本實(shí)用新型涉及采樣機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種新型定量采樣機(jī)器人。

背景技術(shù)：

專利號(hào)為CN200320128144的中國專利提供了一種“管道清洗機(jī)器人”，該專利文獻(xiàn)公開的管道清洗機(jī)器人代替人工，可以清洗各種情況的復(fù)雜管道，主要用于中央空調(diào)通風(fēng)管道的清掃、檢測，亦可用于其他諸如廚房油煙管道、工廠排煙管道等。這種機(jī)器人也被用于風(fēng)管內(nèi)的積塵和微生物的采樣。這種機(jī)器人包括履帶運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)和清洗系統(tǒng)。其中監(jiān)視系統(tǒng)主要是照明裝備，也可以有攝像頭設(shè)備的配備。用這種機(jī)器人采樣主要是通過其清洗頭將風(fēng)管的粉塵樣品從管壁上刷脫離。然后單獨(dú)或通過人工將樣品從管中取出或用吸管將灰塵吸出。

但是，用上述機(jī)器人作樣品采樣，具有以下弊端：首先是清洗頭將風(fēng)管內(nèi)的樣品刷下后，在人工取出樣品的過程中可能會(huì)混雜非樣品粉塵，從而干擾樣品成分；其次，這種清洗機(jī)器人采樣不容易取得深管內(nèi)的樣品，因?yàn)樯罟軆?nèi)的樣品在被刷下后，無論人工取出還是將其吸出都不是件容易的事；另外，這種機(jī)器人在取灰時(shí)，由于沒有配置吸灰設(shè)備，清潔灰塵時(shí)，管道內(nèi)灰塵彌漫，即使有探照燈，攝像頭在管道內(nèi)的視野仍然非常小，影響攝像頭的功能發(fā)揮。

因此，如何研發(fā)一種新型定量采樣機(jī)器人，便成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種新型定量采樣機(jī)器人，以解決無法實(shí)現(xiàn)的便于控制、采樣精準(zhǔn)、取像范圍廣等問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種新型定量采樣機(jī)器人，包括：本體，其特征在于，所述本體設(shè)置有：控制裝置，及分別與所述控制裝置相連接的行走裝置，圖像采集裝置，采樣裝置，其中，

所述行走裝置，設(shè)置于所述本體的左右兩側(cè)，其包括：行走輪和同步帶；所述圖像采集裝置，設(shè)置于所述本體的前側(cè)和/或后側(cè)，其包括：與所述本體活動(dòng)連接的俯仰機(jī)構(gòu)和設(shè)置于所述俯仰機(jī)構(gòu)上的攝像頭；所述采樣裝置，設(shè)置于所述本體的底部，其包括：采樣機(jī)構(gòu)和采樣控制機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述行走輪，包括：前輪和后輪，其中，所述后輪通過設(shè)置于所述本體內(nèi)部的傘形齒輪驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述前輪由所述后輪帶動(dòng)所述同步帶進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述俯仰機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述本體作360°旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述俯仰機(jī)構(gòu)連接有數(shù)字舵機(jī)，所述數(shù)字舵機(jī)在所述控制裝置的控制下調(diào)整所述攝像頭的視野方向。

進(jìn)一步地，所述本體還設(shè)置有通信裝置，用于所述本體與外部的信息傳輸，所述通信裝置包括：無線通信模塊和/或有線通信模塊，其中，所述無線通信模塊為2.4g或5.8g無線通信模塊；所述有線通信模塊為RJ45接口。

進(jìn)一步地，所述采樣控制機(jī)構(gòu)，包括：用于控制所述采樣機(jī)構(gòu)的升降運(yùn)動(dòng)的升降模塊，和用于控制所述采樣機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)模塊，其中，所述升降模塊，包括：相連接的升降電機(jī)，升降電機(jī)齒輪，升降螺旋軸齒輪，升降螺旋軸；所述旋轉(zhuǎn)模塊，包括：相連接的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪，旋轉(zhuǎn)軸齒輪，旋轉(zhuǎn)軸；所述旋轉(zhuǎn)軸與升降螺旋軸為內(nèi)套設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述采樣機(jī)構(gòu)，包括：相連通的取樣腔和負(fù)壓腔，其中，所述取樣腔中設(shè)置有與所述旋轉(zhuǎn)軸固定連接的刮片或擦盤，其通過旋轉(zhuǎn)擦拭方式采集所述取樣腔內(nèi)的樣品；所述負(fù)壓腔連接有吸塵風(fēng)機(jī)，所述負(fù)壓腔中設(shè)置有取樣袋和連接片，其通過負(fù)壓吸引方式采集所述取樣腔內(nèi)的樣品。

進(jìn)一步地，所述俯仰機(jī)構(gòu)上靠近所述所述攝像頭的位置設(shè)置有照明機(jī)構(gòu)，所述照明機(jī)構(gòu)為LED照明燈。

進(jìn)一步地，所述控制裝置為單片機(jī)或可編程控制器。

進(jìn)一步地，所述本體還設(shè)置有電源裝置、傳感裝置、和/或數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中，所述電源裝置為鋰電池；所述傳感裝置為紅外傳感器，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括USB數(shù)據(jù)接口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的新型定量采樣機(jī)器人，達(dá)到了如下效果：

(1)設(shè)置有刮吸式取樣和擦拭式取樣兩種取樣機(jī)構(gòu)，當(dāng)取樣器初入管道或取樣地內(nèi)時(shí)，由于管道內(nèi)污染物較多，此時(shí)，可通過刮吸式進(jìn)行取樣清理，將污染物收集于無紡袋中，然后，在通過擦拭法進(jìn)行定量取樣，確保取樣的準(zhǔn)確結(jié)果；

(2)旋轉(zhuǎn)軸與升降螺旋軸為內(nèi)套設(shè)置，大大降低了采樣器的高度，節(jié)省了高度空間，便于采樣器在管道中進(jìn)行作業(yè)；

(3)采用俯仰機(jī)構(gòu)設(shè)置攝像頭，便于多角度取像，使取像范圍更廣；

(4)采用舵機(jī)和控制裝置控制攝像頭取像，便于操作人員觀察圖像；

(5)設(shè)置有線通信和無線通信兩種方式，便于機(jī)器人與外部機(jī)構(gòu)的信息傳輸。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的新型定量采樣機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的新型定量采樣機(jī)器人的俯視圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的新型定量采樣機(jī)器人的采樣控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的新型定量采樣機(jī)器人的仰視圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的新型定量采樣機(jī)器人的仰視圖。

具體實(shí)施方式

以下將配合圖式及實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，藉此對(duì)本實(shí)用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題并達(dá)成技術(shù)功效的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。

實(shí)施例1

如圖1至5所示，本實(shí)施例提供一種新型定量采樣機(jī)器人，包括：本體1，其特征在于，所述本體1設(shè)置有：控制裝置，及分別與所述控制裝置相連接的行走裝置100，圖像采集裝置200，采樣裝置300，其中，

所述行走裝置100，設(shè)置于所述本體1的左右兩側(cè)，其包括：行走輪110和同步帶120；所述圖像采集裝置200，設(shè)置于所述本體1的前側(cè)和/或后側(cè)，其包括：與所述本體1活動(dòng)連接的俯仰機(jī)構(gòu)210和設(shè)置于所述俯仰機(jī)構(gòu)210上的攝像頭220；所述采樣裝置300，設(shè)置于所述本體1的底部，其包括：采樣機(jī)構(gòu)310和采樣控制機(jī)構(gòu)320。

優(yōu)選地，所述行走輪110，包括：前輪111和后輪112，其中，所述后輪112通過設(shè)置于所述本體1內(nèi)部的傘形齒輪11驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述前輪111由所述后輪112帶動(dòng)所述同步帶120進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。具體地，如圖1所示，所述后輪112設(shè)置于所述本體1的兩后側(cè)位置，且所述后輪112連接有傘形齒輪11，所述傘形齒輪11在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)所述后輪112旋轉(zhuǎn)，然后，所述后輪112帶動(dòng)與其相連接的同步帶120進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，所述同步帶120帶動(dòng)與其相連接的所述前輪111旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)置于所述本體1兩側(cè)的四個(gè)行走輪110同時(shí)進(jìn)行行走運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述俯仰機(jī)構(gòu)210相對(duì)于所述本體1作360°旋轉(zhuǎn)。具體地，所述俯仰機(jī)構(gòu)210為與所述本體1軸連接的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中，所述俯仰機(jī)構(gòu)210沿與所述本體1前進(jìn)方向水平垂直的軸向作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，例如：當(dāng)所述俯仰機(jī)構(gòu)210可在控制裝置的控制下，旋轉(zhuǎn)90°、120°、150°、180°、360°等任意角度，便于所述采樣機(jī)器人在工作管道中的環(huán)境信息采集和識(shí)別，便于操作人員及時(shí)調(diào)整機(jī)器人方向。

優(yōu)選地，所述俯仰機(jī)構(gòu)210連接有數(shù)字舵機(jī)，所述數(shù)字舵機(jī)在所述控制裝置的控制下調(diào)整所述攝像頭220的視野方向。具體地，在控制裝置的控制下，所述俯仰機(jī)構(gòu)210可由數(shù)字舵機(jī)的角度信號(hào)對(duì)影像畫面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，例如，當(dāng)攝像頭旋轉(zhuǎn)至90度-180度角度時(shí)視頻畫面為倒立畫面，這時(shí)控制裝置可通過預(yù)設(shè)編制軟件在舵機(jī)角度過90度時(shí)對(duì)畫面進(jìn)行180度反轉(zhuǎn)，這時(shí)操作者所觀看的畫面則為正方形畫面了。在實(shí)際應(yīng)用中，所述采樣機(jī)器人前后都設(shè)有攝像頭，當(dāng)機(jī)器人以前置攝像頭方向行走時(shí)，方向?yàn)榍斑M(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)4個(gè)方向，在現(xiàn)有技術(shù)中，但當(dāng)操作者以后視攝像頭為視角時(shí)，就需要改變操作方法，以后退為前進(jìn)，前進(jìn)為后退等，造成操作不便等問題，此時(shí)，本實(shí)施例所述的控制裝置在其預(yù)設(shè)編程軟件的指示下，可將4個(gè)方向的控制進(jìn)行對(duì)調(diào)，這樣操作者不管是以前后哪個(gè)攝像頭為視角，4個(gè)行走方向在控制時(shí)都是無需操作者本身進(jìn)行變化的，大大減輕了操作者的思考和誤操作的可能性。

優(yōu)選地，所述本體1還設(shè)置有通信裝置，用于所述本體1與外部的信息傳輸，所述通信裝置包括：無線通信模塊和/或有線通信模塊，其中，所述無線通信模塊為2.4g或5.8g無線通信模塊；所述有線通信模塊為RJ45接口。具體地，所述通信裝置用于建立所述本體1和外部機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)或信號(hào)傳輸，例如：收發(fā)控制信號(hào)或視頻信號(hào)，在實(shí)際應(yīng)用中，可通過RJ45接口、WIFI模塊等通信方式與外部機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所述外部機(jī)構(gòu)可以為電腦、IPAD、手機(jī)等。

優(yōu)選地，所述采樣控制機(jī)構(gòu)320，包括：用于控制所述采樣機(jī)構(gòu)310的升降運(yùn)動(dòng)的升降模塊，和用于控制所述采樣機(jī)構(gòu)310旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)模塊，其中，所述升降模塊，包括：相連接的升降電機(jī)321，升降電機(jī)齒輪322，升降螺旋軸齒輪323，升降螺旋軸324；所述旋轉(zhuǎn)模塊，包括：相連接的旋轉(zhuǎn)電機(jī)325，旋轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪326，旋轉(zhuǎn)軸齒輪327，旋轉(zhuǎn)軸328；所述旋轉(zhuǎn)軸328與升降螺旋軸324為內(nèi)套設(shè)置。具體地，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)所述機(jī)器人到達(dá)采樣點(diǎn)時(shí)，所述升降模塊啟動(dòng)，并將所述采樣機(jī)構(gòu)310落于該采樣點(diǎn)，然后啟動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)模塊，使所述采樣機(jī)構(gòu)310進(jìn)行采樣。本實(shí)施例中，通過所述升降模塊和旋轉(zhuǎn)模塊之間的齒輪和軸連接，降低了機(jī)器人本體的高度，節(jié)省了空間。

優(yōu)選地，所述采樣機(jī)構(gòu)310，包括：相連通的取樣腔311和負(fù)壓腔312，其中，所述取樣腔311中設(shè)置有與所述旋轉(zhuǎn)軸328固定連接的刮片315或擦盤316，其通過旋轉(zhuǎn)擦拭方式采集所述取樣腔311內(nèi)的樣品；所述負(fù)壓腔312連接有吸塵風(fēng)機(jī)，所述負(fù)壓腔312中設(shè)置有取樣袋313和連接片314，其通過負(fù)壓吸引方式采集所述取樣腔311內(nèi)的樣品。具體地，所述取樣袋313優(yōu)選為無紡袋，其套于所述連接片314上，所述連接片314通過磁吸引方式連接于所述取樣腔311和負(fù)壓腔312的連通處。在實(shí)際應(yīng)用中，采樣過程可以分為兩種方法，第一種，將所述刮片安裝于所述旋轉(zhuǎn)軸328上，啟動(dòng)升降電機(jī)，將采樣機(jī)構(gòu)310下放至取樣點(diǎn)，然后啟動(dòng)吸塵風(fēng)機(jī)使負(fù)壓腔中形成負(fù)壓，然后啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸328，使刮片旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行刮吸式采樣，當(dāng)采樣時(shí)間達(dá)到30-60秒時(shí)，停止取樣，此時(shí)，升降電機(jī)將采樣機(jī)構(gòu)回收，完成刮吸式采樣；第二種，在所述擦盤底部固定一無紡擦拭紙317，將所述擦盤安裝于所述旋轉(zhuǎn)軸328上，啟動(dòng)升降電機(jī)，將采樣機(jī)構(gòu)310下放至取樣點(diǎn)，然后啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸328，使擦盤旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行擦拭法采樣，當(dāng)采樣時(shí)間達(dá)到30-60秒時(shí)，停止取樣，此時(shí)，升降電機(jī)將采樣機(jī)構(gòu)回收，完成擦拭法采樣。本實(shí)用新型設(shè)置有刮吸式采樣和擦拭式采樣，可分別進(jìn)行兩次取樣操作，即，當(dāng)取樣器初入管道或取樣地內(nèi)時(shí)，由于管道內(nèi)污染物較多，此時(shí)，可通過刮吸式進(jìn)行取樣清理，將污染物收集于無紡袋中，然后，在通過擦拭法進(jìn)行定量取樣，確保取樣的準(zhǔn)確結(jié)果。

優(yōu)選地，所述俯仰機(jī)構(gòu)210上靠近所述所述攝像頭220的位置設(shè)置有照明機(jī)構(gòu)230，所述照明機(jī)構(gòu)230為LED照明燈。具體地，優(yōu)選所述照明機(jī)構(gòu)230設(shè)置于所述攝像頭的周圍，其數(shù)量可以為2個(gè)LED照明燈，4個(gè)LED照明燈、6個(gè)LED照明燈或其他任意數(shù)量，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行排布，在此不再累述。

優(yōu)選地，所述控制裝置為單片機(jī)或可編程控制器。具體地，所述控制裝置可以對(duì)多路電機(jī)，舵機(jī)，傳感器等輸出或接受電信號(hào)，其中，對(duì)電機(jī)控制主要有點(diǎn)動(dòng)供電控制，連續(xù)供電控制，啟動(dòng)和停止供電控制，電機(jī)正反轉(zhuǎn)供電控制。對(duì)舵機(jī)可實(shí)現(xiàn)精確角度控制，點(diǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)控制，連續(xù)變動(dòng)控制。對(duì)傳感器可接收傳輸回來的電信號(hào)，通過內(nèi)建的計(jì)算公式轉(zhuǎn)換成數(shù)值通過通訊模塊傳回電腦。

優(yōu)選地，所述本體1還設(shè)置有電源裝置、傳感裝置、和/或數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中，所述電源裝置為鋰電池；所述傳感裝置為紅外傳感器，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括USB數(shù)據(jù)接口。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，所述電源裝置包括直流供電和交流供電，本實(shí)施例中，優(yōu)選在所述本體1的一側(cè)設(shè)置有電池盒，用于容納鋰電池，為機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行供電，當(dāng)然，還可在所述本體1上設(shè)置電量顯示等，以提醒使用者電池是否有足夠的電量能讓機(jī)器人正常工作；在所述本體1的側(cè)面或后側(cè)設(shè)置有USB數(shù)據(jù)接口，用于實(shí)現(xiàn)有線操控，或數(shù)據(jù)傳輸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的新型定量采樣機(jī)器人，達(dá)到了如下效果：

(1)設(shè)置有刮吸式取樣和擦拭式取樣兩種取樣機(jī)構(gòu)，當(dāng)取樣器初入管道或取樣地內(nèi)時(shí)，由于管道內(nèi)污染物較多，此時(shí)，可通過刮吸式進(jìn)行取樣清理，將污染物收集于無紡袋中，然后，在通過擦拭法進(jìn)行定量取樣，確保取樣的準(zhǔn)確結(jié)果；

(2)旋轉(zhuǎn)軸與升降螺旋軸為內(nèi)套設(shè)置，大大降低了采樣器的高度，節(jié)省了高度空間，便于采樣器在管道中進(jìn)行作業(yè)；

(3)采用俯仰機(jī)構(gòu)設(shè)置攝像頭，便于多角度取像，使取像范圍更廣；

(4)采用舵機(jī)和控制裝置控制攝像頭取像，便于操作人員觀察圖像；

(5)設(shè)置有線通信和無線通信兩種方式，便于機(jī)器人與外部機(jī)構(gòu)的信息傳輸。

上述說明示出并描述了本實(shí)用新型的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實(shí)用新型構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，則都應(yīng)在本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。