[發明專利]一種基于移動機器人技術的糧庫糧情智能檢測監控系統

有效

• 申請號: 201610150349.2
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105739579B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 張永宇;焦麗;張映霞;吳彥舉;曹光宇;范鴻闖
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙)41131
• 代理人: 朱俊峰

1.一種基于移動機器人技術的糧庫糧情智能檢測監控系統，其特征在于：包括糧庫智能巡檢機器人、糧庫智能巡檢機器人控制裝置、無線通訊模塊、超寬帶定位裝置、環境調節設備、計算機和報警裝置；

糧庫智能巡檢機器人包括履帶式行走系統、糧堆自動探測系統、糧堆糧面平整系統、電力供應系統、攝像監測系統、無線信號傳輸系統和控制系統；

履帶式行走系統包括長方形的底盤和位于底盤左右兩側的兩條橡膠履帶，底盤中心開設有圓孔，兩條橡膠履帶內均設有位于橡膠履帶后端的驅動輪、位于橡膠履帶前端的第一從動輪和位于橡膠履帶中部并間隔設置的兩個第二從動輪，底盤后端部兩側均設有一個底座，每個底座上均設有一個第一驅動電機，每個第一驅動電機的輸出軸均通過第一聯軸器與軸向設在一個驅動輪中心的輪軸傳動連接；

糧堆自動探測系統包括固定連接在底盤上的呈長方體框架結構的鉆架，鉆架上表面水平設有安裝板，安裝板中心開設有通孔，安裝板下表面中心垂直固定連接有伸縮節，伸縮節內設有鉆進裝置和傳感檢測裝置，安裝板上表面中部沿前后水平方向固定連接有兩根固定桿，兩根固定桿平行且間隔設置，固定桿的長度大于安裝板的長度，兩根固定桿后端部之間設有鋼絲繩收放裝置，兩根固定桿前端部之間設有電纜收放裝置；

糧堆糧面平整系統包括推糧板和用于翻轉推糧板的第二驅動電機，糧堆糧面平整系統的動力機構采用若干根電動推桿組成多連桿機構驅動推糧板，可使推糧板進行傾斜、升降和折疊動作；

攝像監測系統包括固定連接在安裝板上表面前側邊緣和后側邊緣的兩個固定座，每個固定座上均設有CCD攝像機、紅外攝像機和照明燈；

無線信號傳輸系統包括均設在安裝板中部的發射機、接收機和天線；

控制系統包括設在鉆架上的控制面板，控制面板上設有用于控制履帶式行走系統、糧堆自動探測系統、糧堆糧面平整系統及電源啟閉的控制按鍵；

糧庫智能巡檢機器人控制裝置包括電池管理系統模塊、電源模塊、傳感檢測模塊、數據采集模塊、中央處理器、超寬帶標簽、同步器、超寬帶閱讀器、定位服務器、機器人驅動模塊和超寬帶定位模塊；

中央處理器將數據采集模塊采集到的糧堆表面不同的監測點位置和糧堆內的環境信息通過無線通訊模塊實時上傳到計算機；糧庫智能巡檢機器人控制裝置包括超寬帶定位模塊，超寬帶定位模塊實時發射超寬帶信號，超寬帶定位裝置接收到超寬帶定位模塊的脈沖信號后通過定位服務器測定糧庫智能巡檢機器人的實時位置并實時上傳到計算機；

傳感檢測模塊負責糧倉內倉庫溫度、相對濕度、糧倉內二氧化碳濃度的實時動態測量和監控，并通過中央處理器將其數據發給計算機，并執行糧庫智能巡檢機器人和計算機發出的指令；

環境調節設備包括除濕設備、調溫設備和通風設備，計算機對相應的除濕設備、調溫設備、通風設備進行控制，并通過報警裝置進行警報，警報條件為：倉庫溫度大于30℃，相對濕度大于80％，二氧化碳濃度大于5％。

2.根據權利要求1所述的一種基于移動機器人技術的糧庫糧情智能檢測監控系統，其特征在于：電池管理系統模塊用于動態監測動力電源模塊的工作狀態；

電源模塊為傳感檢測模塊、數據采集模塊、中央處理器、超寬帶閱讀器、機器人驅動模塊和超寬帶定位模塊供電；

傳感檢測模塊用于實時探測糧堆內部和糧倉外部環境的溫度、濕度、二氧化碳濃度和圖像信息，并將監控到的數據傳輸到計算機；

數據采集模塊將傳感檢測模塊采集到的模擬信號轉換成數字信號，并通過無線通訊模塊發送到計算機；

中央處理器用于處理接受電池管理系統傳輸的指令、電源模塊的指令、傳感檢測模塊的指令和數據采集模塊的指令，中央處理器與無線通訊模塊數據交換，并且中央處理器用于控制機器人驅動模塊；

超寬帶標簽以7.5Ghz頻率發射超寬帶脈沖序列，超寬帶閱讀器接收超寬帶脈沖序列并解析從而得到脈沖序列的到達時間戳及標簽數據，超寬帶閱讀器得到的數據經同步器處理后傳送給定位服務器，定位服務器發送信號給中央處理器，中央處理器做出相應指令；

機器人驅動模塊用于驅動糧庫智能巡檢機器人行走以及轉向；

超寬帶定位模塊實時發射超寬帶信號超寬帶定位裝置接收到超寬帶脈沖信號后通過定位服務器測定糧庫智能巡檢機器人的實時位置并實時上傳到計算機。