CN109612530A - 一种粮食仓储环境立体全方位多参量的监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粮食仓储环境立体全方位多参量的监测装置，钻杆上半部分为可伸缩的多节套筒结构，下半部分从上至下依次包括电容极板层、传感器层和电机；电容极板层位于钻杆上套筒结构的下方，包括两个电容极板和极板驱动机构，电容极板可通过所述极板驱动机构的带动在位于钻杆表面相应位置的两条缝隙中滑动；在电容极板层下方为传感器层；电机设置在传感器层的下方，电机轴向下连接钻头。本发明装置通过设置多个层状结构，使得同时可以测量粮食的多项参数，并且电缆也放置在钻杆内，这使得钻头和钻杆在移动过程中不会使整个装置受到电缆的影响，同时，可以分别监测多个位置的粮食状况，设计得到优化，且操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测装置，具体是一种粮食仓储环境立体全方位多参量的监测装置，属于粮食生产加工领域。
背景技术
粮食是人类赖以生存的基础。目前我国粮食存储损失率在4％左右，若能将损失率降到2％，每年则可以减少数亿吨的粮食损失。为了减少粮食在存储过程中由于变质而引起的损失，就需要及时准确地掌握粮仓中的粮食的各种物理参数信息：温湿度、二氧化碳浓度等。
现有技术中，申请号CN201220265400.1，名称为“一种粮堆检测装置”的发明专利公开的一种粮堆检测装置，此方案仍然是将检测电缆插入粮堆中，采用钻头辅助进入，需要较多的电缆和传感器；电缆在进入过程中旋转摩擦可能会引起火灾；每一次堆粮后都需要再次插入电缆，费时费力；出粮时过多的电缆可能会影响机械化作业。因此，该专利未能很好地解决粮仓检测问题。目前的其他技术，大都存在着耗费传感器数量多、施工困难、自动化程度低、未能集多种检测于一体、不能全方位立体式地测量粮仓中各个点的多参数等问题。鉴于以上问题，研制出一套能够全方位检测、多种检测功能一体化、低成本、稳定的现代化粮仓环境检测装置成为一项迫切的任务。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种粮食仓储环境立体全方位多参量的监测装置，以减少操作过程中电缆对整个装置的影响，以及优化检测装置的结构和操作方法，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种粮食仓储环境立体全方位多参量的监测装置，包括钻杆和钻头，钻头为倒置圆锥形，安装于钻杆的底部，钻头由机械手臂带动实现其横向运动。还包括测距仪、电容极板和极板驱动机构，钻杆上半部分为可伸缩的多节套筒结构，下半部分从上至下依次包括电容极板层、传感器层和电机；
所述测距仪通过拉绳由钻杆端面穿入钻杆内，在钻杆上半部分套筒结构的底部可拆卸连接，钻杆下降过程中测距仪浮在粮食表层，钻杆带动拉绳向下运动，测得距离；电容极板层位于钻杆上套筒结构的下方，包括两个电容极板和极板驱动机构，两个电容极板一左一右相互平行，且在两者中间位置用连接杆将其连接为一整体，电容极板可通过所述极板驱动机构的带动在位于钻杆表面相应位置的两条缝隙中滑动，从而进出钻杆内外；
在电容极板层下方为传感器层，此层的钻杆表面分布设置透气的网状结构，将粮食阻隔在钻杆外侧，在传感器层中安装有温湿度传感器以及二氧化碳传感器；所述电机设置在传感器层的下方，电机轴向下连接钻头。
更进一步的，所述极板驱动机构包括马达、极板放置槽和定滑轮，马达有两个，置于电容极板层上部，极板放置槽固定在此层底部，数量同样为两个，极板放置槽为前后开口的槽状结构，电容极板可在极板放置槽内前后滑动，且两个极板放置槽的中间位置设置有可让连接两个电容极板的连接杆运动的侧向开口；
所述定滑轮共两个，分别固定设置在电容极板运动方向上的钻杆内壁的前后两侧，两个马达上分别连接有牵引绳，且分别绕过一个定滑轮之后两根牵引绳均系在中间位置的连接杆上。
更进一步的，所述拉绳通过系在钻杆套筒结构部分底部的拉环上，实现可拆卸连接。
更进一步的，所述钻头上设置有螺旋状凹槽。
本发明装置通过设置多个层状结构，使得同时可以测量粮食的多项参数，并且电缆也放置在钻杆内，这使得钻头和钻杆在移动过程中不会使整个装置受到电缆的影响，同时，可以分别监测多个位置的粮食状况，设计得到优化，且操作简单。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是电容极板层的结构示意图；
图中，1-钻杆，2-钻头，3-测距仪，4-拉绳，5-电容极板层，5.1-电容极板，5.2-极板驱动机构，5.2.1-马达，5.2.2-极板放置槽，5.2.3-定滑轮，5.2.4-牵引绳，6-传感器层，7-电机，8-拉环，9-螺旋状凹槽，10-连接杆，11-缝隙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种粮食仓储环境立体全方位多参量的监测装置，包括钻杆1和钻头2，钻头2为倒置圆锥形，表面设置有螺旋状凹槽9，方便在移动时与粮食之间增大摩擦力，钻头2安装于钻杆1的底部，钻头2由机械手臂带动实现其横向运动。还包括测距仪3、电容极板5.1和极板驱动机构5.2，钻杆1上半部分为可伸缩的多节套筒结构，下半部分从上至下依次包括电容极板层5、传感器层6和电机7；
所述测距仪3通过拉绳4由钻杆1端面穿入钻杆1内，在钻杆1上半部分套筒结构的底部可拆卸连接，比如使用拉环8结构，方便连接及拆卸，并且使用成本低，易操作。钻杆1下降过程中测距仪3浮在粮食表层，钻杆1带动拉绳4向下运动，测得距离；电容极板层5位于钻杆1上套筒结构的下方，包括两个电容极板5.1和极板驱动机构5.2，两个电容极板5.1一左一右相互平行，且在两者中间位置用连接杆10将其连接为一整体，电容极板5.1可通过所述极板驱动机构5.2的带动在位于钻杆1表面相应位置的两条缝隙11中滑动，从而进出钻杆1内外；
在电容极板层5下方为传感器层6，此层的钻杆1表面分布设置透气的网状结构，将粮食阻隔在钻杆1外侧，在传感器层6中安装有温湿度传感器以及二氧化碳传感器；所述电机7设置在传感器层6的下方，电机7轴向下连接钻头2。
作为本发明的优选方案，如图2所示，所述极板驱动机构5.2包括马达5.2.1、极板放置槽5.2.2和定滑轮5.2.3，马达5.2.1有两个，置于电容极板层5上部，极板放置槽5.2.2固定在此层底部，数量同样为两个，极板放置槽5.2.2为前后开口的槽状结构，电容极板5.1可在极板放置槽5.2.2内前后滑动，且两个极板放置槽5.2.2的中间位置设置有可让连接两个电容极板5.1的连接杆10运动的侧向开口；所述定滑轮5.2.3共两个，分别固定设置在电容极板5.1运动方向上的钻杆1内壁的前后两侧，两个马达5.2.1上分别连接有牵引绳5.2.4，且分别绕过一个定滑轮5.2.3之后两根牵引绳5.2.4均系在中间位置的连接杆 10上。
本发明装置在使用时，整个装置是固定在机器手臂上的，同时可对粮堆进行三坐标标定。钻头可以向下测量不同深度的东西，机械手臂横向移动，也能测量横向上不同的点，两者结合，可以全方位立体化测量。工作时，首先把钻头2插在储存粮食的粮仓里，启动电机7，使其向下运动，测距仪3放在粮食表面，由拉绳4的长度测量其高度，随着钻头2 的转动，钻杆1也随之下降，传感器层6可以测量出温度、湿度和二氧化碳的数值，当需要测量粮食中水分的时候，可以将马达5.2.1启动，是的电容极板5.1被推出，推出之后汇集在两个电容极板5.1中间位置的粮食可以被测定水分含量，采集完粮食的水分之后，另一个马达5.2.1再把电容极板5.1从缝隙11处拉回，完成之后，钻头2反转，使得钻杆1向上移动，退出粮堆，即完成了一个垂直方向的所有点的测量。然后，机械手臂携带着整个装置前往下一个指定位置进行上述检测过程，完成所有位置的检测后，可一直循环下去。由于可无限循环的进行检测、可对整个粮仓进行立体全方位的检测、多种检测功能一体化、高度自动化，因此，本发明较好的实现了对整个粮仓的环境检测。
Claims (4)
1.一种粮食仓储环境立体全方位多参量的监测装置，包括钻杆(1)和钻头(2)，钻头(2)为倒置圆锥形，安装于钻杆(1)的底部，钻头(2)由机械手臂带动实现其横向运动，其特征在于，还包括测距仪(3)、电容极板(5.1)和极板驱动机构(5.2)，钻杆(1)上半部分为可伸缩的多节套筒结构，下半部分从上至下依次包括电容极板层(5)、传感器层(6)和电机(7)；
所述测距仪(3)通过拉绳(4)由钻杆(1)端面穿入钻杆(1)内，在钻杆(1)上半部分套筒结构的底部可拆卸连接，钻杆(1)下降过程中测距仪(3)浮在粮食表层，钻杆(1)带动拉绳(4)向下运动，测得距离；电容极板层(5)位于钻杆(1)上套筒结构的下方，包括两个电容极板(5.1)和极板驱动机构(5.2)，两个电容极板(5.1)一左一右相互平行，且在两者中间位置用连接杆(10)将其连接为一整体，电容极板(5.1)可通过所述极板驱动机构(5.2)的带动在位于钻杆(1)表面相应位置的两条缝隙(11)中滑动，从而进出钻杆(1)内外；
在电容极板层(5)下方为传感器层(6)，此层的钻杆(1)表面分布设置透气的网状结构，将粮食阻隔在钻杆(1)外侧，在传感器层(6)中安装有温湿度传感器以及二氧化碳传感器；所述电机(7)设置在传感器层(6)的下方，电机(7)轴向下连接钻头(2)。
2.根据权利要求1所述的粮食仓储环境立体全方位多参量的监测装置，其特征在于，所述极板驱动机构(5.2)包括马达(5.2.1)、极板放置槽(5.2.2)和定滑轮(5.2.3)，马达(5.2.1)有两个，置于电容极板层(5)上部，极板放置槽(5.2.2)固定在此层底部，数量同样为两个，极板放置槽(5.2.2)为前后开口的槽状结构，电容极板(5.1)可在极板放置槽(5.2.2)内前后滑动，且两个极板放置槽(5.2.2)的中间位置设置有可让连接两个电容极板(5.1)的连接杆(10)运动的侧向开口；
所述定滑轮(5.2.3)共两个，分别固定设置在电容极板(5.1)运动方向上的钻杆(1)内壁的前后两侧，两个马达(5.2.1)上分别连接有牵引绳(5.2.4)，且分别绕过一个定滑轮(5.2.3)之后两根牵引绳(5.2.4)均系在中间位置的连接杆(10)上。
3.根据权利要求1或2所述的粮食仓储环境立体全方位多参量的监测装置，其特征在于，所述拉绳(4)通过系在钻杆(1)套筒结构部分底部的拉环(8)上，实现可拆卸连接。
4.根据权利要求1或2所述的粮食仓储环境立体全方位多参量的监测装置，其特征在于，所述钻头(2)上设置有螺旋状凹槽(9)。
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