一种固定式智能扦样机的制作方法

本发明涉及一种固定式智能扦样机。

背景技术：

目前，国内收购各种粮食后，在入库过程中，通常需要扦取粮食进行检验。而粮源主要依靠粮食经纪人提供，来粮运输主要是包装运输和散装运输。包装来粮扦样用包探子，只能扦取四周和顶部，无法扦取车厢中心部位的粮食，质量控制靠入仓卸车现场监督识别，费时、费力。对散装粮扦样，只能用常规散粮扦样器人工上到2m-4m高车顶部扦样，非常危险，效率低下，同时直接接触粮食，受到粉尘污染，人身受到损害。

现有技术中存在多种扦样机，通过机械臂带动扦样杆移动对散装粮食进行扦样，这样可以抽取粮堆中不同位置的粮食，达到高效、采样均匀。扦样机可以从粮堆中将粮食抽取出来，然后通过管道将粮食运输到粮食收集盒中，再通过后续的检测手段对粮食进行检测。

但是，这种扦样机只是增加一个机械臂，减轻了劳动强度，并不能真实的观察粮食堆中粮食的不完善粒、色泽和杂质情况，不能测量粮食的实时温度和湿度，不能准确的判断粮食的质量，不能及时将检测到的数据传输到粮油收购系统，以提供工作人员参考。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种固定式智能扦样机，该固定式自动扦样机具有快速、准确、实用的特点，可与现有粮油收购系统整个业务流程相匹配。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种固定式智能扦样机；

包括扦样机构、伸缩摆臂、摆动机构、驱动机构、旋转机构、固定立柱和粮食输送机构；

固定立柱下端固定在地面上，旋转机构包括旋转柱、转动电机、驱动锥齿轮和从动锥齿轮，旋转柱上下两端都支撑在固定立柱旁侧，从动锥齿轮安装旋转柱端部，驱动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，驱动锥齿轮安装在转动电机的输出轴上；

伸缩摆臂包括多级油缸和若干级伸缩套管，若干级伸缩套管依次套装，多级油缸的缸体铰接在初级伸缩套管内，多级油缸的活塞杆端部铰接在末级伸缩套管内，初级伸缩套管与旋转柱铰接；

扦样机构包括扦样杆和支架，扦样杆内为通孔，扦样杆下部侧壁开有与通孔相通的进粮口，扦样杆上端部固定在支架上；

摆动机构包括第一角度调节油缸和第二角度调节油缸，第一角度调节油缸的缸体与旋转柱铰接，第一角度调节油缸的活塞杆与伸缩摆臂的初级伸缩套管侧壁铰接，第二角度调节油缸的缸体与伸缩摆臂的末级伸缩套管侧壁铰接，第二角度调节油缸的活塞杆与扦样机构的支架铰接；

粮食输送机构包括输粮软管、空压机和集粮桶，输粮软管一端与扦样杆的通孔上端连通，输粮软管另一端与集粮桶连通，空压机设置在输粮软管的内部管路上，集粮桶开有与检测中心相通的放粮口。

作为优选，本固定式自动扦样机还包括电液控制模块和控制器，所述电液控制模块包括液压回路和电磁阀控制回路，伸缩摆臂的多级油缸和摆动机构的第一角度调节油缸和第二角度调节油缸分别与液压回路连接，电磁阀控制回路再与液压回路电连接，

控制器控制电磁阀控制回路、旋转机构的转动电机、粮食输送机构的空压机。

作为优选，本固定式自动扦样机还包括智能监测模块，所述智能监测模块包括传感器组件、数据传输组件和信号接收转换组件，传感器模块包括温湿度传感器和ccd相机，温湿度传感器和ccd相机分别设置在所述扦样杆上，数据传输组件与温湿度传感器、ccd相机信号连接，数据传输组件将数据信号传输至信号接收转换组件，信号接收转换组件将信号转换输出至控制器。

作为优选，本固定式自动扦样机的固定立柱上安装有第一超高清摄像头，扦样机构的扦样杆上部安装有第二超高清摄像头。

作为优选，本固定式自动扦样机的扦样机构的扦样杆下端为锥形扦样头。

作为优选，本固定式自动扦样机的扦样杆包括外管、中间管以及内侧的吸粮管，吸粮管的下端两侧开有进粮口，所述吸粮管的上端设有出粮口,所述ccd相机和温湿度传感器设置在外管与中间管之间。

作为优选，本固定式自动扦样机的扦样杆上还设有电涡流传感器。

作为优选，本固定式自动扦样机的外管的外侧设置有可上下滑动的闸板套管，闸板套管位于进粮口一侧，闸板套管通过夹紧螺钉与外管可拆卸地连接。

作为优选，本固定式自动扦样机的空压机与输粮软管连接，所述输粮软管上设置截止阀，所述空压机的连接管道上设置反吹阀。

本固定式自动扦样机的优点如下：

1、本固定式智能扦样机是专门为实现车载包装粮食、散粮无盖运输车的自动扦样而设计制造的，、扦样杆可沿设备z轴旋转的以及沿x轴的伸缩，从而实现扦样杆的前后移动，以达到全空间立体化粮食取样，操作简便、扦样效率高。

本固定式自动扦样机整机系统刚性好，调节和维修方便，是车载粮食抽样检验检测的关键设备。此外，本固定式自动扦样机的扦样半径大、重量轻、采用模块化组装模式，便于运输和拆卸安装。

2、改进传统扦样机的结构及工艺，更美观、更稳定、轻便，操作灵活。创造性的引入智能化技术，简化扦样流程，提高效率。节省了人力，改善了劳动条件；本固定式自动扦样机的启动、取样及停止均由智能系统控制，无需人员操作，节省人力。

3、提高了检验质量、效率；无论车型大小，无需再次移车，三分钟左右即完成整车粮食取样（传统扦样机需要近十分钟）。无论车型是否一致，系统自动为每一车生成新的取样方案并由扦样机自动完成取样，取消了人工干预，杜绝作弊。提升了包装粮扦样的精确度，增强了说服力，减少了纠纷。

4、扦样杆插入粮内深度可根据车辆车箱底板高低，调整扦样杆最低限位开关。同时，采用电涡流传感器检测扦样杆与车箱底板的距离，可以避免扦样杆下降过位触及车箱底板，损坏扦样杆及其他部件。扦样作业完成后，扦样机自动复位。

5、本固定式自动扦样机，结构稳定、取样速度快，具有较高的性价比，投入使用可靠、扦样无死角、采用标准件、加工容易、维护方便、对于保证农户与企业间的公平交易具有重要的意义。

6、本固定式自动扦样机通过智能监测模块和电液控制模块，能够自动生成取样方案并完成取样，可以实现采样数据的自动采集，自动处理，自动控制，最大的规避手工操作带来的弊端，提高信息系统的自动化；可以得到清晰、准确的扦样现场粮食质量的原始数据；加快了散装粮的检验效率和准确性，扦样点均匀，防止作弊的功能强。

7、本固定式自动扦样机的扦样杆通过在扦样杆内部设置ccd相机、温湿度传感器，能自动对散装粮食进行温度、湿度、不完善粒和杂质检测，从而能够快速、实时、准确的测量粮食的质量；通过设置电涡流传感器，不仅保证扦样杆可以取到底部的粮食，还避免扦样杆底端碰到载粮车车厢底部；通过设置闸板套管可以调节进粮口的大小，以适应不同种颗粒大小的粮食作物。

8、本固定式自动扦样机中伸缩摆臂、摆动机构采用液压驱动，液压驱动输出力大、运动平稳，采用控制器进行自动化控制，自动化程度高，操作简单。

附图说明

图1是本固定式智能扦样机实施例的结构示意图之一；

图2是本固定式智能扦样机实施例的结构示意图之二；

图3是本固定式智能扦样机实施例扦样机构和伸缩摆臂的结构示意图；

图4是本固定式智能扦样机实施例扦样机构的结构示意图；

图5是本固定式智能扦样机实施例扦样作业的工作原理图。

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。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制

如图1至5所示。

本固定式智能扦样机包括扦样机构、伸缩摆臂3、摆动机构、驱动机构、旋转机构2、固定立柱1、粮食输送机构、电液控制模块、控制器7和智能监测模块。

固定立柱1整体为钢结构，固定立柱1下端通过预埋螺栓固定在地面上。

旋转机构2包括壳体21、旋转柱25、转动电机22、驱动锥齿轮23和从动锥齿轮24，壳体21与固定立柱1部焊接固定，转动电机22、驱动锥齿轮23和从动锥齿轮24都处于壳体21内，转动电机22为减速电机，转动电机22与固定立柱1上端面焊接固定，旋转柱25上端与壳体21之间轴承配合，旋转柱25下端与立柱支座26通过轴承配合，立柱支座26焊接再固定立柱1上，从动锥齿轮24安装旋转柱25上端部，旋转柱25的转动轴线为竖直方向，驱动锥齿轮23与从动锥齿轮24啮合，驱动锥齿轮23安装在转动电机22的输出轴上，从动锥齿轮24的转动轴线与旋转柱25的转动轴线一致。

伸缩摆臂3包括多级油缸31和三级伸缩套管32，三级级伸缩套管32依次套装，多级油缸31的缸体铰接在初级伸缩套管32内，多级油缸31的活塞杆端部铰接在末级伸缩套管32内，初级伸缩套管32与旋转柱25侧壁通过销轴铰接。

扦样机构包括扦样杆41和支架43，扦样杆41包括外管41b、中间管41c以及内侧的吸粮管41d，吸粮管41d的下端两侧开有进粮口41f，吸粮管41d的上端通过金属管连接至外管41b外部形成出粮口41e，出粮口41e再通过输粮软管61连接至粮食输送机构，从而可以通过空气压力抽取粮食。

外管41b的外侧设置有可上下滑动的闸板套管42，闸板套管42的侧面安装有夹紧螺钉，且闸板套管42位于进粮口41f上侧或者下侧，当粮食通过两个进粮口41f获取，可通过上下滑动闸板套管42调节开孔界面面积，并使用夹紧螺钉把闸板套管42紧固在所需的高度，控制每次取样量。同时，也能够对不同种颗粒大小的粮食作物进行取样，如小麦、水稻、玉米和大豆等粮食作物。

扦样杆41上端部固定在支架43上，扦样杆41下端为锥形扦样头41a，锥形扦样头41a和扦样杆41使用光滑层表面淬火后磨削加工和表面涂上光滑的物质涂层。提高锥形扦样头41a和扦样杆41的外管41b的表面光滑度后，两者表面的摩擦系数减小，摩擦力进一步降低，扦样深度增加，扦样效率得到提升。

扦样杆41上还设有电涡流传感器44，电涡流传感器44的探头朝下，用于探测扦样杆41与车箱底部的距离，扦样杆41触底后自动回升并能够自动检测扦样深度，不仅保证可以取到底部的粮食，还避免扦样杆41底端碰到载粮车车厢底部。

摆动机构包括第一角度调节油缸51和第二角度调节油缸52，第一角度调节油缸51的缸体与旋转柱25通过销轴铰接，第一角度调节油缸51的活塞杆与伸缩摆臂3的初级伸缩套管32侧壁通过销轴铰接，第二角度调节油缸52的缸体与伸缩摆臂3的末级伸缩套管32侧壁通过销轴铰接，第二角度调节油缸52的活塞杆与扦样机构的支架43通过销轴铰接。

粮食输送机构包括输粮软管61、空压机63和集粮桶62，输粮软管61一端与扦样杆41的通孔上端连通，输粮软管61另一端与集粮桶62连通，空压机63设置在输粮软管61的内部管路上，用于将扦样杆41中吸取的粮食运送至室内的集粮桶62内，集粮桶62开有与检测中心66相通的放粮口，空压机63与输粮软管61连接，扦样杆41中吸取的粮食运送至室内的集粮桶62内，然后经集粮桶62的放粮口取出提供检测中心66检验。

为了解决扦样杆41的堵塞问题，在输粮软管61上设置截止阀64，在与空压机63连接管道上设置反吹阀65，当扦样结束后粮食输送机构会自动开启反吹阀65，并提前封闭输粮软管61的截止阀64，降压缩空气由空气管吹向扦样杆41及吸粮输送管。这样避免扦样杆41的内管中残留的谷物颗粒堵塞扦样杆41和输粮软管61。

一般大型运粮车的车箱尺寸为13.0m×2.4m，预设伸缩摆臂3的基点（固定立柱1）在车箱正中间距离车箱壁1.0m处。经计算，伸缩摆臂3最大伸展长度为7.4m，伸缩摆臂3的转角为±81°，就可以满足对整个车箱无死角的覆盖要求。

以13m高栏货车为例，车厢能装货的有效长度为12.9m、有效宽度2.4m，可装底盘高度为1.2m，货物总高度从地面到顶部4m，粮食有效装载高度为2.8m。为此，扦样杆41的有效扦插深度为2.8－3m之间。因此，将伸缩摆臂3最大伸缩长度设置为7.4m，扦样杆41的长度设置成3.8m，而伸缩摆臂3由减速机总成4驱动，其旋转角度超过180°，能满足伸缩摆臂3旋转角度的要求。

电液控制模块包括液压回路和电磁阀控制回路，伸缩摆臂3的多级油缸31和摆动机构的第一角度调节油缸51和第二角度调节油缸52分别与液压回路连接，电磁阀控制回路再与液压回路电连接，

控制器7控制电磁阀控制回路、旋转机构2的转动电机22、粮食输送机构的空压机63。

所述智能监测模块包括传感器组件81、数据传输组件82和信号接收转换组件83，传感器模块包括温湿度传感器81a和ccd相机81b，温湿度传感器81a和ccd相机81b分别设置所述扦样杆41的上端，数据传输组件82与温湿度传感器81a、ccd相机81b信号连接，数据传输组件82将数据信号传输至信号接收转换组件83，信号接收转换组件83将信号转换输出值控制器7，数据处理器将数据处理后通过显示器显示，供检测人员观察，以评判粮食的品质。

ccd相机81b和温湿度传感器81a设置在扦样杆41的外管41b与中间管41c之间，温湿度传感器81a和的探头穿过外管41b能与检测粮食接触，能自动对散装粮食进行温度、湿度的检测，外管41b两侧还分别开有由钢化玻璃防护罩构成的透视窗，ccd相机81b的镜头正对透视窗，钢化玻璃防护罩起到保护ccd相机81b的作用。

智能监测模块的数据传输组件82为数据采集器，信号接收转换组件83采用gprs网络传输协议其中，传感器组件81的温湿度传感器81a和ccd相机81b，分别设置所述扦样杆41的下端，所述数据采集器与温湿度传感器81a和ccd相机81b信号连接，所述数据采集器再通过gprs网络与控制器7信号连接，将温湿度传感器81a和ccd相机81b获取的数据传输到数据处理器，数据处理器再将处理好的数据通过显示器显示，供检测人员观察，以评判粮食的品质。

壳体21上安装有第一超高清摄像头84，扦样机构的扦样杆41上部安装有第二超高清摄像头85，且第一超高清摄像头84和第二超高清摄像头85分别与数据处理器信号连接，用于实时跟踪扦样杆41取样过程，使操作人员只要安坐室内即可完成整车扦样。同时具有录影回放功能，用于详细记录每次扦样过程及车辆信息。

工作程如下：

当车辆停入规定的扦样区域，车辆停稳熄火后，启动本固定式自动扦样机，既能通过控制器7自动控制，也可以通过解锁设定实现手动控制，扦样员根据扦样情况可选择自动或手动扦样模式，来完成扦样作业。

当扦样杆41插入粮食后，自动启动粮食输送机构的空压机63，高压气流快速流动，使粮食输送机构的中的输粮软管61与扦样杆41的吸粮管41d形成一定的负压，这时粮食从扦样孔进入通过输粮软管61进入集粮桶62内，然后通过检测中心66进行进一步检测，即完成了扦样作业。

然后，调整扦样杆41的位置，并通过吸粮机再次吸取粮食，进而可以抽取车箱不同位置处的粮食，使得扦样的结果更加准确。

在扦样过程中，当扦样杆41到达设定的扦样深度时，ccd相机81b的镜头自动打开，透过钢化玻璃防护罩自动检测粮食的不完善粒、色泽及含杂质情况，同时温湿度传感器81a能自动对散装粮食进行温度、湿度的检测。

检测完成后，ccd相机81b自动关闭，扦样机的吸粮气阀启动，粮食从扦样杆41侧面的进粮口41f进入吸粮管41d，通过气流作用粮食被输送到集粮桶62，有检测人员对抽取的粮食进行封装、保存，以备人工随机抽检。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。