CN114321620B - 基于5g的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业互联网采集设备技术领域，尤其是一种基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法，包括轨迹环，所述轨迹环的顶部固定连接有吊杆，多个所述吊杆的顶部均与车间墙顶固定连接，所述轨迹环的内壁开设有轨迹槽，所述轨迹环的内部设置有自动行走采集机构，所述自动行走采集机构包括有齿圈。该基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法，通过设置自动行走采集机构达到了采集时通过轨迹环进行自动行走运动采集，能多方位全面采集，避免现有的只能在一个位置固定采集，当需要多方位采集时就需要多个采集模块进行使用采集，从而造成资源成本浪费，且损坏后维修更换成本高。

Description

基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法

技术领域

本发明涉及工业互联网采集设备技术领域，尤其涉及一种基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法。

背景技术

工业互联网”是开放、全球化的网络，将人、数据和机器连接起来，属于泛互联网的目录分类；它是全球工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合；工业互联网的本质和核心是通过工业互联网平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接融合起来。可以帮助制造业拉长产业链，形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通，从而提高效率，推动整个制造服务体系智能化。还有利于推动制造业融通发展，实现制造业和服务业之间的跨越发展，使工业经济各种要素资源能够高效共享。

目前互网联网在工业车间使用中需要对车间内部进行信息采集，而现有的采集设备都是安装固定在某一个位置进行采集，当需要全方位采集时就需要多个采集模块安装采集，不能通过一个采集模块进行整体车间全方位采集，从而多个采集设备投入使用，采集成本高，损坏后维修更换成本增加，且采集中易导致采集信息全面性和准确性差，所以需要一种基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法。

发明内容

基于现有的互网联网在工业车间使用中需要对车间内部进行信息采集，而现有的采集设备都是安装固定在某一个位置进行采集，当需要全方位采集时就需要多个采集模块安装采集，不能通过一个采集模块进行整体车间全方位采集，从而多个采集设备投入使用，采集成本高，损坏后维修更换成本增加，且采集中易导致采集信息全面性和准确性差的技术问题，本发明提出了一种基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法。

本发明提出的一种基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法，包括轨迹环，所述轨迹环的顶部固定连接有吊杆，多个所述吊杆的顶部均与车间墙顶固定连接，所述轨迹环的内壁开设有轨迹槽，所述轨迹环的内部设置有自动行走采集机构，所述自动行走采集机构包括有齿圈，所述齿圈的表面与轨迹槽的内顶侧壁固定连接，所述自动行走采集机构在轨迹环上自动行走采集车间内部的数据；

所述轨迹槽的内部设置有行走通电机构，所述行走通电机构包括有绝缘环，所述绝缘环的外表面与轨迹槽的内壁固定连接，所述绝缘环位于齿圈的下方，所述行走通电机构进行控制自动行走采集机构行走中通电；

所述轨迹环的底部设置有采集角度调节机构，所述采集角度调节机构包括有调节环，所述调节环的底部表面呈倾斜高低设置，所述采集角度调节机构进行采集中自动调节角度采集。

优选地，所述轨迹槽的内底壁固定连接有环形导轨，所述环形导轨的表面滑动插接有第一滑块，所述第一滑块的一侧表面固定连接有连接块，所述连接块的底部与调节环的顶部固定安装。

优选地，所述第一滑块的顶部固定连接有行走伺服电机，所述行走伺服电机的输出轴通过联轴器固定连接有行走轴，所述行走轴的顶端固定连接有行走齿轮，所述行走齿轮的齿槽与齿圈的齿槽啮合。

优选地，所述绝缘环的内壁开设有绝缘槽，所述绝缘槽的内壁固定连接有通电环，所述滑块靠近绝缘环的一侧表面固定连接有绝缘管，所述绝缘管的内部滑动插接有碳刷，所述碳刷的一端与通电环的表面滑动插接，所述通电环与电源电性连接，所述通电环与碳刷电性连接。

优选地，所述绝缘管的一侧内壁固定连接有弹簧，所述弹簧的一端与碳刷的绝缘相对表面固定连接，所述碳刷的导电端通过电线与行走伺服电机的输电端电性连接。

优选地，所述连接块的底部固定连接有调节伺服电机，所述调节伺服电机的输电端与碳刷的导电端通过电线电性连接，所述调节伺服电机的输出轴通过联轴器固定连接有调节轴，所述调节轴的底端开设有第一铰接槽，所述第一铰接槽的两侧相对内壁均固定连接有第一铰接轴，所述调节伺服电机位于调节环的中部。

优选地，所述调节环的底部倾斜表面开设有环形凹槽，所述环形凹槽的内壁滑动插接有第二滑块，两个所述第二滑块的底部均开设有第二铰接槽，所述第二铰接槽的两侧内壁均固定连接有第二铰接轴，两个所述第二铰接轴的圆弧表面分别转动连接有长连杆和短连杆。

优选地，所述第一铰接轴的圆弧表面转动连接有摆杆，所述摆杆的顶部固定安装有采集模块，所述摆杆的两侧相对表面均固定连接有U型块，两个所述U型块的U型内壁均固定连接有第三铰接轴。

优选地，两个所述第三铰接轴的圆弧表面分别与长连杆的一端和短连杆的一端转动连接，所述长连杆和短连杆位于同一水平面，且长连杆和短连杆的初始位置分别位于调节环底部倾斜表面高低位置。

优选地，步骤一、采集操作时，通过接通电源，使电源与通电环导电，以及碳刷的一端通过弹簧的弹力驱动控制碳刷的导电一端始终与通电环接触通电，从而控制电源分别与行走伺服电机和调节伺服电机通电；

步骤二、当行走伺服电机通电时，驱动行走伺服电机工作带动行走轴转动，行走轴旋转驱动行走齿轮转动，在行走齿轮的齿槽与齿圈的齿槽啮合条件下，控制行走齿轮在齿圈的齿槽内部行走，从而带动第一滑块在环形导轨的表面滑动，带动连接块在轨迹环的底部移动，带动采集模块进行采集信息；

步骤三、当采集中，需要调节采集位置时，通过调节伺服电机缓慢工作带动调节轴旋转，从而带动摆杆旋转，当摆杆旋转时，带动摆杆两侧的长连杆和短连杆以调节轴的轴心转动，从而进行驱动第二滑块在环形凹槽的内壁滑动，长连杆和短连杆经过环形凹槽的高低设置，进行控制长连杆和短连杆发生摆动，从而推动摆杆以第一铰接轴的轴心为圆心进行左右摆动，进行调节采集位置进行采集。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置自动行走采集机构达到了采集时通过轨迹环进行自动行走运动采集，能多方位全面采集，避免现有的只能在一个位置固定采集，当需要多方位采集时就需要多个采集模块进行使用采集，从而造成资源成本浪费，且损坏后维修更换成本高。

2、通过设置行走通电机构达到了采集装置可以在运动中进行采集，避免现有的通过有线连接的方式导致采集的位置限位住，不能多元化的采集，采集的全面度差，不在会因为有线连接导致连接缠绕损坏，以及影响美观。

3、通过设置采集角度调节机构达到了采集模块在进行采集数据信息时，可根据采集需求进行自动控制采集的位置变化调节，避免单一的只能采集一个位置信息，不能调节当被遮挡后易导致无法采集的效果，从而增强了采集的精确度、多样性，能够有效地提高数据采集的全面性与准确性。

附图说明

图1为基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法的结构示意图；

图2为基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法的图1中A处结构放大图；

图3为基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法的连接块结构立体图；

图4为基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法的轨迹环结构剖视图；

图5为基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法的调节环结构立体图；

图6为基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法的爆炸图；

图7为基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法的图6中B处结构放大图；

图8为基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法的图6中C处结构放大图；

图9为基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法的调节环结构剖视图。

图中：1、轨迹环；2、吊杆；3、轨迹槽；4、齿圈；41、环形导轨；42、第一滑块；43、连接块；44、行走伺服电机；45、行走轴；46、行走齿轮；5、绝缘环；51、绝缘槽；52、通电环；53、绝缘管；54、碳刷；55、弹簧；6、调节环；61、调节伺服电机；62、调节轴；63、第一铰接槽；64、第一铰接轴；65、环形凹槽；66、第二滑块；67、第二铰接槽；68、第二铰接轴；69、长连杆；610、短连杆；611、摆杆；612、采集模块；613、U型块；614、第三铰接轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-9，一种基于5G的智能化工业互联网数据采集装置及采集方法，包括轨迹环1，轨迹环1的顶部固定连接有吊杆2，多个吊杆2的顶部均与车间墙顶固定连接，轨迹环1的内壁开设有轨迹槽3，轨迹环1的内部设置有自动行走采集机构，自动行走采集机构包括有齿圈4，齿圈4的表面与轨迹槽3的内顶侧壁固定连接，自动行走采集机构在轨迹环1上自动行走采集车间内部的数据。

为了控制自动行走采集机构在行走中根据轨迹环1的形状行走，设置轨迹槽3的内底壁固定连接有环形导轨41，环形导轨41的表面滑动插接有第一滑块42，第一滑块42的一侧表面固定连接有连接块43，连接块43的底部与调节环6的顶部固定安装，进一步，达到了第一滑块42在环形导轨41的表面滑动，进行辅助自动行走采集机构根据轨迹环1的形状进行行走操作的效果；第一滑块42的顶部固定连接有行走伺服电机44，行走伺服电机44的输出轴通过联轴器固定连接有行走轴45，行走轴45的顶端固定连接有行走齿轮46，行走齿轮46的齿槽与齿圈4的齿槽啮合，进一步，达到了行走伺服电机44通电工作带动行走轴45旋转，从而带动行走齿轮46转动的效果，通过行走齿轮46与齿圈4啮合从而进行控制行走齿轮46在齿圈4的表面行走运动的效果。

通过设置自动行走采集机构达到了采集时通过轨迹环1进行自动行走运动采集，能多方位全面采集，避免现有的只能在一个位置固定采集，当需要多方位采集时就需要多个采集模块612进行使用采集，从而造成资源成本浪费，且损坏后维修更换成本高。

轨迹槽3的内部设置有行走通电机构，行走通电机构包括有绝缘环5，绝缘环5的外表面与轨迹槽3的内壁固定连接，绝缘环5位于齿圈4的下方，行走通电机构进行控制自动行走采集机构行走中通电。

为了防止通电中漏电，设置绝缘环5的内壁开设有绝缘槽51，绝缘槽51的内壁固定连接有通电环52，第一滑块42靠近绝缘环5的一侧表面固定连接有绝缘管53，绝缘管53的内部滑动插接有碳刷54，碳刷54的一端与通电环52的表面滑动插接，通电环52与电源电性连接，通电环52与碳刷54电性连接，进一步，达到了绝缘环5进行绝缘操作防止通电环52的电力泄露到轨迹环1上的效果，以及绝缘管53防止碳刷54的电力泄露到第一滑块42上的效果，通过碳刷54与通电环52接触通电，避免现有的采用有线连接限制了采集中无法运动采集的效果；绝缘管53的一侧内壁固定连接有弹簧55，弹簧55的一端与碳刷54的绝缘相对表面固定连接，碳刷54的导电端通过电线与行走伺服电机44的输电端电性连接，进一步，达到了弹簧55产生弹力进行控制碳刷54始终挤压在通电环52的表面通电接触的效果。

通过设置行走通电机构达到了采集装置可以在运动中进行采集，避免现有的通过有线连接的方式导致采集的位置限位住，不能多元化的采集，采集的全面度差，不在会因为有线连接导致连接缠绕损坏，以及影响美观。

轨迹环1的底部设置有采集角度调节机构，采集角度调节机构包括有调节环6，调节环6的底部表面呈倾斜高低设置，采集角度调节机构进行采集中自动调节角度采集。

为了驱动角度自动调节的效果，设置连接块43的底部固定连接有调节伺服电机61，调节伺服电机61的输电端与碳刷54的导电端通过电线电性连接，调节伺服电机61的输出轴通过联轴器固定连接有调节轴62，调节轴62的底端开设有第一铰接槽63，第一铰接槽63的两侧相对内壁均固定连接有第一铰接轴64，调节伺服电机61位于调节环6的中部，进一步，达到了调节伺服电机61通电工作，进行带动调节轴62旋转从而进行调节角度的效果。

为了角度圆周运动调节，进行设置调节环6的底部倾斜表面开设有环形凹槽65，环形凹槽65的内壁滑动插接有第二滑块66，两个第二滑块66的底部均开设有第二铰接槽67，第二铰接槽67的两侧内壁均固定连接有第二铰接轴68，两个第二铰接轴68的圆弧表面分别转动连接有长连杆69和短连杆610，进一步，达到了第二滑块66在环形凹槽65的内壁滑动，进行控制两个第二滑块66在环形凹槽65的内壁形成高低分布，从而控制长连杆69和短连杆610进行摆动，调节采集角度。

为了驱动摆杆611摆动来调节采集角度，设置第一铰接轴64的圆弧表面转动连接有摆杆611，摆杆611的顶部固定安装有采集模块612，摆杆611的两侧相对表面均固定连接有U型块613，两个U型块613的U型内壁均固定连接有第三铰接轴614，进一步，达到了长连杆69和短连杆610摆动带动摆杆611摆动，从而进行控制采集模块612采集角度调节，以及配合轨迹环1的行走轨迹进行采集的效果；两个第三铰接轴614的圆弧表面分别与长连杆69的一端和短连杆610的一端转动连接，长连杆69和短连杆610位于同一水平面，且长连杆69和短连杆610的初始位置分别位于调节环6底部倾斜表面高低位置，进一步，达到了长连杆69和短连杆610摆动带动摆杆611的位置发生变化，从而进行调节采集角度的效果。

通过设置采集角度调节机构达到了采集模块612在进行采集数据信息时，可根据采集需求进行自动控制采集的位置变化调节，避免单一的只能采集一个位置信息，不能调节当被遮挡后易导致无法采集的效果，从而增强了采集的精确度、多样性，能够有效地提高数据采集的全面性与准确性。

工作原理：步骤一、采集操作时，通过接通电源，使电源与通电环52导电，以及碳刷54的一端通过弹簧55的弹力驱动控制碳刷54的导电一端始终与通电环52接触通电，从而控制电源分别与行走伺服电机44和调节伺服电机61通电；

步骤二、当行走伺服电机44通电时，驱动行走伺服电机44工作带动行走轴45转动，行走轴45旋转驱动行走齿轮46转动，在行走齿轮46的齿槽与齿圈4的齿槽啮合条件下，控制行走齿轮46在齿圈4的齿槽内部行走，从而带动第一滑块42在环形导轨41的表面滑动，带动连接块43在轨迹环1的底部移动，带动采集模块612进行采集信息；

步骤三、当采集中，需要调节采集位置时，通过调节伺服电机61缓慢工作带动调节轴62旋转，从而带动摆杆611旋转，当摆杆611旋转时，带动摆杆611两侧的长连杆69和短连杆610以调节轴62的轴心转动，从而进行驱动第二滑块66在环形凹槽65的内壁滑动，长连杆69和短连杆610经过环形凹槽65的高低设置，进行控制长连杆69和短连杆610发生摆动，从而推动摆杆611以第一铰接轴64的轴心为圆心进行左右摆动，进行调节采集位置进行采集。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于5G的智能化工业互联网数据采集装置，包括轨迹环（1），其特征在于：所述轨迹环（1）的顶部固定连接有吊杆（2），多个所述吊杆（2）的顶部均与车间墙顶固定连接，所述轨迹环（1）的内壁开设有轨迹槽（3），所述轨迹环（1）的内部设置有自动行走采集机构，所述自动行走采集机构包括有齿圈（4），所述齿圈（4）的表面与轨迹槽（3）的内顶侧壁固定连接，所述自动行走采集机构在轨迹环（1）上自动行走采集车间内部的数据；

所述轨迹槽（3）的内底壁固定连接有环形导轨（41），所述环形导轨（41）的表面滑动插接有第一滑块（42），所述第一滑块（42）的一侧表面固定连接有连接块（43），所述连接块（43）的底部与调节环（6）的顶部固定安装；

所述轨迹槽（3）的内部设置有行走通电机构，所述行走通电机构包括有绝缘环（5），所述绝缘环（5）的外表面与轨迹槽（3）的内壁固定连接，所述绝缘环（5）位于齿圈（4）的下方，所述行走通电机构进行控制自动行走采集机构行走中通电；

所述轨迹环（1）的底部设置有采集角度调节机构，所述采集角度调节机构包括有调节环（6），所述调节环（6）的底部表面呈倾斜高低设置，所述采集角度调节机构进行采集中自动调节角度采集；

所述连接块（43）的底部固定连接有调节伺服电机（61），所述调节伺服电机（61）的输出轴通过联轴器固定连接有调节轴（62），所述调节轴（62）的底端开设有第一铰接槽（63），所述第一铰接槽（63）的两侧相对内壁均固定连接有第一铰接轴（64），所述调节伺服电机（61）位于调节环（6）的中部；

所述调节环（6）的底部倾斜表面开设有环形凹槽（65），所述环形凹槽（65）的内壁滑动插接有第二滑块（66），两个所述第二滑块（66）的底部均开设有第二铰接槽（67），所述第二铰接槽（67）的两侧内壁均固定连接有第二铰接轴（68），两个所述第二铰接轴（68）的圆弧表面分别转动连接有长连杆（69）和短连杆（610）；

所述第一铰接轴（64）的圆弧表面转动连接有摆杆（611），所述摆杆（611）的顶部固定安装有采集模块（612），所述摆杆（611）的两侧相对表面均固定连接有U型块（613），两个所述U型块（613）的U型内壁均固定连接有第三铰接轴（614）；

两个所述第三铰接轴（614）的圆弧表面分别与长连杆（69）的一端和短连杆（610）的一端转动连接，所述长连杆（69）和短连杆（610）位于同一水平面，且长连杆（69）和短连杆（610）的初始位置分别位于调节环（6）底部倾斜表面高低位置。

2.根据权利要求1所述的基于5G的智能化工业互联网数据采集装置，其特征在于：所述第一滑块（42）的顶部固定连接有行走伺服电机（44），所述行走伺服电机（44）的输出轴通过联轴器固定连接有行走轴（45），所述行走轴（45）的顶端固定连接有行走齿轮（46），所述行走齿轮（46）的齿槽与齿圈（4）的齿槽啮合。

3.根据权利要求2所述的基于5G的智能化工业互联网数据采集装置，其特征在于：所述绝缘环（5）的内壁开设有绝缘槽（51），所述绝缘槽（51）的内壁固定连接有通电环（52），所述滑块靠近绝缘环（5）的一侧表面固定连接有绝缘管（53），所述绝缘管（53）的内部滑动插接有碳刷（54），所述碳刷（54）的一端与通电环（52）的表面滑动插接，所述通电环（52）与电源电性连接，所述通电环（52）与碳刷（54）电性连接，所述调节伺服电机（61）的输电端与碳刷（54）的导电端通过电线电性连接。

4.根据权利要求3所述的基于5G的智能化工业互联网数据采集装置，其特征在于：所述绝缘管（53）的一侧内壁固定连接有弹簧（55），所述弹簧（55）的一端与碳刷（54）的绝缘相对表面固定连接，所述碳刷（54）的导电端通过电线与行走伺服电机（44）的输电端电性连接。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于5G的智能化工业互联网数据采集装置的采集方法，其特征在于：步骤一、采集操作时，通过接通电源，使电源与通电环（52）导电，以及碳刷（54）的一端通过弹簧（55）的弹力驱动控制碳刷（54）的导电一端始终与通电环（52）接触通电，从而控制电源分别与行走伺服电机（44）和调节伺服电机（61）通电；

步骤二、当行走伺服电机（44）通电时，驱动行走伺服电机（44）工作带动行走轴（45）转动，行走轴（45）旋转驱动行走齿轮（46）转动，在行走齿轮（46）的齿槽与齿圈（4）的齿槽啮合条件下，控制行走齿轮（46）在齿圈（4）的齿槽内部行走，从而带动第一滑块（42）在环形导轨（41）的表面滑动，带动连接块（43）在轨迹环（1）的底部移动，带动采集模块（612）进行采集信息；

步骤三、当采集中，需要调节采集位置时，通过调节伺服电机（61）缓慢工作带动调节轴（62）旋转，从而带动摆杆（611）旋转，当摆杆（611）旋转时，带动摆杆（611）两侧的长连杆（69）和短连杆（610）以调节轴（62）的轴心转动，从而进行驱动第二滑块（66）在环形凹槽（65）的内壁滑动，长连杆（69）和短连杆（610）经过环形凹槽（65）的高低设置，进行控制长连杆（69）和短连杆（610）发生摆动，从而推动摆杆（611）以第一铰接轴（64）的轴心为圆心进行左右摆动，进行调节采集位置进行采集。

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