CN111397948A - 一种环境检测机器人采样装置 - Google Patents

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CN111397948A CN202010312526.9A CN202010312526A CN111397948A CN 111397948 A CN111397948 A CN 111397948A CN 202010312526 A CN202010312526 A CN 202010312526A CN 111397948 A CN111397948 A CN 111397948A
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张哲慧
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Abstract

本发明提供一种环境检测机器人采样装置，包括:主体，所述主体前侧安装有驱动机构。本发明通过土壤采样机构和河水采样机构的设置，当需要在土壤上进行取样时，通过升降机构使土壤采样机构向下平稳滑动，然后在采样电机作用下，使绞龙下端的钻头将土壤进行钻孔，同时通过绞龙与上料筒的配合，使土壤被输送到土壤采样机构内部，完成土壤的采样，当需要对河水进行采样时，通过升降机构使河水采样机构向下平稳滑动，从而使河水采样机构向下移动至河水内，通过河水采样机构上的四个进水口，使河水进入到河水采样机构内完成河水的采集工作，提高了本机器人采样装置的灵活性和实用性。

Description

一种环境检测机器人采样装置
技术领域
本发明属于机器人采样装置技术领域，更具体地说，特别涉及一种环境检测机器人采样装置。
背景技术
随着人们物质生活水平的提高,人们对环境的要求也越来越高，“绿水青山，就是金山银山”已经成为人们的共识；在检测环境过程中，通常要对环境样品进行采样。而环境样品采样是为环境分析而进行的环境样品采集过程。根据不同的目的利用不同的方法来采集样品,使之具有代表性。
例如申请号：CN201911190397.4本发明涉及采样机器人，更具体的说是一种环境检测采样机器人，包括装置支架、动力机构、运动机构、定距机构、滑动支架、推动滑块、推动底板、传动机构Ⅰ、采样机构、传动机构Ⅱ和收纳机构，运动机构带动装置进行运动，同时定距机构启动，当装置运动到指定位置时，定距机构和推动滑块接触，并推动推动滑块向上进行运动，推动滑块推动推动底板向上进行运动，推动底板完成动力机构的动力切换，动力机构先后带动传动机构Ⅰ和传动机构Ⅱ进行运动，传动机构Ⅰ带动采样机构上下往复运动一次将对土壤进行采样，传动机构Ⅱ带动收纳机构往复运动一次将采样的土壤收集，调整多个推动滑块在滑动支架上的位置，可以高效的在指定位置进行土壤采集。
基于上述专利的检索，以及结合现有技术中的设备发现，在对环境样品进行采样时一般会用到机器人采样装置来帮助采样人员减轻劳动力。而现有的机器人采样装置在实际的使用过程中还存在以下不足，如：1、现有的机器人采样装置功能单一，例如，在对土壤进行采样的机器人采样装置不能够对河水进行采样，进而降低了机器人采样装置的灵活性和实用性；2、现有的机器人采样装置在对土壤进行取样时，通常会选用带有履带的机器人采样装置来完成，而带有履带的机器人采样装置在土壤上行走时会沾满大量泥土，从而便会影响到机器人采样装置行走时的稳定性和行走效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种环境检测机器人采样装置，以解决现有的机器人采样装置在实际的使用过程中还存在以下不足，如：1、现有的机器人采样装置功能单一，例如，在对土壤进行采样的机器人采样装置不能够对河水进行采样，进而降低了机器人采样装置的灵活性和实用性；2、现有的机器人采样装置在对土壤进行取样时，通常会选用带有履带的机器人采样装置来完成，而带有履带的机器人采样装置在土壤上行走时会沾满大量泥土，从而便会影响到机器人采样装置行走时的稳定性和行走效率的问题。
本发明一种环境检测机器人采样装置的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
一种环境检测机器人采样装置，包括主体，所述主体前侧安装有驱动机构，所述主体还包括水车轮、橡胶履带、支撑壳、漂浮块和限位滑柱，所述主体底部通过两根转轴转动连接有四个水车轮，且左侧两个水车轮与右侧两个水车轮外部均传动连接有一个橡胶履带，所述主体上端面中部设有支撑壳，且主体底部固定连接有漂浮块，所述主体顶端面开设有贯穿漂浮块的矩形通口，所述支撑壳内侧顶端面四个夹角处均固定连接有一根限位滑柱，且每根限位滑柱下端均通过支撑板与漂浮块底端面固定相连接；所述主体后侧转动连接有清理机构；所述主体内部安装有升降机构，所述升降机构还包括升降电机、丝杆、螺母和升降板，所述升降电机安装在支撑壳顶端面中部，且升降电机通过穿过支撑壳顶部的转轴转动连接有丝杆，所述丝杆外部通过螺纹连接有螺母，且螺母顶部固定连接有升降板；所述升降机构上前后两侧分别安装有土壤采样机构和河水采样机构；所述升降机构、土壤采样机构和河水采样机构均通过外设控制器与外部电源为普通电性连接，且河水采样机构内侧顶端面进水口处呈环形阵列状设有四个防溅水机构。
进一步的，所述水车轮左右两端均设有圆形限位板，所述橡胶履带内周面呈均匀状设有与水车轮水车板相匹配的凹型卡块，且橡胶履带外周面设有防滑条纹；
进一步的，所述驱动机构还包括驱动电机、双槽带轮、从动带轮一、皮带和从动带轮二，所述驱动电机安装在主体上端面前侧，且驱动电机通过转轴转动连接有双槽带轮，所述从动带轮一设置在前侧左右两个水车轮之间的转轴上，且从动带轮一与双槽带轮通过皮带传动相连接，所述从动带轮二设置在清理机构上，且从动带轮二与双槽带轮通过皮带传动相连接，所述从动带轮一和从动带轮二带轮槽均与双槽带轮带轮槽宽度相一致，且从动带轮二直径占双槽带轮直径的二分之一；
进一步的，所述清理机构还包括转动支块、滚刷和轴承，所述转动支块数量为两个，且两个转动支块内部上端均固定镶嵌有与清理机构外周面固定相连接的轴承，两个所述转动支块分别固定在主体后部左右两侧，所述清理机构左右两端均设有一个滚刷，当所述清理机构与主体处于安装状态时，两个滚刷毛刷分别与两个橡胶履带外周面紧密相接触；
进一步的，所述丝杆下端设有限位块，所述升降板为矩形结构，且升降板长宽尺寸分别小于主体上矩形通口长宽尺寸的二厘米至三厘米，当所述升降机构与主体处于安装状态时，升降板四个夹角分别与四根限位滑柱滑动相连接；
进一步的，所述土壤采样机构还包括上料筒、采样电机、绞龙、取样门、卡扣和卡接块，所述土壤采样机构通过四根支柱焊接在升降板底端面前侧，且土壤采样机构底端面设有与其内部相通的上料筒，所述采样电机安装在升降板底端面前侧，且采样电机通过转轴转动连接有位于土壤采样机构和上料筒内部的绞龙，所述土壤采样机构前侧门口处通过转轴转动连接有取样门，且取样门一侧设有卡接块，所述土壤采样机构前侧门口处设有与卡接块相卡接的卡扣，所述绞龙下端呈环形阵列状设有四个钻头，且四个钻头的转动直径与上料筒外周面直径相一致；
进一步的，所述河水采样机构还包括滑动杆、弹簧和螺纹盖，所述河水采样机构上端面中心部位设有取样口，且河水采样机构上取样口处通过螺纹连接有螺纹盖，所述河水采样机构上端面四个夹角处均设有一根滑动杆，且每根滑动杆外部均套接有弹簧，每根所述滑动杆上端均设有限位块，所述河水采样机构上端面呈环形阵列状开设有四个进水口，当所述河水采样机构与升降机构处于安装状态时，四根滑动杆均与升降板滑动相连接；
进一步的，所述防溅水机构还包括安装环、圆形拍门和限位杆，所述安装环固定连接在河水采样机构内侧顶端面进水口处，且安装环上通过转轴转动连接有圆形拍门，所述安装环上还设有限位杆，所述限位杆下部呈向下二十五至二十七度倾斜状分布，且限位杆下部上端面与圆形拍门相贴。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过土壤采样机构和河水采样机构的设置，当需要在土壤上进行取样时，通过升降机构使土壤采样机构向下平稳滑动，然后在采样电机作用下，使绞龙下端的钻头将土壤进行钻孔，同时通过绞龙与上料筒的配合，使土壤被输送到土壤采样机构内部，完成土壤的采样，当需要对河水进行采样时，通过升降机构使河水采样机构向下平稳滑动，从而使河水采样机构向下移动至河水内，通过河水采样机构上的四个进水口，使河水进入到河水采样机构内完成河水的采集工作，提高了本机器人采样装置的灵活性和实用性。
本发明通过清理机构的设置，当需要在土壤上进行行走时，通过将电机启动，使双槽带轮通过两根皮带同时带动从动带轮一和从动带轮二进行顺时针转动，从而使水车轮带动橡胶履带进行顺时针转动，使本机器人采样装置在土壤上进行向前行走，且同时，清理机构将会带动两端的滚刷进行顺时针转动，从而使两个橡胶履带外表附着的泥土在行走过程中得到清除作用，有效提高了本机器人采样装置行走时的稳定性和行走效率。
附图说明
图1是本发明的轴视结构示意图。
图2是本发明的主体剖视结构示意图。
图3是本发明的去掉橡胶履带后结构示意图。
图4是本发明的土壤采样机构局部剖视结构示意图。
图5是本发明的图2中A处局部放大结构示意图。
图6是本发明的河水采样机构和升降板拆分后结构示意图。
图7是本发明的河水采样机构局部剖视结构示意图。
图8是本发明的防溅水机构结构示意图。
图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
1、主体；101、水车轮；102、橡胶履带；103、支撑壳；104、漂浮块；105、限位滑柱；2、驱动机构；201、驱动电机；202、双槽带轮；203、从动带轮一；204、皮带；205、从动带轮二；3、清理机构；301、转动支块；302、滚刷；303、轴承；4、升降机构；401、升降电机；402、丝杆；403、螺母；404、升降板；5、土壤采样机构；501、上料筒；502、采样电机；503、绞龙；504、取样门；505、卡扣；506、卡接块；6、河水采样机构；601、滑动杆；602、弹簧；603、螺纹盖；7、防溅水机构；701、安装环；702、圆形拍门；703、限位杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
如附图1至附图8所示：
本发明提供一种环境检测机器人采样装置，包括有：主体1，主体1前侧安装有驱动机构2，主体1还包括水车轮101、橡胶履带102、支撑壳103、漂浮块104和限位滑柱105，主体1底部通过两根转轴转动连接有四个水车轮101，且左侧两个水车轮101与右侧两个水车轮101外部均传动连接有一个橡胶履带102，主体1上端面中部设有支撑壳103，且主体1底部固定连接有漂浮块104，使主体1具有较好的浮力，主体1顶端面开设有贯穿漂浮块104的矩形通口，支撑壳103内侧顶端面四个夹角处均固定连接有一根限位滑柱105，且每根限位滑柱105下端均通过支撑板与漂浮块104底端面固定相连接，水车轮101左右两端均设有圆形限位板，橡胶履带102内周面呈均匀状设有与水车轮101水车板相匹配的凹型卡块，且橡胶履带102外周面设有防滑条纹；主体1后侧转动连接有清理机构3，清理机构3还包括转动支块301、滚刷302和轴承303，转动支块301数量为两个，且两个转动支块301内部上端均固定镶嵌有与清理机构3外周面固定相连接的轴承303，两个转动支块301分别固定在主体1后部左右两侧，清理机构3左右两端均设有一个滚刷302，当清理机构3与主体1处于安装状态时，两个滚刷302毛刷分别与两个橡胶履带102外周面紧密相接触；主体1内部安装有升降机构4，升降机构4还包括升降电机401、丝杆402、螺母403和升降板404，升降电机401安装在支撑壳103顶端面中部，且升降电机401通过穿过支撑壳103顶部的转轴转动连接有丝杆402，丝杆402外部通过螺纹连接有螺母403，且螺母403顶部固定连接有升降板404，丝杆402下端设有限位块，升降板404为矩形结构，且升降板404长宽尺寸分别小于主体1上矩形通口长宽尺寸的二厘米至三厘米，当升降机构4与主体1处于安装状态时，升降板404四个夹角分别与四根限位滑柱105滑动相连接，使升降板404上下滑动时更加平稳；升降机构4上前后两侧分别安装有土壤采样机构5和河水采样机构6，土壤采样机构5还包括上料筒501、采样电机502、绞龙503、取样门504、卡扣505和卡接块506，土壤采样机构5通过四根支柱焊接在升降板404底端面前侧，且土壤采样机构5底端面设有与其内部相通的上料筒501，采样电机502安装在升降板404底端面前侧，且采样电机502通过转轴转动连接有位于土壤采样机构5和上料筒501内部的绞龙503，土壤采样机构5前侧门口处通过转轴转动连接有取样门504，且取样门504一侧设有卡接块506，土壤采样机构5前侧门口处设有与卡接块506相卡接的卡扣505，绞龙503下端呈环形阵列状设有四个钻头，且四个钻头的转动直径与上料筒501外周面直径相一致；升降机构4、土壤采样机构5和河水采样机构6均通过外设控制器与外部电源为普通电性连接，河水采样机构6还包括滑动杆601、弹簧602和螺纹盖603，河水采样机构6上端面中心部位设有取样口，且河水采样机构6上取样口处通过螺纹连接有螺纹盖603，河水采样机构6上端面四个夹角处均设有一根滑动杆601，且每根滑动杆601外部均套接有弹簧602，每根滑动杆601上端均设有限位块，河水采样机构6上端面呈环形阵列状开设有四个进水口，当河水采样机构6与升降机构4处于安装状态时，四根滑动杆601均与升降板404滑动相连接，使河水采样机构6上下滑动时更加平稳；河水采样机构6内侧顶端面进水口处呈环形阵列状设有四个防溅水机构7。
其中，驱动机构2还包括驱动电机201、双槽带轮202、从动带轮一203、皮带204和从动带轮二205，驱动电机201安装在主体1上端面前侧，且驱动电机201通过转轴转动连接有双槽带轮202，从动带轮一203设置在前侧左右两个水车轮101之间的转轴上，且从动带轮一203与双槽带轮202通过皮带204传动相连接，从动带轮二205设置在清理机构3上，且从动带轮二205与双槽带轮202通过皮带204传动相连接，从动带轮一203和从动带轮二205带轮槽均与双槽带轮202带轮槽宽度相一致，且从动带轮二205直径占双槽带轮202直径的二分之一，使从动带轮二205与双槽带轮202具有一定的传动比。
其中，防溅水机构7还包括安装环701、圆形拍门702和限位杆703，安装环701固定连接在河水采样机构6内侧顶端面进水口处，且安装环701上通过转轴转动连接有圆形拍门702，安装环701上还设有限位杆703，限位杆703下部呈向下二十五至二十七度倾斜状分布，且限位杆703下部上端面与圆形拍门702相贴，通过防溅水机构7的设置，使河水采样机构6内采集的河水不易溅出。
使用时：当需要在土壤上进行行走时，通过外设控制器将驱动电机201启动，使双槽带轮202通过两根皮带204同时带动从动带轮一203和从动带轮二205进行顺时针转动，从而使水车轮101带动橡胶履带102进行顺时针转动，使本机器人采样装置在土壤上进行向前行走，且同时，清理机构3将会带动两端的滚刷302进行顺时针转动，从而使两个橡胶履带102外表附着的泥土在行走过程中得到清除作用，有效提高了本机器人采样装置行走时的稳定性和行走效率；
当需要在土壤上进行取样时，先通过外设控制器将驱动电机201关闭，然后将升降电机401和采样电机502同时启动，并控制升降电机401转轴带动丝杆402进行顺时针转动，使螺母403在丝杆402作用下带动升降板404向下滑动，从而使土壤采样机构5和河水采样机构6同时向下移动，河水采样机构6着地后将会使滑动杆601在升降板404上滑动，并穿过支撑壳103顶部，不会影响到土壤采样机构5的使用，且在采样电机502作用下，使绞龙503下端的钻头将土壤进行钻孔，同时通过绞龙503与上料筒501的配合，使土壤被输送到土壤采样机构5内部，完成土壤采样工作；当需要在河水上进行取样时，先将两个橡胶履带102取下，然后将本机器人采样装置放置到河边，然后通过外设控制器将驱动机构2启动，使前侧两个水车轮101在水面上同步进行顺时针滚动，从而使本机器人采样装置在水面上进行向前行驶，当需要对所需部位河水进行采样时，先通过外设控制器将驱动机构2关闭，然后将升降电机401启动，并控制升降电机401转轴带动丝杆402进行顺时针转动，使螺母403在丝杆402转动作用下带动升降板404向下滑动，从而使河水采样机构6向下移动至河水内，通过河水采样机构6上的四个进水口，使河水进入到河水采样机构6内完成河水的采集工作，提高了本机器人采样装置的灵活性和实用性。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.一种环境检测机器人采样装置，其特征在于：包括主体(1)，所述主体(1)前侧安装有驱动机构(2)，所述主体(1)还包括水车轮(101)、橡胶履带(102)、支撑壳(103)、漂浮块(104)和限位滑柱(105)，所述主体(1)底部通过两根转轴转动连接有四个水车轮(101)，且左侧两个水车轮(101)与右侧两个水车轮(101)外部均传动连接有一个橡胶履带(102)，所述主体(1)上端面中部设有支撑壳(103)，且主体(1)底部固定连接有漂浮块(104)，所述主体(1)顶端面开设有贯穿漂浮块(104)的矩形通口，所述支撑壳(103)内侧顶端面四个夹角处均固定连接有一根限位滑柱(105)，且每根限位滑柱(105)下端均通过支撑板与漂浮块(104)底端面固定相连接；所述主体(1)后侧转动连接有清理机构(3)；所述主体(1)内部安装有升降机构(4)，所述升降机构(4)还包括升降电机(401)、丝杆(402)、螺母(403)和升降板(404)，所述升降电机(401)安装在支撑壳(103)顶端面中部，且升降电机(401)通过穿过支撑壳(103)顶部的转轴转动连接有丝杆(402)，所述丝杆(402)外部通过螺纹连接有螺母(403)，且螺母(403)顶部固定连接有升降板(404)；所述升降机构(4)上前后两侧分别安装有土壤采样机构(5)和河水采样机构(6)；所述升降机构(4)、土壤采样机构(5)和河水采样机构(6)均通过外设控制器与外部电源为普通电性连接，且河水采样机构(6)内侧顶端面进水口处呈环形阵列状设有四个防溅水机构(7)。
2.如权利要求1所述一种环境检测机器人采样装置，其特征在于：所述水车轮(101)左右两端均设有圆形限位板，所述橡胶履带(102)内周面呈均匀状设有与水车轮(101)水车板相匹配的凹型卡块，且橡胶履带(102)外周面设有防滑条纹。
3.如权利要求1所述一种环境检测机器人采样装置，其特征在于：所述驱动机构(2)还包括驱动电机(201)、双槽带轮(202)、从动带轮一(203)、皮带(204)和从动带轮二(205)，所述驱动电机(201)安装在主体(1)上端面前侧，且驱动电机(201)通过转轴转动连接有双槽带轮(202)，所述从动带轮一(203)设置在前侧左右两个水车轮(101)之间的转轴上，且从动带轮一(203)与双槽带轮(202)通过皮带(204)传动相连接，所述从动带轮二(205)设置在清理机构(3)上，且从动带轮二(205)与双槽带轮(202)通过皮带(204)传动相连接，所述从动带轮一(203)和从动带轮二(205)带轮槽均与双槽带轮(202)带轮槽宽度相一致，且从动带轮二(205)直径占双槽带轮(202)直径的二分之一。
4.如权利要求1所述一种环境检测机器人采样装置，其特征在于：所述清理机构(3)还包括转动支块(301)、滚刷(302)和轴承(303)，所述转动支块(301)数量为两个，且两个转动支块(301)内部上端均固定镶嵌有与清理机构(3)外周面固定相连接的轴承(303)，两个所述转动支块(301)分别固定在主体(1)后部左右两侧，所述清理机构(3)左右两端均设有一个滚刷(302)，当所述清理机构(3)与主体(1)处于安装状态时，两个滚刷(302)毛刷分别与两个橡胶履带(102)外周面紧密相接触。
5.如权利要求1所述一种环境检测机器人采样装置，其特征在于：所述丝杆(402)下端设有限位块，所述升降板(404)为矩形结构，且升降板(404)长宽尺寸分别小于主体(1)上矩形通口长宽尺寸的二厘米至三厘米，当所述升降机构(4)与主体(1)处于安装状态时，升降板(404)四个夹角分别与四根限位滑柱(105)滑动相连接。
6.如权利要求1所述一种环境检测机器人采样装置，其特征在于：所述土壤采样机构(5)还包括上料筒(501)、采样电机(502)、绞龙(503)、取样门(504)、卡扣(505)和卡接块(506)，所述土壤采样机构(5)通过四根支柱焊接在升降板(404)底端面前侧，且土壤采样机构(5)底端面设有与其内部相通的上料筒(501)，所述采样电机(502)安装在升降板(404)底端面前侧，且采样电机(502)通过转轴转动连接有位于土壤采样机构(5)和上料筒(501)内部的绞龙(503)，所述土壤采样机构(5)前侧门口处通过转轴转动连接有取样门(504)，且取样门(504)一侧设有卡接块(506)，所述土壤采样机构(5)前侧门口处设有与卡接块(506)相卡接的卡扣(505)，所述绞龙(503)下端呈环形阵列状设有四个钻头，且四个钻头的转动直径与上料筒(501)外周面直径相一致。
7.如权利要求1所述一种环境检测机器人采样装置，其特征在于：所述河水采样机构(6)还包括滑动杆(601)、弹簧(602)和螺纹盖(603)，所述河水采样机构(6)上端面中心部位设有取样口，且河水采样机构(6)上取样口处通过螺纹连接有螺纹盖(603)，所述河水采样机构(6)上端面四个夹角处均设有一根滑动杆(601)，且每根滑动杆(601)外部均套接有弹簧(602)，每根所述滑动杆(601)上端均设有限位块，所述河水采样机构(6)上端面呈环形阵列状开设有四个进水口，当所述河水采样机构(6)与升降机构(4)处于安装状态时，四根滑动杆(601)均与升降板(404)滑动相连接。
8.如权利要求1所述一种环境检测机器人采样装置，其特征在于：所述防溅水机构(7)还包括安装环(701)、圆形拍门(702)和限位杆(703)，所述安装环(701)固定连接在河水采样机构(6)内侧顶端面进水口处，且安装环(701)上通过转轴转动连接有圆形拍门(702)，所述安装环(701)上还设有限位杆(703)，所述限位杆(703)下部呈向下二十五至二十七度倾斜状分布，且限位杆(703)下部上端面与圆形拍门(702)相贴。
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