CN215395245U

CN215395245U - 粮食自主扦样机器人

Info

Publication number: CN215395245U
Application number: CN202121374088.5U
Authority: CN
Inventors: 吴兰; 周永强; 胡家傲; 蔡磊
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2021-06-21
Filing date: 2021-06-21
Publication date: 2022-01-04
Anticipated expiration: 2031-06-21

Abstract

本实用新型提出了一种粮食自主扦样机器人，用于解决现有的扦样机不能在粮仓内粮面进行自主扦样的技术问题；本实用新型包括机器人本体，机器人本体的两侧对称设有履带；所述机器人本体上设有吸粮装置和取粮装置，吸粮装置通过软管与取粮装置相连接。本实用新型不仅能随机选择扦样点进行扦样，而且能在粮仓内的粮面上构建地图、规划路径进行自主扦样；还可以在粮仓内粮面上进行自主扦样操作，方便对粮仓粮情地检测，结构简单，功率小，操作方便、灵活。

Description

粮食自主扦样机器人

技术领域

本实用新型涉及粮仓粮面巡检技术领域，特别是指一种粮食自主扦样机器人。

背景技术

目前，常见的粮食扦样机由塔架、悬臂、旋转机构、转向电机、扦样车、扦样器、控制柜、料筒、风机等组成。通过电机驱动齿轮做相对或相反运动，带动驱动轮将扦样器插入被扦粮食作物，由风机将扦样器口底部所接触的物料吸入料筒。手动扦样器多为手持式的装置，扦样过程受人为因素影响大，存在采集效率低，劳动强度大，扦样点和扦样次数不标准等问题。自动化的扦样减少了扦样过程中的人为影响，不适用于粮仓内移动扦样，但外形大，功率大，耗能多。但是，两者都不能在粮仓内的粮面上自主行走，不能根据粮面环境进行地图构建和规划路径，无法进行自主来回扦样，给粮仓内粮食扦样操作造成困难，无法方便、准确地对粮仓内粮食进行扦样。

实用新型内容

针对现有的扦样机不能在粮仓内粮面进行自主扦样的技术问题，本实用新型提供一种粮食自主扦样机器人，不仅能随机选择扦样点进行扦样，而且能在粮仓内的粮面上构建地图、规划路径进行自主扦样。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种粮食自主扦样机器人，包括机器人本体，机器人本体的底部设有行走机构；所述机器人本体上设有吸粮装置和取粮装置，吸粮装置通过软管与取粮装置相连接。

所述行走机构为电机带动的履带。

所述机器人本体的底盘上设有控制电路，机器人本体上部设有激光雷达、RJ45网口、USB通讯接口、开关、HDMI视频接口和无线网络接口；控制电路分别与激光雷达、RJ45网口、USB通讯接口、开关、HDMI视频接口和无线网络接口相连接。

所述取粮装置包括支架，支架顶端设有步进电机，支架一侧设有丝杆、滑轨和升降机构，滑轨设置在丝杆的两侧，滑轨与升降机构滑动连接，升降机构与丝杆螺纹连接，丝杆与步进电机相连接；

所述升降机构包括螺座，螺座下部固定连接有钻粮筒和温湿度采集装置，温湿度采集装置设置在钻粮筒的外侧，钻粮筒的顶端与吸粮装置相连接；所述温湿度采集装置与设置在机器人本体的底盘上的控制电路相连接。

所述螺座上设有滑槽，滑槽与滑轨相匹配。

所述支架上部设有第一限位槽，支架下部设有第二限位槽，第一限位槽上设有第一限位传感器，第二限位槽上设有第二限位传感器，第一限位传感器和第二限位传感器均与控制电路相连接。

所述吸粮装置包括真空筒，真空筒的上部设有电机，电机上设有真空泵，电机与控制电路上的逆变器相连接；真空筒的上部设有吸粮口，吸粮口通过软管与钻粮筒的顶端相连通。

所述控制电路包括工控机、PLC、第一驱动器、第二驱动器和RJ45扩展模块，工控机分别与激光雷达、USB通讯接口、开关、HDMI视频接口、无线网络接口、PLC、第二驱动器和RJ45扩展模块相连接，PLC分别与第一驱动器、第一限位传感器和第二限位传感器相连接，第一驱动器与步进电机相连接，第二驱动器与履带上的驱动装置相连接，RJ45扩展模块与RJ45网口相连接。

本技术方案能产生的有益效果：本实用新型可以在粮仓内粮面上进行自主扦样操作，方便对粮仓粮情地检测，结构简单，功率小，操作方便、灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的控制电路图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的俯视图。

图中，1为步进电机，2为吸粮装置，3为激光雷达，4为履带，5为取粮装置，6为丝杆，7为温湿度测量装置，8为钻粮筒，9为RJ45网口，10为USB通讯接口，11为开关，12为HDMI视频接口，13为螺座，14为机器人本体，15为软管，16为第一限位槽，17为第二限位槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，本实用新型实施例提供了一种粮食自主扦样机器人，包括机器人本体14，机器人本体14的底部设有行走机构，所述行走机构为电机带动的履带4；所述机器人本体14上设有吸粮装置2和取粮装置5，吸粮装置2通过软管15与取粮装置5相连接。所述取粮装置5包括支架，支架顶端设有步进电机1，支架一侧设有丝杆6、滑轨和升降机构，滑轨设置在丝杆6的两侧，滑轨与升降机构滑动连接，升降机构与丝杆6螺纹连接，丝杆6与步进电机1相连接；所述升降机构包括螺座13，螺座13下部固定连接有钻粮筒8和温湿度采集装置7，温湿度采集装置7设置在钻粮筒8的外侧，钻粮筒8的顶端与吸粮装置2相连接；钻粮筒8用于取得固定度的粮食，并将粮食送入吸粮装置2内进行检测；温湿度采集装置7用于检测当前深度的粮食的温湿度值；所述温湿度采集装置7与控制电路相连接，控制电路设置在机器人本体14的底盘上。所述螺座13上设有滑槽，滑槽与滑轨相匹配。所述支架上部设有第一限位槽16，支架下部设有第二限位槽17，第一限位槽16上设有第一限位传感器，第二限位槽17上设有第二限位传感器，第一限位传感器和第二限位传感器均与控制电路相连接。第一限位槽16和第二限位槽17限定了升降机构13的最大上升高度和最大的下降高度。所述吸粮装置2包括真空筒，真空筒的上部设有电机，电机上设有真空泵，电机与控制电路上的逆变器相连接，用于控制吸粮装置2的开启与关闭；真空筒的上部设有吸粮口，吸粮口通过软管与钻粮筒8的顶端相连通。

如图3所示，机器人本体14上部设有激光雷达3、RJ45网口9、USB通讯接口10、开关11、HDMI视频接口12和无线网络接口；控制电路分别与激光雷达3、RJ45网口9、USB通讯接口10、开关11、HDMI视频接口12和无线网络接口相连接。

如图1所示，所述控制电路包括工控机、PLC、第一驱动器、第二驱动器和RJ45扩展模块，工控机分别与激光雷达3、USB通讯接口10、开关11、HDMI视频接口12、无线网络接口、PLC、第二驱动器和RJ45扩展模块相连接，PLC分别与第一驱动器、第一限位传感器和第二限位传感器相连接，第一驱动器与步进电机1相连接，第二驱动器与履带（4）上的驱动装置相连接，RJ45扩展模块与RJ45网口9相连接。

工作原理：将开关11打开，吸粮装置2开启，激光雷达3识别粮面环境，并实时构建地图。通过机器人操作系统内的图形化工具rviz，HDMI视频接口12连接显示器对机器人建立的地图进行修正和调试，并在地图上设置扦样点和规划路径后，履带4在电机驱动下移动到扦样点，步进电机1转动带动丝杆6转动，升降机构13沿着滑轨向下移动，钻粮筒8跟随螺座13向下移动，钻入至扦样点设置的深度后，停止运动。吸粮装置2通过吸粮筒8将粮食吸入吸粮装置2。同时，温湿度采集装置7对当前深度粮食的温湿度进行采集，并在电脑界面对数据进行显示。一个扦样点的吸粮动作完成后，机器人自动移动至下一扦样点，多个扦样点的吸粮动作完成后，机器人返回初始位置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种粮食自主扦样机器人，包括机器人本体（14），机器人本体（14）的底部设有行走机构；其特征在于，所述机器人本体（14）上设有吸粮装置（2）和取粮装置（5），吸粮装置（2）通过软管（15）与取粮装置（5）相连接；所述机器人本体（14）的底盘上设有控制电路，机器人本体（14）上部设有激光雷达（3）、RJ45网口（9）、USB通讯接口（10）、开关（11）、HDMI视频接口（12）和无线网络接口；控制电路分别与激光雷达（3）、RJ45网口（9）、USB通讯接口（10）、开关（11）、HDMI视频接口（12）和无线网络接口相连接。

2.根据权利要求1所述的粮食自主扦样机器人，其特征在于，所述行走机构为电机带动的履带（4）。

3.根据权利要求1所述的粮食自主扦样机器人，其特征在于，所述取粮装置（5）包括支架，支架顶端设有步进电机（1），支架一侧设有丝杆（6）、滑轨和升降机构，滑轨设置在丝杆（6）的两侧，滑轨与升降机构滑动连接，升降机构与丝杆（6）螺纹连接，丝杆（6）与步进电机（1）相连接。

4.根据权利要求3所述的粮食自主扦样机器人，其特征在于，所述升降机构包括螺座（13），螺座（13）下部固定连接有钻粮筒（8）和温湿度采集装置（7），温湿度采集装置（7）设置在钻粮筒（8）的外侧，钻粮筒（8）的顶端与吸粮装置（2）相连接；所述温湿度采集装置（7）与设置在机器人本体（14）的底盘上的控制电路相连接。

5.根据权利要求4所述的粮食自主扦样机器人，其特征在于，所述螺座（13）上设有滑槽，滑槽与滑轨相匹配。

6.根据权利要求3所述的粮食自主扦样机器人，其特征在于，所述支架上部设有第一限位槽（16），支架下部设有第二限位槽（17），第一限位槽（16）上设有第一限位传感器，第二限位槽（17）上设有第二限位传感器，第一限位传感器和第二限位传感器均与控制电路相连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的粮食自主扦样机器人，其特征在于，所述吸粮装置（2）包括真空筒，真空筒的上部设有电机，电机上设有真空泵，电机与控制电路上的逆变器相连接；真空筒的上部设有吸粮口，吸粮口通过软管与钻粮筒（8）的顶端相连通。

8.根据权利要求6所述的粮食自主扦样机器人，其特征在于，所述控制电路包括工控机、PLC、第一驱动器、第二驱动器和RJ45扩展模块，工控机分别与激光雷达（3）、USB通讯接口（10）、开关（11）、HDMI视频接口（12）、无线网络接口、PLC、第二驱动器和RJ45扩展模块相连接，PLC分别与第一驱动器、第一限位传感器和第二限位传感器相连接，第一驱动器与步进电机（1）相连接，第二驱动器与履带（4）上的驱动装置相连接，RJ45扩展模块与RJ45网口（9）相连接。