一种中药材生晒智能机器人
技术领域
本实用新型涉及中药材加工机械领域，特别涉及一种中药材生晒智能机器人。
背景技术
许多中药材加工过程需要生晒环节，传统工艺认为自然阳光具有不可替代的物化功能。随着中药产能提升，加工量不断增大，生晒环节需要面积更大的晒场，从而增加中药的制作成本。此外，传统生晒方式不易控制晒场的卫生条件，容易对中药材产生污染，人工摆放和收集耗时耗力，且难以应对天气突变等突发事件，如阵雨、大风、沙尘和地面动物等，所以传统生晒工艺在不同程度上影响了中药材的品质。因此，迫切需要一种能够自动折叠、对自然环境做出判断和能够快速移动的中药材智能生晒设备。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种中药材生晒智能机器人，可以有效快捷地对中药材进行生晒处理，节省人工晾晒药材的劳动成本，减少生晒环境对中药材的污染。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
一种中药材生晒智能机器人，包括移动平台1和可折叠晒架2；可折叠晒架2装载在移动平台1上；移动平台1的前档板12的两侧分别安装有阳光角度传感器3和温湿度传感器4，用于监测太阳光照和环境温湿度。
所述可折叠晒架2为三层及以上，可根据需要进行层数扩展；所述可折叠晒架2包括支撑架201、摇杆202、晒板204、伸缩杆206；晒板204的左右两侧为支撑架201，晒板204的前侧为档板条205；相邻层的支撑架之间通过摇杆202相连接，摇杆202分为长摇杆和短摇杆，短摇杆用于连接相邻两层的支撑架，长摇杆用于连接相邻三层的支撑架；最顶层的支撑架201的外侧固定有换向固定座208，换向固定座208通过螺栓螺母与伸缩杆206相铰接，旋转伸缩杆206至支撑架201的上方，可拉开防雨布207起防水作用，旋转伸缩杆206垂直于地面，可调节伸缩杆的长度起支撑作用；最底层的支撑架两侧安装有收放连杆210，收放连杆210的一端套接在连接杆212上，收放连杆210的另一端通过螺栓与相邻的摇杆202相铰接，起拉动整个多层支撑架201的作用；电机213与连接杆212同轴连接，通过正反转来控制收放连杆210进行前后推拉。
支撑架201的内侧有凹槽，晒板204放置在支撑架201内侧凹槽中，可进行晒板的推入和抽取，晒板204用于直接放置中药材。挡板条205焊接固定在两侧支撑架201上，起固定作用。防雨布207套装在伸缩杆206上，通过推拉使防雨布207在伸缩杆206上展开或收拢。两个对称的卡扣固定座209分别设置在最顶层支撑架201的前侧两端，在可折叠晒架2收起时起固定伸缩杆206的作用。
可折叠晒架2可以对称且多排装载在移动平台1上；左右对称的可折叠晒架2，最底层的支撑架201通过螺栓螺纹与移动平台1相固定；并排的可折叠晒架2之间，通过转动连杆211相连接，使并排的收放连杆210实现同步转动。在移动平台1到达目的地后，可以展开可折叠晒架2，通过换向固定座208转动伸缩杆206，使其从与顶层支撑架201的顶端水平方向转换至垂直方向，然后调节伸缩杆206至与地面相接触，伸缩杆206可通过旋转拧紧，起固定支撑作用。
所述移动平台1，包括脚踏板11、前档板12、控制器13、车轮14、车架15、驱动控制系统16；车架15有4个车轮14；前档板12竖立在车架15的前端；前档板12的下方为脚踏板11，脚踏板11固定在车架15上，用于给驾驶者站立；控制器13安装在前挡板的前侧，用于给驾驶者进行手动操控；驱动控制系统16位于车架15的前底部，用于对两前车轮14的独立控制。
所述的阳光角度传感器3，包括传感器壳体301、感光板302、透光孔303和感光板几何中点304。阳光角度传感器3的传感器壳体301固定安装在移动平台1的前档板一侧，传感器壳体301的上顶面中间有透光孔303，透光孔303用玻璃或其他透明材料封闭，传感器壳体301的内部水平固定安装有感光板302，透光孔303在感光板302垂直位置上有感光板几何中点304，感光板302可以采集阳光通过透光孔303投射的光点位置，并与感光板几何中点304的平面坐标比对，判断阳光的入射角度及方向；此信息传递给中央控制系统8，然后通过控制移动平台1的4个车轮14的正反转差速来控制调整移动平台1的水平姿态，使移动平台1上的可折叠晒架2获取能量密度更大的阳光照射。
所述药材生晒智能机器人，还包括显示屏5、定位导航系统6、超声波传感器7和中央控制系统8；所述显示屏5安装在移动平台1的前挡板的后侧，面向可折叠晒架2；定位导航系统6安装在前挡板的下方，与移动平台的驱动控制系统16相邻，用于实时定位和规划行驶路线，实现自动导航功能；超声波传感器7有3个，一个安装在前挡板12的前侧下方，另两个对称安装在车架15的两侧，用于进行自动避障；中央控制系统8安装在车架15的底部，并与移动平台1的驱动控制系统16相连，用于整个机器人的控制运作。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点和效果：
(1)本实用新型的中药材生晒智能机器人，全程自动化，室外生晒时展开晒架以获取更大的阳光照射面积，无需人手操作，降低劳动成本。
(2)本实用新型的中药材生晒智能机器人，具有人工操控与自动操控两种功能，根据探测的光照强度与空气温湿度，结合天气状况判断出是否符合生晒条件，提高中药材生晒效率，减少生晒开放环境对中药材的污染。
(3)本实用新型的中药材生晒智能机器人，具有多层可折叠式晒架，运输过程和室内停放时晒架收拢节省空间，寻找合理位置后展开生晒折叠平台，适应性强；具备多种传感器和智能控制系统，能够对环境做出判断，调整姿态从而提高阳光辐射率；能够快速收拢自动导航返回室内仓库，避免突发天气对中药材带来的损失。
附图说明
图1为本实用新型中药材生晒智能机器人的整体结构(展开)示意图。
图2为本实用新型中药材生晒智能机器人的整体结构(收拢)示意图。
图3为移动平台的结构示意图。
图4为可折叠晒架的结构示意图。
图5为阳光角度传感器的结构示意图。
其中，1、移动平台；2、可折叠晒架；3、阳光角度传感器；4、温湿度传感器；5、显示屏；6、定位导航系统；7、超声波传感器；8、中央控制系统；11、脚踏板；12、前挡板；13、控制器；14、车轮；15、车架；16、驱动控制系统；201、支撑架；202、摇杆；203、螺栓；204、晒板；205、挡板条；206、伸缩杆；207、防雨布；208、换向固定座；209、卡扣固定座；210、收放连杆；211、转动连杆；212、连接杆；213、电机；301、传感器壳体；302、感光板；303、透光孔；304、感光板几何中点。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
实施例1
一种中药材生晒智能机器人，如图1、图2所示，包括移动平台1和可折叠晒架2；可折叠晒架2装载在移动平台1上；移动平台1的前档板12的两侧分别安装有阳光角度传感器3和温湿度传感器4，用于监测太阳光照和环境温湿度。
如图4所示，所述可折叠晒架2为三层及以上，可根据需要进行层数扩展。所述可折叠晒架2包括支撑架201、摇杆202、晒板204、伸缩杆206。晒板204的左右两侧为支撑架201，晒板204的前侧为档板条205。支撑架201的内侧有凹槽，晒板204放置在支撑架201内侧凹槽中，可进行晒板的插入和抽出，晒板204用于直接放置中药材。挡板条205焊接固定在两侧支撑架201上，起固定作用。
相邻层的支撑架之间通过摇杆202相连接，摇杆202分为长摇杆和短摇杆，短摇杆用于连接相邻两层的支撑架，长摇杆用于连接相邻三层的支撑架。所述短摇杆用于连接相邻两层的支撑架，是指短摇杆的两端分别连接在相连两层支撑架的中间关节和前/后端关节；所述长摇杆用于连接相邻三层的支撑架，是指长摇杆的两端和中间分别连接在相邻三层支撑架的前端关节、中间关节和后端关节。摇杆202通过螺栓203铰接在支撑架上，形成一个平行四边形结构，可做伸展运动。按此结构，可按实际需要进行可折叠晒架的层数扩展。
最顶层的支撑架201的外侧固定有换向固定座208，换向固定座208通过螺栓螺母与伸缩杆206相铰接，旋转伸缩杆206至支撑架201的上方，可拉开防雨布207起防水作用，旋转伸缩杆206垂直于地面，可调节伸缩杆的长度起支撑作用；防雨布207套装在伸缩杆206上，通过推拉使防雨布207在伸缩杆206上展开或收拢。两个对称的卡扣固定座209分别设置在最顶层支撑架201的前侧两端，在可折叠晒架2收起时起固定伸缩杆206的作用。
最底层的支撑架两侧安装有收放连杆210，收放连杆210的一端套接在连接杆212上，收放连杆210的另一端通过螺栓与相邻的摇杆202相铰接，起拉动整个多层支撑架201的作用；电机213与连接杆212同轴连接，通过正反转来控制收放连杆210进行前后推拉。
可折叠晒架2可以对称且多排装载在移动平台1上；左右对称的可折叠晒架2，最底层的支撑架201通过螺栓螺纹与移动平台1相固定；并排的可折叠晒架2之间，通过转动连杆211相连接，使并排的收放连杆210实现同步转动。在移动平台1到达目的地后，可以展开可折叠晒架2，通过换向固定座208转动伸缩杆206，使其从与顶层支撑架201的顶端水平方向转换至垂直方向，然后调节伸缩杆206至与地面相接触，伸缩杆206可通过旋转拧紧，起固定支撑作用。
如图3所示，移动平台1包括脚踏板11、前档板12、控制器13、车轮14、车架15、驱动控制系统16；车架15有4个车轮14；前档板12竖立在车架15的前端；前档板12的下方为脚踏板11，脚踏板11固定在车架15上，用于给驾驶者站立；控制器13安装在前挡板的前侧，用于给驾驶者进行手动操控；驱动控制系统16位于车架15的前底部，用于对两前车轮14的独立控制。显示屏5安装在移动平台1的前挡板的后侧，面向可折叠晒架2；定位导航系统6安装在前挡板的下方，与移动平台的驱动控制系统16相邻，用于实时定位和规划行驶路线，实现自动导航功能；超声波传感器7有3个，一个安装在前挡板12的前侧下方，另两个对称安装在车架15的两侧，用于进行自动避障；中央控制系统8安装在车架15的底部，并与移动平台1的驱动控制系统16相连，用于整个机器人的控制运作。
如图5所示，所述的阳光角度传感器3，包括传感器壳体301、感光板302、透光孔303和感光板几何中点304。阳光角度传感器3的传感器壳体301固定安装在移动平台1的前档板一侧，传感器壳体301的上顶面中间有透光孔303，透光孔303用玻璃或其他透明材料封闭，传感器壳体301的内部水平固定安装有感光板302，透光孔303在感光板302垂直位置上有感光板几何中点304，感光板302可以采集阳光通过透光孔303投射的光点位置，并与感光板几何中点304的平面坐标比对，判断阳光的入射角度及方向；此信息传递给中央控制系统8，然后通过控制移动平台1的4个车轮14的正反转差速来控制调整移动平台1的水平姿态，使移动平台1上的可折叠晒架2获取能量密度更大的阳光照射。
实施例2
所述中药材生晒智能机器人可以分为两种控制模式，一种是人工操作模式，另一种是智能操作模式。
人工操作模式下，操作者在晒板204上放置中药材，然后把晒板204插入支撑架201上完成中药材上料步骤；操作者站在脚踏板11上，操控移动平台控制器，可实现前进、后退以及左右换向，驾驶移动平台到达目的地，同时在移动平台控制器13上操控电机213的开关按钮，使可折叠晒架2展开，收起防雨布207，转动伸缩杆206至垂直地面并调节高度，使伸缩杆206支撑可折叠晒架2，开始中药材生晒。在生晒过程中，阳光角度传感器3会追踪太阳最优射角度，判断出什么位置与角度能让中药材的生晒达到最大化效果，并把数据显示在显示屏5上，操作者可根据相关数据来操控移动平台，以调整晒板204的朝向角度。
智能操作模式下，操作者在晒板204上放置中药材，然后把晒板204插入支撑架201上完成中药材上料步骤；开启智能模式后由中央控制系统8运作，操控移动平台的驱动控制系统16，使移动平台1启动，实现前进、后退以及左右换向功能；在移动平台1行驶过程中，位于脚踏板11上方的超声波传感器7实现小车避障功能，超声波传感器7由一个发射探头和接收探头所组成，利用超声波遇到障碍物能反射的特性，根据超声波发射与接收的往返时间及声速检测与障碍物的距离，防止与障碍物碰撞，为移动平台1的前进规划了路线和提供安全的保障；同时在移动平台1的车架15两侧也安装了超声波传感器7，通过超声波测出车架两侧与障碍物的距离，进行判断是否符合可折叠晒架2伸展距离要求的技术支持；定位导航系统6包含GPS定位导航系统、自主导航模块、智能化地图匹配器和微处理器，实时定位小车位置，通过规划移动平台行驶路线，结合电子地图数据以实现自动导航功能；当移动平台找到合适位置后停下，位于前档板一侧的阳光角度传感器3追踪太阳光照强度和最优射角度，判断出什么位置与角度能让中药材的生晒达到最大化效果，并根据光照强度和最优光射角度来展开可折叠晒架2、伸缩杆并调整移动平台的方向，使可折叠晒架2的朝向获得最大的阳光照射角度，提高照射强度和生晒效率；同时位于前档板另一侧的温湿度传感器4实时检测环境空气温湿度的变化，收集并提供相关数据，以此判断是否能继续进行生晒环节；所有的传感器检测到的数据都会反馈到中央控制系统8并在显示屏5上显示出来；当生晒过程结束后，或者环境因素产生变化如遇到突发天气时，中药材生晒智能机器人会自动收拢可折叠晒架2和伸缩杆206并拉开防雨布207，自动导航回到仓库，完成中药材生晒工作。
实施例3
如图4所示，可以把晒板204替换成太阳能电池板，再添加一个储电装置，就可以将本实用新型的中药材生晒智能机器人改装成一种移动式太阳能储电装置。中央控制系统8控制驱动控制系统16，使移动平台1启动运行。车架15上的3个超声波传感器7为移动平台1避障探路并规划路线，寻找合适的地方伸展太阳能电池板。同时阳光角度传感器3检测环境光照情况，采集数据并反馈至中央控制系统8上，提供有效的光面。所有的数据包括储电容量都会通过显示屏5显示出来。等储电工作结束后，可折叠晒架2收起太阳能电池板，中央控制系统8控制移动平台1返回，完成太阳能储电。
