專利名稱：三維運(yùn)動(dòng)的全自動(dòng)真空吸曲機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及在調(diào)味品和生物制品生產(chǎn)過程中搬移發(fā)酵物料的一種全自動(dòng)裝置，更準(zhǔn)確地是一種可編程的在三維座標(biāo)上按規(guī)定的動(dòng)作在制曲的曲池上全自動(dòng)運(yùn)動(dòng)利用真空把曲料吸到指定地方的輸送機(jī)械的三維運(yùn)動(dòng)的全自動(dòng)真空吸曲機(jī)。
背景技術(shù)：
在調(diào)味制品或生物制品的發(fā)酵過程中，通常有制曲和發(fā)酵兩個(gè)相連的工序，制曲一般在制曲池或制曲設(shè)備中進(jìn)行，制曲完成后，需要把成曲運(yùn)送或輸送到發(fā)酵裝置中進(jìn)行發(fā)酵。在這個(gè)輸送過程，目前有多種方法，一是用人工把在曲池中把曲裝入小車中運(yùn)到發(fā)酵裝置中；二是用人工或機(jī)械把曲池送到設(shè)在曲池邊的輸送帶上，由輸送帶送出曲房或送到指定的地方；三是在曲池的底部設(shè)置開合機(jī)構(gòu)，在曲池底設(shè)置輸送帶輸送或用運(yùn)輸設(shè)備移動(dòng)整個(gè)曲池到指定的地方卸下曲料；四是用人工控制真空管道把曲料從曲池吸到指定的地方；五是使用在X、Y軸上運(yùn)動(dòng)的二維真空吸曲機(jī)把曲料吸送到指定的地方。
采用上述方法，具有工人勞動(dòng)強(qiáng)度高；在操作過程中翻動(dòng)已完成發(fā)酵的曲料，致使微生物孢子在曲房或出曲地方到處飛揚(yáng)，工作環(huán)境差。第四種方法，工作環(huán)境得到大大的改善，但工人的勞動(dòng)仍然很大。第五種方法在國內(nèi)使用的機(jī)型由于真空吸管在X軸上使用螺桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，對(duì)于以黃豆、面粉為主要原料的或曲料較硬的情況下，真空吸管在移動(dòng)吸料中受力大而容易損壞，國內(nèi)的這類機(jī)械均用人工控制，屬半機(jī)械化的形式。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種三維運(yùn)動(dòng)的全自動(dòng)真空吸曲機(jī)，利用可編程的可在X、Y、Z座標(biāo)軸上全自動(dòng)運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備替代以人工為主的曲料輸送方式，以求降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，有效地防止了微生物的飛揚(yáng)，提高操作場(chǎng)地的衛(wèi)生質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量。
如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型的三維運(yùn)動(dòng)的全自動(dòng)真空吸曲機(jī)包括——可以在曲池上行走的主機(jī)1，主機(jī)1裝有在可編程控制系統(tǒng)6的控制下實(shí)現(xiàn)前后運(yùn)動(dòng)的鋼制車輪10，主機(jī)1上還設(shè)有氣動(dòng)真空吸頭13和橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4以及撥料機(jī)構(gòu)7；——柔性吸管收放裝置2，是一圓槽型結(jié)構(gòu)，在收放器的中央位置設(shè)有手動(dòng)或由電機(jī)帶動(dòng)的裝置，由此帶動(dòng)圓槽型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，收放用于吸曲的柔性真空管3；——?dú)鈩?dòng)真空吸曲裝置，由氣動(dòng)汽缸12、氣缸支架8構(gòu)成，安裝在主機(jī)滑板上的一條上圓下方或圓柱型金屬管，氣動(dòng)真空吸頭13一頭與真空吸管3連接，另一頭用于吸曲，在可編程控制系統(tǒng)6的控制下，氣動(dòng)真空吸頭13按規(guī)定的行程上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行吸曲操作；——橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4，是一個(gè)齒輪-齒條機(jī)構(gòu)，齒輪與氣動(dòng)真空吸頭13連接，與齒條嚙合進(jìn)行在一水平機(jī)架上，齒輪為主動(dòng)論，與齒條嚙合運(yùn)動(dòng)。
——撥料機(jī)構(gòu)7，是一個(gè)由氣缸9帶動(dòng)的可上下運(yùn)動(dòng)的刮板，刮板以支架與主機(jī)相連直至曲池底部，刮板分為上下兩塊，用彈簧鉸鏈機(jī)構(gòu)連接，使其有一定的柔性，刮板的作用是把真空吸頭機(jī)構(gòu)撥動(dòng)時(shí)落下的曲料15撥向真空吸頭機(jī)構(gòu)，刮板與曲池的位置高度通過調(diào)節(jié)氣缸的行程實(shí)現(xiàn)。
——控制系統(tǒng)6，是控制整機(jī)按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)。
所述控制系統(tǒng)可以由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)上述技術(shù)方案采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖6所示，本實(shí)用新型發(fā)明人設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)6主要由限位器、橫向運(yùn)動(dòng)設(shè)定電機(jī)、縱向運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)電機(jī)、啟停信號(hào)裝置、可編程芯片、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、變頻器、交流電機(jī)構(gòu)成，限位器、橫向運(yùn)動(dòng)設(shè)定電機(jī)、縱向運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)電機(jī)、啟停信號(hào)裝置分別連接可編程芯片輸入端，可編程芯片輸出端分別串接驅(qū)動(dòng)吸頭前后運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)吸頭左右運(yùn)動(dòng)的變頻器和交流電機(jī)。
所述的真空吸管3是一種管壁中夾有鋼條的柔性塑料管，吸管內(nèi)直徑在80mm～120mm范圍內(nèi)。
具有可編程控制系統(tǒng)控制的吸曲機(jī)按指定的程序進(jìn)行有規(guī)律的自動(dòng)運(yùn)行，無須人工操縱是本實(shí)用新型區(qū)別現(xiàn)有吸曲方法的一個(gè)技術(shù)特點(diǎn)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有吸曲機(jī)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)機(jī)械上曲池后，機(jī)械可以按規(guī)定的工藝要求自動(dòng)進(jìn)行操作，對(duì)于不同的工藝要求，調(diào)節(jié)方便；(2)吸曲干凈且能大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；(3)保持制曲室的干凈環(huán)境，避免微生物(孢子)在空間飛揚(yáng)；(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修及操作方便。


圖1是本實(shí)用新型三維運(yùn)動(dòng)的全自動(dòng)真空吸曲機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的側(cè)視圖；圖3是圖1的俯視圖；圖4是圖1的吸曲機(jī)在曲池上工作的橫向視圖；圖5是圖1的吸曲機(jī)在曲池上工作的縱向工作圖；圖6是圖1中的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖中1-主機(jī)，2-柔性吸管收放裝置；3-柔性吸管；4-橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；5-電機(jī)1；6-可編程控制系統(tǒng)；7-撥料機(jī)構(gòu)；8-氣缸支架；9-刮板氣缸；10-金屬車輪；11-行程開關(guān)；12-吸頭氣缸；13-金屬吸管；14-金屬吸頭固定裝置；15-曲料。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1參見附圖5，氣動(dòng)真空吸曲裝置中的柔性吸管3一頭與真空裝置連接并收卷于柔性吸管收放裝置2中，一頭與金屬吸頭14相連，金屬吸頭深入到發(fā)酵池中。準(zhǔn)備工作時(shí)，把全自動(dòng)真空吸曲機(jī)置于曲池上，并使金屬吸頭13置于曲池的左右任一邊(本實(shí)施例在右邊)。開始工作時(shí)，啟動(dòng)真空泵，金屬吸頭13在吸頭汽缸12的驅(qū)動(dòng)下向下移動(dòng)插入曲料15中，從而把曲料15吸進(jìn)金屬吸頭13經(jīng)柔性吸管3輸送出發(fā)酵曲池。當(dāng)金屬吸頭13到達(dá)曲池底，汽缸12上的行程開關(guān)11接收到信號(hào)，可編程控制系統(tǒng)便指揮汽缸12反向向上移動(dòng)，帶動(dòng)金屬吸頭13向上移動(dòng)至曲料面時(shí)，汽缸12上的行程開關(guān)接收到信號(hào)，可編程控制系統(tǒng)便指揮橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)金屬吸頭13向左移動(dòng)橫移一個(gè)金屬吸管橫截面的距離，完成一個(gè)吸料動(dòng)作。接著金屬吸頭13向下移動(dòng)，重復(fù)上一個(gè)工作周期。當(dāng)金屬吸頭13移動(dòng)至曲池左邊時(shí)，主機(jī)1帶動(dòng)金屬吸頭13向前移動(dòng)一個(gè)吸管橫截面距離，接著金屬吸頭13向下作吸曲動(dòng)作，并如重復(fù)著向曲池右邊移動(dòng)。同樣到達(dá)曲池右邊時(shí)，主機(jī)1向前移動(dòng)一個(gè)吸管橫截面距離，如此反復(fù)，繼續(xù)工作。當(dāng)主機(jī)1帶動(dòng)金屬吸頭13行進(jìn)到曲池盡頭時(shí)，主機(jī)1上的行程開關(guān)接觸到曲池盡頭的池邊，把信號(hào)傳給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，吸曲機(jī)快速后退，自動(dòng)退出曲池，回到運(yùn)輸小車上，并在到達(dá)小車上合適位置時(shí)自動(dòng)停止。以上所有動(dòng)作都是在可編程控制系統(tǒng)的控制下進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)的吸曲過程。
實(shí)施例2參見附圖4，準(zhǔn)備工作狀態(tài)與方式I相同。開始工作時(shí)撥料機(jī)構(gòu)向上收入主機(jī)中，真空泵啟動(dòng)，金屬吸頭13在汽缸12驅(qū)動(dòng)下向下移動(dòng)插入曲料15中吸曲走曲料，當(dāng)?shù)竭_(dá)合適的深度(所需的深度可通過調(diào)整汽缸12上的行程開關(guān)11作任意調(diào)整)時(shí)停留住，并在橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)下向左(起始位置可以是左邊或右邊，本例為右邊)移動(dòng)并在移動(dòng)中吸取曲料，當(dāng)金屬吸頭13行至曲池左邊時(shí)，在可編程的控制下由主機(jī)1帶動(dòng)金屬吸頭13向前方移動(dòng)一個(gè)金屬吸管的橫截面距離。(參見附圖5)然后反方向向右邊移動(dòng)至右池邊(參見附圖4)，再向前移動(dòng)一個(gè)金屬吸管橫截面距離(參見附圖5)，然后重復(fù)向左、右方向的吸曲動(dòng)作，直至曲池盡頭。到達(dá)曲池盡頭后，行程開關(guān)發(fā)出信號(hào)，汽缸12在原有的深度基礎(chǔ)上再向下驅(qū)動(dòng)，使金屬吸頭13向下移動(dòng)到接近曲池底(所需深度可調(diào))，并重復(fù)前述的橫移吸曲動(dòng)作，當(dāng)一個(gè)橫移吸曲動(dòng)作完成時(shí)，主機(jī)1往后移動(dòng)一個(gè)金屬吸管橫截面的距離，進(jìn)行下一個(gè)橫移吸曲動(dòng)作，直至退回開始的工作位置。在完成上述動(dòng)作中，由于真空吸頭撥動(dòng)了曲料，一些曲料會(huì)因落下的位置離開金屬吸管一定距離而未被吸走，為此，當(dāng)吸曲機(jī)退回開始的工作位置時(shí)，通過可編程的指令，吸曲機(jī)放下?lián)芰蠙C(jī)構(gòu)7并向前移動(dòng)一段距離(移動(dòng)距離的長度通過可編程的程序輸入和調(diào)整)，把落下的曲料向前撥動(dòng)，在曲池的橫截面上聚集，停車，真空泵啟動(dòng)，橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)金屬吸頭13向左移動(dòng)吸取曲料，金屬吸頭13行至曲池左邊時(shí)，機(jī)械再向前移動(dòng)一段距離，重復(fù)上述移動(dòng)直到曲池盡頭，完成整個(gè)吸曲動(dòng)作。并同實(shí)施例1的方式自動(dòng)回到運(yùn)輸小車上。同樣，實(shí)施例2所有的動(dòng)作都是在可編程控制系統(tǒng)控制下自動(dòng)完成的。
全自動(dòng)真空吸曲機(jī)主機(jī)1及橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的行進(jìn)由調(diào)頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可在X，Y軸方向?qū)崿F(xiàn)金屬吸頭13移動(dòng)速度的無級(jí)調(diào)速，使之達(dá)到最優(yōu)化的速度。汽缸12則可通過調(diào)整進(jìn)出氣管道截面積實(shí)現(xiàn)控制金屬吸頭13在Z軸方向的移動(dòng)速度，并可通過調(diào)整汽缸12上的行程開關(guān)11使金屬吸頭13在汽缸12的最大行程范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)距離的任意調(diào)整。
實(shí)施例3是實(shí)施例2與實(shí)施例1的組合，即先用實(shí)施例2的操作在橫向(X軸)上吸去一層一定深度(一般為二分之一曲料厚度)的曲料。再用實(shí)施例1的方法吸曲余下的曲料的操作方式。
權(quán)利要求1.一種三維運(yùn)動(dòng)的全自動(dòng)真空吸曲機(jī)，其特征在于包括——可在曲池上行走的主機(jī)(1)，主機(jī)(1)裝有在可編程控制系統(tǒng)(6)的控制下實(shí)現(xiàn)前后運(yùn)動(dòng)的鋼制車輪(10)，主機(jī)(1)上還設(shè)有氣動(dòng)真空吸頭(13)和橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)以及撥料機(jī)構(gòu)(7)；——柔性吸管收放裝置(2)，是一圓槽型結(jié)構(gòu)，在收放器的中央位置設(shè)有手動(dòng)或由電機(jī)帶動(dòng)的裝置，由此帶動(dòng)圓槽型轉(zhuǎn)動(dòng)，收放用于吸曲的柔性真空管(3)；——?dú)鈩?dòng)真空吸曲裝置，由氣動(dòng)汽缸(12)、氣缸支架(8)構(gòu)成，安裝在主機(jī)滑板上的一條上圓下方或圓柱型金屬管，氣動(dòng)真空吸頭(13)一頭與真空吸管(3)連接，另一頭用于吸曲，在可編程控制系統(tǒng)(6)的控制下，氣動(dòng)真空吸頭(13)按規(guī)定的行程上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行吸曲操作；——橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)，是一個(gè)齒輪-齒條機(jī)構(gòu)，齒輪與氣動(dòng)真空吸頭(13)連接，與齒條嚙合進(jìn)行在一水平機(jī)架上，齒輪為主動(dòng)論，與齒條嚙合運(yùn)動(dòng)；——撥料機(jī)構(gòu)(7)，是一個(gè)由氣缸(9)帶動(dòng)的可上下運(yùn)動(dòng)的刮板，刮板以支架與主機(jī)相連直至曲池底部，刮板分為上下兩塊，用彈簧鉸鏈機(jī)構(gòu)連接；——控制系統(tǒng)(6)，是控制整機(jī)按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維運(yùn)動(dòng)的全自動(dòng)真空吸曲機(jī)，其特征在于所述控制系統(tǒng)(6)主要由限位器、橫向運(yùn)動(dòng)設(shè)定電機(jī)、縱向運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)電機(jī)、啟停信號(hào)裝置、可編程芯片、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、變頻器、交流電機(jī)構(gòu)成，限位器、橫向運(yùn)動(dòng)設(shè)定電機(jī)、縱向運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)電機(jī)、啟停信號(hào)裝置分別連接可編程芯片輸入端，可編程芯片輸出端分別串接驅(qū)動(dòng)吸頭前后運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)吸頭左右運(yùn)動(dòng)的變頻器和交流電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維運(yùn)動(dòng)的全自動(dòng)真空吸曲機(jī)，其特征在于所述的真空吸管(3)是一種管壁中夾有鋼條的柔性塑料管，吸管內(nèi)直徑為80mm～120mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種三維運(yùn)動(dòng)的全自動(dòng)真空吸曲機(jī)，主要包括可在曲池上行走的主機(jī)1，柔性吸管收放裝置2，氣動(dòng)真空吸曲裝置，橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4，撥料機(jī)構(gòu)7，控制系統(tǒng)6；本實(shí)用新型利用可編程的可在X、Y、Z座標(biāo)軸上全自動(dòng)運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備替代以人工為主的曲料輸送方式，以求降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，有效地防止了微生物的飛揚(yáng)，提高操作場(chǎng)地的衛(wèi)生質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量。
文檔編號(hào)B65G53/04GK2832821SQ20052005903
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者唐偉強(qiáng), 趙金強(qiáng), 李紅衛(wèi) 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 李錦記(新會(huì))食品有限公司