CN115824694B - 一种采样器定点采样校准装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采样器技术领域，具体为一种采样器定点采样校准装置与方法，包括连接架、采样器和传感器，所述连接架的一侧通过机器人进行驱动，所述连接架的中部还设置有固定支架，且固定支架的一侧设置有传感器，所述连接架的一侧设置有采样器。本发明通过软件控制实现了采样点位置的自动判断，自动校准，在采样器工作范围内的所有点，均可进行采样操作，与人工方法相比，避免了人工判断距离不准确的问题，同时本方法只根据采样条件进行判断能否采样，杜绝了根据采样物好坏选择采样点，显著降低了采样的人为影响因素，提高了对采样物采样的随机性。

Description

一种采样器定点采样校准装置与方法

技术领域

本发明涉及采样器技术领域，具体为一种采样器定点采样校准装置与方法。

背景技术

车载式采样器在进行采样操作前，需要确定采样器的落点，目前车载式采样器位置确定多采用人工方法，由操作员观察确定采样器落点的位置，之后由操作员操作采样器到达之前观察到的位置附近。

当拟采样点位于采样器工作范围的边界时，无法确定能否完成采样动作，易造成误判，同时人工确定采样点，容易造成故意避开优质固体矿物或者劣质固体矿物的情况，导致采样的人为影响因素较大，降低了采样的随机性。

为此，我们提出了一种采样器定点采样校准装置，同时还公开了该采样校准装置的校准方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种采样器定点采样校准装置与方法，用于实现对采样点位置的自动判断、自动校准，解决了人工判断距离不准确的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种采样器定点采样校准装置，包括连接架、采样器和传感器，所述连接架的一侧通过机器人进行驱动，所述连接架的中部还设置有固定支架，且固定支架的一侧设置有传感器，所述连接架的一侧设置有采样器，且连接架的一侧还设置有采样辅助组件；

所述采样辅助组件包括活动架，且活动架的内部与连接架的表面活动连接，所述活动架内部的中部设置有活动槽，且采样器位于活动槽的内部活动设置，所述采样器顶部的两侧均设置有活动杆，且两个活动杆的表面均套设有第一弹簧，所述活动槽内壁顶部的两侧均设置有固定杆，且两个活动杆的顶端分别延伸至两个固定杆的内部。

优选的，所述活动架的底部还设置有环形槽，且环形槽的内部设置有活动块，所述活动块的顶部设置有若干个第二弹簧，且若干个第二弹簧的顶端均与环形槽内壁的顶部连接。

优选的，所述活动架的内部设置有空心管，且空心管的中心轴线与传感器的中心轴线重合。

优选的，一种采样器定点采样校准装置的校准方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过机器人驱动连接架、采样器以及传感器的连接结构，带动采样器运动至对采样物的探测位置，在探测位置，利用传感器进行第一次探测，探测距离记为L1，对此时传感器与探测位置的地面高度距离记为D1，通过探测距离L1和高度距离D1计算出传感器的中心轴线和采样物表面的夹角α；

步骤二、在第一次探测完成后，机器人带动采样器沿着探测距离的方向前进，前进距离记为nL1，此时采样器到达二次探测位置，利用传感器进行第二次探测，探测距离记为L2，对此时传感器与探测位置的地面高度距离记为D2，通过探测距离L2和高度距离D2计算出传感器的中心轴线和采样物表面的夹角δ；

步骤三、通过机器人驱动采样器转动，调整夹角δ，将采样器与采样物表面的夹角调整至90°；

步骤四、对传感器中心轴线与采样器中心轴线之间的位置距离记为H；

步骤五、在完成步骤一至步骤四后，通过机器人对采样器的位置进行移动，将采样器由当前位置向传感器中心轴线的位置移动H，再控制采样器沿着传感器探测方向向采样物的表面前进，前进距离记为mL2；

步骤六、执行完上述步骤之后，采样器达到采样物的表面，且达到的点为二次探测时传感器中心轴线与采样物表面的交点A。

优选的，步骤一中，当L1超过采样器的工作范围时，将信号反馈给控制终端，放弃当前采样点，选取新的采样点；当新的采样点依旧超过采样器的工作范围，将信号反馈给控制终端，放弃当前采样位置，通过机器人将采样器带动至下一个采样位置。

优选的，步骤二中，n为预先设定的数值，在0.70-0.95之间设定，需要根据现场校准传感器探测的距离与实际距离的偏差，以确定n的数值，当实际距离与传感器探测距离比值越大于1时，n越接近0.7；当比值越小于1时，n越接近0.95。

优选的，步骤三中，对夹角δ的调整还可以在第一次探测后进行，接着在第二次探测时再进行一次。

优选的，步骤五中，m为0.9-1.1之间的系数，当实际距离与传感器探测距离比值越大于1时，n越接近0.9；当比值越小于1时，n越接近1.1。

本发明提供了一种采样器定点采样校准装置与方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

与现有人工确定采样点的方式相比，本校准方法利用软件控制实现了采样点位置的自动判断，自动校准，在采样器工作范围内的所有点，均可进行采样操作，与人工方法相比，避免了人工判断距离不准确的问题，同时本方法只根据采样条件进行判断能否采样，杜绝了根据采样物好坏选择采样点，显著降低了采样的人为影响因素，提高了对采样物采样的随机性。

附图说明

图1为本发明实施例一种采样器定点采样校准装置结构的示意图；

图2为本发明实施例连接架、采样器与传感器结构的示意图；

图3为本发明实施例2中步骤一结构的示意图；

图4为本发明实施例2中步骤二结构的示意图；

图5为本发明实施例2中步骤三结构的示意图；

图6为本发明实施例2中步骤五结构的示意图；

图7为本发明实施例2中步骤六结构的示意图。

图中，10、连接架；20、采样器；30、传感器；40、机器人；50、固定支架；11、活动架；12、活动槽；13、活动杆；14、第一弹簧；15、固定杆；16、环形槽；17、活动块；18、第二弹簧；19、空心管。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1至图7所示，一种采样器定点采样校准装置，包括连接架10、采样器20和传感器30，其中传感器30可以有一个或多个进行探测；连接架10的一侧通过机器人40进行驱动，连接架10的中部还设置有固定支架50，且固定支架50的一侧设置有传感器30，连接架10的一侧设置有采样器20，且连接架10的一侧还设置有采样辅助组件；

采样辅助组件包括活动架11，且活动架11的内部与连接架10的表面活动连接，活动架11内部的中部设置有活动槽12，且采样器20位于活动槽12的内部活动设置，采样器20顶部的两侧均设置有活动杆13，且两个活动杆13的表面均套设有第一弹簧14，活动槽12内壁顶部的两侧均设置有固定杆15，且两个活动杆13的顶端分别延伸至两个固定杆15的内部，其中两个第一弹簧14的顶端分别与两个固定杆15的底端连接，两个第一弹簧14的底端分别与采样器20顶部的两侧连接，在第一弹簧14处于自然状态下时，两个活动杆13的上端分别处于两个固定杆15的内部，此时采样器20在活动杆13的带动下处于活动槽12的内部，在进行定点采样时，通过活动架11的底部与采样物的采样端面接触，利用活动架11的下端面对采样物的采样点周围进行压平，一方面保证了采样器20在采样过程中的稳定性，同时提高了对采样点的精确采样，另一方面避免了采样器20在采样过程中采样点周围的采样物堆积到一起，影响到采样的效率。

进一步的，活动架11的底部还设置有环形槽16，且环形槽16的内部设置有活动块17，活动块17的顶部设置有若干个第二弹簧18，且若干个第二弹簧18的顶端均与环形槽16内壁的顶部连接，其中在第二弹簧18处于自然状态下时，活动块17的下端处于环形槽16的外部，在利用采样器20进行定点采样时，首先是活动块17的底部与采样物的表面直接接触，接着活动块17被压入活动槽12的内部，再让活动架11的底部与采样物的表面接触，对采样点周围的采样物进行稳定支撑，有效避免了采样器20在采样过程中受到采样点周围采样物的影响。

进一步的，活动架11的内部设置有空心管19，且空心管19的中心轴线与传感器30的中心轴线重合，其中传感器30采用红外传感器，通过空心管19减少传感器30在使用过程中受到的外界因素干扰，同时在采样过程中通过空心管19对传感器30进行安全防护。

实施例2

请参阅图1至图7所示，一种采样器定点采样校准装置的校准方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过机器人40驱动连接架10、采样器20以及传感器30的连接结构，带动采样器20运动至对采样物的探测位置，在探测位置，利用传感器30进行第一次探测，探测距离记为L1，对此时传感器30与探测位置的地面高度距离记为D1，通过探测距离L1和高度距离D1计算出传感器30的中心轴线和采样物表面的夹角α；

步骤二、在第一次探测完成后，机器人40带动采样器20沿着探测距离的方向前进，前进距离记为nL1，此时采样器20到达二次探测位置，利用传感器30进行第二次探测，探测距离记为L2，对此时传感器30与探测位置的地面高度距离记为D2，通过探测距离L2和高度距离D2计算出传感器30的中心轴线和采样物表面的夹角δ；

步骤三、通过机器人40驱动采样器20转动，调整夹角δ，将采样器20与采样物表面的夹角调整至90°；

步骤四、对传感器30中心轴线与采样器20中心轴线之间的位置距离记为H；

步骤五、在完成步骤一至步骤四后，通过机器人40对采样器20的位置进行移动，将采样器20由当前位置向传感器30中心轴线的位置移动H，再控制采样器20沿着传感器30探测方向向采样物的表面前进，前进距离记为mL2；

步骤六、执行完上述步骤之后，采样器20达到采样物的表面，且达到的点为二次探测时传感器30中心轴线与采样物表面的交点A。

进一步的，步骤一中，当L1超过采样器20的工作范围时，将信号反馈给控制终端，放弃当前采样点，选取新的采样点；当新的采样点依旧超过采样器20的工作范围，将信号反馈给控制终端，放弃当前采样位置，通过机器人40将采样器20带动至下一个采样位置。

进一步的，步骤二中，n为预先设定的数值，在0.70-0.95之间设定，需要根据现场校准传感器探测的距离与实际距离的偏差，以确定n的数值，当实际距离与传感器探测距离比值越大于1时，n越接近0.7；当比值越小于1时，n越接近0.95。

进一步的，步骤三中，对夹角δ的调整也可以在第一次探测后进行，接着在第二次探测时再进行一次，通过两次探测，两次调整夹角，让探测距离更加准确，夹角调整的更准确。

进一步的，步骤五中，m为0.9-1.1之间的系数，当实际距离与传感器探测距离比值越大于1时，n越接近0.9；当比值越小于1时，n越接近1.1。

进一步的，上述校准方法的过程中采用二次探测，还可以采用多次以上的探测，让采样器20可以更精确的到达指定位置。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种采样器定点采样校准装置，包括连接架（10）、采样器（20）和传感器（30），其特征在于：所述连接架（10）的一侧通过机器人（40）进行驱动，所述连接架（10）的中部还设置有固定支架（50），且固定支架（50）的一侧设置有传感器（30），所述连接架（10）的一侧设置有采样器（20），且连接架（10）的一侧还设置有采样辅助组件；

所述采样辅助组件包括活动架（11），且活动架（11）的内部与连接架（10）的表面活动连接，所述活动架（11）内部的中部设置有活动槽（12），且采样器（20）位于活动槽（12）的内部活动设置，所述采样器（20）顶部的两侧均设置有活动杆（13），且两个活动杆（13）的表面均套设有第一弹簧（14），所述活动槽（12）内壁顶部的两侧均设置有固定杆（15），且两个活动杆（13）的顶端分别延伸至两个固定杆（15）的内部；

其中采样器定点采样校准装置的校准方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过机器人（40）驱动连接架（10）、采样器（20）以及传感器（30）的连接结构，带动采样器（20）运动至对采样物的探测位置，在探测位置，利用传感器（30）进行第一次探测，探测距离记为L1，对此时传感器（30）与探测位置的地面高度距离记为D1，通过探测距离L1和高度距离D1计算出传感器（30）的中心轴线和采样物表面的夹角α；

步骤二、在第一次探测完成后，机器人（40）带动采样器（20）沿着探测距离的方向前进，前进距离记为nL1，此时采样器（20）到达二次探测位置，利用传感器（30）进行第二次探测，探测距离记为L2，对此时传感器（30）与探测位置的地面高度距离记为D2，通过探测距离L2和高度距离D2计算出传感器（30）的中心轴线和采样物表面的夹角δ；

步骤三、通过机器人（40）驱动采样器（20）转动，调整夹角δ，将采样器（20）与采样物表面的夹角调整至90°；

步骤四、对传感器（30）中心轴线与采样器（20）中心轴线之间的位置距离记为H；

步骤五、在完成步骤一至步骤四后，通过机器人（40）对采样器（20）的位置进行移动，将采样器（20）由当前位置向传感器（30）中心轴线的位置移动H，再控制采样器（20）沿着传感器（30）探测方向向采样物的表面前进，前进距离记为mL2；

步骤六、执行完上述步骤之后，采样器（20）达到采样物的表面，且达到的点为二次探测时传感器（30）中心轴线与采样物表面的交点A。

2.根据权利要求1所述的一种采样器定点采样校准装置，其特征在于：所述活动架（11）的底部还设置有环形槽（16），且环形槽（16）的内部设置有活动块（17），所述活动块（17）的顶部设置有若干个第二弹簧（18），且若干个第二弹簧（18）的顶端均与环形槽（16）内壁的顶部连接。

3.根据权利要求1所述的一种采样器定点采样校准装置，其特征在于：所述活动架（11）的内部设置有空心管（19），且空心管（19）的中心轴线与传感器（30）的中心轴线重合。