CN220751643U - 一种采样机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采样机器人，包括车体，车体的前端设有多轴机械臂，多轴机构臂的末端设有基座，基座上转动设有传动丝杆，多轴机械臂上设有丝杆电机，丝杆电机的输出端与传动丝杆传动连接，传动丝杆的周壁螺纹套设有丝杆座，丝杆座的周壁绕传动丝杆的轴向中心线均匀设有若干个连接臂，连接臂远离丝杆座一端设有采样勺，采样勺一端与连接臂转动连接，基座对应采样勺的位置设有限位臂，限位臂与采样勺之间设有连杆，连杆一端与限位臂转动连接，连杆另一端与采样勺靠近连接臂一端转动连接。本实用新型提供了一种采样机器人，能够代替人工深入灾区进行土壤采样，避免了污染物对采样人员健康造成威胁，提高了采样效率。

Description

一种采样机器人

技术领域

本实用新型涉及闭门器技术领域，尤其涉及一种采样机器人。

背景技术

当各类大型化工厂、核电站等危险区在灾情中受到破坏时，极易造成化学药剂、核泄露，使当地周边的土壤、水资源、空气环境造成极大破坏污染。此时便需及时深入灾区对水、土壤、空气等进行采样、检测。但是现今土壤环境质量监测绝大部分仍是人工采样，需要人工深入灾区进行采样，由于灾区地点的特殊性，环境中常有许多污染物，会对采样人员健康造成威胁，人工必须身穿防护服进行采样，极为不便，降低了采样效率，同时也伴随着风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采样机器人，能够代替人工深入灾区进行土壤采样，避免了污染物对采样人员健康造成威胁，提高了采样效率。

本实用新型公开的一种采样机器人所采用的技术方案是:

一种采样机器人，包括车体，所述车体的前端设有多轴机械臂，所述多轴机械臂的末端设有基座，所述基座上转动设有传动丝杆，所述多轴机械臂上设有丝杆电机，所述丝杆电机的输出端与传动丝杆传动连接，所述传动丝杆的周壁螺纹套设有丝杆座，所述丝杆座的周壁绕传动丝杆的轴向中心线均匀设有若干个连接臂，所述连接臂远离丝杆座一端设有采样勺，所述采样勺一端与连接臂转动连接，所述基座对应采样勺的位置设有限位臂，所述限位臂与采样勺之间设有连杆，所述连杆一端与限位臂转动连接，所述连杆另一端与采样勺靠近连接臂一端转动连接。

作为优选方案，所述车体内设有过滤箱，所述过滤箱上下两端贯通，所述过滤箱内并排设有一对滚筒，所述滚筒传动连接有过滤电机，所述过滤箱的下方设有振动板，所述过滤箱通过若干根弹性支撑臂设于振动板上，所述振动板的下方设有振动器，所述振动板固定设于振动器的输出端，所述振动板向下倾斜设置，所述振动板底端的下方设有收集盒。

作为优选方案，所述车体内转动设有转盘，所述收集盒的数量为若干个，若干个所述收集盒均设于转盘的顶面，且若干个所述收集盒绕转盘的轴向中心线均匀设置，所述转盘的边沿对应收集盒的位置设有圆柱，所述转盘一侧转动设有轮盘，所述轮盘传动连接有旋转电机，所述轮盘的顶面固定设有推杆，所述推杆一端与圆柱的周壁抵接。

作为优选方案，所述车体的前端开设有窗口。

作为优选方案，所述采样勺远离连接臂一端呈内凹弧型，若干个所述采样勺远离连接臂一端可相连形成球型。

作为优选方案，所述丝杆电机的输出端与传动丝杆之间通过齿轮组传动连接。

作为优选方案，所述车体的上方设有无人机，所述无人机上悬挂有水箱，所述无人机的底面设有圆座，所述车体的顶面设有底盘，所述底盘的表面沿径向开设有若干个滑槽，若干个所述滑槽绕底盘的轴向中心线均匀设置，所述滑槽内滑动设有滑杆，所述滑杆远离底盘一端设有夹板，所述夹板用于夹持圆座，所述底盘的表面转动设有圆盘，所述圆盘传动连接有伸缩电机，所述圆盘对应滑槽的位置开设有弧形槽，所述弧形槽内滑动设有滑柱，所述滑柱的底端与滑杆固定连接。

作为优选方案，所述水箱通过盘绳机构悬挂于无人机上。

作为优选方案，所述车体的底面设有阻尼弹簧减振器。

作为优选方案，所述车体的前端设有视觉传感器。

本实用新型公开的一种采样机器人的有益效果是：车体自行移动至灾区内的土壤采样位置后，多轴机械臂驱动末端的若干个采样勺插入土壤内，初始状态下，丝杆座处于传动丝杆的最底端，若干个采样勺处于张开状态，驱动电机驱动传动丝杆转动，由于限位臂限制了丝杆座的转动，从而能够驱动丝杆座沿着传动丝杆向上移动，又由于限位臂与采样勺之间通过连杆转动连接，丝杆座向上移动的过程中，连杆会拉动若干个采样勺朝相互靠近的方向转动，夹取土壤，完成采样，代替人工深入灾区进行土壤采样，避免了污染物对采样人员健康造成威胁，提高了采样效率。

附图说明

图1是本实用新型一种采样机器人的结构示意图。

图2是本实用新型一种采样机器人采样部分的结构示意图。

图3是本实用新型一种采样机器人分装部分的结构示意图。

图4是本实用新型一种采样机器人齿轮组的结构示意图。

图5是本实用新型一种采样机器人无人机固定部分的结构示意图。

图6是本实用新型一种采样机器人无人机固定部分的分解图。

10、车体；11、多轴机械臂；12、窗口；13、阻尼弹簧减振器；20、基座；21、传动丝杆；22、丝杆电机；23、丝杆座；24、连接臂；25、采样勺；26、限位臂；27、连杆；28、齿轮组；30、过滤箱；31、滚筒；32、振动板；33、弹性支撑臂；34、振动器；40、转盘；41、收集盒；42、圆柱；43、轮盘；44、推杆；50、无人机；51、圆座；52、水箱；53、盘绳机构；60、底盘；61、滑槽；62、滑杆；63、夹板；64、圆盘；65、弧形槽；66、滑柱。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步阐述和说明:

请参考图1和图2，一种采样机器人，包括车体10，车体10的前端设有多轴机械臂11，多轴机械臂的末端设有基座20，基座20上转动设有传动丝杆21，多轴机械臂11上设有丝杆电机22，丝杆电机22的输出端与传动丝杆21传动连接，传动丝杆21的周壁螺纹套设有丝杆座23，丝杆座23的周壁绕传动丝杆21的轴向中心线均匀设有若干个连接臂24，连接臂24远离丝杆座23一端设有采样勺25，采样勺25一端与连接臂24转动连接，基座20对应采样勺25的位置设有限位臂26，限位臂26与采样勺25之间设有连杆27，连杆27一端与限位臂26转动连接，连杆27另一端与采样勺25靠近连接臂24一端转动连接。

由上述描述可知，车体10自行移动至灾区内的土壤采样位置后，多轴机械臂11驱动末端的若干个采样勺25插入土壤内，初始状态下，丝杆座23处于传动丝杆21的最底端，若干个采样勺25处于张开状态，驱动电机驱动传动丝杆21转动，由于限位臂26限制了丝杆座23的转动，从而能够驱动丝杆座23沿着传动丝杆21向上移动，又由于限位臂26与采样勺25之间通过连杆27转动连接，丝杆座23向上移动的过程中，连杆27会拉动若干个采样勺25朝相互靠近的方向转动，夹取土壤，完成采样，代替人工深入灾区进行土壤采样，避免了污染物对采样人员健康造成威胁，提高了采样效率。

请参考图3，车体10内设有过滤箱30，过滤箱30上下两端贯通，过滤箱30内并排设有一对滚筒31，滚筒31传动连接有过滤电机，过滤箱30的下方设有振动板32，过滤箱30通过若干根弹性支撑臂33设于振动板32上，振动板32的下方设有振动器34，振动板32固定设于振动器34的输出端，振动板32向下倾斜设置，振动板32底端的下方设有收集盒41。具体的，车体10的前端开设有窗口12。

由上述描述可知，挖取的土壤从车体10前端的窗口12放入车体10内的过滤箱30中，通过过滤电机驱动双滚筒31旋转，细化土壤，去除石块等异物，自然落入振动板32上，然后再通过振动器34振动倾斜的振动板32，使土壤流入收集盒41内，完成土壤的初步处理。

请参考图3，车体10内转动设有转盘40，收集盒41的数量为若干个，若干个收集盒41均设于转盘40的顶面，且若干个收集盒41绕转盘40的轴向中心线均匀设置，转盘40的边沿对应收集盒41的位置设有圆柱42，转盘40一侧转动设有轮盘43，轮盘43传动连接有旋转电机，轮盘43的顶面固定设有推杆44，推杆44一端与圆柱42的周壁抵接。

由上述描述可知，不同的收集盒41内可以盛放不同采集点的土壤，当需要切换收集盒41时，通过旋转电机驱动轮盘43转动，通过推杆44推动圆柱42转动，使下一个收集盒41的位置与振动板32的底端相对应，同时推杆44与下一个圆柱42抵接，等待下一次启动，实现对不同采集点土壤的分别收集。

请参考图2，采样勺25远离连接臂24一端呈内凹弧型，若干个采样勺25远离连接臂24一端可相连形成球型。

由上述描述可知，采样勺25的挖取端为内凹弧形，且若干个采样勺25的挖取端能够相连形成球型，不仅能够增加挖取量，同时也通过提高土壤夹取的稳定性，防止土壤在移动过程中掉落。

请参考图4，丝杆电机22的输出端与传动丝杆21之间通过齿轮组28传动连接。

由上述描述可知，齿轮组28传动的传动平稳、准确且效率高，结构紧凑使用寿命长。

请参考图5和图6，车体10的上方设有无人机50，无人机50上悬挂有水箱52，无人机50的底面设有圆座51，车体10的顶面设有底盘60，底盘60的表面沿径向开设有若干个滑槽61，若干个滑槽61绕底盘60的轴向中心线均匀设置，滑槽61内滑动设有滑杆62，滑杆62远离底盘60一端设有夹板63，夹板63用于夹持圆座51，底盘60的表面转动设有圆盘64，圆盘64传动连接有伸缩电机，圆盘64对应滑槽61的位置开设有弧形槽65，弧形槽65内滑动设有滑柱66，滑柱66的底端与滑杆62固定连接。

由上述描述可知，通过无人机50携带水箱52能够对灾区水源进行取水采样，同时无人机50在不使用时是通过若干个夹板63夹持圆座51实现固定的，由伸缩电机驱动圆盘64顺时针转动时，滑柱66沿着弧形槽65向外滑动，进而带动滑杆62沿着底盘60上的滑槽61向外滑动，从而展开夹板63，松开无人机50的圆座51；由伸缩电机驱动圆盘64逆时针转动时，滑柱66沿着弧形槽65向内滑动，进而带动滑杆62沿着底盘60上的滑槽61向内滑动，从而收缩夹板63，夹紧无人机50的圆座51。在本实施例中，夹板63呈弧型。

请参考图1，水箱52通过盘绳机构53悬挂于无人机50上。

由上述描述可知，盘绳机构53内的舵机驱动主轴旋转实现线绳的收放功能，从而控制水箱52。

请参考图1，车体10的底面设有阻尼弹簧减振器13。

由上述描述可知，灾后地形复杂，车体10的底面安装阻尼弹簧减振器13可以稳定车体10重心防止侧翻，也可以避免收集的样品撒漏。

请参考图1，车体10的前端设有视觉传感器。

由上述描述可知，车体10的前端安装视觉传感器，可以识别前方地形，选择最优路线行进，并且采集样品时，摄像头可识别定位采集点。

本实用新型提供一种采样机器人，车体自行移动至灾区内的土壤采样位置后，多轴机械臂驱动末端的若干个采样勺插入土壤内，初始状态下，丝杆座处于传动丝杆的最底端，若干个采样勺处于张开状态，驱动电机驱动传动丝杆转动，由于限位臂限制了丝杆座的转动，从而能够驱动丝杆座沿着传动丝杆向上移动，又由于限位臂与采样勺之间通过连杆转动连接，丝杆座向上移动的过程中，连杆会拉动若干个采样勺朝相互靠近的方向转动，夹取土壤，完成采样，代替人工深入灾区进行土壤采样，避免了污染物对采样人员健康造成威胁，提高了采样效率。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种采样机器人，其特征在于，包括车体，所述车体的前端设有多轴机械臂，所述多轴机械臂的末端设有基座，所述基座上转动设有传动丝杆，所述多轴机械臂上设有丝杆电机，所述丝杆电机的输出端与传动丝杆传动连接，所述传动丝杆的周壁螺纹套设有丝杆座，所述丝杆座的周壁绕传动丝杆的轴向中心线均匀设有若干个连接臂，所述连接臂远离丝杆座一端设有采样勺，所述采样勺一端与连接臂转动连接，所述基座对应采样勺的位置设有限位臂，所述限位臂与采样勺之间设有连杆，所述连杆一端与限位臂转动连接，所述连杆另一端与采样勺靠近连接臂一端转动连接。

2.如权利要求1所述的一种采样机器人，其特征在于，所述车体内设有过滤箱，所述过滤箱上下两端贯通，所述过滤箱内并排设有一对滚筒，所述滚筒传动连接有过滤电机，所述过滤箱的下方设有振动板，所述过滤箱通过若干根弹性支撑臂设于振动板上，所述振动板的下方设有振动器，所述振动板固定设于振动器的输出端，所述振动板向下倾斜设置，所述振动板底端的下方设有收集盒。

3.如权利要求2所述的一种采样机器人，其特征在于，所述车体内转动设有转盘，所述收集盒的数量为若干个，若干个所述收集盒均设于转盘的顶面，且若干个所述收集盒绕转盘的轴向中心线均匀设置，所述转盘的边沿对应收集盒的位置设有圆柱，所述转盘一侧转动设有轮盘，所述轮盘传动连接有旋转电机，所述轮盘的顶面固定设有推杆，所述推杆一端与圆柱的周壁抵接。

4.如权利要求3所述的一种采样机器人，其特征在于，所述车体的前端开设有窗口。

5.如权利要求1所述的一种采样机器人，其特征在于，所述采样勺远离连接臂一端呈内凹弧型，若干个所述采样勺远离连接臂一端可相连形成球型。

6.如权利要求1所述的一种采样机器人，其特征在于，所述丝杆电机的输出端与传动丝杆之间通过齿轮组传动连接。

7.如权利要求1所述的一种采样机器人，其特征在于，所述车体的上方设有无人机，所述无人机上悬挂有水箱，所述无人机的底面设有圆座，所述车体的顶面设有底盘，所述底盘的表面沿径向开设有若干个滑槽，若干个所述滑槽绕底盘的轴向中心线均匀设置，所述滑槽内滑动设有滑杆，所述滑杆远离底盘一端设有夹板，所述夹板用于夹持圆座，所述底盘的表面转动设有圆盘，所述圆盘传动连接有伸缩电机，所述圆盘对应滑槽的位置开设有弧形槽，所述弧形槽内滑动设有滑柱，所述滑柱的底端与滑杆固定连接。

8.如权利要求7所述的一种采样机器人，其特征在于，所述水箱通过盘绳机构悬挂于无人机上。

9.如权利要求1所述的一种采样机器人，其特征在于，所述车体的底面设有阻尼弹簧减振器。

10.如权利要求1所述的一种采样机器人，其特征在于，所述车体的前端设有视觉传感器。