本發(fā)明屬于封窖設(shè)備，涉及一種自動(dòng)封窖裝置，還涉及一種自動(dòng)封窖裝置的操作方法。
背景技術(shù)：
1、封窖的作用是使酒醅與外界空氣隔絕，造成厭氧條件，防止有害微生物的侵入，同時(shí)也避免了酵母菌在空氣充足時(shí)大量消耗可發(fā)酵性糖，保證曲酒發(fā)酵正常進(jìn)行。生產(chǎn)實(shí)踐表明，若封窖不嚴(yán)，有窖頂漏氣，則會(huì)引起酒醅發(fā)燒、霉變、生酸，還會(huì)使酒帶上嚴(yán)重的泥味和霉味等異雜味，是影響基酒品質(zhì)的主要因素之一。
2、目前，封窖工藝環(huán)節(jié)主要依靠人工，勞動(dòng)強(qiáng)度大且工作環(huán)境惡劣，工作效率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種自動(dòng)封窖裝置及其操作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。
2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：?一種自動(dòng)封窖裝置，包括行走機(jī)構(gòu)、螺桿泵送機(jī)構(gòu)、機(jī)械臂和擠出機(jī)構(gòu)，螺桿泵送機(jī)構(gòu)安裝在行走機(jī)構(gòu)上，螺桿泵送機(jī)構(gòu)上方安裝有料斗，前端出料口通過泵送管道連接到擠出機(jī)構(gòu)，擠出機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)械臂的末端，機(jī)械臂安裝在行走機(jī)構(gòu)上，擠出機(jī)構(gòu)出料端低于螺桿泵送機(jī)構(gòu)的出料口。
3、進(jìn)一步地，上述行走機(jī)構(gòu)采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。
4、進(jìn)一步地，上述螺桿泵送機(jī)構(gòu)采用雙螺桿泵送機(jī)構(gòu)，包括泵殼和雙螺桿，雙螺桿一端水平并排旋轉(zhuǎn)連接在泵殼一端，且伸出該端后分別固定連接兩個(gè)相互嚙合的齒輪，其中一個(gè)齒輪連接到驅(qū)動(dòng)電機(jī)，泵殼和驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定連接在機(jī)架上。
5、進(jìn)一步地，上述機(jī)械臂包括電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)、第一俯仰臂、第二俯仰臂和第三俯仰臂，電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)安裝在行走機(jī)構(gòu)上，電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的輸出旋轉(zhuǎn)板固定連接有雙耳座，第一俯仰臂端部旋轉(zhuǎn)連接在雙耳座上且該端安裝有驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的第一俯仰電機(jī)，另一端旋轉(zhuǎn)連接第二俯仰臂一端且該端安裝有驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的第二俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)，第二俯仰臂另一端旋轉(zhuǎn)連接第三俯仰臂一端且該端安裝有驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的第三俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)，第三俯仰臂另一端連接擠出機(jī)構(gòu)。
6、進(jìn)一步地，上述擠出機(jī)構(gòu)包括錐形外殼、螺旋擠出桿和擠出電機(jī)，錐形外殼內(nèi)安裝有螺旋擠出桿，擠出電機(jī)置于第三俯仰臂內(nèi)且電機(jī)軸固定連接到螺旋擠出桿，螺旋擠出桿上設(shè)置有螺旋葉片，螺旋葉片的走向與錐形外殼的錐形相匹配。
7、進(jìn)一步地，上述泵送管道采用分段結(jié)構(gòu)，且相鄰兩端泵送管道在懸臂旋轉(zhuǎn)處設(shè)置動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)接口。
8、進(jìn)一步地，上述行走機(jī)構(gòu)上通過立架安裝機(jī)器視覺相機(jī)，擠出機(jī)構(gòu)上安裝有紅外測距傳感器，紅外測距傳感器的探測方向與擠出機(jī)構(gòu)的擠出端同向。
9、一種自動(dòng)封窖裝置的操作方法，該方法為：將窖泥加入到料斗內(nèi)，控制螺桿泵送機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，將窖泥通過泵送管道送入擠出機(jī)構(gòu)，并控制機(jī)械臂沿著控制路徑和高度行走，且擠出機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作擠出窖泥，實(shí)現(xiàn)窖泥的封窖。
10、進(jìn)一步地，上述控制路徑采用基于機(jī)器視覺和紅外測距傳感器的封窖路徑算法實(shí)現(xiàn)，基于機(jī)器視覺和紅外測距傳感器的封窖路徑算法包括以下步驟：
11、步驟1、建立窖坑坐標(biāo)模型：采用機(jī)器視覺技術(shù)，確定窖坑的邊沿，形成窖坑三維模型；在行走機(jī)構(gòu)的履帶車身上安裝一立架，立架上安裝機(jī)器視覺相機(jī)，利用機(jī)器視覺技術(shù)獲取窖坑平面坐標(biāo)x-y模型，在擠出機(jī)構(gòu)一側(cè)安裝紅外測距傳感器，利用紅外測距傳感器實(shí)時(shí)測量噴嘴與窖坑表面距離建立z軸模型，基于x-y模型與z軸模型合成x-y-z封窖三維坐標(biāo)模型；
12、步驟2、封窖路徑規(guī)劃：封窖裝置安放在窖坑任意邊緣中線處，基于x-y-z封窖三維坐標(biāo)模型，噴嘴由x-y模型任意一角開始擠出封窖泥噴涂，經(jīng)蛇形噴涂走位依次將窖坑表面噴涂完整，其中z軸是一個(gè)固定值，使得噴嘴在噴涂過程中始終與窖坑表面高度一致，窖泥噴涂的厚度由噴嘴大小和噴涂的層數(shù)控制，紅外測距傳感器相對于噴嘴的方向?yàn)閲娮靽娡孔呶坏姆较颍?/p>
13、通過改變噴嘴以及噴涂層數(shù)的方式適應(yīng)不同季節(jié)、不同輪次對封窖厚度的需求。
14、進(jìn)一步地，上述一種自動(dòng)封窖裝置的操作方法還包括封窖缺陷檢測和彌補(bǔ)：對封窖過程中產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行檢測分類，并針對不同的缺陷實(shí)施不同的補(bǔ)救措施，缺陷包括橫向缺陷、縱向缺陷和孔洞缺陷，對橫向缺陷采取橫向噴涂補(bǔ)救，對縱向缺陷采取縱向噴涂補(bǔ)救，對孔洞缺陷采取定點(diǎn)噴涂補(bǔ)救；封窖缺陷檢測和彌補(bǔ)具體方法包括以下步驟：
15、步驟a：封窖缺陷區(qū)域定位與分割：
16、對于缺陷區(qū)域檢測，首先應(yīng)準(zhǔn)確識(shí)別封窖表面缺陷區(qū)域的位置，再將缺陷區(qū)域分割出來進(jìn)行特征分析；
17、步驟b、封窖缺陷區(qū)域特征提取：
18、把缺陷區(qū)域二維的圖像信息轉(zhuǎn)換為缺陷的特征信息；
19、步驟c、基于svm的封窖缺陷分類：
20、對于封窖表面缺陷，采用?svm?算法進(jìn)行缺陷分類；
21、步驟d、針對封窖缺陷類型實(shí)施封窖彌補(bǔ)
22、識(shí)別缺陷類型后，需要根據(jù)缺陷坐標(biāo)引導(dǎo)封窖機(jī)器人在相應(yīng)的缺陷位置針對不同的缺陷類型進(jìn)行不同的缺陷彌補(bǔ)操作。
23、本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明效果如下：
24、1）本發(fā)明通過行走機(jī)構(gòu)、螺桿泵送機(jī)構(gòu)、機(jī)械臂和擠出機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)窖泥噴涂連續(xù)、不堵塞、不漏漿、不形成渦流，實(shí)現(xiàn)噴涂形狀、方向、體量與速度的精確控制；
25、2）不同窖坑受環(huán)境因素的影響其大小不盡相同，自動(dòng)封窖裝置“按需取用”時(shí)的位置也不固定，固定的封窖路徑算法不能適應(yīng)各個(gè)窖坑的差異以及自動(dòng)封窖裝置位置的差異。另外，封窖路徑不在一個(gè)平面上，而是呈“龜背形”，各個(gè)位置厚度也不盡相同，且同一個(gè)位置不同季節(jié)不同輪次情況下封窖的厚度也不一樣；本發(fā)明提出基于機(jī)器視覺和紅外測距傳感器的封窖路徑算法，基于機(jī)器視覺技術(shù)自動(dòng)感知窖坑的水平位置，進(jìn)行封窖噴涂路徑進(jìn)行提前規(guī)劃，利用紅外測距技術(shù)實(shí)時(shí)感知封窖縱向距離及厚度信息，實(shí)時(shí)反饋到上位機(jī)對噴涂路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)矯正，確保封窖區(qū)域噴涂有效全覆蓋；
26、3）本發(fā)明自動(dòng)檢測封窖過程中出現(xiàn)的封窖缺陷問題，識(shí)別缺陷類型并準(zhǔn)確定位缺陷坐標(biāo)，進(jìn)而引導(dǎo)封窖機(jī)器人對缺陷位置進(jìn)行相應(yīng)的封窖補(bǔ)缺，促使封窖機(jī)器人的封窖成品符合標(biāo)準(zhǔn)；
27、4）采用一個(gè)旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)關(guān)節(jié)、三個(gè)俯仰關(guān)節(jié)控制擠出機(jī)構(gòu)的行走路徑，更利于控制其行走范圍和行走路徑的控制；
28、5）通過控制擠出電機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而在螺旋葉片的推動(dòng)作用下，將窖泥從錐形外殼內(nèi)擠出設(shè)定形狀的窖泥出口，窖泥出口采用可拆卸結(jié)構(gòu)，采用矩形出口、橢圓形出口或圓形出口，采用錐形擠出方式，更利于控制擠出窖泥的壓實(shí)性，降低封窖泥層缺陷的產(chǎn)生，也利于控制擠出的體量，更利于控制窖泥厚度；
29、6）為了便于泵送管道不影響機(jī)械臂的俯仰動(dòng)作，泵送管道采用分段結(jié)構(gòu)，且相鄰兩端泵送管道在懸臂旋轉(zhuǎn)處設(shè)置動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)接口，便于在機(jī)械臂在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)處跟隨旋轉(zhuǎn)。
1.一種自動(dòng)封窖裝置，其特征在于：包括行走機(jī)構(gòu)（1）、螺桿泵送機(jī)構(gòu)（2）、機(jī)械臂（3）和擠出機(jī)構(gòu)（4），螺桿泵送機(jī)構(gòu)（2）安裝在行走機(jī)構(gòu)（1）上，螺桿泵送機(jī)構(gòu)（2）上方安裝有料斗（5），前端出料口通過泵送管道（6）連接到擠出機(jī)構(gòu)（4），擠出機(jī)構(gòu)（4）安裝在機(jī)械臂（3）的末端，機(jī)械臂（3）安裝在行走機(jī)構(gòu)（1）上，擠出機(jī)構(gòu)（4）出料端低于螺桿泵送機(jī)構(gòu)（2）的出料口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)封窖裝置，其特征在于：行走機(jī)構(gòu)（1）采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)封窖裝置，其特征在于：螺桿泵送機(jī)構(gòu)（2）采用雙螺桿泵送機(jī)構(gòu)，包括泵殼（201）和雙螺桿（202），雙螺桿（202）一端水平并排旋轉(zhuǎn)連接在泵殼（201）一端，且伸出該端后分別固定連接兩個(gè)相互嚙合的齒輪（203），其中一個(gè)齒輪（203）連接到驅(qū)動(dòng)電機(jī)（204），泵殼（201）和驅(qū)動(dòng)電機(jī)（204）固定連接在機(jī)架（205）上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)封窖裝置，其特征在于：機(jī)械臂（3）包括電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)（301）、第一俯仰臂（302）、第二俯仰臂（303）和第三俯仰臂（304），電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)（301）安裝在行走機(jī)構(gòu)（1）上，電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)（301）的輸出旋轉(zhuǎn)板固定連接有雙耳座（305），第一俯仰臂（302）端部旋轉(zhuǎn)連接在雙耳座（305）上且該端安裝有驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的第一俯仰電機(jī)（306），另一端旋轉(zhuǎn)連接第二俯仰臂（303）一端且該端安裝有驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的第二俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)（307），第二俯仰臂（303）另一端旋轉(zhuǎn)連接第三俯仰臂（304）一端且該端安裝有驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的第三俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)（308），第三俯仰臂（304）另一端連接擠出機(jī)構(gòu)（4）。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自動(dòng)封窖裝置，其特征在于：擠出機(jī)構(gòu)（4）包括錐形外殼（401）、螺旋擠出桿（402）和擠出電機(jī)，錐形外殼（401）內(nèi)安裝有螺旋擠出桿（402），擠出電機(jī)置于第三俯仰臂（304）內(nèi)且電機(jī)軸固定連接到螺旋擠出桿（402），螺旋擠出桿（402）上設(shè)置有螺旋葉片（403），螺旋葉片（403）的走向與錐形外殼（401）的錐形相匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)封窖裝置，其特征在于：泵送管道（6）采用分段結(jié)構(gòu)，且相鄰兩端泵送管道在懸臂旋轉(zhuǎn)處設(shè)置動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)封窖裝置，其特征在于：行走機(jī)構(gòu)（1）上通過立架（8）安裝機(jī)器視覺相機(jī)（9），擠出機(jī)構(gòu)（4）上安裝有紅外測距傳感器（10），紅外測距傳感器（10）的探測方向與擠出機(jī)構(gòu)（4）的擠出端同向。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的一種自動(dòng)封窖裝置的操作方法，其特征在于：該方法為：將窖泥加入到料斗內(nèi)，控制螺桿泵送機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，將窖泥通過泵送管道送入擠出機(jī)構(gòu)，并控制機(jī)械臂沿著控制路徑和高度行走，且擠出機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作擠出窖泥，實(shí)現(xiàn)窖泥的封窖。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種自動(dòng)封窖裝置，其特征在于：控制路徑采用基于機(jī)器視覺和紅外測距傳感器的封窖路徑算法實(shí)現(xiàn)，基于機(jī)器視覺和紅外測距傳感器的封窖路徑算法包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自動(dòng)封窖裝置，其特征在于：還包括封窖缺陷檢測和彌補(bǔ)：對封窖過程中產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行檢測分類，并針對不同的缺陷實(shí)施不同的補(bǔ)救措施，缺陷包括橫向缺陷、縱向缺陷和孔洞缺陷，對橫向缺陷采取橫向噴涂補(bǔ)救，對縱向缺陷采取縱向噴涂補(bǔ)救，對孔洞缺陷采取定點(diǎn)噴涂補(bǔ)救；封窖缺陷檢測和彌補(bǔ)具體方法包括以下步驟：