CN114261584A - 基于智能搬运机器人的散状物料收集系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于智能搬运机器人的散状物料收集系统和方法，基于智能搬运机器人的散状物料收集系统包括搬运系统和编码系统，所述搬运系统包括智能搬运机器人、样品桶和集样器，所述智能搬运机器人用于装卸、移动所述样品桶，所述集样器用于向所述样品桶内添加物料，所述编码系统包括信息录入装置和上位机，所述信息录入装置用于读取所述样品桶信息并录入样品信息，所述上位机用于接收和存储所述信息录入装置的数据。本发明提供的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统实现无人化样品收集、转运作业，减少人工介入降低了样品信息泄露风险具有安全性高的优点。

Description

基于智能搬运机器人的散状物料收集系统和方法

技术领域

本发明涉及样品物料收集技术领域，尤其涉及一种基于智能搬运机器人的散状物料收集系统和方法。

背景技术

散状物料样品收集系统是具有对散状物料样品进行收集、样品信息录入、转运功能的设备和工作流程的集成。现有的集样器一次装载样品桶数量有限，取桶、放桶需要人工干预，过程中人为因素等不诚信行为容易发生，难以保证样品级信息安全，设备占地面积大，制作、安装和调整周期长，系统人工参与程度多，操作较为复杂，机械结构繁多，故障率高。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，该基于智能搬运机器人的散状物料收集系统实现无人化样品收集、转运作业，减少人工介入降低了样品信息泄露风险具有安全性高的优点。

根据本发明实施例的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，基于智能搬运机器人的散状物料收集系统包括搬运系统和编码系统，所述搬运系统包括智能搬运机器人、样品桶和集样器，所述智能搬运机器人用于装卸、移动所述样品桶，所述集样器用于向所述样品桶内添加物料，所述编码系统包括信息录入装置和上位机，所述信息录入装置用于读取所述样品桶信息并录入样品信息，所述上位机用于接收和存储所述信息录入装置的数据。

根据本发明实施例的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统实现无人化样品收集、转运作业，减少人工介入降低了样品信息泄露风险具有安全性高的优点。

在一些实施例中，所述信息录入装置包括识别装置和通讯模块，所述识别装置用于读取所述样品桶信息并将所述样品桶信息通过所述通讯模块发送至上位机。

在一些实施例中，所述信息录入装置还包括写入装置，所述写入装置用于通过通讯模块接收上位机数据并向所述样品桶录入样品信息。

在一些实施例中，所述样品桶包括自锁桶盖、标识件和桶体，所述标识件设置在所述自锁桶盖或桶体上，所述标识件用于存储样品桶信息。

在一些实施例中，所述基于智能搬运机器人的散状物料收集系统具有解锁磁场，所述自锁桶盖内设置有磁力自锁装置，当所述样品桶移动至所述解锁磁场时，所述磁力自锁装置解锁以便于所述自锁桶盖脱离所述桶体，当所述样品桶移出所述解锁磁场时，所述磁力自锁装置锁定以便于所述自锁桶盖封闭所述桶体。

在一些实施例中，所述编码系统还包括支撑架和永磁体，所述支撑架包括支撑板，所述永磁体设置在所述支撑板上并构成所述解锁磁场，所述永磁体能够在所述样品桶上移时吸附固定所述自锁桶盖，所述信息录入装置设置在所述支撑板上并与所述永磁体在水平方向间隔分布。

在一些实施例中，所述智能搬运机器人包括机器人本体、载物平台、升降机构和称重机构，所述机器人本体通过所述升降机构与所述载物平台相连，所述载物平台用于承载所述样品桶，所述升降机构用于升降所述样品桶，所述称重机构设置在所述载物平台上并用于检测所述样品桶质量并将检测数据发送至所述上位机。

在一些实施例中，所述基于智能搬运机器人的散状物料收集系统还包括桶架，所述桶架包括具有容置槽的承接板，所述桶体的外周面设有限位凸缘，所述桶体的下端穿过所述容置槽，所述限位凸缘止抵所述承接板的上表面。

在一些实施例中，所述集样器包括集料口和用于封闭集料口的开关装置，所述开关装置设置在所述集料口上。

根据本发明实施例的基于智能搬运机器人的散状物料收集方法，基于智能搬运机器人的散状物料收集方法包括以下步骤，移动所述智能搬运机器人至桶架中的第一定位点，取得样品桶，移动所述智能搬运机器人至支撑架，支撑架上的永磁体吸附固定样品桶的自锁桶盖，信息录入装置录入样品桶信息，移动带有所述桶体的所述智能搬运机器人至集样器，所述桶体实现对所述集样器中物料的接收，所述智能搬运机器人监控所述桶体质量至预定值，移动带有所述桶体的所述智能搬运机器人至所述支撑架，自锁桶盖封闭桶体，信息录入装置录入所述样品桶内物料信息，移动所述样品桶和所述智能搬运机器人至桶架的第二定位点，卸载所述样品桶。

在一些实施例中，所述智能搬运机器人工作还包括，若所述样品桶质量大于预定值则通过第二通讯模块呼叫另一智能搬运机器人。

附图说明

图1是根据本发明实施例中基于智能搬运机器人的散状物料收集系统的结构示意图。

图2是根据本发明实施例中基于智能搬运机器人的散状物料收集系统的信息录入装置和支撑架的结构示意图。

图3是根据本发明实施例中基于智能搬运机器人的散状物料收集系统的智能搬运机器人移动样品桶至支撑架的示意图。

图4是根据本发明实施例中基于智能搬运机器人的散状物料收集系统的支撑架上的永磁体吸附固定样品桶的自锁桶盖的示意图。

图5是根据本发明实施例中基于智能搬运机器人的散状物料收集系统的桶架的俯视示意图。

图6是根据本发明实施例中基于智能搬运机器人的散状物料收集系统的桶架的前视示意图。

图7是根据本发明实施例中基于智能搬运机器人的散状物料收集系统的桶架的剖面示意图。

图8是根据本发明实施例中基于智能搬运机器人的散状物料收集系统的智能搬运机器人将样品桶放置在桶架的示意图。

图9是根据本发明实施例中基于智能搬运机器人的散状物料收集系统的样品桶的局部放大示意图。

附图标记：1、智能搬运机器人；2、样品桶；21、限位凸缘；3、集样器；4、信息录入装置；5、桶架；51、容置槽；6、支撑架；61、永磁体。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明实施例的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，如图1-图9所示，基于智能搬运机器人的散状物料收集系统包括搬运系统和编码系统，搬运系统包括智能搬运机器人1、样品桶2和集样器3，智能搬运机器人1用于装卸、移动样品桶2，集样器3用于向样品桶2内添加物料，编码系统包括信息录入装置4和上位机，信息录入装置4用于读取样品桶2信息并录入样品信息，上位机用于接收和存储信息录入装置4的数据。智能搬运机器人1在采样车间装载并移动样品桶2至集样器3装填物料，智能搬运机器人1将样品桶2移动到化验车间后卸载样品桶2，减少人工参与提升了输送效率，减少了设备占地面积。

根据本发明实施例的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统实现无人化样品收集、转运作业，减少人工介入降低了样品信息泄露风险具有安全性高的优点。

在一些实施例中，信息录入装置4包括识别装置和通讯模块，识别装置用于读取样品桶2信息并将样品桶2信息通过通讯模块发送至上位机。

由此，识别装置读取样品桶内的信息能够减少人工参与，降低人工干扰样品桶的风险，样品桶信息通过通讯模块发送至上位机有利于数据的安全存储，避免人工介入修改样品桶信息。

在一些实施例中，信息录入装置4还包括写入装置，写入装置用于通过通讯模块接收上位机数据并向样品桶2录入样品信息。

由此，写入装置向样品桶录入样品信息便于化验车间读取样品桶内信息提高检验效率，写入装置可以是NFC或者蓝牙写入模块等。

在一些实施例中，样品桶2包括自锁桶盖、标识件和桶体，标识件设置在自锁桶盖或桶体上，标识件用于存储样品桶2信息。

具体地，标识件可以是电子标签、NFC标签等，与信息录入装置4的识别装置和写入装置配合，标识件放置在自锁桶盖内部或者桶体内壁，能够防止样品桶2信息泄露，避免电子标签或NFC标签放置在样品桶2外损耗、人为修改。

在一些实施例中，基于智能搬运机器人的散状物料收集系统具有解锁磁场，自锁桶盖内设置有磁力自锁装置，当样品桶2移动至解锁磁场时，磁力自锁装置解锁以便于自锁桶盖脱离桶体，当样品桶2移出解锁磁场时，磁力自锁装置锁定以便于自锁桶盖封闭桶体。

由此，解锁磁场驱动磁力自锁装置解锁能够提高解锁效率能够减小自锁桶盖的体积，提高样品桶的空间利用效率。

在一些实施例中，如图2-图4所示，编码系统还包括支撑架6和永磁体61，支撑架6包括支撑板，永磁体61设置在支撑板上并构成解锁磁场，永磁体61能够在样品桶2上移时吸附固定自锁桶盖，信息录入装置4设置在支撑板上并与永磁体61在水平方向间隔分布。

具体地，支撑板设置在支撑架6上，永磁体61设置在支撑板上，支撑板通过支撑架6悬空地面设置，支撑板底表面距离地面空间能够容纳叠放的智能搬运机器人1和样品桶2，永磁体61能够释放解锁磁场，智能搬运机器人1装载样品桶2移动至支撑架6下方，升降机构带动载物平台上升，样品桶2移动至永磁体61下方，自锁桶盖的磁力自锁装置在永磁体61形成的解锁磁场的驱动下解锁，自锁桶盖脱离桶体并通过磁性自锁装置与永磁体61磁性吸附在一起，升降机构带动载物平台下降，桶体随载物平台下降，此时样品桶2的自锁桶盖与桶体完全分离，智能搬运机器人1装载桶体移动至集样器3装载物料，桶体的物料装载完成后，智能搬运机器人1装载桶体移动至支撑架6的永磁体61下方，升降机构带动载物平台上升，桶体移动至永磁体61下方，桶体进入自锁桶盖，智能搬运机器人1移动带动桶体和自锁桶盖相对永磁铁滑动，自锁桶盖相对永磁铁滑动至自锁桶盖脱离解锁磁场后，自锁桶盖的磁力自锁装置锁定桶体和自锁桶盖，样品桶2封盖，升降机构带动载物平台下降。

在一些实施例中，智能搬运机器人1包括机器人本体、载物平台、升降机构和称重机构，机器人本体通过升降机构与载物平台相连，载物平台用于承载样品桶2，升降机构用于升降样品桶2，称重机构设置在载物平台上并用于检测样品桶2质量并将检测数据发送至上位机。

具体地，智能搬运机器人1通过升降机构带动载物平台升高和降低实现样品桶2的升降，能够实现样品桶2与解锁磁场的靠近和远离，进而实现样品桶2的自锁桶盖的解锁和锁止。载物平台上设置称重机构能够监测样品桶2的质量变化，称重机构将检测数据发送至上位机能够存储样品桶2的质量数据，还可以通过上位机生成样品桶2的质量变化曲线及时发现样品桶2质量的异常变化，降低人工干扰风险。

在一些实施例中，如图1和图5-图9所示，基于智能搬运机器人的散状物料收集系统还包括桶架5，桶架5包括具有容置槽51的承接板，桶体的外周面设有限位凸缘21，桶体的下端穿过容置槽51，限位凸缘21止抵承接板的上表面。

具体地，桶架5的承接板可以设置有多个容置槽51，样品桶2放置在容置槽51内，桶体的限位凸缘21与承接板的上表面相接触实现样品桶2的固定，容置槽51的开口设置在承接板的边缘，桶架5的承接板下方能够通过智能搬运机器人1，智能搬运机器人1移动至承接板的容置槽51下方，升降机构带动载物平台上升，载物平台接触样品桶2并带动样品桶2继续上升至桶体的限位凸缘21脱离承接板的上表面，升降机构停止工作，智能搬运机器人1带动样品桶2向容置槽51的开口方向运动，样品桶2沿容置槽51的开口运动远离承接板，升降机构带动载物平台下降，智能搬运机器人1完成样品桶2的装载工作。

智能搬运机器人1需要卸载样品桶2时，智能搬运机器人1带动样品桶2移动至桶架5处，升降机构带动载物平台上升至样品桶2的桶体的限位凸缘21位于承接板的上表面所在平面上方，智能搬运机器人1带动样品桶2移动，桶体从承接板的容置槽51开口处进入，智能搬运机器人1移动至容置槽51的下方，桶体的一部分进入容置槽51并与容置槽51的槽壁抵触后，智能搬运机器人1停止移动，升降机构带动载物平台下降，桶体的限位凸缘21与承接板的上表面相抵接时，载物平台继续下降，桶体脱离载物平台，智能搬运机器人1向容置槽51的开口方向运动远离桶架5，智能搬运机器人1完成样品桶2的卸载工作。

在一些实施例中，集样器3包括集料口和用于封闭集料口的开关装置，开关装置设置在集料口上。

由此，样品桶的桶体移动到集料口处，桶体触发开关装置，开关装置启动集料口向样品桶的桶体投料，开关装置能够减少集样器撒料，减少物料浪费，保持车间清洁，能够防止物料对智能搬运机器人移动的干扰。

根据本发明实施例的基于智能搬运机器人的散状物料收集方法，如图1-图9所示，基于智能搬运机器人的散状物料收集方法包括以下步骤，

移动智能搬运机器人1至桶架5中的第一定位点，取得样品桶2。智能搬运机器人1移动至桶架5的承接板的容置槽51下方，升降机构带动载物平台上升，载物平台接触样品桶2并带动样品桶2继续上升至桶体的限位凸缘21脱离承接板的上表面，升降机构停止工作，智能搬运机器人1带动样品桶2向容置槽51的开口方向运动，样品桶2沿容置槽51的开口运动远离承接板，升降机构带动载物平台下降，智能搬运机器人1取得样品桶2，样品桶2此时为空桶。

移动智能搬运机器人1至支撑架6，支撑架6上的永磁体61吸附固定样品桶2的自锁桶盖，信息录入装置4录入样品桶2信息。智能搬运机器人1装载样品桶2移动至支撑架6下方，升降机构带动载物平台上升，样品桶2移动至永磁体61下方，自锁桶盖的磁力自锁装置在永磁体61形成的解锁磁场的驱动下解锁，自锁桶盖脱离桶体并通过磁性自锁装置与永磁体61磁性吸附在一起，升降机构带动载物平台下降，桶体随载物平台下降，此时样品桶2的自锁桶盖与桶体完全分离，自锁桶盖中放置有电子标签，信息录入装置4向电子标签中录入样品桶2信息。

移动带有桶体的智能搬运机器人1至集样器3，桶体实现对集样器3中物料的接收。样品桶2的桶体移动到集料口处，桶体触发开关装置，开关装置启动集料口向样品桶2的桶体投料。

智能搬运机器人1监控桶体质量至预定值。此时集样器3的开关装置封闭集料口，集样器3停止添加物料。

移动带有桶体的智能搬运机器人1至支撑架6，自锁桶盖封闭桶体，信息录入装置4录入样品桶2内物料信息。信息录入装置4接收上位机的数据并录入自锁桶盖内的电子标签。带有桶体的智能搬运机器人1移动至支撑架6的永磁体61下方，升降机构带动载物平台上升，桶体移动至永磁体61下方，桶体进入自锁桶盖，智能搬运机器人1移动带动桶体和自锁桶盖相对永磁铁滑动，自锁桶盖相对永磁铁滑动至自锁桶盖脱离解锁磁场后，自锁桶盖的磁力自锁装置锁定桶体和自锁桶盖，样品桶2封盖，升降机构带动载物平台下降。

移动样品桶2和智能搬运机器人1至桶架5的第二定位点，卸载样品桶2。智能搬运机器人1带动样品桶2移动至桶架5处，升降机构带动载物平台上升至样品桶2的桶体的限位凸缘21位于承接板的上表面所在平面上方，智能搬运机器人1带动样品桶2移动，桶体从承接板的容置槽51开口处进入，智能搬运机器人1移动至容置槽51的下方，桶体的一部分进入容置槽51并与容置槽51的槽壁抵触后，智能搬运机器人1停止移动，升降机构带动载物平台下降，桶体的限位凸缘21与承接板的上表面相抵接时，载物平台继续下降，桶体脱离载物平台，智能搬运机器人1向容置槽51的开口方向运动远离桶架5，智能搬运机器人1完成样品桶2的卸载工作。

根据本发明实施例的基于智能搬运机器人的散状物料收集方法的技术优势与上述基于智能搬运机器人的散状物料收集系统的技术优势相同，此处不再赘述。

在一些实施例中，智能搬运机器人1工作还包括，若样品桶2质量大于预定值则通过第二通讯模块呼叫另一智能搬运机器人1。

由此，通过第二通讯模块呼叫另一智能搬运机器人搬运另一样品桶能够提高搬运效率，减少智能搬运机器人等待时间。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，其特征在于，包括：

搬运系统，所述搬运系统包括智能搬运机器人、样品桶和集样器，所述智能搬运机器人用于装卸、移动所述样品桶，所述集样器用于向所述样品桶内添加物料；和

编码系统，所述编码系统包括信息录入装置和上位机，所述信息录入装置用于读取所述样品桶信息并录入样品信息，所述上位机用于接收和存储所述信息录入装置的数据。

2.根据权利要求1所述的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，其特征在于，所述信息录入装置包括识别装置和通讯模块，所述识别装置用于读取所述样品桶信息并将所述样品桶信息通过所述通讯模块发送至上位机。

3.根据权利要求2所述的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，其特征在于，所述信息录入装置还包括写入装置，所述写入装置用于通过通讯模块接收上位机数据并向所述样品桶录入样品信息。

4.根据权利要求1所述的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，其特征在于，所述样品桶包括自锁桶盖、标识件和桶体，所述标识件设置在所述自锁桶盖或桶体上，所述标识件用于存储样品桶信息。

5.根据权利要求4所述的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，其特征在于，所述基于智能搬运机器人的散状物料收集系统具有解锁磁场，所述自锁桶盖内设置有磁力自锁装置，当所述样品桶移动至所述解锁磁场时，所述磁力自锁装置解锁以便于所述自锁桶盖脱离所述桶体，当所述样品桶移出所述解锁磁场时，所述磁力自锁装置锁定以便于所述自锁桶盖封闭所述桶体。

6.根据权利要求5所述的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，其特征在于，所述编码系统还包括支撑架和永磁体，所述支撑架包括支撑板，所述永磁体设置在所述支撑板上并构成所述解锁磁场，所述永磁体能够在所述样品桶上移时吸附固定所述自锁桶盖，所述信息录入装置设置在所述支撑板上并与所述永磁体在水平方向间隔分布。

7.根据权利要求1所述的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，其特征在于，所述智能搬运机器人包括机器人本体、载物平台、升降机构和称重机构，所述机器人本体通过所述升降机构与所述载物平台相连，所述载物平台用于承载所述样品桶，所述升降机构用于升降所述样品桶，所述称重机构设置在所述载物平台上并用于检测所述样品桶质量并将检测数据发送至所述上位机。

8.根据权利要求1所述的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，其特征在于，所述基于智能搬运机器人的散状物料收集系统还包括桶架，所述桶架包括具有容置槽的承接板，所述桶体的外周面设有限位凸缘，所述桶体的下端穿过所述容置槽，所述限位凸缘止抵所述承接板的上表面。

9.根据权利要求1所述的基于智能搬运机器人的散状物料收集系统，其特征在于，所述集样器包括集料口和用于封闭集料口的开关装置，所述开关装置设置在所述集料口上。

10.一种基于智能搬运机器人的散状物料收集方法，其特征在于，包括以下步骤：

移动所述智能搬运机器人至桶架中的第一定位点，取得样品桶；

移动所述智能搬运机器人至支撑架，支撑架上的永磁体吸附固定样品桶的自锁桶盖，信息录入装置录入样品桶信息；

移动带有所述桶体的所述智能搬运机器人至集样器，所述桶体实现对所述集样器中物料的接收；

所述智能搬运机器人监控所述桶体质量至预定值；

移动带有所述桶体的所述智能搬运机器人至所述支撑架，自锁桶盖封闭桶体，信息录入装置录入所述样品桶内物料信息；

移动所述样品桶和所述智能搬运机器人至桶架的第二定位点，卸载所述样品桶。

11.根据权利要求10所述的基于智能搬运机器人的散状物料收集方法，其特征在于，所述智能搬运机器人工作还包括，若所述样品桶质量大于预定值则通过第二通讯模块呼叫另一智能搬运机器人。

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