详情

原文传递一种土壤机械组成自动检测设备

专利名称：	一种土壤机械组成自动检测设备
摘要：	本发明公开了一种土壤机械组成自动检测设备，包括用来承载各个执行组件的检测平台，检测平台以其表面设置的直线模组为中轴线分为两个工作区间，其中检测机械臂位于直线模组上载物平台的一侧，执行机械臂位于直线模组上载物平台另一侧，检测机械臂和执行机械臂之间设置载物平台，载物平台用于盛放比重计；载物平台随着执行机械臂沿着直线模组移动；检测平台上设置有量筒放置工位；所述检测机械臂用于采集量筒内比重计图像；执行机械臂用于抓放搅拌棒、比重计，以及进行拟人化搅拌动作；检测机械臂、执行机械臂和直线模组的信号输入端与控制中心的信号输出端相连。本发明通过采用检测机械臂和执行机械臂双臂协同运动，实现全自动化土壤机械组成测定。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安交通大学
发明人：	朱爱斌;马培锋;张保军;鲍丙生;毛涵
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-17T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311040319.2
公开号：	CN117110633A
代理机构：	西安智大知识产权代理事务所
代理人：	王晶
分类号：	G01N35/00;G01N9/36;G;G01;G01N;G01N35;G01N9;G01N35/00;G01N9/36
申请人地址：	710049 陕西省西安市碑林区咸宁西路28号
主权项：	1.一种土壤机械组成自动检测设备，其特征在于，包括用来承载各个执行组件的检测平台(4)，所述检测平台(4)以其表面设置的直线模组(5)为中轴线分为两个工作区间，其中检测机械臂(1)位于直线模组(5)上载物平台(3)的一侧，执行机械臂(2)位于直线模组(5)上载物平台(3)的另一侧，检测机械臂(1)和执行机械臂(2)沿着直线模组(5)移动；所述检测机械臂(1)和执行机械臂(2)之间设置载物平台(3)，所述载物平台(3)用于盛放比重计(7)和搅拌棒(8)，保证比重计(7)和搅拌棒(8)相对于执行机械臂(2)具有准确的抓取相对位置和姿态；载物平台(3)随着执行机械臂(2)沿着直线模组(5)移动；检测平台(4)上设置有量筒放置工位，用于放置量筒(9)；所述检测机械臂(1)用于采集量筒(9)内比重计(7)图像，进行比重计(7)刻度读取；所述执行机械臂(2)用于抓放搅拌棒(8)、比重计(7)，以及进行拟人化搅拌动作；所述检测机械臂(1)、执行机械臂(2)和直线模组(5)的信号输入端与控制中心(6)的信号输出端相连。 2.根据权利要求1所述的一种土壤机械组成自动检测设备，其特征在于，所述检测机械臂(1)包括检测机械臂本体(101)、门型框架(102)、相机(103)、反光镜(104)；所述门型框架(102)包括顶部横梁和带45°折弯竖直铝合金件，顶部横梁中心开设有与检测机械臂本体(101)末端法兰等径的圆槽，相机(103)粘贴在门型框架(102)顶部的横梁上对称布置，反光镜(104)布置在门型框架(102)底部45°折弯内侧。 3.根据权利要求1所述的一种土壤机械组成自动检测设备，其特征在于，所述相机(103)采集比重计(7)的刻线与液体柱图像，对收集到的图像进行直方图均衡化，增加像素灰度值的动态范围，接着进行OTSU区域阈值分割，采用canny算子获取的边缘图像把背景干扰去除同时使刻度图像保持得非常清晰，此部分内容参考现有的公开文献《水银温度计视觉检定系统中的数字图像处理技术研究》；使用神经网络学习模型进行读取比重计刻度训练，不断调整模型参数，对模型进行评估和优化，使用训练完成的模型对新的比重计图像进行刻度读取，并将读取的数据根据量筒编号发送到计算机建立数据档案，便于后期处理与分析。 4.根据权利要求1所述的一种土壤机械组成自动检测设备，其特征在于，所述执行机械臂(2)包括执行机械臂本体(201)、大寰伺服夹爪(202)、抓取手指(203)；所述大寰伺服夹爪(202)为平行两指结构，两指结构具有位移感知、握力感知功能，用于有效保证抓握比重计的稳定性，并与执行机械臂本体(201)末端法兰孔位通过螺栓固连，抓取手指(203)与大寰伺服夹爪(202)内侧连接，抓取手指(203)内侧具有弧形槽口结构，与比重计(7)和搅拌棒(8)顶端圆筒状橡胶套紧密配合。 5.根据权利要求1所述的一种土壤机械组成自动检测设备，其特征在于，所述直线模组(5)包含挡板(501)、滑板(502)、坦克链(503)、横梁(504)、伺服电机(505)、联轴器(506)、光电开关(507)；所述直线模组(5)用来提供两机械臂和载物平台位置移动，扩大作业范围；所述挡板(501)采用矩形钣金件，顶部中央开设有坦克链截面积大小矩形槽，用于坦克链(503)限位，滑板(502)采用矩形钣金件，一侧开设有与机械臂基座配合的四个螺栓孔，另一侧开设有与伺服电机配合的固定孔位，靠近机械臂基座一侧与坦克链(503)固连，滑板(502)可随坦克链(503)直线移动，横梁(504)通过在直线模组(5)内侧，用于支撑滑板(502)直线移动，伺服电机(505)与联轴器(506)固连，用于实现对滑板(502)地伺服驱动，光电开关(507)布置在横梁(504)底部，通过发射和接收光信号来判断物体的存在与否，实现对滑板(502)自动化控制。 6.根据权利要求1所述的一种土壤机械组成自动检测设备，其特征在于，所述控制中心(6)包括报警器(601)、控制面板(602)、显示器(603)、控制柜(604)；所述控制柜(604)包含工控机与PLC，工控机的电源线连接到电源插座，PLC与工控机通过串口连接，进行数据的传输和通信；报警器(601)、控制面板(602)和显示器(603)与PLC电源连接为其供电，然后通过PLC的I/O模块与其相连，用于与外部信息交换。 7.根据权利要求1所述的一种土壤机械组成自动检测设备，其特征在于，所述控制中心(6)实现系统动作规划、数据存储、急停报警运算处理和人机交互。
所属类别：	发明专利