本實用新型涉及中藥材加工機械領(lǐng)域，特別涉及一種中藥材生曬智能機器人。
背景技術(shù)：
許多中藥材加工過程需要生曬環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)工藝認為自然陽光具有不可替代的物化功能。隨著中藥產(chǎn)能提升，加工量不斷增大，生曬環(huán)節(jié)需要面積更大的曬場，從而增加中藥的制作成本。此外，傳統(tǒng)生曬方式不易控制曬場的衛(wèi)生條件，容易對中藥材產(chǎn)生污染，人工擺放和收集耗時耗力，且難以應(yīng)對天氣突變等突發(fā)事件，如陣雨、大風(fēng)、沙塵和地面動物等，所以傳統(tǒng)生曬工藝在不同程度上影響了中藥材的品質(zhì)。因此，迫切需要一種能夠自動折疊、對自然環(huán)境做出判斷和能夠快速移動的中藥材智能生曬設(shè)備。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種中藥材生曬智能機器人，可以有效快捷地對中藥材進行生曬處理，節(jié)省人工晾曬藥材的勞動成本，減少生曬環(huán)境對中藥材的污染。
本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種中藥材生曬智能機器人，包括移動平臺1和可折疊曬架2；可折疊曬架2裝載在移動平臺1上；移動平臺1的前檔板12的兩側(cè)分別安裝有陽光角度傳感器3和溫濕度傳感器4，用于監(jiān)測太陽光照和環(huán)境溫濕度。
所述可折疊曬架2為三層及以上，可根據(jù)需要進行層數(shù)擴展；所述可折疊曬架2包括支撐架201、搖桿202、曬板204、伸縮桿206；曬板204的左右兩側(cè)為支撐架201，曬板204的前側(cè)為檔板條205；相鄰層的支撐架之間通過搖桿202相連接，搖桿202分為長搖桿和短搖桿，短搖桿用于連接相鄰兩層的支撐架，長搖桿用于連接相鄰三層的支撐架；最頂層的支撐架201的外側(cè)固定有換向固定座208，換向固定座208通過螺栓螺母與伸縮桿206相鉸接，旋轉(zhuǎn)伸縮桿206至支撐架201的上方，可拉開防雨布207起防水作用，旋轉(zhuǎn)伸縮桿206垂直于地面，可調(diào)節(jié)伸縮桿的長度起支撐作用；最底層的支撐架兩側(cè)安裝有收放連桿210，收放連桿210的一端套接在連接桿212上，收放連桿210的另一端通過螺栓與相鄰的搖桿202相鉸接，起拉動整個多層支撐架201的作用；電機213與連接桿212同軸連接，通過正反轉(zhuǎn)來控制收放連桿210進行前后推拉。
支撐架201的內(nèi)側(cè)有凹槽，曬板204放置在支撐架201內(nèi)側(cè)凹槽中，可進行曬板的推入和抽取，曬板204用于直接放置中藥材。擋板條205焊接固定在兩側(cè)支撐架201上，起固定作用。防雨布207套裝在伸縮桿206上，通過推拉使防雨布207在伸縮桿206上展開或收攏。兩個對稱的卡扣固定座209分別設(shè)置在最頂層支撐架201的前側(cè)兩端，在可折疊曬架2收起時起固定伸縮桿206的作用。
可折疊曬架2可以對稱且多排裝載在移動平臺1上；左右對稱的可折疊曬架2，最底層的支撐架201通過螺栓螺紋與移動平臺1相固定；并排的可折疊曬架2之間，通過轉(zhuǎn)動連桿211相連接，使并排的收放連桿210實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動。在移動平臺1到達目的地后，可以展開可折疊曬架2，通過換向固定座208轉(zhuǎn)動伸縮桿206，使其從與頂層支撐架201的頂端水平方向轉(zhuǎn)換至垂直方向，然后調(diào)節(jié)伸縮桿206至與地面相接觸，伸縮桿206可通過旋轉(zhuǎn)擰緊，起固定支撐作用。
所述移動平臺1，包括腳踏板11、前檔板12、控制器13、車輪14、車架15、驅(qū)動控制系統(tǒng)16；車架15有4個車輪14；前檔板12豎立在車架15的前端；前檔板12的下方為腳踏板11，腳踏板11固定在車架15上，用于給駕駛者站立；控制器13安裝在前擋板的前側(cè)，用于給駕駛者進行手動操控；驅(qū)動控制系統(tǒng)16位于車架15的前底部，用于對兩前車輪14的獨立控制。
所述的陽光角度傳感器3，包括傳感器殼體301、感光板302、透光孔303和感光板幾何中點304。陽光角度傳感器3的傳感器殼體301固定安裝在移動平臺1的前檔板一側(cè)，傳感器殼體301的上頂面中間有透光孔303，透光孔303用玻璃或其他透明材料封閉，傳感器殼體301的內(nèi)部水平固定安裝有感光板302，透光孔303在感光板302垂直位置上有感光板幾何中點304，感光板302可以采集陽光通過透光孔303投射的光點位置，并與感光板幾何中點304的平面坐標(biāo)比對，判斷陽光的入射角度及方向；此信息傳遞給中央控制系統(tǒng)8，然后通過控制移動平臺1的4個車輪14的正反轉(zhuǎn)差速來控制調(diào)整移動平臺1的水平姿態(tài)，使移動平臺1上的可折疊曬架2獲取能量密度更大的陽光照射。
所述藥材生曬智能機器人，還包括顯示屏5、定位導(dǎo)航系統(tǒng)6、超聲波傳感器7和中央控制系統(tǒng)8；所述顯示屏5安裝在移動平臺1的前擋板的后側(cè)，面向可折疊曬架2；定位導(dǎo)航系統(tǒng)6安裝在前擋板的下方，與移動平臺的驅(qū)動控制系統(tǒng)16相鄰，用于實時定位和規(guī)劃行駛路線，實現(xiàn)自動導(dǎo)航功能；超聲波傳感器7有3個，一個安裝在前擋板12的前側(cè)下方，另兩個對稱安裝在車架15的兩側(cè)，用于進行自動避障；中央控制系統(tǒng)8安裝在車架15的底部，并與移動平臺1的驅(qū)動控制系統(tǒng)16相連，用于整個機器人的控制運作。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和效果：
(1)本實用新型的中藥材生曬智能機器人，全程自動化，室外生曬時展開曬架以獲取更大的陽光照射面積，無需人手操作，降低勞動成本。
(2)本實用新型的中藥材生曬智能機器人，具有人工操控與自動操控兩種功能，根據(jù)探測的光照強度與空氣溫濕度，結(jié)合天氣狀況判斷出是否符合生曬條件，提高中藥材生曬效率，減少生曬開放環(huán)境對中藥材的污染。
(3)本實用新型的中藥材生曬智能機器人，具有多層可折疊式曬架，運輸過程和室內(nèi)停放時曬架收攏節(jié)省空間，尋找合理位置后展開生曬折疊平臺，適應(yīng)性強；具備多種傳感器和智能控制系統(tǒng)，能夠?qū)Νh(huán)境做出判斷，調(diào)整姿態(tài)從而提高陽光輻射率；能夠快速收攏自動導(dǎo)航返回室內(nèi)倉庫，避免突發(fā)天氣對中藥材帶來的損失。
附圖說明
圖1為本實用新型中藥材生曬智能機器人的整體結(jié)構(gòu)(展開)示意圖。
圖2為本實用新型中藥材生曬智能機器人的整體結(jié)構(gòu)(收攏)示意圖。
圖3為移動平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為可折疊曬架的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為陽光角度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1、移動平臺；2、可折疊曬架；3、陽光角度傳感器；4、溫濕度傳感器；5、顯示屏；6、定位導(dǎo)航系統(tǒng)；7、超聲波傳感器；8、中央控制系統(tǒng)；11、腳踏板；12、前擋板；13、控制器；14、車輪；15、車架；16、驅(qū)動控制系統(tǒng)；201、支撐架；202、搖桿；203、螺栓；204、曬板；205、擋板條；206、伸縮桿；207、防雨布；208、換向固定座；209、卡扣固定座；210、收放連桿；211、轉(zhuǎn)動連桿；212、連接桿；213、電機；301、傳感器殼體；302、感光板；303、透光孔；304、感光板幾何中點。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
需要說明，若本實用新型實施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)，則該方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態(tài)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。
實施例1
一種中藥材生曬智能機器人，如圖1、圖2所示，包括移動平臺1和可折疊曬架2；可折疊曬架2裝載在移動平臺1上；移動平臺1的前檔板12的兩側(cè)分別安裝有陽光角度傳感器3和溫濕度傳感器4，用于監(jiān)測太陽光照和環(huán)境溫濕度。
如圖4所示，所述可折疊曬架2為三層及以上，可根據(jù)需要進行層數(shù)擴展。所述可折疊曬架2包括支撐架201、搖桿202、曬板204、伸縮桿206。曬板204的左右兩側(cè)為支撐架201，曬板204的前側(cè)為檔板條205。支撐架201的內(nèi)側(cè)有凹槽，曬板204放置在支撐架201內(nèi)側(cè)凹槽中，可進行曬板的插入和抽出，曬板204用于直接放置中藥材。擋板條205焊接固定在兩側(cè)支撐架201上，起固定作用。
相鄰層的支撐架之間通過搖桿202相連接，搖桿202分為長搖桿和短搖桿，短搖桿用于連接相鄰兩層的支撐架，長搖桿用于連接相鄰三層的支撐架。所述短搖桿用于連接相鄰兩層的支撐架，是指短搖桿的兩端分別連接在相連兩層支撐架的中間關(guān)節(jié)和前/后端關(guān)節(jié)；所述長搖桿用于連接相鄰三層的支撐架，是指長搖桿的兩端和中間分別連接在相鄰三層支撐架的前端關(guān)節(jié)、中間關(guān)節(jié)和后端關(guān)節(jié)。搖桿202通過螺栓203鉸接在支撐架上，形成一個平行四邊形結(jié)構(gòu)，可做伸展運動。按此結(jié)構(gòu)，可按實際需要進行可折疊曬架的層數(shù)擴展。
最頂層的支撐架201的外側(cè)固定有換向固定座208，換向固定座208通過螺栓螺母與伸縮桿206相鉸接，旋轉(zhuǎn)伸縮桿206至支撐架201的上方，可拉開防雨布207起防水作用，旋轉(zhuǎn)伸縮桿206垂直于地面，可調(diào)節(jié)伸縮桿的長度起支撐作用；防雨布207套裝在伸縮桿206上，通過推拉使防雨布207在伸縮桿206上展開或收攏。兩個對稱的卡扣固定座209分別設(shè)置在最頂層支撐架201的前側(cè)兩端，在可折疊曬架2收起時起固定伸縮桿206的作用。
最底層的支撐架兩側(cè)安裝有收放連桿210，收放連桿210的一端套接在連接桿212上，收放連桿210的另一端通過螺栓與相鄰的搖桿202相鉸接，起拉動整個多層支撐架201的作用；電機213與連接桿212同軸連接，通過正反轉(zhuǎn)來控制收放連桿210進行前后推拉。
可折疊曬架2可以對稱且多排裝載在移動平臺1上；左右對稱的可折疊曬架2，最底層的支撐架201通過螺栓螺紋與移動平臺1相固定；并排的可折疊曬架2之間，通過轉(zhuǎn)動連桿211相連接，使并排的收放連桿210實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動。在移動平臺1到達目的地后，可以展開可折疊曬架2，通過換向固定座208轉(zhuǎn)動伸縮桿206，使其從與頂層支撐架201的頂端水平方向轉(zhuǎn)換至垂直方向，然后調(diào)節(jié)伸縮桿206至與地面相接觸，伸縮桿206可通過旋轉(zhuǎn)擰緊，起固定支撐作用。
如圖3所示，移動平臺1包括腳踏板11、前檔板12、控制器13、車輪14、車架15、驅(qū)動控制系統(tǒng)16；車架15有4個車輪14；前檔板12豎立在車架15的前端；前檔板12的下方為腳踏板11，腳踏板11固定在車架15上，用于給駕駛者站立；控制器13安裝在前擋板的前側(cè)，用于給駕駛者進行手動操控；驅(qū)動控制系統(tǒng)16位于車架15的前底部，用于對兩前車輪14的獨立控制。顯示屏5安裝在移動平臺1的前擋板的后側(cè)，面向可折疊曬架2；定位導(dǎo)航系統(tǒng)6安裝在前擋板的下方，與移動平臺的驅(qū)動控制系統(tǒng)16相鄰，用于實時定位和規(guī)劃行駛路線，實現(xiàn)自動導(dǎo)航功能；超聲波傳感器7有3個，一個安裝在前擋板12的前側(cè)下方，另兩個對稱安裝在車架15的兩側(cè)，用于進行自動避障；中央控制系統(tǒng)8安裝在車架15的底部，并與移動平臺1的驅(qū)動控制系統(tǒng)16相連，用于整個機器人的控制運作。
如圖5所示，所述的陽光角度傳感器3，包括傳感器殼體301、感光板302、透光孔303和感光板幾何中點304。陽光角度傳感器3的傳感器殼體301固定安裝在移動平臺1的前檔板一側(cè)，傳感器殼體301的上頂面中間有透光孔303，透光孔303用玻璃或其他透明材料封閉，傳感器殼體301的內(nèi)部水平固定安裝有感光板302，透光孔303在感光板302垂直位置上有感光板幾何中點304，感光板302可以采集陽光通過透光孔303投射的光點位置，并與感光板幾何中點304的平面坐標(biāo)比對，判斷陽光的入射角度及方向；此信息傳遞給中央控制系統(tǒng)8，然后通過控制移動平臺1的4個車輪14的正反轉(zhuǎn)差速來控制調(diào)整移動平臺1的水平姿態(tài)，使移動平臺1上的可折疊曬架2獲取能量密度更大的陽光照射。
實施例2
所述中藥材生曬智能機器人可以分為兩種控制模式，一種是人工操作模式，另一種是智能操作模式。
人工操作模式下，操作者在曬板204上放置中藥材，然后把曬板204插入支撐架201上完成中藥材上料步驟；操作者站在腳踏板11上，操控移動平臺控制器，可實現(xiàn)前進、后退以及左右換向，駕駛移動平臺到達目的地，同時在移動平臺控制器13上操控電機213的開關(guān)按鈕，使可折疊曬架2展開，收起防雨布207，轉(zhuǎn)動伸縮桿206至垂直地面并調(diào)節(jié)高度，使伸縮桿206支撐可折疊曬架2，開始中藥材生曬。在生曬過程中，陽光角度傳感器3會追蹤太陽最優(yōu)射角度，判斷出什么位置與角度能讓中藥材的生曬達到最大化效果，并把數(shù)據(jù)顯示在顯示屏5上，操作者可根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)來操控移動平臺，以調(diào)整曬板204的朝向角度。
智能操作模式下，操作者在曬板204上放置中藥材，然后把曬板204插入支撐架201上完成中藥材上料步驟；開啟智能模式后由中央控制系統(tǒng)8運作，操控移動平臺的驅(qū)動控制系統(tǒng)16，使移動平臺1啟動，實現(xiàn)前進、后退以及左右換向功能；在移動平臺1行駛過程中，位于腳踏板11上方的超聲波傳感器7實現(xiàn)小車避障功能，超聲波傳感器7由一個發(fā)射探頭和接收探頭所組成，利用超聲波遇到障礙物能反射的特性，根據(jù)超聲波發(fā)射與接收的往返時間及聲速檢測與障礙物的距離，防止與障礙物碰撞，為移動平臺1的前進規(guī)劃了路線和提供安全的保障；同時在移動平臺1的車架15兩側(cè)也安裝了超聲波傳感器7，通過超聲波測出車架兩側(cè)與障礙物的距離，進行判斷是否符合可折疊曬架2伸展距離要求的技術(shù)支持；定位導(dǎo)航系統(tǒng)6包含gps定位導(dǎo)航系統(tǒng)、自主導(dǎo)航模塊、智能化地圖匹配器和微處理器，實時定位小車位置，通過規(guī)劃移動平臺行駛路線，結(jié)合電子地圖數(shù)據(jù)以實現(xiàn)自動導(dǎo)航功能；當(dāng)移動平臺找到合適位置后停下，位于前檔板一側(cè)的陽光角度傳感器3追蹤太陽光照強度和最優(yōu)射角度，判斷出什么位置與角度能讓中藥材的生曬達到最大化效果，并根據(jù)光照強度和最優(yōu)光射角度來展開可折疊曬架2、伸縮桿并調(diào)整移動平臺的方向，使可折疊曬架2的朝向獲得最大的陽光照射角度，提高照射強度和生曬效率；同時位于前檔板另一側(cè)的溫濕度傳感器4實時檢測環(huán)境空氣溫濕度的變化，收集并提供相關(guān)數(shù)據(jù)，以此判斷是否能繼續(xù)進行生曬環(huán)節(jié)；所有的傳感器檢測到的數(shù)據(jù)都會反饋到中央控制系統(tǒng)8并在顯示屏5上顯示出來；當(dāng)生曬過程結(jié)束后，或者環(huán)境因素產(chǎn)生變化如遇到突發(fā)天氣時，中藥材生曬智能機器人會自動收攏可折疊曬架2和伸縮桿206并拉開防雨布207，自動導(dǎo)航回到倉庫，完成中藥材生曬工作。
實施例3
如圖4所示，可以把曬板204替換成太陽能電池板，再添加一個儲電裝置，就可以將本實用新型的中藥材生曬智能機器人改裝成一種移動式太陽能儲電裝置。中央控制系統(tǒng)8控制驅(qū)動控制系統(tǒng)16，使移動平臺1啟動運行。車架15上的3個超聲波傳感器7為移動平臺1避障探路并規(guī)劃路線，尋找合適的地方伸展太陽能電池板。同時陽光角度傳感器3檢測環(huán)境光照情況，采集數(shù)據(jù)并反饋至中央控制系統(tǒng)8上，提供有效的光面。所有的數(shù)據(jù)包括儲電容量都會通過顯示屏5顯示出來。等儲電工作結(jié)束后，可折疊曬架2收起太陽能電池板，中央控制系統(tǒng)8控制移動平臺1返回，完成太陽能儲電。