三个爪体；三个机械夹爪分别和三个爪体固定联接，平行三爪驱动三个机械夹爪同步朝平行三爪的轴心线平移，夹紧倒置的饮用水桶的桶底，此时的桶底朝上、桶口朝下。此时饮用水桶的轴心线和平行三爪的轴心线重合。

14、本发明还包括电机，所述电机的输出轴和三爪缸体固定联接，电机输出轴轴心线和三爪缸体轴心线重合，则电机输出轴轴心线和饮用水桶的轴心线也重合，电机带动饮用水桶绕其轴心线转动，桶底刷毛、桶壁刷毛或下刷毛不动，相互摩擦运动，可以完成刷洗的动作。

15、本发明还包括搬运机器人，所述电机的外壳和搬运机器人的手臂末端固定联接，搬运机器人带动电机、机械手和饮用水桶的组合上下平移。

16、本发明还包括plc可编程逻辑控制器，所述气缸、平行三爪、电机、搬运机器人、上限位开关、下限位开关和电磁阀分别与plc可编程逻辑控制器电联接。

17、所述上刷组件和下刷组件的数量一般要设置二至四个，绕内套筒均匀阵列分布，饮用水桶的径向受力比较均匀，不会出现偏移。

18、下骨架杆上还设置下骨架突块，下骨架突块在朝向内套筒的一侧，下骨架杆和上骨架杆处于收缩状态时下骨架突块抵触在内套筒外壁上，保持一定的距离，避免下骨架杆、上骨架杆、外套筒和内套筒所组成的曲柄滑块机构处于死点状态，外套筒向上移动时能使上骨架第二孔和下骨架第二孔组合成的铰链顺利朝背向内套筒的方向移动。

19、本发明的工作过程是这样的。

20、1.平行三爪驱动三个机械夹爪同步朝平行三爪的轴心线平移，夹紧倒置的饮用水桶的桶底，此时的桶底朝上、桶口朝下，饮用水桶的轴心线和内套筒的轴心线重合，桶口在内套筒正上方。

21、2.开启电磁阀，纯净的水通过内套筒进水孔，然后通过桶底喷孔、桶壁喷孔和下刷喷孔喷出。

22、3.电机带动饮用水桶绕其轴心线转动，搬运机器人带动饮用水桶朝正下方平移，收缩状态的上刷组件和下刷组件进入桶口，上面的桶底刷毛和下刷毛刷洗桶口内表面，桶底喷孔和下刷喷孔喷出的纯净的水冲洗桶口内表面，一边刷洗一边冲洗，刷洗下的污物很容易被水带走，从而达到了冲刷桶口的目的。

23、4.搬运机器人带动饮用水桶朝正下方继续平移，直到饮用水桶的桶底内表面向下压上触头，整个芯杆克服复位弹簧的弹性力向下平移，上开关压板触动上限位开关并产生电信号，搬运机器人停止驱动下移。

24、5.气缸通过推拉钩和推板推动外套筒向上平移至行程末端，外套筒带动下刷组件向上移动和翻转，下刷组件带动上刷组件绕上刷耳环孔翻转，直到上刷组件和下刷组件处于工作状态，桶底刷毛刷洗桶底内表面，桶底喷孔冲洗桶底内表面，保持30秒，从而达到了冲刷桶底内表面的目的。

25、6.电机保持旋转，搬运机器人开始驱动饮用水桶向上缓慢平移，平移速度为10毫米/秒；桶壁刷毛刷洗饮用水桶的圆柱形内表面，桶壁喷孔冲洗饮用水桶的圆柱形内表面，从而达到了冲刷圆柱形内表面的目的。

26、7.直到下刷毛接触到饮用水桶的圆锥形内表面，圆锥形内表面向上抬下刷，下刷绕下刷耳环孔向上小幅度翻转和上移，带动外套筒向上小幅度平移，气缸已经向上伸到行程尽头，不能继续伸展，推拉钩不能移动，推板克服压紧弹簧的弹性力向上平移，推板抵触下限位开关的触头并产生电信号，搬运机器人停止平移饮用水桶，饮用水桶继续旋转，下刷毛刷洗饮用水桶的圆锥形内表面，桶底喷孔冲洗饮用水桶的圆锥形内表面，保持30秒，从而达到了冲刷桶底内表面的目的。

27、8.搬运机器人驱动饮用水桶向下平移适当的距离，大概150至200毫米，使上刷组件和下刷组件在饮用水桶内有足够的翻转空间。

28、9.气缸通过推拉钩和推板拉动外套筒向下平移，完全收缩，外套筒带动下刷组件向下移动和翻转，下刷组件带动上刷组件绕上刷耳环孔翻转，直到处于收缩状态，下骨架突块抵触在内套筒外壁上。

29、10.搬运机器人驱动饮用水桶向上平移，收缩状态的上刷组件和下刷组件通过桶口出来，又一次冲洗桶口。

30、11.电机停止驱动饮用水桶旋转，关闭电磁阀，桶底喷孔、桶壁喷孔和下刷喷孔停止喷水。冲洗用过的水通过饮用水桶的桶口流出，里面没有存水。

31、12.把饮用水桶放置在已清洗周转设备内。

32、一个工作周期结束。

33、一种饮用水桶清洗设备的控制方法，包括如下步骤：

34、s1.平行三爪驱动机械夹爪夹紧饮用水桶；

35、s2.开启电磁阀；

36、s3.电机带动饮用水桶转动；

37、s4.搬运机器人带动饮用水桶朝正下方平移；

38、s5.上开关压板触动上限位开关产生电信号；

39、s6.搬运机器人停止；

40、s7.气缸向上推动至行程末端后保持30秒；

41、s8.搬运机器人带动饮用水桶向上平移；

42、s9.推板抵触下限位开关的触头并产生电信号；

43、s10.搬运机器人停止后保持30秒；

44、s11.搬运机器人驱动饮用水桶向下平移150至200毫米；

45、s12.气缸完全收缩；

46、s13.搬运机器人驱动饮用水桶向上平移；

47、s14.电机停止；

48、s15.关阀电磁阀；

49、s16.程序结束。

50、本发明的有益效果是：自动化和智能化完成饮用水桶内表面的刷洗、冲洗、排水，工作效率高，劳动强度小；在同一个部位一边喷射纯净的水、一边使用毛刷刷洗内表面，把粘染的附着物刷洗到脱离，然后通过喷水把污物带走，冲刷完全、干净，没有死角。本发明不仅适用于饮用水桶，也适用于其它圆柱形、小口、形状相似的容器。