申请日2015.12.22
公开(公告)日2016.04.20
IPC分类号C05F7/00; C05F17/02
摘要
本发明提供一种污泥生物发酵转化腐殖质的槽式智能全机械自动翻抛机。本发明提供的污泥生物发酵转化腐殖质的槽式智能全机械自动翻抛机，包括行走小车、滚筒、翻抛输送装置、行走驱动检测单元、滚筒驱动检测单元、发酵参数测试及控制单元;滚筒驱动检测单元包括滚筒驱动电机，滚筒驱动电机的输出端通过滚筒减速器与滚筒的滚筒轴连接，滚筒驱动电机用于驱动滚筒旋转，以对发酵槽中的物料进行翻抛，发酵参数测试及控制单元分别与行走驱动检测单元以及滚筒驱动检测单元电连接，发酵参数测试及控制单元用于根据滚筒遇到的物料阻力控制行走驱动电机与滚筒驱动电机的输出。本发明能够实现翻抛自动化作业。
摘要附图
权利要求书
1.一种污泥生物发酵转化腐殖质的槽式智能全机械自动翻抛机，其特征在于，包括行走小车、滚筒、翻抛输送装置、行走驱动检测单元、滚筒驱动检测单元及发酵参数测试及控制单元;
所述行走小车横跨在发酵槽上，所述行走驱动检测单元包括行走驱动电机，所述行走驱动电机的输出端通过行走减速器与所述行走小车的车轴连接，所述行走驱动电机用于驱动所述行走小车沿所述发酵槽的方向行进，所述翻抛输送装置通过水平转动轴与所述行走小车铰接，所述滚筒设置在所述翻抛输送装置的端部，所述滚筒上设置有防尘罩;
所述滚筒驱动检测单元包括滚筒驱动电机，所述滚筒驱动电机的输出端通过滚筒减速器与所述滚筒的滚筒轴连接，所述滚筒驱动电机用于驱动所述滚筒旋转，以对所述发酵槽中的物料进行翻抛，所述发酵参数测试及控制单元分别与所述行走驱动检测单元以及所述滚筒驱动检测单元电连接，所述发酵参数测试及控制单元用于根据所述滚筒遇到的物料阻力控制所述行走驱动电机与所述滚筒驱动电机的输出。
2.根据权利要求1所述的翻抛机，其特征在于，还包括升降机构，所述升降机构包括升降驱动检测单元、升降器与丝杆，所述升降驱动检测单元包括升降驱动电机，所述升降器设置在所述行走小车上，所述丝杆穿设在所述升降器中，所述丝杆与所述翻抛输送装置连接，所述升降驱动电机与所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述升降驱动电机的输出端与所述升降器连接，所述升降驱动电机用于驱动所述升降器运动，以带动所述丝杆伸缩，当所述丝杆在所述升降器的运动下伸缩时，所述翻抛输送装置绕所述旋转轴转动，以带动所述滚筒上升或下降至所述发酵槽中。
3.根据权利要求2所述的翻抛机，其特征在于，所述升降驱动检测单元还包括升降限位开关，所述升降限位开关与所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述升降限位开关用于当所述翻抛输送装置上升或下降至预定高度时，发送第一升降电信号给所述发酵参数测试及控制单元，以使所述发酵参数测试及控制单元根据所述第一升降电信号控制所述升降机构停止运动。
4.根据权利要求2或3所述的翻抛机，其特征在于，所述升降驱动检测单元还包括升降电流检测单元，所述升降电流检测单元分别与所述升降驱动 电机和所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述升降电流检测单元用于当所述升降驱动电机的电流大于预设升降电流阈值时，向所述发酵参数测试及控制单元发送第二升降电信号，以使所述发酵参数测试及控制单元根据所述第二升降电信号控制所述升降机构停止运动。
5.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，所述滚筒驱动检测单元还包括检测单元，所述检测单元与所述发酵参数测试及控制单元电连接，用于检测所述滚筒驱动电机的电流和所述滚筒驱动电机的扭矩，并将检测结果作为物料阻力传送给所述发酵参数测试及控制单元，以使所述发酵参数测试及控制单元根据所述检测结果控制所述行走驱动电机与所述滚筒驱动电机的输出。
6.根据权利要求5所述的翻抛机，其特征在于，所述检测单元中包括扭矩传感器，所述扭矩传感器与所述滚筒驱动电机的输出端连接，所述扭矩传感器用于检测所述滚筒驱动电机的扭矩。
7.根据权利要求6所述的翻抛机，其特征在于，所述滚筒驱动检测单元还包括：滚筒驱动变频器，所述滚筒驱动变频器分别与所述滚筒驱动电机以及所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述滚筒驱动变频器用于根据所述发酵参数测试及控制单元发出的控制信号改变所述滚筒驱动电机的电流频率，以改变所述滚筒驱动电机的扭矩。
8.根据权利要求6或7所述的翻抛机，其特征在于，所述行走驱动检测单元还包括伺服驱动器，所述伺服驱动器设置在所述行走驱动电机上，且所述伺服驱动器与所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述伺服驱动器用于根据所述发酵参数测试及控制单元发出的控制信号调整所述行走驱动电机的转速。
9.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，所述翻抛输送装置包括框架、输送驱动装置与传送带，所述传送带设置在所述框架上，所述输送驱动装置用于使所述传动带转动，以传送被所述滚筒翻抛的物料。
10.根据权利要求9所述的翻抛机，其特征在于，所述输送驱动装置包括输送驱动电机、输送减速器、传动轴、链轮与输送驱动检测单元，所述输送驱动检测单元包括重力传感器，所述输送驱动电机与所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述输送驱动电机的输出端与所述输送减速器第一端连接， 所述输送减速器第二端与所述传动轴连接，所述链轮穿设在所述传动轴上，且所述链轮旋转时，所述链轮的链齿带动所述传动带运动，所述重力传感器设置在所述传动轴上，所述重力传感器与所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述重力传感器用于当所述传送带上的物料重量分布超过预设重量阈值时，向所述发酵参数测试及控制单元发送第一输送电信号，以使所述发酵参数测试及控制单元根据所述第一输送电信号控制所述输送驱动电机停止运转。
11.根据权利要求10所述的翻抛机，其特征在于，所述输送驱动检测单元还包括输送电流检测单元，所述输送电流检测单元分别与所述输送驱动电机和所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述输送电流检测单元用于当所述输送驱动电机的电流大于预设输送电流阈值时，向所述发酵参数测试及控制单元发送第二输送电信号，以使所述发酵参数测试及控制单元根据所述第二输送电信号控制所述输送驱动电机停止运动。
12.根据权利要求9所述的翻抛机，其特征在于，所述传送带包括传送链条与刮板，所述传送链条与所述输送驱动装置连接，所述刮板水平设置在所述传送链条上，且所述刮板的长度方向与所述传送带的运动方向垂直。
13.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，所述行走驱动检测单元还包括行走限位开关，所述行走限位开关设置在所述行走小车上，所述行走限位开关与所述发酵参数测试及控制单元电连接，当所述行走小车行进到所述发酵槽的预设位置时，所述行走限位开关向所述发酵参数测试及控制单元发出第一行走电信号，以使所述行走小车停止行进。
14.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，所述滚筒还包括：双层破拱装置，所述双层破拱装置包括破拱驱动单元和破拱执行单元，所述破拱执行单元包括与所述滚筒转动方向平行的第一破拱轴与第二破拱轴，所述第一破拱轴与所述第二破拱轴的高度均高于所述滚筒的高度，且所述第一破拱轴的高度高于所述第二破拱轴，所述第一破拱轴与所述第二破拱轴上均设置有间隔排布的破拱齿;
所述破拱驱动单元包括破拱驱动电机与破拱驱动减速机，所述破拱驱动电机和所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述破拱驱动电机的输出端与所述破拱驱动减速机的第一端连接，所述破拱驱动减速机的第二端与所述破 拱执行单元连接。
15.根据权利要求14所述的翻抛机，其特征在于，所述滚筒的滚筒轴与所述第一破拱轴的轴心连线与水平方向所成的角度等于所述物料的安息角。
16.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，还包括：防摆动装置，所述防摆动装置包括两个门架和两个支座，两个所述门架对称设置在所述翻抛输送装置的外侧面，所述支座设置在所述行走小车的与所述翻抛输送装置相邻的内侧面，且两个所述支座分别与两个所述门架对应设置，每个所述支座上设置有两排滚轮，所述滚轮的滚动方向与所述行走小车的行进方向一致，每个所述门架均包括两块平行设置的翼板和设置在两块所述翼板之间的连接板，以使所述门架的横截面呈H形，所述支座的两排滚轮分别卡设在所述H形的朝向所述支座的翼板的内外两侧，以限制所述翻抛输送装置在垂直所述转动轴方向上的摆动。
17.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，还包括：防尘罩内物料检测单元，所述防尘罩内物料检测单元设置在在所述滚筒的防尘罩内，且所述防尘罩内物料检测单元与所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述防尘罩内物料检测单元用于检测所述发酵槽内物料的发酵信息，并将所述发酵信息传送给所述发酵参数测试及控制单元，以使所述发酵参数测试及控制单元控制调整下一阶段发酵辅助设备的运行;
所述防尘罩内物料检测单元包括温度传感器、湿度传感器、酸碱度传感器、气体浓度传感器与溶解氧传感器中的至少一种。
18.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，所述行走驱动检测单元还包括行走电流检测单元，滚筒驱动检测单元还包括滚筒电流检测单元，所述行走电流检测单元分别与所述行走驱动电机和所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述滚筒电流检测单元分别与所述滚筒驱动电机和所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述行走电流检测单元用于当所述行走驱动电机的电流大于预设行走电流阈值时，向所述发酵参数测试及控制单元发送第二行走电信号，以使所述发酵参数测试及控制单元根据所述第二行走电信号控制所述行走小车停止运动，所述滚筒电流检测单元用于当所述滚筒驱动电机的电流大于预设滚筒电流阈值时，向所述发酵参数测试及控制单元发送滚筒电信号，以使所述发酵参数测试及控制单元根据所述滚筒电信号控 制所述滚筒停止运动。
19.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，还包括：通信模块，所述通信模块与所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述通信模块用于接收外界的遥控信号，并将所述遥控信号传送给所述发酵参数测试及控制单元。
20.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，所述行走驱动检测单元还包括监测雷达，所述监测雷达设置在所述翻抛机行进方向上的至少一端，所述监测雷达与所述发酵参数测试及控制单元电连接，所述监测雷达用于当检测到所述翻抛机行进方向上有障碍物时，发送电信号给所述发酵参数测试及控制单元，以使所述发酵参数测试及控制单元控制所述行走小车停止行进。
21.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，所述滚筒驱动检测单元还包括微孔摄像头，所述微孔摄像头设置在所述滚筒上，所述微孔摄像头用于查看所述物料的翻抛情况。
22.根据权利要求14或15所述的翻抛机，其特征在于，所述防尘罩设置在所述双层破拱装置与所述滚筒之间。
23.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，所述滚筒还包括两个刮料板，所述刮料板对称设置在所述滚筒的滚筒轴两端，且所述刮料板与所述滚筒轴固定连接，所述刮料板在所述滚筒轴带动下绕所述滚筒轴旋转。
24.根据权利要求1-3任一项所述的翻抛机，其特征在于，还包括：平层导料装置，所述平层导料装置包括导料平板、导料转臂和导料转动轴，所述导料转动轴设置于所述翻抛输送装置的远离所述滚筒的一端，并和所述传送带的转动轴线平行，所述导料转臂垂直于所述导料转动轴，所述导料转臂的一端和所述导料转动轴相连，另一端和所述导料平板相连，以使所述导料平板绕所述导料转动轴旋转，所述导料平板垂直于所述导料转臂。
说明书
污泥生物发酵转化腐殖质的槽式智能全机械自动翻抛机
技术领域
本发明涉及农业机械技术，尤其涉及一种污泥生物发酵转化腐殖质的槽式智能全机械自动翻抛机。
背景技术
目前，我国有80%的污泥并未得到有效处置，通过微生物好氧发酵转化腐殖质的无害化处理方式，主要是利用微生物分解有机质，同时高温发酵阶段杀灭有害细菌，是一种相对较好的治理方式。在进行微生物发酵时，需要将用于发酵的物料在静置一段时间后进行翻抛，避免因物料温度过高，氧气不足而影响发酵过程。
当前，一般用翻抛机进行生物发酵过程中物料的翻抛作业。传统的有机肥槽式翻抛机位于发酵槽上方，并可沿发酵槽移动，对放置于发酵槽中的物料进行翻抛。翻抛机主要包括机架和固定于机架上，用作翻抛的滚筒。在进行翻抛时，机架上的滚筒进行旋转，发酵物料被滚筒卷起并上抛一定高度后再落下，从而完成发酵物料的翻抛过程。传统的槽式翻抛机可以通过液压装置，实现滚筒的升降、物料的输送等作业过程。
然而，传统的有机肥槽式翻抛机，通常采用液压装置实现各类操作，工业化集成度低，需要人力较多，且不能保证长时间连续工作;此外，液压油也具有发热量大、容易漏油等缺陷。
发明内容
本发明提供一种污泥生物发酵转化腐殖质的槽式智能全机械自动翻抛机，能够自动化、长时间进行连续翻抛作业。
本发明提供一种污泥生物发酵转化腐殖质的槽式智能全机械自动翻抛机，包括行走小车、滚筒、翻抛输送装置、行走驱动检测单元、滚筒驱动检测单元、发酵参数测试及控制单元;
行走小车横跨在发酵槽上，行走驱动检测单元包括行走驱动电机，行走驱动电机的输出端通过行走减速器与行走小车的车轴连接，行走驱动电机用于驱动行走小车沿发酵槽的方向行进，翻抛输送装置通过水平转动轴与行走小车铰接，滚筒设置在翻抛输送装置的端部;
滚筒驱动检测单元包括滚筒驱动电机，滚筒驱动电机的输出端通过滚筒减速器与滚筒的滚筒轴连接，滚筒驱动电机用于驱动滚筒旋转，以对发酵槽中的物料进行翻抛，发酵参数测试及控制单元分别与行走驱动检测单元以及滚筒驱动检测单元电连接，发酵参数测试及控制单元用于根据滚筒遇到的物料阻力控制行走驱动电机与滚筒驱动电机的输出。
可选的，翻抛机还包括升降机构，升降机构包括升降驱动检测单元、升降器与丝杆，升降驱动检测单元包括升降驱动电机，升降器设置在行走小车上，丝杆穿设在升降器中，丝杆与翻抛输送装置连接，升降驱动电机与发酵参数测试及控制单元电连接，升降驱动电机的输出端与升降器连接，升降驱动电机用于驱动升降器运动，以带动丝杆伸缩，当丝杆在升降器的运动下伸缩时，翻抛输送装置绕旋转轴转动，以带动滚筒上升或下降至发酵槽中。
可选的，升降驱动检测单元还包括升降限位开关，升降限位开关与发酵参数测试及控制单元电连接，升降限位开关用于当翻抛输送装置上升或下降至预定高度时，发送第一升降电信号给发酵参数测试及控制单元，以使发酵参数测试及控制单元根据第一升降电信号控制升降机构停止运动。
可选的，升降驱动检测单元还包括升降电流检测单元，升降电流检测单元分别与升降驱动电机和发酵参数测试及控制单元电连接，升降电流检测单元用于当升降驱动电机的电流大于预设升降电流阈值时，向发酵参数测试及控制单元发送第二升降电信号，以使发酵参数测试及控制单元根据第二升降电信号控制升降机构停止运动。
可选的，滚筒驱动检测单元还包括检测单元，检测单元与发酵参数测试及控制单元电连接，用于检测滚筒驱动电机的电流和滚筒驱动电机的扭矩，并将检测结果作为物料阻力传送给发酵参数测试及控制单元，以使发酵参数测试及控制单元根据检测结果控制行走驱动电机与滚筒驱动电机的输出。
可选的，检测单元中包括扭矩传感器，扭矩传感器与滚筒驱动电机的输出端连接，扭矩传感器用于检测滚筒驱动电机的扭矩。
可选的，滚筒驱动检测单元还包括：滚筒驱动变频器，滚筒驱动变频器分别与滚筒驱动电机以及发酵参数测试及控制单元电连接，滚筒驱动变频器用于根据发酵参数测试及控制单元发出的控制信号改变滚筒驱动电机的电流频率，以改变滚筒驱动电机的扭矩。
可选的，行走驱动检测单元还包括伺服驱动器，伺服驱动器设置在行走驱动电机上，且伺服驱动器与发酵参数测试及控制单元电连接，伺服驱动器用于根据发酵参数测试及控制单元发出的控制信号调整行走驱动电机的转速。
可选的，翻抛输送装置包括框架、输送驱动装置与传送带，传送带设置在框架上，输送驱动装置用于使传动带转动，以传送被滚筒翻抛的物料。
可选的，输送驱动装置包括输送驱动电机、输送减速器、传动轴、链轮与输送驱动检测单元，输送驱动检测单元包括重力传感器，输送驱动电机与发酵参数测试及控制单元电连接，输送驱动电机的输出端与输送减速器第一端连接，输送减速器第二端与传动轴连接，链轮穿设在传动轴上，且链轮旋转时，链轮的链齿带动传动带运动，重力传感器设置在传动轴上，重力传感器与发酵参数测试及控制单元电连接，重力传感器用于当传送带上的物料重量分布超过预设重量阈值时，向发酵参数测试及控制单元发送第一输送电信号，以使发酵参数测试及控制单元根据第一输送电信号控制输送驱动电机停止运转。
可选的，输送驱动检测单元还包括输送电流检测单元，输送电流检测单元分别与输送驱动电机和发酵参数测试及控制单元电连接，输送电流检测单元用于当输送驱动电机的电流大于预设输送电流阈值时，向发酵参数测试及控制单元发送第二输送电信号，以使发酵参数测试及控制单元根据第二输送电信号控制输送驱动电机停止运动。
可选的，传送带包括传送链条与刮板，传送链条与输送驱动装置连接，刮板水平设置在传送链条上，且刮板的长度方向与传送带的运动方向垂直。
可选的，行走驱动检测单元还包括行走限位开关，行走限位开关设置在行走小车上，行走限位开关与发酵参数测试及控制单元电连接，当行走小车行进到发酵槽的预设位置时，行走限位开关向发酵参数测试及控制单元发出第一行走电信号，以使行走小车停止行进。
可选的，滚筒还包括双层破拱装置，双层破拱装置包括破拱驱动单元和破拱执行单元，破拱执行单元包括与滚筒转动方向平行的第一破拱轴与第二破拱轴，第一破拱轴与第二破拱轴的高度均高于滚筒的高度，且第一破拱轴的高度高于第二破拱轴，第一破拱轴与第二破拱轴上均设置有间隔排布的破拱齿;
破拱驱动单元包括破拱驱动电机与破拱驱动减速机，破拱驱动电机和发酵参数测试及控制单元电连接，破拱驱动电机的输出端与破拱驱动减速机的第一端连接，破拱驱动减速机的第二端与破拱执行单元连接。
可选的，滚筒的滚筒轴与第一破拱轴的轴心连线与水平方向所成的角度等于物料的安息角。
可选的，翻抛机还包括防摆动装置，防摆动装置包括两个门架和两个支座，两个所述门架对称设置在翻抛输送装置的外侧面，支座设置在行走小车的与翻抛输送装置相邻的内侧面，且两个支座分别与两个门架对应设置，每个支座上设置有两排滚轮，滚轮的滚动方向与行走小车的行进方向一致，每个门架均包括两块平行设置的翼板和设置在两块翼板之间的连接板，以使门架的横截面呈H形，支座的两排滚轮分别卡设在H形的朝向支座的翼板的内外两侧，以限制翻抛输送装置在垂直转动轴方向上的摆动。
可选的，翻抛机还包括防尘罩内物料检测单元，防尘罩内物料检测单元设置在滚筒的防尘罩内，且防尘罩内物料检测单元与发酵参数测试及控制单元电连接，防尘罩内物料检测单元用于检测发酵槽内物料的发酵信息，并将发酵信息传送给发酵参数测试及控制单元，以使发酵参数测试及控制单元控制调整下一阶段发酵辅助设备的运行;
防尘罩内物料检测单元包括温度传感器、湿度传感器、酸碱度传感器、气体浓度传感器与溶解氧传感器中的至少一种。
可选的，行走驱动检测单元还包括行走电流检测单元，滚筒驱动检测单元还包括滚筒电流检测单元，行走电流检测单元分别与行走驱动电机和发酵参数测试及控制单元电连接，滚筒电流检测单元分别与滚筒驱动电机和发酵参数测试及控制单元电连接，行走电流检测单元用于当行走驱动电机的电流大于预设行走电流阈值时，向发酵参数测试及控制单元发送第二行走电信号，以使发酵参数测试及控制单元根据第二行走电信号控制行走小车停止运动， 滚筒电流检测单元用于当滚筒驱动电机的电流大于预设滚筒电流阈值时，向发酵参数测试及控制单元发送滚筒电信号，以使发酵参数测试及控制单元根据滚筒电信号控制滚筒停止运动。
可选的，翻抛机还包括通信模块，通信模块与发酵参数测试及控制单元电连接，通信模块用于接收外界的遥控信号，并将遥控信号传送给发酵参数测试及控制单元。
可选的，行走驱动检测单元还包括监测雷达，监测雷达设置在翻抛机行进方向上的至少一端，监测雷达与发酵参数测试及控制单元电连接，监测雷达用于当检测到翻抛机行进方向上有障碍物时，发送电信号给发酵参数测试及控制单元，以使发酵参数测试及控制单元控制行走小车停止行进。
可选的，滚筒驱动检测单元还包括微孔摄像头，微孔摄像头设置在滚筒上，微孔摄像头用于查看物料的翻抛情况。
可选的，防尘罩设置在双层破拱装置与滚筒之间。
可选的，滚筒还包括两个刮料板，刮料板对称设置在滚筒的滚筒轴两端，且刮料板与滚筒轴固定连接，刮料板在滚筒轴带动下绕滚筒轴旋转。
可选的，翻抛机还包括平层导料装置，平层导料装置包括导料平板、导料转臂和导料转动轴，导料转动轴设置于翻抛输送装置的远离滚筒的一端，并和传送带的转动轴线平行，导料转臂垂直于导料转动轴，导料转臂的一端和导料转动轴相连，另一端和导料平板相连，以使导料平板绕导料转动轴旋转，导料平板垂直于导料转臂。
本发明提供的污泥生物发酵转化腐殖质的槽式智能全机械自动翻抛机具体包括行走小车、滚筒、翻抛输送装置、行走驱动检测单元、滚筒驱动检测单元、发酵参数测试及控制单元。行走小车横跨在发酵槽上，行走驱动检测单元包括行走驱动电机，行走驱动电机的输出端通过行走减速器与行走小车的车轴连接，行走驱动电机用于驱动行走小车沿发酵槽的方向行进，翻抛输送装置通过水平转动轴与行走小车铰接，滚筒设置在翻抛输送装置的端部。滚筒驱动检测单元包括滚筒驱动电机，滚筒驱动电机的输出端通过滚筒减速器与滚筒的滚筒轴连接，滚筒驱动电机用于驱动滚筒旋转，以对发酵槽中的物料进行翻抛，发酵参数测试及控制单元分别与行走驱动检测单元和滚筒驱动检测单元电连接，发酵参数测试及控制单元用于根据滚筒遇到的物料阻力 控制行走驱动电机与滚筒驱动电机的输出。这样翻抛机可以在翻抛过程中自动根据滚筒遇到的物料阻力等现场实际情况控制各电机的输出，从而调整滚筒及行走小车等部件的状态，从而实现翻抛机的智能自动化作业，减少人力投入。