本发明专利技术属于高空气象观测领域，具体涉及一种基于云计算的机器人高空气象探测装置及系统，装置包括工作舱，工作舱内设置有操控室和放球室，操控室和放球室之间设置有上料口；操控室内设置有控制模块、上料架、上料机器人和基测箱；放球室内设置有释放机构和气体导流装置；上料架用于存放探空托盘组件，上料机器人用于从上料架上取出探空托盘组件，并将其放置到基测箱进行基值测定后，通过上料口放置到释放机构上，释放机构用于对探空托盘组件中的探空气球进行充灌气，气体导流装置用于对完成充灌气后的探空气球进行导流使其释放。本发明专利技术可以取代探空台站的人工操作，实现探空无人探测。测。测。
【技术实现步骤摘要】
基于云计算的机器人高空气象探测装置及系统
[0001]本专利技术属于高空气象观测领域，具体涉及一种基于云计算的机器人高空气象探测装置及系统。
技术介绍
[0002]高空气象观测以测定大气各高度上的温度、湿度、气压、风向、风速为主，其他还有一些特殊项目，如大气成分、臭氧、辐射、大气电场等要素，为天气预报、气候分析、科学研究，提供及时、准确的高空气象资料。
[0003]现有技术中的探空气球通常采用人工释放的方法，部分高空观测站采用半自动化的自动放球装置，这些装置虽然可以减少人工操作，但实际操作过程中，智能化程度不高，装置容量少的缺点，因此，需要对现有技术中的探空设备进行改进，以实现高空气象探测的智能化，提高高空探测中探空气球释放的工作效率。
技术实现思路
[0004]本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于云计算的机器人高空气象探测装置及系统，取代探空台站的人工操作，实现网络化、智能化、自动化无人探测的目的。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于云计算的机器人高空气象探测装置，包括工作舱，所述工作舱内设置有操控室和放球室，所述操控室和放球室之间设置有上料口；所述操控室内设置有控制模块、上料架、上料机器人和基测箱；所述放球室内设置有释放机构和气体导流装置；所述上料架用于存放探空托盘组件，所述上料机器人用于从上料架上取出探空托盘组件，并将其放置到基测箱进行基值测定后，通过上料口放置到释放机构上，所述释放机构用于对探空托盘组件中的探空气球进行充灌气，所述气体导流装置用于对完成充灌气后的探空气球进行导流使其释放；所述上料机器人还用于将释放完成的探空托盘组件从释放机构上取下后，放置在所述上料架中；所述控制模块用于接收云端的控制指令，并根据控制指令控制上料机器人、释放机构和气体导流装置工作。
[0006]所述上料架包括主架体，所述主架体内设置有多个倾斜的上料滑槽和多个倾斜的托盘回收滑槽，所述上料滑槽靠近上料机器人的一端低，用于放置探空托盘组件，所述托盘回收滑槽靠近上料机器人的一端高，用于放置释放完成的探空托盘组件，所述上料滑槽底部设置有用于测量对应上料滑槽上是否有探空托盘组件的光电感应式传感器。
[0007]所述探空托盘组件包括托盘，托盘用于设置探空气球探空仪、线轴和用于充气的充气塞，探空气球的入口设置在充气塞上，探空仪通过线轴与探空气球连接，充气塞的出气口出设置有橡皮圈；释放机构包括支架、释放电磁阀、释放挡板和充气管，所述支架底部设置有底座和测力传感器，所述充气管固定设置在支架上，且充气管出口处设置有用于与充气塞的出气口配合的球面充气口；释放挡板用于与充气塞上的卡扣配合，对气球进行固定，所述释放电磁阀与释放挡板连接，用于在充气完成后，将释放挡板牵引到吸合位置，使探空
气球释放。
[0008]所述上料机器人包括六轴工业机器人、视觉系统、末端执行器，六轴工业机器人与末端执行器用于完成探空托盘组件的取放、探空仪的基测，视觉系统用于对物料进行识别和定位。
[0009]所述工作舱顶部设置有探空接收机接收天线、摄像头和位于放球室上方的气球施放顶盖，气球施放顶盖用于打开或关闭所述放球室顶部开口，所述工作舱内设置有位于操控室内的空调系统。
[0010]所述气球施放顶盖包括盖板、伺服电机、导轨和滚珠丝杠，所述伺服电机用于驱动滚珠丝杠，使盖板在导轨上移动实现盖板的开合，所述盖板与工作舱顶部接触位置均设置有密封件。
[0011]所述气体导流装置包括导流罩和多个轴流风机，所述轴流风机布置在放球室底部，所述导流罩设置轴流风机上方。
[0012]所述的一种基于云计算的机器人高空气象探测装置，还包括氢气舱，工作舱和氢气舱之间有输气管道连接；所述控制模块包括主控模块和通信接收机模块，所述通信接收机模块至少北斗接收机模块和GPS接收机模块的一种，所述主控模块通过通信接收机模块接收探空仪发送的气象数据以及云服务器发送的控制命令，并根据所述控制模块控制上料机器人、释放机构和气体导流装置工作。
[0013]进一步地，本专利技术还提供了一种基于云计算的机器人高空气象探测装置的控制方法，包括以下步骤：S1、接收到云服务器发送的放球命令后，控制机器人将探空托盘组件从上料架中取出；S2、控制机器人将探空托盘组件放入基测箱进行检测，若探空仪合格，则将进入下一步，若探空仪不合格，则将托盘组件放入上料架的不合格区域，并返回步骤S1重新取料；S3、控制机器人将探空仪放入释放机构，控制释放机构对探空气球充气，判断气球升力是否达到设定值且未泄漏，若是，进入下一步，若否，则关闭充气阀门，将托盘组件放入上料架的不合格区域，并返回步骤S1重新取料；S4、打开顶盖，释放探空气球。
[0014]进一步地，本专利技术还提供了一种基于云计算的机器人高空气象探测系统，包括控制中心，网络云服务系统和多个所述的机器人高空气象探测装置。
[0015]本专利技术提供一种基于云计算的机器人高空气象探测装置及系统，与现有技术相比具有以下有益效果：1、本专利技术利用工业机器人模拟人完成取料、回收等操作，工业机器人一般无故障工作时间可以达到8万小时，因此，本专利技术可以提高系统工作的可靠性；2、本专利技术中，通过在放气室设置气体导流装置，装置可以根据环境风力大小调节各风机的转速来提升探空气球的升力，达到在大风等恶劣天气下正常施放探空气球的目的。
[0016]3、本专利技术中，上料架可以一次存放多个物料（探空仪、气球等），而且，上料架利用重力完成物料供给，减少了运动机构，提高系统的可靠性以及维护频率，并降低了成本。
[0017]4、本专利技术的释放机构可以进行自动充气和释放，工作舱顶部的气球施放顶盖通过
伺服系统自动开合，放球室底部的气体导流装置也可以通过控制模块智能控制，因此，本专利技术提高了装置的自动化程度。
[0018]5、本专利技术整体结构优化，系统成本要比现有的降低50%。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例提供的一种基于云计算的机器人高空气象探测装置的外形结构示意图；图2为图1的内部结构示意图；图3为本专利技术实施例中上料架的结构示意图；图4为本专利技术实施例中上料架的内部结构示意图；图5为本专利技术实施例中上料机器人的结构示意图；图6为本专利技术实施例中探空托盘组件的结构示意图；图7为本专利技术实施例中充气塞的结构示意图；图8为本专利技术实施例中探空托盘组件与释放机构的配合示意图；图9本专利技术实施例中释放机构与探空气球的配合示意图；图10为本专利技术实施例中气体导流装置的结构示意图；图11为本专利技术实施例中气球施放顶盖的结构示意图；图12为本专利技术实施例中一种基于云计算的机器人高空气象探测装置的工作流程示意图；图13为本专利技术实施例中提供的一种基于云计算的机器人高空气象探测系统的结构示意图；图中：1为工作舱，2为探空接收机全向接收天线，3为摄像头，4为空调系统，6为进气孔，7为舱门，8为控制模块，9为上料架，10为上料机器人，11为释放机构，12为探空托盘组件，13为气体导流装置，14为气球施放本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于云计算的机器人高空气象探测装置，其特征在于，包括工作舱（1），所述工作舱（1）内设置有操控室（16）和放球室（15），所述操控室（16）和放球室（15）之间设置有上料口；所述操控室（16）内设置有控制模块、上料架（9）、上料机器人（10）和基测箱（17）；所述放球室（15）内设置有释放机构（11）和气体导流装置（13）；所述上料架（9）用于存放探空托盘组件（12），所述上料机器人（9）用于从上料架（9）上取出探空托盘组件（12），并将其放置到基测箱（17）进行基值测定后，通过上料口放置到释放机构（11）上，所述释放机构（11）用于对探空托盘组件（12）中的探空气球进行充灌气，所述气体导流装置（13）用于对完成充灌气后的探空气球进行导流使其释放；所述上料机器人还用于将释放完成的探空托盘组件从释放机构（11）上取下后，放置在所述上料架（9）中；所述控制模块用于接收云端的控制指令，并根据控制指令控制上料机器人（10）、释放机构（11）和气体导流装置（13）工作。2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的机器人高空气象探测装置，其特征在于，所述上料架（9）包括主架体（20），所述主架体内设置有多个倾斜的上料滑槽（21）和多个倾斜的托盘回收滑槽（22），所述上料滑槽（21）靠近上料机器人的一端低，用于放置探空托盘组件，所述托盘回收滑槽（22）靠近上料机器人（10）的一端高，用于放置释放完成的探空托盘组件，所述上料滑槽（21）底部设置有用于测量对应上料滑槽（21）上是否有探空托盘组件的光电感应式传感器。3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的机器人高空气象探测装置，其特征在于，所述探空托盘组件（12）包括托盘（25），托盘（25）用于设置探空气球（28）探空仪（24）、线轴（27）和用于充气的充气塞（26），探空气球（28）的入口设置在充气塞（26）上，探空仪（24）通过线轴（27）与探空气球（28）连接，充气塞（26）的出气口出设置有橡皮圈（41）；释放机构（11）包括支架（36）、释放电磁阀（37）、释放挡板（38）和充气管（39），所述支架（36）底部设置有底座和测力传感器，所述充气管（39）固定设置在支架（36）上，且充气管（39）出口处设置有用于与充气塞（26）的出气口配合的球面充气口（42）；释放挡板（38）用于与充气塞（26）上的卡扣配合，对气球进行固定，所述释放电磁阀（37）与释放挡板（38）连接，用于在充气完成后，将释放挡板牵引到吸合位置，使探空气球（28）释放。4.根据权利要求1所述的一种基于云计算的机器人高空气象探测...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷国文，高玉怀，王文春，
申请(专利权)人：太原市太航压力测试科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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