一种集运站火车自主采样机器人平台制造技术

本实用新型专利技术涉及煤炭采样领域，具体涉及一种集运站火车自主采样机器人平台。包括机器人平台本体，所述机器人平台本体包括车头和车斗，所述车头上搭载有采样机械臂，所述车斗上搭载有若干样品存储罐，所述车头上设置有导航控制模块；用以实现远程遥控操作或无人驾驶功能；所述采样机械臂末端设置有厢顶采样装置，用以实现车厢煤品采样，并将样品精确放置至对应编号的样品存储罐中。既能实现沿火车轨道移动采样，又能实习自动避障且能够远程遥控操作，工作效率高，实现了车厢全自动煤质采样，可极大地提高采样效率和采样设备的智能化水平。极大地提高采样效率和采样设备的智能化水平。极大地提高采样效率和采样设备的智能化水平。

【技术实现步骤摘要】
一种集运站火车自主采样机器人平台


[0001]本技术涉及煤炭采样领域，具体涉及一种集运站火车自主采样机器人平台。

技术介绍

[0002]采样是煤炭运输过程中的重要环节，现有煤炭集运站火车敞车车厢的采样方法，多采用人工操作机械采样设备进行采样，存在耗时长、效率低等缺点。因此，如何提供一套尽可能少的人工干预的自主采样系统，尤其是作为自主采样系统核心装置的自主采样机器人平台，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
[0003]现在的煤炭集运站火车敞车车厢的煤质采样，主要采用人工操作机械采样设备完成样品采集，存在操作繁琐、耗时长、效率低等缺点。而且受火车高压动力接触网及接触网电线杆的遮挡影响，其他类型的采样设备无法实现沿火车轨道移动采样。

技术实现思路

[0004]针对上述的不足，本技术提供了一种集运站火车自主采样机器人平台。
[0005]本技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种集运站火车自主采样机器人平台，包括机器人平台本体，所述机器人平台本体包括车头和车斗，所述车头上搭载有采样机械臂，所述车斗上搭载有若干样品存储罐，所述车头上设置有导航控制模块；用以实现远程遥控操作或无人驾驶功能；
[0006]所述采样机械臂末端设置有厢顶采样装置，用以实现车厢煤品采样，并将样品精确放置至对应编号的样品存储罐中。
[0007]进一步的，所述导航控制模块包括设置在车头上的显示器和无线数传电台天线，所述显示器下方设置有若干面板按钮；
[0008]面板按钮用以就地控制采样机器人平台启动、停止和闭锁；显示器显示采样机器人平台运行参数；采样机器人平台通过无线数传电台天线与远程操控台进行通信，实现控制命令下发和车身状态数据上传功能。
[0009]进一步的，所述厢顶采样装置包括基板和设置在基板正中的自动采样机构，所述基板前端上侧设置有采样装置UWB定位标签，所述基板前端下侧设置有采样装置激光扫描仪和厢顶拍照摄像机，所述基板后端与采样机械臂末端连接；
[0010]采样装置UWB定位标签用以向轨道棚顶安装的UWB基站发送位置信号，通过UWB定位算法解算，确定自动采样机构具体空间坐标，实现车厢内采样点精确坐标定位；
[0011]采样装置激光扫描仪通过机械臂末端旋转，实现车厢内360
°
激光扫描，通过计算激光三维点云数据，确定车厢内煤堆表面轮廓和车厢四角的相对空间坐标，为自动采样机构自主寻找采样点提供坐标导航信息；
[0012]厢顶拍照摄像机用以采样前整节车厢拍照和采样后拍照，为采样过程和车厢装载的煤品种提供证据；
[0013]自动采样机构实现采样点自主采样，通过内部螺旋机构旋转采集样品，然后通过
反转将样品释放至样品存储罐内。
[0014]进一步的，所述车头上还设置有车厢识别摄像机，用以车厢标识拍照，通过图像处理算法，实现车厢编号与样品存储罐编号一一对应。
[0015]进一步的，所述车头前方与车斗后方均设置有左右两个急停开关，用以实现平台自主行驶或遥操作失控时紧急停车。
[0016]进一步的，所述车头上设置有声光报警器，所述车头的正前方设置有左前示廓灯和右前示廓灯，所述车斗的正后方设置有左后示廓灯和右后示廓灯，左前示廓灯、右前示廓灯、左后示廓灯和右后示廓灯在机器人平台行驶时闪烁显示，与声光报警器一并提醒周围工作人员注意避让。
[0017]进一步的，所述车头正前方的底部设置有触边碰撞开关，用以实现采样机器人平台自动避障，当触碰到障碍物时，触边碰撞开关触发紧急停车动作。
[0018]进一步的，所述机械臂上设置有机械臂UWB定位标签，所述机械臂UWB定位标签与车身UWB定位标签用以向轨道棚顶安装的UWB基站发送位置信号，通过UWB定位算法解算，确定车身空间坐标以及车身与火车轨道夹角，实现车身精确坐标定位。
[0019]进一步的，所述车头的正前方设置有前激光扫描仪，所述车斗的正后方设置有后前激光扫描仪，所述前激光扫描仪和后激光扫描仪用以扫描采样机器人平台前方与后方50米范围内的区域，可实现前方180
°
范围扫描。
[0020]采样机器人正常作业时，沿站台边沿与火车轨道保持平行向前移动，通过前激光扫描仪扫描右前侧火车车厢侧壁，得到一组激光点束，然后运用直线拟合算法，得到与火车车厢侧壁平行的直线段，采样机器人沿拟合的直线段修正前轮转向角度，从而实现与火车轨道保持平行向前移动。通过前激光扫描仪前方设定角度范围内的激光扫描数据，实现自动避障功能。
[0021]本技术的有益效果是：本技术提供的一种集运站火车自主采样机器人平台，既能实现沿火车轨道移动采样，又能实习自动避障且能够远程遥控操作，工作效率高。
[0022]通过融合自主采样系统中的定位子系统、车厢标识识别子系统、首辆车厢位置检测子系统等采集的环境感知数据，实现车厢全自动煤质采样，可极大地提高采样效率和采样设备的智能化水平。
附图说明
[0023]图1为本技术的整体结构前侧立体示意图；
[0024]图2为本技术的整体结构后侧立体示意图。
[0025]其中，1、采样机械臂，2、采样装置UWB定位标签，3、采样装置激光扫描仪，4、厢顶拍照摄像机，5、自动采样机构，6、样品存储罐，7、车厢识别摄像机，8、机器人平台本体，9、急停开关，10、右前示廓灯，11、触边碰撞开关，12、前激光扫描仪，13、左前示廓灯，14、面板按钮，15、显示器，16、声光报警器，17、车身UWB定位标签，18、无线数传电台天线，19、机械臂UWB定位标签，20、后激光扫描仪，21、左后示廓灯，22、右后示廓灯。
具体实施方式
[0026]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新
型实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0028]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集运站火车自主采样机器人平台，其特征在于：包括机器人平台本体，所述机器人平台本体包括车头和车斗，所述车头上搭载有采样机械臂，所述车斗上搭载有若干样品存储罐，所述车头上设置有导航控制模块；用以实现远程遥控操作或无人驾驶功能；所述采样机械臂末端设置有厢顶采样装置，用以实现车厢煤品采样，并将样品精确放置至对应编号的样品存储罐中。2.根据权利要求1所述的集运站火车自主采样机器人平台，其特征在于：所述导航控制模块包括设置在车头上的显示器和无线数传电台天线，所述显示器下方设置有若干面板按钮。3.根据权利要求2所述的集运站火车自主采样机器人平台，其特征在于：所述厢顶采样装置包括基板和设置在基板正中的自动采样机构，所述基板前端上侧设置有采样装置UWB定位标签，所述基板前端下侧设置有采样装置激光扫描仪和厢顶拍照摄像机，所述基板后端与采样机械臂末端连接。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆志，刘庚，耿佃全，
申请(专利权)人：济南祥控自动化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：