[发明专利]粮仓熏蒸投药作业机器人及其投药方法

说明书

技术领域

本发明属于机器人应用技术领域，尤其涉及一种粮仓熏蒸投药作业机器人及其投药方法。

背景技术

近年来，随着我国粮食的连年丰收，粮食储备库的规模越来越大，单仓储量越来越多，但粮仓熏蒸投药作业因其特殊性几十年来一直没有变化。

每年夏季到来时，随着气温的升高，粮食虫害便发生了，此刻就要进行熏蒸投药作业。因熏蒸常用药磷化铝潮解后生成剧毒气体磷化氢，所以熏蒸作业时操作人员必须佩带空气呼吸器才能完成操作。

确定需要熏蒸后，由粮库组织好操作人员，一般5到8人为宜，每人佩戴好空气呼吸器到达仓内指定位置，分发药品，分工明细，固定每人要投放的药品及点位，接到投药命令后同时打开药瓶，按计量快速把药品投放到预定点位，完成投药后快速撤离出仓，清点人员，确保无误后，密闭好仓门。一切操作按Ls/T 1201- 2002标准执行。

目前，国内外熏蒸投药作业，仍然以人工操作完成，此法危险系数高，国内经常出现熏蒸投药作业安全事故。即使佩带呼吸器，没有发生事故，但药品潮解后通过皮肤的接触渗透吸入对人体也有不可预见的危害，迫切需要一种自动化机械设备来代替人工熏蒸投药作业。

发明内容

针对现有人工熏蒸投药作业的问题，本发明提供了一种粮仓熏蒸投药作业机器人及其投药方法, 可在粮堆表面走道板上自主行走，准确定位，能够自动抓取药瓶并开启瓶盖向药桶内装药，同时可实现回转双向投放药物。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：粮仓熏蒸投药作业机器人，包括行走系统, 行走系统上安装有控制系统、升降抓取系统、自动开盖系统和回转式双向投料系统；升降抓取系统操作端的初始位置和自动开盖系统的操作端均位于回转式双向投料系统的上方，控制系统设在行走系统内；

升降抓取系统包括电动升降柱和机械手臂，电动升降柱固定在行走系统的后部上表面，电动升降柱沿垂直方向设置，电动升降柱的伸缩杆上端部设有主轴垂直向上设置的第一电机，机械手臂的一端固定在第一电机的主轴上，机械手臂与第一电机的主轴垂直设置，机械手臂的另一端部设有第二电机和稳定板，第二电机的主轴中心线与机械手臂长度方向平行，稳定板所在平面与机械手臂长度方向垂直，稳定板上开设有安装孔，安装孔内转动连接有传动杆，传动杆的一端通过联轴器与第二电机的主轴传动连接，传动杆的另一端设有机械手，机械手的下部设有距离传感器，机械手的抓取面上均设有橡胶保护层；

自动开盖系统包括支撑架和开盖装置，支撑架垂直安装在行走系统的后部上表面，支撑架的上部沿水平方向安装有第三电机；第三电机的主轴与开盖装置的动力输入端传动连接； 支撑架的上端部固定连接有向上设置的影像支架，影像支架的上端部安装有若干摄像头；

回转式双向投料系统包括盛药桶、投药皿、第四电机和投药传输机构，盛药桶的顶端开口，盛药桶底部呈上粗下细的锥形结构且设有出料口，盛药桶的左、右两侧分别设有两根垂直向下设置的竖杆，两根竖杆的下端部分别与底盘的上表面固定连接，盛药桶外侧与支撑架侧部固定连接；第四电机固定在底盘中部上表面，第四电机的主轴垂直向上设置；投药皿内部中空，投药皿的上部呈上粗下细的漏斗结构，投药皿的下部呈圆柱形结构，投药皿的下部沿前后方向开设有通孔，通孔的截面形状呈方形，通孔与投药皿内部相连通，投药传输机构安装在通孔内，投药皿的底部设有与第四电机的主轴传动连接的连接孔；盛药桶、投药皿和第四电机的中心线重合。

行走系统包括底盘和位于底盘左右两侧的两条履带，两条履带内均设有位于后部的两个驱动轮和位于前部的两个从动轮，两条履带内的中部偏下位置分别设有两个支撑轮，底盘的后端部左右两侧分别设有一个安装座，每个安装座上均设有一个驱动电机，每一个驱动电机的主轴均通过平键形式与一个驱动轮的轴孔传动连接，底盘的中部设有电源盒和控制盒。

投药传输机构包括第五电机、H型槽架和输送带，H型槽架穿设安装在投药皿的通孔内，H型槽架的后端向上伸出通孔，第五电机固定连接在H型槽架的后端部，第五电机的主轴上固定有齿轮， H型槽架的前端向下伸出通孔并转动连接有输送胶辊，输送带套设安装在齿轮、输送胶辊和H型槽架上。

控制系统包括蓄电池、PLC总控板和无线信号接收器，蓄电池安装在电源盒内，PLC总控板和信号接收器均安装在控制盒内，底盘的前侧和后侧的边沿处分别设有一个角度传感器；蓄电池通过供电电缆连接PLC总控板，PLC总控板通过控制电缆和供电电缆分别连接无线信号接收器、两个驱动电机、两个角度传感器、距离传感器、电动升降柱、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机、机械手和摄像头。