CN116990062B - 一种智能粮食取样的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能粮食取样的方法及系统，包括粮食取样机器人、机器人安全舱及无人机，所述粮食取样机器人放置在机器人安全舱内，所述无人机位于机器人安全舱的上方，所述机器人安全舱的上端固定有两个横杆，所述横杆上套设有活动连接的两个第一连接球，所述无人机的底部活动安装有与四个第一连接球相对应的四个第二连接球，所述第一连接球上固定有第一套管；本发明还公开了一种智能粮食取样的方法，包括以下步骤：S1，控制无人机将粮食取样机器人和机器人安全舱运输到需要进行粮食取样的粮仓。本发明取样灵活，可根据实际需求进行取样点的设置，提升粮食取样过程中路径采样点的自主性、多样性和灵活性，且可以对无人机进行缓冲保护。

Description

一种智能粮食取样的方法及系统

技术领域

本发明涉及智能粮食取样技术领域，尤其涉及一种智能粮食取样的方法及系统。

背景技术

现有技术公开了申请号为CN202222513588.3的一种多功能粮库智能巡检机器人，包括实现机器人可移动的移动底盘及搭载在移动底盘上的主控板，智能导航避障模块、巡检工作模块、无线传输模块和取样机构，所述移动底盘为履带式移动底盘，所述取样机构设置在履带式移动底盘行驶方向的前端或后端上，所述移动底盘由主控板控制，所述智能导航避障模块用于实现自主的导航避障，同时提供主控板控制移动底盘的移动数据，所述巡检工作模块用于粮库的智能巡检工作，所述取样机构设置有一组或多组由主控板控制用于粮库内粮食的取样工作，所述主控板上设置无线传输模块供远程传输数据。通过该智能巡检机器人能够直接行驶在粮库的粮食上进行巡检和取样。

但是在货船上的粮仓进口的粮食到港后海关要进行取样检查看粮食是否合格，传统式人工取样检查非常不便，因为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，而且也有危险，每个船上有好几个粮仓上上下下的很麻烦，而且人工取样存在取样点不均匀，每个点位取样重量不准确速度慢等各种问题。

而上述现有技术只能通过机器人进行取样，粮食取样过程中路径采样点灵活性较差，目前还没有发现通过无人机与取样机器人配合使用进行粮食取样工作的产品；为此，本申请提出一种智能粮食取样的方法及系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提出的一种智能粮食取样的方法及系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能粮食取样系统，包括粮食取样机器人、机器人安全舱及无人机，所述粮食取样机器人放置在机器人安全舱内，所述无人机位于机器人安全舱的上方，所述机器人安全舱的上端固定有两个横杆，所述横杆上套设有活动连接的两个第一连接球，所述无人机的底部活动安装有与四个第一连接球相对应的四个第二连接球，所述第一连接球上固定有第一套管，所述第二连接球上固定有第二套管，所述第一套管和第二套管内均设有缓冲腔，两个所述缓冲腔内设有缓冲杆，所述缓冲杆与缓冲腔之间设有缓冲机构；控制无人机将粮食取样机器人和机器人安全舱运输到需要进行粮食取样的粮仓；粮食取样机器人从机器人安全舱驶出，共取5kg样本，取20个点位，每个点位取250g样本；粮食取样机器人完成取样工作后，行驶回机器人安全舱内；启动无人机将粮食取样机器人和机器人安全舱运输到粮食检测点；到达粮食监测点后，将粮食取样机器人中的粮食倒出；重复以上操作，进行其他粮仓的取样工作。

优选地，所述机器人安全舱的底部安装有四个支撑脚，四个所述支撑脚的外部均套设有固定设置的橡胶套。

优选地，所述机器人安全舱上活动安装有开关门，所述机器人安全舱上铰接连接有电动推杆，所述电动推杆的输出端与开关门铰接连接。

优选地，所述无人机上安装有控制器，所述控制器上安装有天线。

优选地，所述缓冲机构包括固定在缓冲腔内壁的支撑块，所述支撑块上固定有缓冲气囊，所述缓冲气囊上固定有与缓冲腔内壁滑动设置的滑块，所述滑块上安装有第一弹簧，所述第一弹簧的另一端有移动块，所述移动块与缓冲腔的内壁滑动连接，所述移动块上固定有与缓冲腔内壁滑动设置的活塞，所述活塞上固定有安装块，所述安装块与缓冲腔内壁滑动连接，所述缓冲杆通过连接机构与安装块固定连接。

优选地，还包括横向缓冲机构，所述横向缓冲机构包括固定在缓冲腔内壁的缓冲件，所述缓冲杆贯穿缓冲件并与其滑动设置，所述缓冲件与第一弹簧位于活塞的两侧，所述缓冲件通过两个连接管与滑块、移动块之间的缓冲腔相连接。

优选地，所述连接机构包括固定在安装块上圆柱和限位环，所述缓冲杆上设有安装槽，所述圆柱滑动连接在安装槽内且缓冲杆与限位环滑动相抵，所述安装槽的内壁设有L型槽，所述L型槽内滑动有与圆柱固定连接的限位柱，所述安装槽内滑动连接有抵紧块，所述抵紧块与圆柱相抵设置，所述抵紧块与安装槽之间固定有第二弹簧。

优选地，所述缓冲件为环形气囊，所述缓冲件通过黏胶与缓冲腔相连接。

优选地，所述缓冲腔呈圆柱形设置。

本发明还公开了一种智能粮食取样的方法，包括以下步骤：

S1，控制无人机将粮食取样机器人和机器人安全舱运输到需要进行粮食取样的粮仓；

S2，粮食取样机器人从机器人安全舱驶出，共取5kg样本，取20个点位，每个点位取250g样本；

S3，粮食取样机器人完成取样工作后，行驶回机器人安全舱内；

S4，启动无人机将粮食取样机器人和机器人安全舱运输到粮食检测点；

S5，到达粮食监测点后，将粮食取样机器人中的粮食倒出；

S6，重复S1-S5的步骤，进行其他粮仓的取样工作。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、取样灵活，可根据实际需求进行取样点的设置，提升粮食取样过程中路径采样点的自主性、多样性和灵活性。

2、无人机产生向下的力并将力作用到第二连接球、第二套管上，此时机器人安全舱无法移动，因此作用在缓冲杆上，即第一套管、第二套管相对挤压缓冲杆，缓冲杆移动挤压安装块、活塞和连接块，此时的第一弹簧被挤压，通过第一弹簧可以对缓冲杆进行缓冲，第一弹簧被压缩后对滑块产生压力，通过缓冲气囊再次对缓冲杆进行缓冲。

3、活塞移动挤压空气并将空气通过连接管挤压输送至缓冲件内，此时缓冲件内压强增加，可以对缓冲杆进行横向缓冲保护，如此可以对无人机有效的缓冲保护。

4、手动转动缓冲杆使得限位柱位于L型槽的长度方向上，如此限位柱不再被锁定，向下移动缓冲杆即可将缓冲杆脱离第二套管，同理向下按动缓冲杆转动即可取下，操作简单便捷。

综上所述，本发明取样灵活，可根据实际需求进行取样点的设置，提升粮食取样过程中路径采样点的自主性、多样性和灵活性，且可以对无人机进行缓冲保护。

附图说明

图1为本发明提出的一种智能粮食取样系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种智能粮食取样系统的俯视图；

图3为本发明提出的一种智能粮食取样系统的右视图；

图4为本发明提出的一种智能粮食取样系统的左视图；

图5为本发明提出的一种智能粮食取样系统中缓冲杆处的示意图；

图6为本发明提出的一种智能粮食取样系统中缓冲腔处的示意图；

图7为本发明提出的一种智能粮食取样系统中第二弹簧处的结构示意图。

图中：1机器人安全舱、2开关门、3粮食取样机器人、4支撑脚、5无人机、6摄像头、7横杆、8第一套管、9缓冲杆、10第二套管、11电动推杆、12天线、13控制器、14第一连接球、15第二连接球、16缓冲腔、17支撑块、18缓冲气囊、19滑块、20第一弹簧、21连接管、22移动块、23活塞、24安装块、25缓冲件、26限位环、27安装槽、28第二弹簧、29抵紧块、30圆柱、31L型槽、32限位柱。

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-图7，一种智能粮食取样系统，包括粮食取样机器人3、机器人安全舱1及无人机5，粮食取样机器人3放置在机器人安全舱1内，机器人安全舱1的底部安装有四个支撑脚4，四个支撑脚4的外部均套设有固定设置的橡胶套，机器人安全舱1上活动安装有开关门2，机器人安全舱1上铰接连接有电动推杆11，电动推杆11的输出端与开关门2铰接连接，无人机5上安装有控制器13，控制器13上安装有天线12，无人机5上安装有摄像头6；

无人机5位于机器人安全舱1的上方，机器人安全舱1的上端固定有两个横杆7，横杆7上套设有活动连接的两个第一连接球14，无人机5的底部活动安装有与四个第一连接球14相对应的四个第二连接球15，第一连接球14上固定有第一套管8，第二连接球15上固定有第二套管10，第一套管8和第二套管10内均设有缓冲腔16，两个缓冲腔16内设有缓冲杆9；

缓冲杆9与缓冲腔16之间设有缓冲机构，无人机5带动粮食取样机器人3和机器人安全舱1落地时，无人机5产生向下的力并将力作用到第二连接球15、第二套管10上，此时机器人安全舱1无法移动，因此作用在缓冲杆9上，即第一套管8、第二套管10相对挤压缓冲杆9，缓冲杆9移动挤压安装块24、活塞23和移动块22，此时的第一弹簧20被挤压，通过第一弹簧20可以对缓冲杆9进行缓冲，第一弹簧20被压缩后对滑块19产生压力，通过缓冲气囊18再次对缓冲杆9进行缓冲；

缓冲机构包括固定在缓冲腔16内壁的支撑块17，其中，缓冲腔16呈圆柱形设置，支撑块17上固定有缓冲气囊18，缓冲气囊18上固定有与缓冲腔16内壁滑动设置的滑块19，滑块19上安装有第一弹簧20，第一弹簧20的另一端有移动块22，移动块22与缓冲腔16的内壁滑动连接，移动块22上固定有与缓冲腔16内壁滑动设置的活塞23，活塞23上固定有安装块24，安装块24与缓冲腔16内壁滑动连接；

还包括横向缓冲机构，活塞23移动挤压空气并将空气通过连接管21挤压输送至缓冲件25内，缓冲件25为环形气囊，所述缓冲件25通过黏胶与缓冲腔16相连接，此时缓冲件25内压强增加，可以对缓冲杆9进行横向缓冲保护，如此可以对无人机5有效的缓冲保护；横向缓冲机构包括固定在缓冲腔16内壁的缓冲件25，缓冲杆9贯穿缓冲件25并与其滑动设置，缓冲件25与第一弹簧20位于活塞23的两侧，缓冲件25通过两个连接管21与滑块19、移动块22之间的缓冲腔16相连接；

缓冲杆9通过连接机构与安装块24固定连接，若是需要对缓冲杆9进行更换，工作人员手动转动缓冲杆9使得限位柱32位于L型槽31的长度方向上，如此限位柱32不再被锁定，向下移动缓冲杆9即可将缓冲杆9脱离第二套管10，同理向下按动缓冲杆9转动即可取下，操作简单便捷；

连接机构包括固定在安装块24上圆柱30和限位环26，缓冲杆9上设有安装槽27，圆柱30滑动连接在安装槽27内且缓冲杆9与限位环26滑动相抵，安装槽27的内壁设有L型槽31，L型槽31内滑动有与圆柱30固定连接的限位柱32，安装槽27内滑动连接有抵紧块29，抵紧块29与圆柱30相抵设置，抵紧块29与安装槽27之间固定有第二弹簧28，第二弹簧28使得抵紧块29与圆柱30相抵，如此使得缓冲杆9与圆柱30之间不易发生转动；

工作原理：控制无人机5将粮食取样机器人3和机器人安全舱1运输到需要进行粮食取样的粮仓；粮食取样机器人3从机器人安全舱1驶出，共取5kg样本，取20个点位，每个点位取250g样本；粮食取样机器人3完成取样工作后，行驶回机器人安全舱1内；启动无人机5将粮食取样机器人3和机器人安全舱1运输到粮食检测点；到达粮食监测点后，将粮食取样机器人3中的粮食倒出；重复以上操作，进行其他粮仓的取样工作；

无人机5带动粮食取样机器人3和机器人安全舱1落地时，无人机5产生向下的力并将力作用到第二连接球15、第二套管10上，此时机器人安全舱1无法移动，因此作用在缓冲杆9上，即第一套管8、第二套管10相对挤压缓冲杆9，缓冲杆9移动挤压安装块24、活塞23和连接块22，此时的第一弹簧20被挤压，通过第一弹簧20可以对缓冲杆9进行缓冲，第一弹簧20被压缩后对滑块19产生压力，通过缓冲气囊18再次对缓冲杆9进行缓冲；

活塞23移动挤压空气并将空气通过连接管21挤压输送至缓冲件25内，此时缓冲件25内压强增加，可以对缓冲杆9进行横向缓冲保护，如此可以对无人机5有效的缓冲保护；

若是需要对缓冲杆9进行更换，工作人员手动转动缓冲杆9使得限位柱32位于L型槽31的长度方向上，如此限位柱32不再被锁定，向下移动缓冲杆9即可将缓冲杆9脱离第二套管10，同理向下按动缓冲杆9转动即可取下，操作简单便捷。

本发明还公开了一种智能粮食取样的方法，包括以下步骤：

S1，控制无人机5将粮食取样机器人3和机器人安全舱1运输到需要进行粮食取样的粮仓；

S2，粮食取样机器人3从机器人安全舱1驶出，共取5kg样本，取20个点位，每个点位取250g样本；粮食取样机器人3的取样仓底部带有称重功能，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；

S3，粮食取样机器人3完成取样工作后，行驶回机器人安全舱1内；

S4，启动无人机5将粮食取样机器人3和机器人安全舱1运输到粮食检测点；

S5，到达粮食监测点后，将粮食取样机器人3中的粮食倒出；

S6，重复S1-S5的步骤，进行其他粮仓的取样工作。

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 (8)

1.一种智能粮食取样系统，其特征在于，包括粮食取样机器人（3）、机器人安全舱（1）及无人机（5），所述粮食取样机器人（3）放置在机器人安全舱（1）内，所述无人机（5）位于机器人安全舱（1）的上方，所述机器人安全舱（1）的上端固定有两个横杆（7），所述横杆（7）上套设有活动连接的两个第一连接球（14），所述无人机（5）的底部活动安装有与四个第一连接球（14）相对应的四个第二连接球（15），所述第一连接球（14）上固定有第一套管（8），所述第二连接球（15）上固定有第二套管（10），所述第一套管（8）和第二套管（10）内均设有缓冲腔（16），两个所述缓冲腔（16）内设有缓冲杆（9），所述缓冲杆（9）与缓冲腔（16）之间设有缓冲机构；

所述缓冲机构包括固定在缓冲腔（16）内壁的支撑块（17），所述支撑块（17）上固定有缓冲气囊（18），所述缓冲气囊（18）上固定有与缓冲腔（16）内壁滑动设置的滑块（19），所述滑块（19）上安装有第一弹簧（20），所述第一弹簧（20）的另一端有移动块（22），所述移动块（22）与缓冲腔（16）的内壁滑动连接，所述移动块（22）上固定有与缓冲腔（16）内壁滑动设置的活塞（23），所述活塞（23）上固定有安装块（24），所述安装块（24）与缓冲腔（16）内壁滑动连接，所述缓冲杆（9）通过连接机构与安装块（24）固定连接；

还包括横向缓冲机构，所述横向缓冲机构包括固定在缓冲腔（16）内壁的缓冲件（25），所述缓冲杆（9）贯穿缓冲件（25）并与其滑动设置，所述缓冲件（25）与第一弹簧（20）位于活塞（23）的两侧，所述缓冲件（25）通过两个连接管（21）与滑块（19）、移动块（22）之间的缓冲腔（16）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能粮食取样系统，其特征在于，所述机器人安全舱（1）的底部安装有四个支撑脚（4），四个所述支撑脚（4）的外部均套设有固定设置的橡胶套。

3.根据权利要求1所述的一种智能粮食取样系统，其特征在于，所述机器人安全舱（1）上活动安装有开关门（2），所述机器人安全舱（1）上铰接连接有电动推杆（11），所述电动推杆（11）的输出端与开关门（2）铰接连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能粮食取样系统，其特征在于，所述无人机（5）上安装有控制器（13），所述控制器（13）上安装有天线（12）。

5.根据权利要求1所述的一种智能粮食取样系统，其特征在于，所述连接机构包括固定在安装块（24）上圆柱（30）和限位环（26），所述缓冲杆（9）上设有安装槽（27），所述圆柱（30）滑动连接在安装槽（27）内且缓冲杆（9）与限位环（26）滑动相抵，所述安装槽（27）的内壁设有L型槽（31），所述L型槽（31）内滑动有与圆柱（30）固定连接的限位柱（32），所述安装槽（27）内滑动连接有抵紧块（29），所述抵紧块（29）与圆柱（30）相抵设置，所述抵紧块（29）与安装槽（27）之间固定有第二弹簧（28）。

6.根据权利要求1所述的一种智能粮食取样系统，其特征在于，所述缓冲件（25）为环形气囊，所述缓冲件（25）通过黏胶与缓冲腔（16）相连接。

7.根据权利要求1所述的一种智能粮食取样系统，其特征在于，所述缓冲腔（16）呈圆柱形设置。

8.一种智能粮食取样的方法，应用于权利要求1至7中任意一项所述的一种智能粮食取样的系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1，控制无人机（5）将粮食取样机器人（3）和机器人安全舱（1）运输到需要进行粮食取样的粮仓；

S2，粮食取样机器人（3）从机器人安全舱（1）驶出，按照预设规划的多个取样点，从每个取样点分别取出相同重量的样本；

S3，粮食取样机器人（3）完成取样工作后，行驶回机器人安全舱（1）内；

S4，启动无人机（5）将粮食取样机器人（3）和机器人安全舱（1）运输到粮食检测点；

S5，到达粮食监测点后，将粮食取样机器人（3）中的粮食倒出；

S6，重复S1-S5的步骤，进行其他粮仓的取样工作。