本發(fā)明涉及煙葉烘烤設(shè)備領(lǐng)域，具體地說，涉及一種密集烤房場景下自走式煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)和裝煙機(jī)器人。
背景技術(shù)：
1、近年來，隨著我國煙草產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，煙葉生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)自動(dòng)化、智能化作業(yè)設(shè)備的需求日益迫切。煙葉烘烤是煙草加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其工藝水平直接影響煙葉的品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)效益。在烘烤過程中，傳統(tǒng)的裝煙作業(yè)仍主要依賴人工完成，即需人工將綁竿后的鮮煙葉搬運(yùn)至密集烤房并掛載到指定煙架位置。這種方式不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低下，且存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)和人力成本。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，僅上炕作業(yè)環(huán)節(jié)就占整個(gè)煙葉生產(chǎn)勞動(dòng)量的28.3％，每畝用工成本高達(dá)525元，占勞動(dòng)力總成本的近三成，對(duì)煙草產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展造成了制約。
2、在此背景下，國內(nèi)外多家高校和研究機(jī)構(gòu)針對(duì)密集烤房的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和作業(yè)流程，開展了多種形式的轉(zhuǎn)運(yùn)與裝煙設(shè)備研發(fā)。例如，專利cn202420525514.8開發(fā)了便攜式烤房自動(dòng)裝煙升降機(jī)；專利cn202421565272.1研制了旋轉(zhuǎn)傾斜式裝煙機(jī)；西南大學(xué)聯(lián)合貴州煙草公司推出了液壓驅(qū)動(dòng)的傾斜夾取式裝煙機(jī)。上述裝置在一定程度上改善了作業(yè)條件，提升了作業(yè)效率，然而仍存在諸如自動(dòng)化水平低、結(jié)構(gòu)笨重、靈活性差等問題，尤其在烤房巷道較窄、地面不平整等典型場景中，無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效的自主作業(yè)。
3、因此，亟需一種適用于密集烤房環(huán)境，具備自主導(dǎo)航能力、結(jié)構(gòu)緊湊、舉升精準(zhǔn)、適應(yīng)性強(qiáng)的自走式煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)與裝煙設(shè)備，以替代人工完成高強(qiáng)度、高頻次的轉(zhuǎn)運(yùn)與掛煙任務(wù)，緩解用工壓力，提升煙葉烘烤工藝的智能化與標(biāo)準(zhǔn)化水平。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種密集烤房場景下自走式煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)和裝煙機(jī)器人，精確地將煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)至指定位置，并完成多竿的舉升與掛載任務(wù)；可顯著提升轉(zhuǎn)運(yùn)和上炕作業(yè)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度與生產(chǎn)成本；可提升裝煙過程的自動(dòng)化水平和工作效率，滿足現(xiàn)代化煙草生產(chǎn)的需求。
2、一種密集烤房場景下自走式煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)和裝煙機(jī)器人，包括輪式動(dòng)力底盤、煙竿電動(dòng)舉升裝置、載煙裝置和測控裝置；
3、所述輪式動(dòng)力底盤包括底盤骨架焊合、底盤外殼焊合、底盤加強(qiáng)筋、底盤蓋板和底盤驅(qū)動(dòng)模組；
4、所述底盤骨架焊合、底盤外殼焊合和底盤加強(qiáng)筋間通過焊接的方式連接形成底盤外殼，所述底盤蓋板通過螺栓固定于所述底盤外殼的上部；
5、進(jìn)一步的，所述底盤骨架焊合包括底盤左承重主梁、底盤右承重主梁、底盤前連接橫梁、底盤后連接橫梁、減速機(jī)調(diào)節(jié)組件、底座骨架焊合加強(qiáng)筋和底盤軸承組件；所述底盤前連接橫梁和底盤后連接橫梁分別焊接于所述底盤左承重主梁和底盤右承重主梁的前后部位上，所述底座骨架焊合加強(qiáng)筋的兩端分別焊接連接所述底盤后連接橫梁和所述底盤前連接橫梁，所述底盤前連接橫梁和底盤后連接橫梁的兩端分別焊接連接所述底盤軸承組件，所述減速機(jī)調(diào)節(jié)組件通過螺栓固定連接所述底盤左承重主梁和底盤右承重主梁；
6、進(jìn)一步的，所述底盤驅(qū)動(dòng)模組包括底盤伺服電機(jī)、渦輪蝸桿減速器、雙排主動(dòng)鏈輪、雙排從動(dòng)鏈輪、雙排傳動(dòng)鏈條、法蘭盤焊合組件和橡膠輪，所述底盤伺服電機(jī)通過螺栓固定在所述渦輪蝸桿減速器上，所述雙排主動(dòng)鏈輪通過所述雙排傳動(dòng)鏈條傳動(dòng)連接所述雙排從動(dòng)鏈輪，所述雙排主動(dòng)鏈輪和雙排從動(dòng)鏈輪分別通過鍵連接于所述渦輪蝸桿減速器的輸出軸和法蘭盤焊合組件上，所述橡膠輪通過螺栓與所述法蘭盤焊合組件連接，所述渦輪蝸桿減速器通過螺栓連接到所述減速機(jī)調(diào)節(jié)組件上；
7、進(jìn)一步的，所述煙竿電動(dòng)舉升裝置包括升降桅柱模組、錐齒輪絲桿升降機(jī)、絲杠螺母墊板、絲杠固定座及軸承、升降桅柱支撐焊合、升降桅柱固定豎板焊合、升降桅柱固定斜拉板焊合和電動(dòng)升降伺服模組，所述所述升降桅柱模組包括基礎(chǔ)壁、缸滑壁、偶滑壁、奇滑壁和尾滑壁，所述基礎(chǔ)壁通過螺栓分別與所述升降桅柱固定豎板焊合和升降桅柱固定斜拉板焊合鎖固連接，所述絲杠螺母墊板通過過盈配合的方式固定于所述缸滑壁的底部，所述錐齒輪絲桿升降機(jī)的滾珠螺母通過螺栓與所述絲杠螺母墊板鎖固連接，所述錐齒輪絲桿升降機(jī)的頂部通過絲桿固定座及軸承固定于所述缸滑壁的上部，所述電動(dòng)升降伺服模組包括升降伺服電機(jī)固定支座、升降伺服電機(jī)和聯(lián)軸器，所述升降伺服電機(jī)固定支座固定所述升降伺服電機(jī)，所述升降伺服電機(jī)通過所述聯(lián)軸器固定連接所述錐齒輪絲桿升降機(jī)的的動(dòng)力輸出端，所述升降伺服電機(jī)固定支座包括升降機(jī)構(gòu)安裝板、電機(jī)固定板斜拉加強(qiáng)筋、升降伺服電機(jī)固定板、舉升機(jī)構(gòu)豎板和豎向支架斜拉板，所述升降機(jī)構(gòu)安裝板一端固定所述舉升機(jī)構(gòu)豎板，所述升降機(jī)構(gòu)安裝板另一端固定所述電機(jī)固定板斜拉加強(qiáng)筋，所述升降伺服電機(jī)固定板固定所述升降伺服電機(jī)，所述升降機(jī)構(gòu)安裝板和舉升機(jī)構(gòu)豎板和通過所述豎向支架斜拉板固定連接，所述升降機(jī)構(gòu)安裝板中部固定所述升降伺服電機(jī)固定板，所述電機(jī)固定板斜拉加強(qiáng)筋固定所述升降伺服電機(jī)固定板。
8、進(jìn)一步的，所述載煙裝置包括載煙刀板、直線運(yùn)動(dòng)模組和固定支撐焊合，所述固定支撐焊合包括中間連接板、支架側(cè)壁和支板，所述支架側(cè)壁通過焊接的方式固定到所述中間連接板的兩側(cè)，所述支板焊接到中間連接板和支架側(cè)壁之間，起強(qiáng)化加固作用；所述支架側(cè)壁通過螺栓固定于所述直線運(yùn)動(dòng)模組的底部，所述載煙刀板通過螺栓固定于直線運(yùn)動(dòng)模組的滑塊上，所述中間連接板通過螺栓固定于所述尾滑壁上；
9、進(jìn)一步的，所述測控裝置包括車體控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、電池、逆變器和傳感器，所述伺服驅(qū)動(dòng)器包括升降電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器、底盤伺服驅(qū)動(dòng)器和載煙裝置伺服驅(qū)動(dòng)器，所述傳感器包括光電開關(guān)、磁導(dǎo)航傳感器和rfid標(biāo)簽讀卡器，所述升降電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器通過升降電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器支架固定于所述升降桅柱固定豎板焊合上，所述光電開關(guān)固定于所述直線運(yùn)動(dòng)模組上，所述磁導(dǎo)航傳感器固定于所述底盤外殼焊合上，所述rfid標(biāo)簽讀卡器固定于所述底座骨架焊合加強(qiáng)筋上，所述載煙裝置伺服驅(qū)動(dòng)器包括載煙裝置伺服驅(qū)動(dòng)器a和載煙裝置伺服驅(qū)動(dòng)器b，所述底盤伺服驅(qū)動(dòng)器、載煙裝置伺服驅(qū)動(dòng)器、升降電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器和車體控制器均固定在所述電控箱內(nèi)。
10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
11、1、實(shí)現(xiàn)裝煙過程自動(dòng)化作業(yè)：本發(fā)明通過集成磁條導(dǎo)航與rfid定位系統(tǒng)，結(jié)合舉升裝置與載煙機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了煙竿的自動(dòng)取放、路徑跟蹤、精準(zhǔn)定位、分層掛載等全過程自動(dòng)化操作，顯著降低了對(duì)人工的依賴，精確地將煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)至指定位置，并完成多竿的舉升與掛載任務(wù)；
12、2、提升作業(yè)效率并降低勞動(dòng)強(qiáng)度：本發(fā)明采用多竿同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)與掛載的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，支持單次搬運(yùn)三竿煙竿，并具備自主行走和路徑返回功能，與傳統(tǒng)人工操作相比，作業(yè)效率顯著提升，有效減輕了煙農(nóng)勞動(dòng)負(fù)擔(dān)；
13、3、適應(yīng)密集烤房復(fù)雜環(huán)境：本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，具備良好的越障能力和轉(zhuǎn)向靈活性，能夠適應(yīng)密集烤房狹窄巷道和高掛煙架等復(fù)雜工況，保障設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的高效運(yùn)行。
1.一種密集烤房場景下自走式煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)和裝煙機(jī)器人，其特征在于，包括輪式動(dòng)力底盤(1)、煙竿電動(dòng)舉升裝置(3)、載煙裝置(2)和測控裝置(4)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密集烤房場景下自走式煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)和裝煙機(jī)器人，其特征在于，所述底盤骨架焊合(5)包括底盤左承重主梁、底盤右承重主梁、底盤前連接橫梁、底盤后連接橫梁、減速機(jī)調(diào)節(jié)組件(15)、底座骨架焊合加強(qiáng)筋(11)和底盤軸承組件(13)；所述底盤前連接橫梁和底盤后連接橫梁分別焊接于所述底盤左承重主梁和底盤右承重主梁的前后部位上，所述底座骨架焊合加強(qiáng)筋(11)的兩端分別焊接連接所述底盤后連接橫梁和所述底盤前連接橫梁，所述底盤前連接橫梁和底盤后連接橫梁的兩端分別焊接連接所述底盤軸承組件(13)，所述減速機(jī)調(diào)節(jié)組件(15)通過螺栓固定連接所述底盤左承重主梁和底盤右承重主梁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種密集烤房場景下自走式煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)和裝煙機(jī)器人，其特征在于，所述底盤驅(qū)動(dòng)模組(8)包括底盤伺服電機(jī)(23)、渦輪蝸桿減速器(22)、雙排主動(dòng)鏈輪(17)、雙排從動(dòng)鏈輪(26)、雙排傳動(dòng)鏈條(18)、法蘭盤焊合組件(21)和橡膠輪(27)，所述底盤伺服電機(jī)(23)通過螺栓固定在所述渦輪蝸桿減速器(22)上，所述雙排主動(dòng)鏈輪通過所述雙排傳動(dòng)鏈條傳動(dòng)連接所述雙排從動(dòng)鏈輪，所述雙排主動(dòng)鏈輪和雙排從動(dòng)鏈輪(26)分別通過鍵連接于所述渦輪蝸桿減速器(22)的輸出軸和法蘭盤焊合組件(21)上，所述橡膠輪(27)通過螺栓與所述法蘭盤焊合組件(21)連接，所述渦輪蝸桿減速器(22)通過螺栓連接到所述減速機(jī)調(diào)節(jié)組件(15)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密集烤房場景下自走式煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)和裝煙機(jī)器人，其特征在于，所述煙竿電動(dòng)舉升裝置(3)包括升降桅柱模組(30)、錐齒輪絲桿升降機(jī)(33)、絲杠螺母墊板(36)、絲杠固定座及軸承(35)、升降桅柱支撐焊合(28)、升降桅柱固定豎板焊合(32)、升降桅柱固定斜拉板焊合(31)和電動(dòng)升降伺服模組(29)，所述所述升降桅柱模組(30)包括基礎(chǔ)壁(41)、缸滑壁(37)、偶滑壁(38)、奇滑壁(39)和尾滑壁(40)，所述基礎(chǔ)壁(41)通過螺栓分別與所述升降桅柱固定豎板焊合(32)和升降桅柱固定斜拉板焊合(31)鎖固連接，所述絲杠螺母墊板(36)通過過盈配合的方式固定于所述缸滑壁(37)的底部，所述錐齒輪絲桿升降機(jī)(33)的滾珠螺母(34)通過螺栓與所述絲杠螺母墊板鎖固連接，所述錐齒輪絲桿升降機(jī)(33)的頂部通過絲桿固定座及軸承(35)固定于所述缸滑壁(37)的上部，所述絲杠固定座及軸承(35)和缸滑壁(37)間不固定，所述電動(dòng)升降伺服模組(29)包括升降伺服電機(jī)固定支座、升降伺服電機(jī)(53)和聯(lián)軸器(54)，所述升降伺服電機(jī)固定支座固定所述升降伺服電機(jī)(53)，所述升降伺服電機(jī)(53)通過所述聯(lián)軸器固定連接所述錐齒輪絲桿升降機(jī)(33)的動(dòng)力輸出端，所述升降伺服電機(jī)固定支座包括升降機(jī)構(gòu)安裝板、電機(jī)固定板斜拉加強(qiáng)筋、升降伺服電機(jī)固定板、舉升機(jī)構(gòu)豎板和豎向支架斜拉板，所述升降機(jī)構(gòu)安裝板一端固定所述舉升機(jī)構(gòu)豎板，所述升降機(jī)構(gòu)安裝板另一端固定所述電機(jī)固定板斜拉加強(qiáng)筋，所述升降伺服電機(jī)固定板固定所述升降伺服電機(jī)(53)，所述升降機(jī)構(gòu)安裝板和舉升機(jī)構(gòu)豎板和通過所述豎向支架斜拉板固定連接，所述升降機(jī)構(gòu)安裝板中部固定所述升降伺服電機(jī)固定板，所述電機(jī)固定板斜拉加強(qiáng)筋固定所述升降伺服電機(jī)固定板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密集烤房場景下自走式煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)和裝煙機(jī)器人，其特征在于，所述載煙裝置(2)包括載煙刀板(55)、直線運(yùn)動(dòng)模組(58)和固定支撐焊合，所述固定支撐焊合包括中間連接板(56)、支架側(cè)壁(57)和支板(59)，所述支架側(cè)壁(57)通過焊接的方式固定到所述中間連接板(56)的兩側(cè)，所述支板(59)焊接到中間連接板(56)和支架側(cè)壁(57)之間，起強(qiáng)化加固作用；所述支架側(cè)壁(57)通過螺栓固定于所述直線運(yùn)動(dòng)模組(58)的底部，所述載煙刀板(55)通過螺栓固定于直線運(yùn)動(dòng)模組(58)的滑塊上，所述中間連接板(56)通過螺栓固定于所述尾滑壁(40)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密集烤房場景下自走式煙竿轉(zhuǎn)運(yùn)和裝煙機(jī)器人，其特征在于，所述測控裝置(4)包括車體控制器(66)、伺服驅(qū)動(dòng)器、電池(69)、逆變器(68)和傳感器，所述伺服驅(qū)動(dòng)器包括升降電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器(63)、底盤伺服驅(qū)動(dòng)器(67)和載煙裝置伺服驅(qū)動(dòng)器，所述傳感器包括光電開關(guān)(60)、磁導(dǎo)航傳感器(62)和rfid標(biāo)簽讀卡器，所述升降電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器(63)通過升降電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器(63)支架固定于所述升降桅柱固定豎板焊合(32)上，所述光電開關(guān)(60)固定于所述直線運(yùn)動(dòng)模組(58)上，所述磁導(dǎo)航傳感器(62)固定于所述底盤外殼焊合(9)上，所述rfid標(biāo)簽讀卡器固定于所述底座骨架焊合加強(qiáng)筋(11)上，所述載煙裝置伺服驅(qū)動(dòng)器包括載煙裝置伺服驅(qū)動(dòng)器a(64)和載煙裝置伺服驅(qū)動(dòng)器b(65)，所述底盤伺服驅(qū)動(dòng)器(67)、載煙裝置伺服驅(qū)動(dòng)器、升降電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器(63)和車體控制器(66)均固定在所述電控箱(72)內(nèi)。