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专利号: 2018111707512
申请人: 大连交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 肥料;肥料制造〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有智能双螺旋搅拌头的有机肥翻抛机,至少包括电动机(1)、传动箱(2)和搅拌头,其特征在于:还包括智能控制系统,所述的搅拌头为智能双螺旋搅拌头,所述的传动箱(2)一端与电动机(1)连接,另一端分别与双螺旋搅拌头连接;所述的双螺旋搅拌头分别为检测搅拌头(3)和执行搅拌头(4),所述的检测搅拌头(3)和执行搅拌头(4)并排安装在传动箱(2)的一端;

所述的电动机(1)的启停由上位机进行控制,电动机(1)通过螺栓固定在传动箱(2)的箱体上,为双螺旋搅拌头的转动提供动力;

所述的传动箱(2)内部包含传动齿轮系和旋转供液装置,传动齿轮系的一端与电动机(1)伸出轴上的轴端齿轮啮合,另一端与双螺旋搅拌头的传动轴连接,将电动机(1)的动力传递到双螺旋搅拌头;所述的旋转供液装置分别通过连接管(10)连接外部的液压系统和气压系统,将外部的水和气输送给执行搅拌头(4);所述的检测搅拌头(3)采集料堆中的料堆信息,并将料堆信息处理后通过无线方式发送给远程的上位机,同时接受上位机发来的控制指令,所述的料堆信息包括含氧量、湿度和温度;

所述的检测搅拌头(3)与外部电源模块连接,所述的外部电源模块通过无线充电的方式给检测搅拌头(3)内部的电池组充电并给单片机控制单元(31)、检测探针(41)和电磁铁(34)供电;

所述的传动箱(2)包括小齿轮(5)、双联齿轮(6)、执行传动轴(7)、轴套(8)、壳体(9)、无线充电模块、大齿轮(14)、球面轴承(15)和检测传动轴(16);所述的小齿轮(5)通过键与电动机(1)伸出轴连接,随电动机(1)转动;所述的双联齿轮(6)通过键与执行传动轴(7)连接并同步转动;双联齿轮(6)的上侧齿轮与小齿轮(5)啮合;所述的大齿轮(14)通过键与检测传动轴(16)连接并同步转动,同时与双联齿轮(6)的下侧齿轮啮合;这样在电动机(1)的驱动下,执行传动轴(7)与检测传动轴(16)发生相向转动;所述的连接管(10)分别为水管和气管;所述的水管和气管的一端伸出传动箱(2)箱体、分别与外部的液压系统和气压系统连接,水管和气管的另一端通过螺纹与旋转供液装置的壳体(9)连接;壳体(9)内圆设置圆周槽与连接管(10)联通,同时壳体(9)与执行传动轴(7)通过销连接,并通过O型密封圈(26)进行密封;执行传动轴(7)上的径向孔与壳体(9)上的圆周槽连通,同时位于执行传动轴(7)轴心的轴向孔(17)与径向孔连通,这样实现在执行传动轴(7)转动时,外部液压系统和气压系统的水、气持续通过径向孔进入到执行搅拌头(4)中的轴向孔(17),继而从位于执行搅拌头(4)尖端的轴向走液孔排出;所述的轴套(8)安装在执行传动轴(7)上的球面轴承(15)与壳体(9)之间,用于限制壳体(9)在执行传动轴(7)轴向上的移动;

所述的无线充电模块包括供电片支架(11)、供电片(12)和受电片(13),所述的供电片(12)通过胶接的方式固定到供电片支架(11)上,供电片支架(11)通过螺栓固定到传动箱(2)箱体上,其接线端穿过传动箱(2)箱体上的孔与外部电源模块连接;所述的受电片(13)通过胶接的方式固定到检测传动轴(16)的端面上,由于无线充电过程要求供电片(12)与受电片(13)相对静止,故受电片(13)的接线端穿过检测传动轴(16)轴向上的走线孔(30)与检测搅拌头(3)内的电池组和单片机控制单元(31)连接;这样实现在检测搅拌头(3)停止转动时外部电源持续通过无线充电将电能提供给检测搅拌头(3)的电池组充电,在检测搅拌头(3)转动时则由电池组持续供电;所述的球面轴承(15)有两个,分别作为执行传动轴(7)和检测传动轴(16)的支撑轴承;

所述的执行搅拌头(4)包括联轴器(18)、软管(19)、执行头壳体(20)、塔形接头A(21)、内筒(22)、塔形接头B(23)、复位弹簧(24)、活塞(25)、O型密封圈(26)、螺旋刀(27)、螺栓安装孔(28)和排液螺栓(29);所述的塔形接头A(21)通过螺纹连接到执行传动轴(7)的轴向走液孔的末端;所述的软管(19)的一端通过卡扣与塔形接头A(21)连接,另一端通过卡扣与安装在执行头壳体(20)内活塞(25)上的塔形接头B(23)连接;所述的联轴器(18)通过螺栓固定在执行传动轴(7)的端面上,并通过螺栓固连执行头壳体(20);这样在电动机(1)的带动下,执行头壳体(20)上的螺旋刀(27)便会转动,将料堆的底层料堆翻新到上层;所述的复位弹簧(24)安装在活塞(25)和联轴器(18)之间,活塞(25)上通过螺钉(39)固定一个滑块,整个搅拌头为内外结构,滑块随活塞(25)在执行头壳体(20)内沿其轴向移动,同时滑块在执行头壳体(20)内壁上的滑槽中上下运动,用于防止活塞(25)沿轴线的转动,活塞(25)与执行头壳体(20)通过滑块连接,并通过O型密封圈(26)进行密封;内筒(22)通过铆接的方式与活塞(25)固连,随活塞(25)上下移动,这样内筒(22)便与执行头壳体(20)形成了一个密闭空间;当上位机判断需要对料堆进行水、气补充时,外部液压系统和气压系统将水和气提供到轴向走液孔后,再依次通过塔形接头B(23)、软管(19)、塔形接头A(21)、活塞(25)进入内筒(22)与执行头壳体(20)形成的密闭空间中;随着水、气的流入,密闭空间中的压力增大,内筒(22)上移,复位弹簧(24)被压缩;当内筒(22)上移距离L后,内筒(22)筒壁上的孔与执行头壳体(20)上的孔相通,水、气从相通孔排出到料堆中,对料堆的湿度、氧气含量进行调节;水、气供应结束后,上位机关闭外部液压系统和气压系统,密闭空间中的压力下降;随着压力的下降,在复位弹簧(24)的作用下,内筒(22)下移,内筒(22)筒壁上的孔与执行头壳体(20)上的孔错位,从而防止料堆通过执行头壳体(20)上的孔进入内筒(22)中;所述的排液螺栓(29)安装在执行搅拌头(4)头部,用于通过排液螺栓(29)及时排出执行头壳体(20)中多余的水,对执行搅拌头(4)进行维护;

所述的受电片(13)将外部输送来的电能通过导线穿过走线孔(30)输送到电池组和单片机控制单元(31);单片机控制单元(31)通过螺栓固定在安装盘(32)上,安装盘(32)由联轴器(18)压入到检测头壳体(33)内,随检测搅拌头(3)转动;检测探针(41)通过螺纹安装在固定盘(38)的螺纹孔内,固定盘(38)通过螺钉(39)和立柱(37)与活塞(25)固连;活塞(25)通过螺纹与电磁铁(34)的伸出轴固连;电磁铁(34)的法兰通过螺钉(39)与缸体(36)固连,缸体(36)与端盖(40)又通过螺钉(39)固连到检测头壳体(33)末端;电磁铁(34)的接线端连接到单片机控制单元(31);检测探针(41)穿过端盖(40)的孔插入料堆中;当上位机判断需要进行搅拌工作时,将检测探针(41)回缩指令通过无线方式发送给单片机控制单元(31),进而控制电磁铁(34)得电;电磁铁(34)伸出轴回缩,弹簧(35)被压缩,进而带动检测探针(41)回缩至检测探针(41)末端进入到端盖(40)的孔内,防止检测搅拌头(3)转动时料堆损坏检测探针(41);当搅拌工作结束时,上位机发送检测指令给单片机控制单元(31),进而控制电磁铁(34)失电,在弹簧(35)的作用下,检测探针(41)从端盖(40)上的孔穿出至料堆中,对料堆进行参数采集;

所述的智能控制系统包括检测探针(41)、单片机控制单元(31)、无线通信模块和上位机;所述的检测探针(41)包含温度检测传感器、湿度检测传感器和氧气浓度检测传感器;检测探针(41)将采集到的料池物理量发送给单片机控制单元(31);经过单片机控制单元(31)的滤波、转换处理后,单片机控制单元(31)将处理后的数字量通过无线通信模块发送给上位机;上位机通过比较当前数据与BP神经网络算法得出的数据,判断当前发酵所处的阶段及当前最佳发酵条件,并作出是否补充水、气及补充多少,是否进行温度调节的判断;将判断结果发送给单片机控制单元(31)并控制电动机(1)、水泵、气泵、电磁阀、比例阀动作,进行发酵条件调节;用户对单片机控制单元(31)发送来的数据进行存储;或手动干预搅拌头动作,进行清洗或试运行。