散装粮车待扦样范围自动识别装置及其坐标建立方法制造方法及图纸

一种散装粮车待扦样范围自动识别装置，涉及农业机械设备领域，包括：支撑主臂，垂直设置在地面上，下部侧面固定有数据处理控制箱；支撑副臂，垂直于所述支撑主臂，端头处与支撑主臂转动连接；滑台，滑动安装在支撑副臂上；所述支撑副臂与支撑主臂连接一端固定有距离测量传感器接收装置与旋转角度测量传感器，所述滑台上安装有距离测量传感器发射装置和边缘点检测传感器，所述距离测量传感器接收装置、旋转角度测量传感器、边缘点检测传感器分别电性连接数据处理控制箱。本发明专利技术扦样过程中无需人工定点，大大提高扦样效率，降低劳动强度、节省劳动力，提高企业仓储经济效益，降低人工对粮食存储质量的干扰。

Automatic Recognition Device for Scope of Bulk Grain Truck to be Cutted and Its Coordinate Establishment Method

The utility model relates to an automatic identification device for the range of sample to be cut of bulk grain truck, which relates to the field of agricultural machinery and equipment, including: supporting main arm, which is vertically arranged on the ground, and data processing control box is fixed on the lower side; supporting auxiliary arm, which is vertical to the supporting main arm, is rotationally connected with the supporting main arm at the end; sliding platform, which is installed on the supporting auxiliary arm; and connecting the supporting auxiliary arm with the supporting main arm. One end is fixed with a distance measuring sensor receiving device and a rotation angle measuring sensor. The sliding platform is equipped with a distance measuring sensor transmitting device and an edge point detecting sensor. The distance measuring sensor receiving device, a rotation angle measuring sensor and an edge point detecting sensor are electrically connected to the data processing control box respectively. The cutting process of the invention does not need manual fixing points, greatly improves the cutting efficiency, reduces labor intensity, saves labor, improves the economic efficiency of enterprise storage, and reduces the interference of manual on the quality of grain storage.

【技术实现步骤摘要】
散装粮车待扦样范围自动识别装置及其坐标建立方法
本专利技术涉及农业机械设备领域，具体涉及一种散装粮车待扦样范围自动识别装置及其坐标建立方法。
技术介绍
目前大中型粮库在粮食入库前均需要对车载粮食进行扦样质量检测，由于车辆大小不小、停靠位置不固定，因此，值守人员需要人工操作在扦样范围内选择扦样点进行扦样。这种操作方式存在以下不足：工作量大、需要众多劳动力、成本高；且粮食入库多发生在粮食集中收获的季节，各粮库都争抢粮食以获取国家补贴，但由于人工操作扦样比较费时，严重影响粮库的入库效率，进而导致粮库效益受损。更为严重的是，人工选择扦样点的规律易于把握，少数不法分子内外勾结，给入库粮食质量带来安全隐患。因此，无论是从提高入库扦样速度、降低劳动强度、节省劳力、提高企业仓储经济效益，还是从减少人工干扰，提高扦样在确保粮食质量安全中的作业来看，现有粮食扦样机迫切需要进行无人化扦样改造。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术中的不足，目的是提供一种散装粮车待扦样范围自动识别装置及其坐标建立方法，为粮食扦样机无人化扦样改造奠定关键技术基础。一种散装粮车待扦样范围自动识别装置，包括：支撑主臂，垂直设置在地面上，下部侧面固定有数据处理控制箱；支撑副臂，垂直于所述支撑主臂，端头处与支撑主臂转动连接；滑台，滑动安装在支撑副臂上；所述支撑副臂与支撑主臂连接一端固定有距离测量传感器接收装置与旋转角度测量传感器，所述滑台上安装有距离测量传感器发射装置和边缘点检测传感器，所述距离测量传感器接收装置、旋转角度测量传感器、边缘点检测传感器分别电性连接数据处理控制箱。进一步的，所述距离测量传感器接收装置、旋转角度测量传感器位于支撑主臂正上方。进一步的，所述滑台上固定有扦样杆升降装置，所述边缘点检测传感器与距离测量传感器发射装置设置在扦样杆升降装置侧面。一种散装粮车待扦样范围自动识别装置坐标建立方法：确定扦样范围：(1)极坐标建立，O点为扦样机主臂投影所在位置，设为极坐标的原点，以竖直向上为极坐标的参考正方向；(2)支撑副臂从检测初始位置旋转一个角度α；支撑副臂上滑台从O点处匀速沿副臂轨道向外逐步滑出；边缘点检测传感器检测出滑行过程中遇到的边缘点A和B，并通过测距传感器发射装置和测距传感器接收装置分别测量出A和B到O点的距离，依次记为la和lb，这样在极坐系中边缘点A和B的极坐标分别为A(la,αa)和B(lb,αa)；变换角度，可以分别检测出边缘点C、D、E、F、G、H、J和K至O点的距离，计算出其极依次记录为C(lc,αc)、D(ld,αc)、E(le,αe)、F(lf,αe)、G(lg,αg)、H(lh,αg)、J(lj,αj)和K(lk,αj)；确定待扦样范围宽度W：选取F、H两点极坐标F(lf,αe)和H(lh,αg)，建立经过点F和点H的极坐标方程，将极坐标方程转化为直线坐标方程为：(y-lfsinαe)＝[(lhsinαg-lfsinαe)/(lhcosαg-lfcosαe)](x-lfcosαe)将极坐标A(la,αa)化为直角坐标为A(x,y)＝(lacosαa,lasinαa)；利用直角坐标点到距离公式求解点A(lacosαa,lasinαa)到点F、H所在直线的距离W；W＝|(lasinαa-lfsinαe)-[(lhsinαg-lfsinαe)/(lhcosαg-lfcosαe)](lacosαa-lfcosαe)|/sqrt(1+[(lhsinαg-lfsinαe)/(lhcosαg-lfcosαe)]2)此距离即为待扦样范围宽度W的一次测量值；确定待扦样范围长度L：同理利用B、D两点极坐标B(lb,αa)和D(ld,αc)，建立经过点B和点D的极坐标方程，将极坐标方程转化为直角坐标方程为：(y–lbsinαa)＝[(ldsinαc-lbsinαa)/(ldcosαc-lbcosαa)](x-lbcosαa)将极坐标K(lk,αj)化为直角坐标为K(x,y)＝(lkcosαj,lksinαj)利用直角坐标点到距离公式求解点K(lkcosαj,lksinαj)到B、D所在直线的距离L；L＝|(lksinαj–lbsinαa)-[(ldsinαc-lbsinαa)/(ldcosαc-lbcosαa)](lkcosαj–lbcosαa)|/sqrt(1+[(ldsinαc-lbsinαa)/(ldcosαc-lbcosαa)]2)此距离即为待扦样范围长度L的一次测量值；确定待扦样范围关键点：(1)求解顶点M，利用直线BD和直线FH方程，求出其交点坐标，即为粮箱的一个顶点M；此处设M点的直角坐标为(xm,ym)对应的极坐标为(lm,αm)；(2)建立相对直角坐标系X’O’Y’；选择M点为相对坐标系原点O’，选定X’轴和Y’轴正方向；设X轴平行于极轴，且方向一致，则直线FH与X轴夹角β的正切即为该直线的斜率；即β＝arctg((lhsinαg-lfsinαe)/(lhcosαg-lfcosαe))相对坐标系X’轴与极坐标系对应的直角坐标X轴之间的夹角γ＝π－β；(3)各顶点的相对坐标和绝对坐标；待扦样范围位于相对直角坐标系X’O’Y’的第三象限，各顶点的相对坐标依次为M(0，0)、N(-L，0)、P(-L，-W)和R(0，-W)；各顶点相对坐标转换成绝对坐标，主要就是以M点为原点，各自围绕M点顺时针旋转γ角度后的坐标值；绝对坐标系下，各顶点的绝对直角坐标依次为M(xm,ym)、N(xm-Lcosγ,ym+Lsinγ)、P(xm-sqrt(L2+W2)cos(arctg(W/L)-γ),ym-sqrt(L2+W2)sin(arctg(W/L)-γ))和R(xm-Wsinγ,ym-Wcosγ)；待扦样范围内任意待扦样点的绝对坐标确定：设待扦样点T在相对坐标系中的坐标为(xt’,yt’)，则其在极坐标对应的直角坐标系中的坐标为(xt,yt)；xt＝xm-sqrt(xt’2+yt’2)cos(arctg(yt’/xt’)-γ)yt＝ym-sqrt(xt’2+yt’2)sin(arctg(yt’/xt’)-γ)再把设待扦样点T直角坐标系中的坐标(xt,yt)转换为极坐标T(lt,αt)；lt＝sqrt(xt2+yt2)αt＝arctg(yt/xt)(第一象限)αt＝π+arctg(yt/xt)(第二象限)到此为止，支撑副臂根据(lt,αt)信息，就可以精准控制执行机构运动到T点正上方，进行精准扦样。进一步的，确定待扦样范围宽度W以及确定待扦样范围长度L时，均采用采用多次测量取平均值的方式。本专利技术的有益效果是：本专利技术结构简单，利用边缘点检测传感器检测车辆的边缘点，利用距离测量传感器发射装置与距离测量传感器接收装置测定滑台移动时距O点的距离，利用旋转角度测量传感器测量支撑副壁水平面上旋转角度，利用三者测量数据进行计算建立坐标系，确定扦样点，能够保证不同大小的车辆，进入到扦样范围内的不同位置时，扦样装置也能够进行精准扦样，且扦样过程中无需人工定点，大大提高扦样效率，降低劳动强度、节省劳动力，提高企业仓储经济效益，降低人工对粮食存储质量的干扰。附图说明图1为本专利技术的结构图；图2为本专利技术的确定扦样范围极坐标确定示意图；图3为本专利技术的待扦样范围关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散装粮车待扦样范围自动识别装置，其特征在于；包括：支撑主臂(1)，垂直设置在地面上，下部侧面固定有数据处理控制箱(2)；支撑副臂(3)，垂直于所述支撑主臂(1)，端头处与支撑主臂(1)转动连接；滑台(4)，滑动安装在支撑副臂(1)上；所述支撑副臂(3)与支撑主臂(1)连接一端固定有距离测量传感器接收装置(12)与旋转角度测量传感器(13)，所述滑台(4)上安装有距离测量传感器发射装置(14)和边缘点检测传感器(15)，所述距离测量传感器接收装置(12)、旋转角度测量传感器(13)、边缘点检测传感器(15)分别电性连接数据处理控制箱(2)。

【技术特征摘要】
1.一种散装粮车待扦样范围自动识别装置，其特征在于；包括：支撑主臂(1)，垂直设置在地面上，下部侧面固定有数据处理控制箱(2)；支撑副臂(3)，垂直于所述支撑主臂(1)，端头处与支撑主臂(1)转动连接；滑台(4)，滑动安装在支撑副臂(1)上；所述支撑副臂(3)与支撑主臂(1)连接一端固定有距离测量传感器接收装置(12)与旋转角度测量传感器(13)，所述滑台(4)上安装有距离测量传感器发射装置(14)和边缘点检测传感器(15)，所述距离测量传感器接收装置(12)、旋转角度测量传感器(13)、边缘点检测传感器(15)分别电性连接数据处理控制箱(2)。2.根据权利要求1所述的一种散装粮车待扦样范围自动识别装置，其特征在于；所述距离测量传感器接收装置(12)、旋转角度测量传感器(13)位于支撑主臂(1)正上方。3.根据权利要求1所述的一种散装粮车待扦样范围自动识别装置，其特征在于；所述滑台(4)上固定有扦样杆升降装置(21)，所述边缘点检测传感器(15)与距离测量传感器发射装置(14)设置在扦样杆升降装置(21)侧面。4.一种散装粮车待扦样范围自动识别装置坐标建立方法，其特征在于；确定扦样范围：(1)极坐标建立，O点为扦样机主臂投影所在位置，设为极坐标的原点，以竖直向上为极坐标的参考正方向；(2)支撑副臂从检测初始位置旋转一个角度α；支撑副臂上滑台从O点处匀速沿副臂轨道向外逐步滑出；边缘点检测传感器检测出滑行过程中遇到的边缘点A和B，并通过测距传感器发射装置和测距传感器接收装置分别测量出A和B到O点的距离，依次记为la和lb，这样在极坐系中边缘点A和B的极坐标分别为A(la,αa)和B(lb,αa)；变换角度，可以分别检测出边缘点C、D、E、F、G、H、J和K至O点的距离，计算出其极依次记录为C(lc,αc)、D(ld,αc)、E(le,αe)、F(lf,αe)、G(lg,αg)、H(lh,αg)、J(lj,αj)和K(lk,αj)；确定待扦样范围宽度W：选取F、H两点极坐标F(lf,αe)和H(lh,αg)，建立经过点F和点H的极坐标方程，将极坐标方程转化为直线坐标方程为：(y-lfsinαe)＝[(lhsinαg-lfsinαe)/(lhcosαg-lfcosαe)](x-lfcosαe)将极坐标A(la,αa)化为直角坐标为A(x,y)＝(lacosαa,lasinαa)；利用直角坐标点到距离公式求解点A(lacosαa,lasinαa)到点F、H所在直线的距离W；W＝|(lasinαa-lfsinαe)-[(lhsinαg-lfsinαe)/(lhcosαg-lfcosαe)](lacosαa-lfcosαe)|/sqrt(1+[(lhsinαg-lfsinαe)/(lhcosαg-lfcosαe)]2)此距离即为待扦样范围宽度W的一次测量值；确定待扦样范围长度L：同理利用B、D两点极坐标B(lb,αa)和D(ld,...

【专利技术属性】
技术研发人员：周平，茆玮，曹成茂，廖娟，刘烨，陈超，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34