CN116990061A - 一种智能粮食取样机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能粮食取样机器人，包括机器人本体，所述机器人本体由中部的储粮仓和安装在两侧的行走系统构成，所述行走系统包括移动电机、驱动轮、第一支撑轮、第二支撑轮、和两个第三支撑轮，所述移动电机与驱动轮通过传动构件传动连接，所述驱动轮、第一支撑轮、第二支撑轮、和两个第三支撑轮的外侧共同安装有环状的履带；摄像头，所述摄像头位于储粮仓的右侧，所述储粮仓的下端安装有蓄电池。该取样机器人在使用的过程中，可自动对其摄像头部分进行清洁，保证摄像头的清晰度，另外通过行走系统，可适应各种工况，如平面、坡面、曲面等，还安装有称重传感器，可实时显示取粮的重量，采用遥操作控制方式，可实现远程取样。

Description

一种智能粮食取样机器人

技术领域

本发明涉及粮食取样领域，尤其涉及一种智能粮食取样机器人。

背景技术

针对货船上的粮仓，进口的粮食到港后海关要进行取样检查，从而去检测粮食是否合格，目前，采用的检查方式为传统的人工巡检的方式，人工巡检内容包括环境湿度、环境温度、薄膜积水珠、粮食发芽、氮气浓度等粮仓内状态的常规检查，还有仓内粮食取样等；

传统人工巡检，货船上的粮仓非常大，从仓顶进入粮仓，入口到粮食的上表面垂直距离也很高，上下不方便，粮食堆积的很深人在表面走本身腿会陷进去一部分，走着不方便而且也有一定的危险，作业人员检查作业强度大，危险性高，且需在有限空间、缺氧环境下进行巡检作业，增加了工作人员的风险性，人工巡检检测质量受限于作业人员的状态和主观性，较容易出现漏检、误检等情况，因此，如何解决该问题是我们需要考虑的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种智能粮食取样机器人，该取样机器人在使用的过程中，可自动对其摄像头部分进行清洁，保证摄像头的清晰度，另外通过行走系统，可适应各种工况，如平面、坡面、曲面等，还安装有称重传感器，可实时显示取粮的重量，采用遥操作控制方式，可实现远程取样。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能粮食取样机器人，包括机器人本体，所述机器人本体由中部的储粮仓和安装在两侧的行走系统构成，所述行走系统包括移动电机、驱动轮、第一支撑轮、第二支撑轮、和两个第三支撑轮，所述移动电机与驱动轮通过传动构件传动连接，所述驱动轮、第一支撑轮、第二支撑轮、和两个第三支撑轮的外侧共同安装有环状的履带；摄像头，所述摄像头位于储粮仓的右侧，所述储粮仓的下端安装有蓄电池，所述蓄电池用于提供电能，所述储粮仓的下端安装有控制器和称重模块；取样机构，所述取样机构包括设置在储粮仓内的提升筒，所述储粮仓的内底部开设有开口，所述提升筒的下端贯穿开口，所述提升筒内安装有螺旋输送结构，所述螺旋输送结构包括转动轴，所述转动轴的外侧安装有螺旋输送叶，所述提升筒的上端安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴延伸至提升筒内，并固与转动轴的上端固定连接，所述提升筒的左侧连通有出粮嘴；升降机构，所述升降机构用于上下移动提升筒；清洁机构，所述清洁机构用于对摄像头进行自动清洁处理。

优选地，所述升降机构包括安装在储粮仓一侧壁上的电动滑轨，所述电动滑轨上安装有滑轨座，所述滑轨座的另一侧与提升筒的右侧上端固定连接。

优选地，所述清洁机构包括固定连接在储粮仓一侧壁上的矩形盒，所述矩形盒内设置有可上下滑动的活塞板，所述活塞板的上端与矩形盒的内顶部通过第一弹簧弹性连接，所述矩形盒的内底部安装有触摸延时开关。

优选地，所述出粮嘴的下端与储粮仓的内底部间设置有伸缩囊，所述伸缩囊的内底部空间通过进气管与外界连通，所述伸缩囊的内底部空间通过出气管与矩形盒的顶部空间连通。

优选地，还包括连通管，所述储粮仓的右侧安装有空心条，所述空心条位于摄像头的右上方，所述空心条的下端开设有多个出风孔，多个所述出风孔均朝向摄像头，所述连通管的一端与空心条连通。

优选地，所述进气管内安装有第一单向阀，所述出气管内安装有第二单向阀，所述连通管内安装有电磁阀，所述触摸延时开关与电磁阀电性连接。

优选地，所述储粮仓的左侧内壁上固定连接有矩形条，所述矩形条内设置有空腔，所述空腔内设置有可左右滑动的磁性滑块，所述磁性滑块的左侧与空腔的左侧内壁通过第二弹簧弹性连接，所述磁性滑块的右侧固定连接有连接杆，所述连接杆的另一端延伸至外界，并固定连接有转轴，所述转轴的外侧固定连接有多个搅动叶。

优选地，所述空腔的左侧内壁上嵌设有电磁铁，所述电磁铁通电后与磁性滑块相邻面同性相斥，所述储粮仓的内底部固定连接有导向杆，所述导向杆上由上而下依次设置有多组接电块，每组所述接电块均由对称设置在导向杆上两个接电块构成，所述出粮嘴的左侧下端固定连接有导电环，所述导向杆贯穿导电环，多组所述接电块均与电磁铁配合。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、通过外部的控制箱对该机器人进行控制，根据粮食取样点的路径、点位和每个点位的取粮数量，通过控制取粮机器人行走系统运动到取样点，然后控制取样机构进行粮食的取样，该点取样完毕后在进行下一点的粮食取样，连续工作将所有的取样点点位取样后完成取样工作，可替代人完成粮食取样的工作，不会对粮食产生二次污。

2、车体前后方均设有摄像头，实现机器人工作过程的可视化,取样的过程中，伸缩囊会随着出粮嘴的上下运动而往复的拉伸和压缩，进行蓄气，蓄气一段时间后，电磁阀自动通电，此时连通管导通，矩形盒内气体被快速的释放，从空心条的多个出风孔排出，吹向摄像头表面，将粘附的灰尘吹走，实现摄像头表面灰尘自动清洁。

3、该装置采用模块化设计理念，便于产品的快速安装及维修，且采用小型化、轻量化设计理念，便于携带，降低使用能耗；机器人外壳采用碳纤维轻型材料，具有隔爆功能；另外取样灵活，可根据实际需求进行取样点的设置，提升了粮食取样过程中路径采样点的自主性、多样性和灵活性。

4、机器人采用履带式结构，可适应各种工况，如平面、坡面、曲面等，其安装有称重传感器，可实时显示取粮的重量，还可采用遥操作控制方式，可实现远程取样。

附图说明

图1为本发明提出的一种智能粮食取样机器人的结构示意图；

图2为图1的底面示意图；

图3为储粮仓的内部示意图；

图4为图1的A处放大图；

图5为提升结构的示意图；

图6为提升筒工作状态正面示意图；

图7为提升筒收回后示意图；

图8为行走系统的结构示意图。

图中：1储粮仓、2行走系统、3摄像头、4称重模块、5空心条、6出风孔、7蓄电池、8控制器、9提升筒、10矩形盒、11活塞板、12第一弹簧、13连通管、14触摸延时开关、15伸缩囊、16进气管、17出气管、18第一单向阀、19第二单向阀、20转轴、21搅动叶、22导向杆、23导电环、24接电块、25矩形条、26磁性滑块、27连接杆、28第二弹簧、29电磁铁、30电动滑轨、31螺旋输送结构、32出粮嘴、33履带、34移动电机、35第一支撑轮、36第二支撑轮、37第三支撑轮、38驱动轮。

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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

参照图1-图8，一种智能粮食取样机器人，包括机器人本体，机器人本体由中部的储粮仓1和安装在两侧的行走系统2构成，行走系统2包括移动电机34、驱动轮38、第一支撑轮35、第二支撑轮36、和两个第三支撑轮37，移动电机34与驱动轮38通过传动构件传动连接，驱动轮38、第一支撑轮35、第二支撑轮36、和两个第三支撑轮37的外侧共同安装有环状的履带33；

作为本发明的一种实施方式，还包括摄像头3，摄像头3位于储粮仓1的右侧，储粮仓1的下端安装有蓄电池7，蓄电池7用于提供电能，储粮仓1的下端安装有控制器8和称重模块4，还设置一个未图示的控制箱，该控制箱通过远程控制模块控制控制器8，对整个机器人进行操作，称重模块4为重力传感组件构成，用于直观的看到储粮仓1内的粮食量，每个点位取样重量够了后到下一个点位取样，远程操控端设备上也可实时显示当前已取样的重量；

作为本发明的一种实施方式，还包括取样机构，取样机构包括设置在储粮仓1内的提升筒9，储粮仓1的内底部开设有开口，提升筒9的下端贯穿开口，提升筒9内安装有螺旋输送结构31，螺旋输送结构31包括转动轴，转动轴的外侧安装有螺旋输送叶，提升筒9的上端安装有驱动电机，驱动电机的输出轴延伸至提升筒9内，并固与转动轴的上端固定连接，提升筒9的左侧连通有出粮嘴32；

作为本发明的一种实施方式，还包括升降机构，升降机构用于上下移动提升筒9，升降机构包括安装在储粮仓1一侧壁上的电动滑轨30，电动滑轨30上安装有滑轨座，滑轨座的另一侧与提升筒9的右侧上端固定连接；

作为本发明的一种实施方式，还包括清洁机构，清洁机构用于对摄像头3进行自动清洁处理，清洁机构包括固定连接在储粮仓1一侧壁上的矩形盒10，矩形盒10内设置有可上下滑动的活塞板11，活塞板11的上端与矩形盒10的内顶部通过第一弹簧12弹性连接，矩形盒10的内底部安装有触摸延时开关14，出粮嘴32的下端与储粮仓1的内底部间设置有伸缩囊15，伸缩囊15的内底部空间通过进气管16与外界连通，进气管16的另一端安装有滤网用于过滤空气中的灰尘，伸缩囊15的内底部空间通过出气管17与矩形盒10的顶部空间连通，储粮仓1的右侧安装有空心条5，空心条5位于摄像头3的右上方，空心条5的下端开设有多个出风孔6，多个出风孔6均朝向摄像头3，连通管13的一端与空心条5连通；

作为本发明的一种实施方式，进气管16内安装有第一单向阀18，出气管17内安装有第二单向阀19，连通管13内安装有电磁阀，触摸延时开关14与电磁阀电性连接，储粮仓1的左侧内壁上固定连接有矩形条25，矩形条25内设置有空腔，空腔内设置有可左右滑动的磁性滑块26，磁性滑块26的左侧与空腔的左侧内壁通过第二弹簧28弹性连接，磁性滑块26的右侧固定连接有连接杆27，连接杆27的另一端延伸至外界，并固定连接有转轴20，转轴20的外侧固定连接有多个搅动叶21，空腔的左侧内壁上嵌设有电磁铁29，电磁铁29通电后与磁性滑块26相邻面同性相斥，储粮仓1的内底部固定连接有导向杆22，导向杆22上由上而下依次设置有多组接电块24，每组接电块24均由对称设置在导向杆22上两个接电块24构成，出粮嘴32的左侧下端固定连接有导电环23，导向杆22贯穿导电环23，多组接电块24均与电磁铁29配合，蓄电池7的正极通过多个导线与多组接电块24中左侧接电块24电性连接，蓄电池7的负极通过导线与电磁铁29电性连接，电磁铁29的另一极分别通过多个导线与多组接电块24中右侧接电块24电性连接。

本发明中，在具体使用时，通过外部的控制箱对该机器人进行控制，根据粮食取样点的路径、点位和每个点位的取粮数量，通过控制取粮机器人行走系统2运动到取样点，然后控制取样机构进行粮食的取样，该点取样完毕后在进行下一点的粮食取样，连续工作将所有的取样点点位取样后完成取样工作；

具体取样机构运行如下：

电动滑轨30驱动提升筒9下移，直至提升筒9的下端没入到粮食内，然后启动电机带动螺旋输送结构31转动，对粮食进行提升，最终从出粮嘴32进入的道储粮仓1中，实现取样，取样完成后，通过电动滑轨30驱动提升筒9上移，使得提升筒9恢复初始位置；

在取样的过程中，伸缩囊15会随着出粮嘴32的上下运动而往复的拉伸和压缩，伸缩囊15拉伸时，会通过进气管16从外界补充气体，伸缩囊15压缩时，会将气体压入到矩形盒10的顶部空间中，也就是每次取样时，都会向矩形盒10内注入一定量的空气，当空气注入后，会使得活塞板11下移，并拉伸第一弹簧12，而当多次进行取样工作后，活塞板11会下移，接触到触摸延时开关14，让电磁阀通电，此时连通管13导通，矩形盒10内气体被快速的释放，从空心条5的多个出风孔6排出，吹向摄像头3表面，将粘附的灰尘吹走，实现摄像头3表面灰尘自动清洁；

此外，在上述过程中，导电环23也会上下往复运动，从而让电磁铁29间歇性的通电，利用该方式，可配合第二弹簧28以及磁性滑块26的磁性作用，让磁性滑块26左右往复与运动，最终让多个搅动叶21左右往复运动，使得储粮仓1内的粮食被拨动，使得粮食颗粒间的间隙变小，提高总体的储粮量。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

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 (10)

1.一种智能粮食取样机器人，其特征在于，包括：

机器人本体，所述机器人本体由中部的储粮仓（1）和安装在两侧的行走系统（2）构成，所述行走系统（2）包括移动电机（34）、驱动轮（38）、第一支撑轮（35）、第二支撑轮（36）、和两个第三支撑轮（37），所述移动电机（34）与驱动轮（38）通过传动构件传动连接，所述驱动轮（38）、第一支撑轮（35）、第二支撑轮（36）、和两个第三支撑轮（37）的外侧共同安装有环状的履带（33）；

摄像头（3），所述摄像头（3）位于储粮仓（1）的右侧，所述储粮仓（1）的下端安装有蓄电池（7），所述蓄电池（7）用于提供电能，所述储粮仓（1）的下端安装有控制器（8）和称重模块（4）；

取样机构，所述取样机构包括设置在储粮仓（1）内的提升筒（9），所述储粮仓（1）的内底部开设有开口，所述提升筒（9）的下端贯穿开口，所述提升筒（9）内安装有螺旋输送结构（31），所述螺旋输送结构（31）包括转动轴，所述转动轴的外侧安装有螺旋输送叶，所述提升筒（9）的上端安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴延伸至提升筒（9）内，并固与转动轴的上端固定连接，所述提升筒（9）的左侧连通有出粮嘴（32）；

升降机构，所述升降机构用于上下移动提升筒（9）；

清洁机构，所述清洁机构用于对摄像头（3）进行自动清洁处理。

2.根据权利要求1所述的一种智能粮食取样机器人，其特征在于，所述升降机构包括安装在储粮仓（1）一侧壁上的电动滑轨（30），所述电动滑轨（30）上安装有滑轨座，所述滑轨座的另一侧与提升筒（9）的右侧上端固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能粮食取样机器人，其特征在于，所述清洁机构包括固定连接在储粮仓（1）一侧壁上的矩形盒（10），所述矩形盒（10）内设置有可上下滑动的活塞板（11），所述活塞板（11）的上端与矩形盒（10）的内顶部通过第一弹簧（12）弹性连接，所述矩形盒（10）的内底部安装有触摸延时开关（14）。

4.根据权利要求3所述的一种智能粮食取样机器人，其特征在于，所述出粮嘴（32）的下端与储粮仓（1）的内底部间设置有伸缩囊（15），所述伸缩囊（15）的内底部空间通过进气管（16）与外界连通，所述伸缩囊（15）的内底部空间通过出气管（17）与矩形盒（10）的顶部空间连通。

5.根据权利要求4所述的一种智能粮食取样机器人，其特征在于，还包括连通管（13），所述储粮仓（1）的右侧安装有空心条（5），所述空心条（5）位于摄像头（3）的右上方，所述空心条（5）的下端开设有多个出风孔（6），多个所述出风孔（6）均朝向摄像头（3），所述连通管（13）的一端与空心条（5）连通。

6.根据权利要求5所述的一种智能粮食取样机器人，其特征在于，所述进气管（16）内安装有第一单向阀（18），所述出气管（17）内安装有第二单向阀（19），所述连通管（13）内安装有电磁阀，所述触摸延时开关（14）与电磁阀电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种智能粮食取样机器人，其特征在于，所述储粮仓（1）的左侧内壁上固定连接有矩形条（25），所述矩形条（25）内设置有空腔，所述空腔内设置有可左右滑动的磁性滑块（26），所述磁性滑块（26）的左侧与空腔的左侧内壁通过第二弹簧（28）弹性连接。

8.根据权利要求7所述的一种智能粮食取样机器人，其特征在于，所述磁性滑块（26）的右侧固定连接有连接杆（27），所述连接杆（27）的另一端延伸至外界，并固定连接有转轴（20），所述转轴（20）的外侧固定连接有多个搅动叶（21）。

9.根据权利要求8所述的一种智能粮食取样机器人，其特征在于，所述空腔的左侧内壁上嵌设有电磁铁（29），所述电磁铁（29）通电后与磁性滑块（26）相邻面同性相斥，所述储粮仓（1）的内底部固定连接有导向杆（22），所述导向杆（22）上由上而下依次设置有多组接电块（24）。

10.根据权利要求9所述的一种智能粮食取样机器人，其特征在于，每组所述接电块（24）均由对称设置在导向杆（22）上两个接电块（24）构成，所述出粮嘴（32）的左侧下端固定连接有导电环（23），所述导向杆（22）贯穿导电环（23），多组所述接电块（24）均与电磁铁（29）配合。