机器人全自动探空装备制造技术

本发明专利技术公开了一种机器人全自动探空装备，包括监控中心和远端的机器人无人高空气象探测站，二者进行无线通信；机器人无人高空气象探测站进行探空气球存储和施放及探空数据接收和传输；监控中心接收处理机器人无人高空气象探测站发回的探空数据，并监控机器人无人高空气象探测站的运行；机器人无人高空气象探测站通过机器人实现无人值守下的从探空仪自动加载、自动加电、自动检查、自动充气、自动施放过程的智能化动作，以及探空仪自动接收、存储、传送探空数据；控制计算机、机器人、自动放球设备、网络设备装在设备方舱内。本装备可以在无人干预的情况下实现高空气象探测全部流程自动化智能化操作。动化智能化操作。动化智能化操作。

【技术实现步骤摘要】
机器人全自动探空装备


[0001]机器人全自动探空装备专利技术专利属于高空气象自动观测系统领域，可广泛应用于高空气象探测。

技术介绍

[0002]高空气象探测是通过探空气球携带的探空仪进行高空气象数据采集，常规高空气象探测的探空仪及探空气球装备均由人工完成，要实现高空气象探测智能化无人化，其首先要解决探空仪及探空气球装备的智能化无人化。该系统采用机器人代替人工实现高空气象探测的无人化智能化；高空气象探测所需人力成本较高，尤其在中国的青藏高原、沙漠、高山等气候敏感地区，高空气象探测站还存在空白，因此机器人人工智能高空气象探测自动化、智能化尤为重要。专利技术专利内容
[0003]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种机器人全自动探空装备，具体方案包括监控中心和远端的机器人无人高空气象探测站，二者进行无线通信；机器人无人高空气象探测站进行探空气球存储和施放及探空数据接收和传输；监控中心接收处理机器人无人高空气象探测站发回的高空气象探测数据即探空数据，并监控机器人无人高空气象探测站的运行。
[0004]所述机器人无人高空气象探测站包括设备方舱、控制计算机、数据处理计算机、机器人、机器人操控的自动放球设备、网络设备和探空气球；所述控制计算机通过网络设备与监控中心进行无线通信，同时控制机器人进行任务规划，操控自动放球设备；所述探空气球连接有探空仪进行高空气象数据探测获取探空数据，数据计算机监测探空仪，并处理探空数据；设备方舱分为工作室、控制室和放球室，设备方舱前后两侧壁内侧设有储料架、储料架上设有储料柜，储料柜上设有用于存放探空仪组合的便于机机械手抓取的载具，探空仪组合包括探空仪、未充气的探空气球球皮及放绳器，探空仪和探空气球中间通过绳连接，放绳器在探空气球升空时，探空仪从放绳器上缓慢释放下来；储料架位于控制室前后两侧壁，机器人设于控制室中央，机器人具备程序控制规划路径功能，位于控制室中央的机器人的机械手从储料架上抓取装有探空仪组合的载具，并将探空仪组合运送加载至放球室正确的充气施放装置上即自动放球设备的充气施放装置上。
[0005]自动放球设备为自动放球分系统中的设备，自动放球分系统在控制室内存贮有60个探空仪、探空气球的球皮和放绳器；在预备施放状态，机器人的机械手按顺序将存贮的探空仪、探空气球球皮和放绳器组合送至放球室施放位置进行自动充气和捆扎。
[0006]所述设备方舱内分隔为工作室、控制室和放球室，自动放球设备、已充气后待施放的探空气球及探空仪在放球室内；所述控制计算机、数据处理计算机和网络设备位于工作室内。
[0007]自动放球设备包括探空气球自动充气/捆扎装置和探空气球施放装置，都设在探空气球的施放位置；未充气的探空气球由机器人的机械手送至放球室施放位置，探空气球
自动充气/捆扎装置和探空气球施放装置对预备施放状态下未充气的探空气球进行充气和施放；
[0008]所述探空气球的自动充气/捆扎装置和探空气球施放装置所在空间相对独立，构成施放筒；施放筒上设有活动顶盖，顶盖外表面设有双曲面型导风板，控制计算机控制气球容器顶盖旋转，使顶盖迎着顶风方向打开。
[0009]机器人实现无人值守条件下，从探空仪自动加载、自动检查、自动充气、自动施放过程的智能化操作以及北斗探空仪系统数据自动接收、存储、传输等全流程自动化智能化，具有故障检测纠错功能。机器人机械手在抓料和放料位过程中，可以程序控制规划最佳路线。
[0010]所述探空气球自动充气/捆扎装置连接有储气瓶，所述储气瓶可切换为多组，各组储气瓶安放密闭的氢气瓶房，氢气瓶房内设有气体泄漏检测、报警、自动关闭等安全措施。
[0011]所述无人高空气象探测站包括监控摄像头，监控摄像头的视频监控信息传给控制计算机，再由控制计算机把视频监控信息传给监控中心；具体的，监控摄像头安装在远端机器人无人高空气象探测站的工作室、控制室、放球室，用来监控远端机器人无人高空气象探测站。
[0012]所述探空仪为北斗探空仪，数据处理计算机上设有用于接收探空数据的北斗探空接收机，数据处理计算机处理探空数据后转发至监控中心，监控中心通过北斗模块监测北斗探空仪位置，北斗探空仪上设计开关，控制计算机控制激活对应的北斗探空仪电池；北斗探空仪和北斗探空接收机中的北斗模块是接收中国北斗卫星的定位信号，北斗探空接收机接收空中北斗探空仪测得的温、湿、压、风速风向和定位信号。
[0013]所述监控中心和无人高空气象探测站的无线通信方式，包括微波通信、无线以太网通信或通用无线网络通信。
[0014]本技术方案的说明如下：
[0015]本机器人全自动探空装备用于自动探测从地面至35km高空200km范围内的大气温度、湿度、压力及风速、风向等大气参数。
[0016]机器人全自动探空装备提供了全新的高空气象探测手段，真正实现了高空气象探测的智能化无人化，在无人操作的情况下，通过预置时间或操作员在监控中心发出控制指令即可操控机器人控制远端无人高空气象站定时进行高空气象探测。由于采用机器人操作，空间小，一次性探空仪装载量大，达60个探空气球，大大减少了人工去远端机器人无人高空气象探测站装载探空气球皮的次数，节省了人力物力。
[0017]机器人全自动探空装置由远端机器人无人高空气象探测站和监控中心组成，机器人无人高空气象探测站和监控中心之间是通过专用(无线网桥光纤)或通过(CPRS.CMS/CDMA)的通信网络，进行远程管理及遥控探空仪施放、运行人员在远方监控中心，就能对无人高空气象探测站进行直观实时的遥控和监视，与安保系统配合，对异常现象提供实时清晰、可靠的图像信息从而完成逢测实时数据的传输和图像监视，真正实现无人值守气象站的管理，专用网络通信距离可大于30km，按用户要求可连接TP网络或卫星通信网络。
[0018]机器人远端无人高空气象探测站，由设备方舱，机器人自动放球系统、北斗探空接收系统、专用网络设备等组成，它承担着探空气球准备、施放及探空数据接收及传输的全部工作，全过程无人管理，由机器人接收监控中心发出的控制指令，实现高空气象探测无人值
守操作。
[0019]监控中心由三个服务器，一个用于显示的电视墙及用于和机器人无人高空气象探测站通信的专用网络设备组成，承担接收处理无人高空气象探测站发回的高空气象探测数据，监视远端高空气象站运行情况；三个服务器包括用于系统管理的主服务器、用于探空处理的第一副服务器、用于远程控制的第二副服务器。
[0020]本技术方案的主要特点有在设定的时间内给机器人发出指令，实现机器人操控自动激活探空仪、自动基测、自动充气(氢气或氦气)、自动捆扎、自动施放探空仪、自动接收无线电探空仪信号，处理探空仪信号得到的气象信息，发送气象信息至外部网络，在无人干预的情况下实现全智能全自动操作。
附图说明
[0021]图1为本专利技术中远端的机器人无人高空气象探测站放球状态的外形示意图；
[0022]图2为本专利技术中远端的机器人无人高空气象探测站非放球状态的外形示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.机器人全自动探空装备，其特征在于：包括监控中心和远端的机器人无人高空气象探测站，二者进行无线通信；机器人无人高空气象探测站进行探空气球存储和施放及探空数据接收和传输；监控中心接收处理机器人无人高空气象探测站发回的探空数据，并监控机器人无人高空气象探测站的运行；机器人无人高空气象探测站，包括设备方舱、控制计算机、数据处理计算机、机器人、自动放球设备、网络设备和探空气球；探空气球连接有探空仪进行高空气象数据探测获取探空数据；控制计算机通过网络设备与监控中心进行无线通信，同时控制机器人进行任务规划，操控自动放球设备；数据计算机监测探空仪，并处理探空数据；设备方舱分为工作室、控制室和放球室，设备方舱前后两侧壁内侧设有储料架、储料架上设有储料柜，储料柜上设有用于存放探空仪组合的载具，探空仪组合包括探空仪、未充气的探空气球及放绳器；储料架位于控制室前后两侧壁，机器人设于控制室中央，自动放球设备和待施放探空气球及探空仪设于放球室内，控制计算机、数据处理计算机和网络设备位于工作室内；机器人具备程序控制规划路径功能，机器人的机械手从储料架上抓取探空仪组合的载具，并将探空仪组合运送加载至放球室自动放球设备的充气施放装置上；自动放球设备包括探空气球自动充气/捆扎装置和探空气球施放装置，探空气球自动充气/捆扎装置和探空气球施放装置都设在探空气球的施放位置，未充气的探空气球由机器人的机械手送至放球室施放位置，探空气球自动充气/捆扎装置和探空气球施放装置对预备施放状态下未充气的探空气球进行充气和施放；所述探空气球自动充气/捆扎装置和探空气球施放装置所在空间相对独立，构成施放筒，施放筒上设有活动顶盖，顶盖外面有双曲面型导风板，控制计算机控制气球容器顶盖旋转，使顶盖迎着顶风方向打开。2.根据权利要求1所述的机器人全自动探空装备，其特征在于：所述储料架包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，石玉文，杨宝强，杨荣康，郭启云，赵培涛，王敏，葛永健，张兵，刘梦龙，尚真琦，李佳乐，王雪艳，孙晨鸣，张青，褚启和，任振华，黄江平，
申请(专利权)人：南京大桥机器有限公司，
类型：发明
国别省市：