CN221038156U - 一种粮仓粮情智能巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于巡检机器人技术领域，具体为一种粮仓粮情智能巡检机器人，其包括：车载控制系统、取样检测系统和升降定位系统，车载控制系统用于执行控制巡检机器人启停行走、平稳转向、远程控制等功能，其通过根据车体定位信息无线远程操控机器人的控制单元，从而控制电机启动、转向、制动等功能，保证车体平稳操控行走；取样检测系统用于执行自动化取样、检测的作用，代替人工进行样品处理，提高巡检作业工作效率；能够快速而准确地完成巡检任务，节省了人力资源和时间成本，提高了工作效率，减少了人工操作的风险，提高了巡检过程的安全性。

Description

一种粮仓粮情智能巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及巡检机器人技术领域，具体为一种粮仓粮情智能巡检机器人。

背景技术

在粮食储存和管理过程中，粮仓内部环境和粮食储存情况的监测和巡检是至关重要的。传统的巡检方法通常需要人工进入粮仓，存在安全风险和工作效率低下的问题。此外，人工巡检也容易受到主观因素的影响，导致监测结果的一致性和精确性问题。现有技术中已经存在一些与粮仓巡检相关的机器人系统，但它们通常缺乏智能化和自主性，无法适应复杂的粮仓环境和多样化的巡检任务。因此，有需要一种能够自动化巡检粮仓内部环境和粮食储存情况的解决方案，以提高巡检效率、确保巡检结果的准确性和一致性，并减少人工操作的风险。同时巡检机器人设备能够具备自主导航、环境感知、数据采集和分析等功能，以实现高效、准确的粮仓巡检。基于粮仓粮情巡检机器人设备的上述需求，本发明涉及一种用于自动化粮仓巡检环境的智能机器人，其主要通过搭载车载系统、升降定位系统、取样检测系统、多元充能系统和环境传感检测功能的粮仓粮情智能巡检机器人，实现自动化、高效、准确的巡检过程，并为粮食储存管理提供可靠的数据支持。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有粮仓粮情智能巡检中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型的目的是提供一种粮仓粮情智能巡检机器人，能够快速而准确地完成巡检任务，节省了人力资源和时间成本，提高了工作效率，减少了人工操作的风险，提高了巡检过程的安全性。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了如下技术方案：

一种粮仓粮情智能巡检机器人，其包括：

车载控制系统，用于执行控制巡检机器人启停行走、平稳转向、远程控制功能，其通过根据车体定位信息无线远程操控机器人的控制单元，从而控制电机启动、转向、制动功能，保证车体平稳操控行走；

取样检测系统，用于执行自动化取样、检测的作用，代替人工进行样品处理，提高巡检作业工作效率；

升降定位系统，用于执行通过传感信息获取环境信息，通过数据处理和算法反演出物体的位置和方向，为车载控制系统和取样检测系统提供坐标数据，为巡检机器人多功能集成提供基础，车载控制系统整体主要通过铝合金和合金钢材料焊接连接构成，搭配螺栓螺母将多零部件固定安装于整车框架下，取样检测系统通过螺栓固定安装于车载控制系统前侧，便于取样检测，升降定位系统通过焊接连接的方式固定于车载控制系统的顶部，便于观察和感知粮仓内部环境。

作为本实用新型所述的一种粮仓粮情智能巡检机器人的一种优选方案，其中：所述车载控制系统包括下从动轮、驱动轮、控制模块、履带轨道、上从动轮、转向支撑、转向轮、整车壳体、集成电路板、第一顶部盖、第二顶部盖、前从动轴、供电电源、后从动轴、传动皮带、齿轮支撑、驱动电机、转向固定销、转向轴承、固定端盖、驱动轴承和驱动轴，所述下从动轮、驱动轮、履带轨道、上从动轮和转向轮构成行走轮组，所述整车壳体、第一顶部盖、第二顶部盖作为整车框架，所述控制模块和集成电路板作为巡检机器人的控制源，所述从动轮、驱动轮、履带轨道、上从动轮、转向支撑、转向轮、前从动轴、供电电源、后从动轴、传动皮带、齿轮支撑、驱动电机、转向固定销、转向轴承、固定端盖、驱动轴承、驱动轴依据整车结构设计固定连接，保证驱动结构的整体性，所述第一顶部盖、第二顶部盖和集成电路板通过螺纹连接固定于整车壳体。

作为本实用新型所述的一种粮仓粮情智能巡检机器人的一种优选方案，其中：所述取样检测系统包括支撑底座、第一旋转支撑臂、第二旋转支撑臂、第一舵机、第二舵机、旋转接头、第三舵机、旋转钳、转动齿轮、铰接支撑、夹钳、第四舵机、旋转底座、第五舵机、固定座和第六舵机，所述支撑底座、旋转底座构成装置底部支撑，所述第四舵机控制旋转底座平稳旋转，所述固定座承载第一旋转支撑臂和第六舵机，所述第六舵机控制第一旋转支撑臂转动，所述第一旋转支撑臂和第一舵机通过第二旋转支撑臂连接，所述第一舵机控制第二旋转支撑臂旋转，所述第二舵机控制旋转接头转动，所述第三舵机控制旋转钳转动，所述第五舵机控制转动齿轮啮合，所述支撑底座通过螺纹连接固定于第二顶部盖上，所述第一旋转支撑臂底部和第六舵机通过固定座花键同轴连接，所述第一旋转支撑臂顶部和第一舵机通过第二旋转支撑臂底部花键同轴连接，所述第二舵机和旋转接头通过第二旋转支撑臂顶部固定安装同轴花键连接，所述第三舵机和旋转钳通过旋转接头固定同轴花键连接，所述转动齿轮、铰接支撑、夹钳通过螺钉固定螺纹连接于旋转钳上，所述第四舵机和固定座通过旋转底座固定花键同轴连接，所述旋转底座承载各零部件通过卡槽安装于支撑底座上。

作为本实用新型所述的一种粮仓粮情智能巡检机器人的一种优选方案，其中：所述升降定位系统包括升降底座、丝杆电机、定位卡扣、支撑顶座、太阳能板、无线摄像设备、储物箱、定位雷达、连接支杆、升降支臂、滑块机构和丝杠，所述丝杆电机、定位卡扣、滑块机构、丝杠组成升降动力系统，所述无线摄像设备和定位雷达构成感知定位系统，所述升降底座通过焊接固定安装于车载控制系统顶部，所述丝杆电机通过定位卡扣将电机固定螺纹连接安装，所述支撑顶座和太阳能板通过焊接安装于升降平台顶部，所述无线摄像设备、储物箱、定位雷达均采用螺栓固定安装，所述连接支杆、升降支臂、滑块机构、丝杠依据装配关系搭建升降机构。

与现有技术相比，本实用新型具备以下效果：

1.设计了一种粮仓粮情智能巡检的机器人，其能够快速而准确地完成巡检任务，节省了人力资源和时间成本，提高了工作效率，减少了人工操作的风险，提高了巡检过程的安全性；

2.本实用新型的车载控制系统具备自主导航功能，能够实现粮仓内部自主移动，无需人工干预，大大提高了巡检的效率和准确性；

3.本实用新型的取样检测系统能够通过远程操控将待检测谷物进行夹取，并将其平稳收集到储物箱中；

4.本实用新型的升降定位系统能够控制平台升降便于配合取样检测系统对待检测谷物进行自主识别和收集采样，通过无线摄像设备和定位雷达可实现粮仓环境观察和车体坐标定位，保证了车体行走的安全性；

5.本实用新型通过网络连接实现远程监控和操作，管理人员可以随时随地监控巡检过程，进行远程指导和控制，提高管理的便捷性和灵活性；

6.本实用新型采用了无线充电和光伏发电的并联式充电，无线充电提高了智能巡检机器人的便捷性与自主性，光伏发电将可再生能源利用最大化，降低能源成本；

7.本实用新型采用多种传感器技术(如激光定位、摄像观察、环境感知、温度采集等)，将不同类型的传感器数据进行融合，提高了对粮仓环境和粮食储存情况的全面感知能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本实用新型进行详细说明，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方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1粮情巡检机器人轴侧图；

图2粮情巡检机器人俯视图；

图3粮情巡检机器人正视图；

图4粮情巡检机器人侧视图；

图5车载驱动装置轴测图；

图6车载驱动装置去盖俯视图；

图7从动轮结构示意图；

图8驱动轮结构示意图；

图9采样装置结构示意图一；

图10采样装置结构示意图二；

图11采样装置侧视图一；

图12采样装置侧视图二；

图13升降定位系统结构示意图；

图14粮情巡检机器人安装示意图一；

图15粮情巡检机器人安装示意图二。

图中：车载控制系统100、下从动轮101、驱动轮102、控制模块103、履带轨道104、上从动轮105、转向支撑106、转向轮107、整车壳体108、集成电路板109、第一顶部盖110、第二顶部盖111、前从动轴112、供电电源113、后从动轴114、传动皮带115、齿轮支撑116、驱动电机117、转向固定销118、转向轴承119、固定端盖120、驱动轴承121、驱动轴122；

取样检测系统200、支撑底座201、第一旋转支撑臂202、第二旋转支撑臂203、第一舵机204、第二舵机205、旋转接头206、第三舵机207、旋转钳208、转动齿轮209、铰接支撑210、夹钳211、第四舵机212、旋转底座213、第五舵机214、固定座215、第六舵机216；

升降定位系统300、升降底座301、丝杆电机302、定位卡扣303、支撑顶座304、太阳能板305、无线摄像设备306、储物箱307、定位雷达308、连接支杆309、升降支臂310、滑块机构311、丝杠312。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供一种粮仓粮情智能巡检机器人，能够快速而准确地完成巡检任务，节省了人力资源和时间成本，提高了工作效率，减少了人工操作的风险，提高了巡检过程的安全性，请参阅图1-图15，包括：车载控制系统100、取样检测系统200和升降定位系统300。

其中，车载控制系统100主要实现控制巡检机器人启停行走、平稳转向、远程控制功能，其通过根据车体定位信息无线远程操控机器人的控制单元，从而控制电机启动、转向、制动功能，保证车体平稳操控行走；

取样检测系统200主要实现自动化取样、检测的作用，代替人工进行样品处理，提高巡检作业工作效率；

升降定位系统300主要由升降装置和感知定位装置构成，通过传感信息获取环境信息，通过数据处理和算法反演出物体的位置和方向，为车载控制系统100和取样检测系统200提供坐标数据，为巡检机器人多功能集成提供基础，车载控制系统100整体主要通过铝合金和合金钢材料焊接连接构成，搭配螺栓螺母将多零部件固定安装于整车框架下，取样检测系统200通过螺栓固定安装于车载控制系统100前侧，便于取样检测，升降定位系统300通过焊接连接的方式固定于车载控制系统100的顶部，便于观察和感知粮仓内部环境。

如图4至图8所示，车载控制系统100主要由下从动轮101、驱动轮102、控制模块103、履带轨道104、上从动轮105、转向支撑106、转向轮107、整车壳体108、集成电路板109、第一顶部盖110、第二顶部盖111、前从动轴112、供电电源113、后从动轴114、传动皮带115、齿轮支撑116、驱动电机117、转向固定销118、转向轴承119、固定端盖120、驱动轴承121、驱动轴122组成。其中，下从动轮101、驱动轮102、履带轨道104、上从动轮105和转向轮107构成行走轮组，起到支撑称重、车体驱动、缓冲减震和方向控制行走的作用，作为车体驱动行走重要机构；整车壳体108、第一顶部盖110、第二顶部盖111作为整车框架，保证车体结构具有刚性和稳定性；控制模块103和集成电路板109作为巡检机器人的重要控制源，其能够控制整车移动、传感信息采集、信息存储交互、无线充电、系统管理和监控等功能；供电电源113作为车体驱动的动力源，为驱动电机117提供动力，驱动电机117带动前从动轴112和后从动轴114转动，通过传动皮带115、齿轮支撑116、固定端盖120、驱动轴承121等保证传动过程具有较高的传动效率和传动精度，转向固定销118和转向轴承119使车体转向平稳和可靠。其中，从动轮101、驱动轮102、履带轨道104、上从动轮105、转向支撑106、转向轮107、前从动轴112、供电电源113、后从动轴114、传动皮带115、齿轮支撑116、驱动电机117、转向固定销118、转向轴承119、固定端盖120、驱动轴承121、驱动轴122依据整车结构设计固定连接，保证驱动结构的整体性；第一顶部盖110、第二顶部盖111和集成电路板109通过螺纹连接固定于整车壳体108。

如图9至图12所示，取样检测系统200主要由支撑底座201、第一旋转支撑臂202、第二旋转支撑臂203、第一舵机204、第二舵机205、旋转接头206、第三舵机207、旋转钳208、转动齿轮209、铰接支撑210、夹钳211、第四舵机212、旋转底座213、第五舵机214、固定座215、第六舵机216组成。支撑底座201、旋转底座213构成装置底部支撑，稳固承载各零部件，第四舵机212控制旋转底座213平稳旋转；固定座215承载第一旋转支撑臂202和第六舵机216，第六舵机216可控制第一旋转支撑臂202转动，第一旋转支撑臂202和第一舵机204通过第二旋转支撑臂203连接，第一舵机204可控制第二旋转支撑臂203旋转，第二舵机205控制旋转接头206转动，第三舵机207控制旋转钳208转动，第五舵机214控制转动齿轮209啮合，实现控制铰接支撑210和夹钳211的收缩，完成取物工作。其中，支撑底座201通过螺纹连接固定于第二顶部盖111上，第一旋转支撑臂202底部和第六舵机216通过固定座215花键同轴连接，第一旋转支撑臂202顶部和第一舵机204通过第二旋转支撑臂203底部花键同轴连接，第二舵机205和旋转接头206通过第二旋转支撑臂203顶部固定安装同轴花键连接，第三舵机207和旋转钳208通过旋转接头206固定同轴花键连接，转动齿轮209、铰接支撑210、夹钳211通过螺钉固定螺纹连接于旋转钳208上，第四舵机212和固定座215通过旋转底座213固定花键同轴连接，旋转底座213承载各零部件通过卡槽安装于支撑底座201上。

如图13所示，升降定位系统300主要由升降底座301、丝杆电机302、定位卡扣303、支撑顶座304、太阳能板305、无线摄像设备306、储物箱307、定位雷达308、连接支杆309、升降支臂310、滑块机构311、丝杠312组成。升降底座301主要用于固定升降平台和支撑作用，丝杆电机302、定位卡扣303、滑块机构311、丝杠312组成升降动力系统，为定位平台升降提供动力，同时结合连接支杆309、升降支臂310调节平台升降高度；支撑顶座304用于固定安装太阳能电池板，当巡检机器人闲置时可依靠太阳能板305进行光伏发电，为无线摄像设备306和定位雷达308提供电能，无线摄像设备306和定位雷达308构成感知定位系统，摄像功能能够对粮情环境、粮食质量进行自主识别，便于远程操控车载平台，定位雷达308主要用于激光测距，定位车载平台坐标，并通过升降平台实现高度变化，储物箱307用于收纳采集取样检测系统200夹取的粮食谷物，便于进一步检测分析粮情。其中，升降底座301通过焊接固定安装于车载控制系统100顶部，丝杆电机302通过定位卡扣303将电机固定螺纹连接安装，支撑顶座304和太阳能板305通过焊接安装于升降平台顶部，无线摄像设备306、储物箱307、定位雷达308均采用螺栓固定安装，连接支杆309、升降支臂310、滑块机构311、丝杠312依据装配关系搭建升降机构。

在具体的使用时，车载控制系统100具备自主导航功能，实现粮仓内部自主移动，无需人工干预，大大提高了巡检的效率和准确性；取样检测系统200通过远程操控将待检测谷物进行夹取，并将其平稳收集到储物箱307中；升降定位系统300控制平台升降便于配合取样检测系统200对待检测谷物进行自主识别和收集采样，通过无线摄像设备306和定位雷达308可实现粮仓环境观察和车体坐标定位，保证了车体行走的安全性；通过网络连接实现远程监控和操作，管理人员可以随时随地监控巡检过程，进行远程指导和控制，提高管理的便捷性和灵活性，采用了无线充电和光伏发电的并联式充电，无线充电提高了智能巡检机器人的便捷性与自主性，光伏发电将可再生能源利用最大化，降低能源成本，采用多种传感器技术(如激光定位、摄像观察、环境感知、温度采集等)，将不同类型的传感器数据进行融合，提高了对粮仓环境和粮食储存情况的全面感知能力。

虽然在上文中已经参考实施方式对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (4)

1.一种粮仓粮情智能巡检机器人，其特征在于，包括：

车载控制系统(100)，用于执行控制巡检机器人启停行走、平稳转向、远程控制功能，其通过根据车体定位信息无线远程操控机器人的控制单元，从而控制电机启动、转向、制动功能，保证车体平稳操控行走；

取样检测系统(200)，用于执行自动化取样、检测的作用，代替人工进行样品处理，提高巡检作业工作效率；

升降定位系统(300)，用于执行通过传感信息获取环境信息，通过数据处理和算法反演出物体的位置和方向，为车载控制系统(100)和取样检测系统(200)提供坐标数据，为巡检机器人多功能集成提供基础，车载控制系统(100)整体主要通过铝合金和合金钢材料焊接连接构成，搭配螺栓螺母将多零部件固定安装于整车框架下，取样检测系统(200)通过螺栓固定安装于车载控制系统(100)前侧，便于取样检测，升降定位系统(300)通过焊接连接的方式固定于车载控制系统(100)的顶部，便于观察和感知粮仓内部环境。

2.根据权利要求1所述的一种粮仓粮情智能巡检机器人，其特征在于，所述车载控制系统(100)包括下从动轮(101)、驱动轮(102)、控制模块(103)、履带轨道(104)、上从动轮(105)、转向支撑(106)、转向轮(107)、整车壳体(108)、集成电路板(109)、第一顶部盖(110)、第二顶部盖(111)、前从动轴(112)、供电电源(113)、后从动轴(114)、传动皮带(115)、齿轮支撑(116)、驱动电机(117)、转向固定销(118)、转向轴承(119)、固定端盖(120)、驱动轴承(121)和驱动轴(122)，所述下从动轮(101)、驱动轮(102)、履带轨道(104)、上从动轮(105)和转向轮(107)构成行走轮组，所述整车壳体(108)、第一顶部盖(110)、第二顶部盖(111)作为整车框架，所述控制模块(103)和集成电路板(109)作为巡检机器人的控制源，所述从动轮(101)、驱动轮(102)、履带轨道(104)、上从动轮(105)、转向支撑(106)、转向轮(107)、前从动轴(112)、供电电源(113)、后从动轴(114)、传动皮带(115)、齿轮支撑(116)、驱动电机(117)、转向固定销(118)、转向轴承(119)、固定端盖(120)、驱动轴承(121)、驱动轴(122)依据整车结构设计固定连接，保证驱动结构的整体性，所述第一顶部盖(110)、第二顶部盖(111)和集成电路板(109)通过螺纹连接固定于整车壳体(108)。

3.根据权利要求1所述的一种粮仓粮情智能巡检机器人，其特征在于，所述取样检测系统(200)包括支撑底座(201)、第一旋转支撑臂(202)、第二旋转支撑臂(203)、第一舵机(204)、第二舵机(205)、旋转接头(206)、第三舵机(207)、旋转钳(208)、转动齿轮(209)、铰接支撑(210)、夹钳(211)、第四舵机(212)、旋转底座(213)、第五舵机(214)、固定座(215)和第六舵机(216)，所述支撑底座(201)、旋转底座(213)构成装置底部支撑，所述第四舵机(212)控制旋转底座(213)平稳旋转，所述固定座(215)承载第一旋转支撑臂(202)和第六舵机(216)，所述第六舵机(216)控制第一旋转支撑臂(202)转动，所述第一旋转支撑臂(202)和第一舵机(204)通过第二旋转支撑臂(203)连接，所述第一舵机(204)控制第二旋转支撑臂(203)旋转，所述第二舵机(205)控制旋转接头(206)转动，所述第三舵机(207)控制旋转钳(208)转动，所述第五舵机(214)控制转动齿轮(209)啮合，所述支撑底座(201)通过螺纹连接固定于第二顶部盖(111)上，所述第一旋转支撑臂(202)底部和第六舵机(216)通过固定座(215)花键同轴连接，所述第一旋转支撑臂(202)顶部和第一舵机(204)通过第二旋转支撑臂(203)底部花键同轴连接，所述第二舵机(205)和旋转接头(206)通过第二旋转支撑臂(203)顶部固定安装同轴花键连接，所述第三舵机(207)和旋转钳(208)通过旋转接头(206)固定同轴花键连接，所述转动齿轮(209)、铰接支撑(210)、夹钳(211)通过螺钉固定螺纹连接于旋转钳(208)上，所述第四舵机(212)和固定座(215)通过旋转底座(213)固定花键同轴连接，所述旋转底座(213)承载各零部件通过卡槽安装于支撑底座(201)上。

4.根据权利要求1所述的一种粮仓粮情智能巡检机器人，其特征在于，所述升降定位系统(300)包括升降底座(301)、丝杆电机(302)、定位卡扣(303)、支撑顶座(304)、太阳能板(305)、无线摄像设备(306)、储物箱(307)、定位雷达(308)、连接支杆(309)、升降支臂(310)、滑块机构(311)和丝杠(312)，所述丝杆电机(302)、定位卡扣(303)、滑块机构(311)、丝杠(312)组成升降动力系统，所述无线摄像设备(306)和定位雷达(308)构成感知定位系统，所述升降底座(301)通过焊接固定安装于车载控制系统(100)顶部，所述丝杆电机(302)通过定位卡扣(303)将电机固定螺纹连接安装，所述支撑顶座(304)和太阳能板(305)通过焊接安装于升降平台顶部，所述无线摄像设备(306)、储物箱(307)、定位雷达(308)均采用螺栓固定安装，所述连接支杆(309)、升降支臂(310)、滑块机构(311)、丝杠(312)依据装配关系搭建升降机构。