具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

为了解决扦样中位置固定，控制精确，减少维修成本的问题，本发明提供

一种扦样机，如图1-7所示，包括：扦样结构、物料分析结构、余粮处理结构和控制系统，装载物料的物料运输车到达指定位置后，扦样结构根据控制系统的控制信号移动到目的位置进行扦样，并将吸入的物料送入物料分析结构进行称量、分析，余料通过余料处理结构收集。

其中，扦样结构包括：移动车、移动车的驱动结构、扦样杆和扦样杆的驱动结构，扦样杆连接在移动车上，随移动车进行水平向的移动，到达移动车的目标位置。扦样杆的驱动结构驱动扦样杆相互靠近或相互远离(扦样结束复原时反向运动)，到达位置后，扦样杆再进行垂直向向下移动(扦样结束复原时反向运动)，扦样杆的驱动结构由丝杠、移动导向块16等组合而成，垂直向的丝杠结构与扦样杆17连接。扦样杆与抽气系统、物料分析结构相连，扦样杆17采用吸气方式将物料吸入杆内，并输送到物料分析结构中。为了实现移动车和扦样杆的移动，控制系统与扦样结构相连，以根据物料运输车的车长确定扦样结构的扦样位置，并发出具体的移动指令。

扦样结构中，两辆移动车分别设置在对应的水平向导轨3上，水平向导轨架设在扦样区域支架上，扦样区域支架的两侧分别垂直向设置支撑架1，两个支撑架1相对侧的上部设置该水平向导轨3，两个支撑架1的上方还架设棚罩2，支撑架1和棚罩2所围区域为扦样区域。棚罩2能够起到挡风遮雨的效果，优化扦样工作环境，并且避免移动车上的驱动电机(伺服电机)、限位传感器淋雨后受损，同时能够实现连续作业。

水平向导轨3优选钢轨，水平向倾斜度不大于轨道长度的1/1000，跨度方向安装允许±2mm的偏差；导轨接头处采用长孔轨道夹板连接，以提高水平向调整的便利性，为了提高垂直方向调整的便利性，导轨下设置垫片。两个水平向导轨3相互平行，接头处错开距离布置。

每个水平向导轨3上可以设置一个或更多个移动车，每个移动车安装一根或多根扦样杆，由此形成多位置同时扦样的效果，提高扦样效率，并实现多位置随机取样，提高取样的随机性，物料分析结果更准确。当每个水平向导轨3分别设置一个移动车，每个移动车连接两根扦样杆，那么可以实现4个位置同时扦样，如果每个水平向导轨3设置2个移动车，那么可以实现8个位置随机取样。当每个导轨设置一个移动车，每个移动车连接3根扦样杆，可以实现6个位置同时扦样。在其他实施例中，移动车的数量可增加，水平向导轨的数量也可增加，不同的移动车在对应的导轨上移动。

移动车的底部设置行走结构(比如行走轮)，行走结构上配置同步驱动电机。具体为：同步驱动电机7安装在移动车上，行走结构(比如行走轮)与同步电机的动力输出轴6连接。同步驱动电机带动行走结构在水平向导轨上滚动，实现移动车在水平向的移动。

在移动车上，水平向导轨固定方钢4和用于维修人员行走的步道分别设置于移动车的两端，达到平衡配重的效果。水平向导轨固定方钢4的上部设置连接扦样杆的丝杠结构的支撑座，另外还设置水平向导轨支撑钢架结合件5，连接水平向丝杠的移动滑块，方便移动车随该移动滑块滑动。

在本发明中扦样杆的水平向移动、垂直向上下运动的驱动结构各采用丝杠结构进行驱动。

丝杠结构包括：支撑座(包括端部支撑座、尾部支撑座，还可以包括底板)、驱动电机8(步进电机)、联轴器9、丝杠17、平衡杆15和移动导向块16，驱动电机8通过电机支座固定于底板11，电机通过联轴器9与丝杠17连接。平衡杆15固定设置于端部支撑座和尾部支撑座，且与丝杠平行，处于丝杠17的侧边，丝杠17穿过支撑座。平衡杆15为两个，分处于丝杠17的两侧，形成稳定结构，达到平衡效果，促使丝杠17稳定，移动导向块16可在直线上滑动。平衡杆15可滑动式穿过移动导向块16；直线螺母14套设于丝杠17，且与移动导向块16固定连接。驱动电机的变频器与控制系统进行信号连接。

垂直向的丝杠结构的支撑座或底板11与水平向的丝杠结构的移动导向块固定连接；垂直向的丝杠结构的移动导向块16与扦样杆固定连接。由此，垂直向的丝杠结构安装在水平向的丝杠结构上，当水平向的丝杠结构驱动扦样杆移动时，垂直向的丝杆结构同步运动。当垂直向的丝杠结构驱动扦样杆运动时，水平向的丝杆结构位置固定不动。

工作时，两种方式：方式1，移动车水平向移动，然后扦样杆水平向移动，最后扦样杆垂直向运动。方式2，扦样杆水平向移动，然后移动车水平向移动，最后扦样杆垂直向运动，见附图8。电控系统(属于控制系统)给伺服电机(即上文驱动电机8，或用步进电机替换)供电，电控系统启动水平向运动的丝杠结构的伺服电机，通过与之相连的联轴器9带动水平向丝杠转动，同时与丝杠配合的移动滑块开始移动，带动扦样杆进行水平向移动。待扦样杆在水平向到达目标位置后，伺服电机带动移动车的行走结构在水平向导轨上移动。待移动车到达目标位置后，电控系统启动扦样杆的垂直向的丝杠结构的螺杆伺服电机，当竖直方向的伺服电机(即上文驱动电机8，或用步进电机替换)启动，扦样杆17就会随着与之相连的移动导向块16上下移动，到达位置后，进行扦样从而完成扦样作业。扦样完成后，反向运动，扦样杆和移动车都到达初始位置。

使用步进电机或者伺服电机的目的在于，电气控制方面能够获取更多电机运行的位置信息和信号的反馈，使得控制系统方面能够不再增加传感器的情况下使控制形成闭环控制。使用伺服电机或者步进电机控制更加精确，运行的位置也能随时获取，并且自带抱闸和编码器，能够停车时抱死电机不容易发生危险，并且电机的转速和整个运行过程都可控可调，使得控制系统编程更加灵活。

利用丝杠结构配合电机的驱动可以使水平和竖直方向上的移动和扦样作业控制精度更加精准，另外丝杠停留的位置信息可以反馈给电控的上位机系统(该上位机系统属于控制系统)，能够使扦样作业形成闭环的控制系统。而且采用丝杠结构的驱动方式，使整个扦样机的结构相对简单，并且在运行的平稳性、稳定性能和传动精确度方面够满足扦样机的各种要求，并且免维护方面优势明显。相对于链条结构和齿轮齿条机构，成本较低、结构更加简单，故障率低等。

丝杠结构具体安装时，可采用如下步骤：第一步，先安装底板11和电机支座；第二步，安装伺服电机或者步进电机；第三步，将底板11和小车上的方管配打安装螺纹孔，并固定安装好；第四步，安装端部支座10根据联轴器9安装合适的位置长度，配打底座螺纹孔，安装联轴器9和端部底座；第五步，安装轴承和挡圈；第六步，安装平衡杆15和丝杠；第七步，在丝杠17上套设安装丝杠螺母(亦称直线螺母14)；第八步，安装移动导向块16和直线轴承挡圈等；第九步，将直线螺母14和移动滑块固定连接；第十步，安装尾部支座12和轴承挡圈等；第十一步，安装连结支座；第十二步，安装罩壳，配打安装固定罩壳螺纹孔，并固定牢固。最后通电测试滑块移动是否有干涉、速度快慢等问题，并作出相应调整。

各种起到支撑结构的部件，比如底板11、端部支座10、尾部支座12等，在一些情况下可以加工成整体结构。

本发明还提供了一种扦样机的控制方法，其包括：

获取物料运输车的车长；

根据车长与预设的车长-扦样位置对应关系进行匹配，随机确定移动车的位置、扦样杆在水平向的移动距离和垂直向的移动距离；

同步驱动电机带动移动车在导轨上移动至其目标位置，水平向的丝杠结构驱动扦样杆在水平向运动至其目标位置，然后垂直向的丝杠结构驱动扦样杆在垂直向运动至其目标位置；

待扦样杆到达目标位置后，抽气系统启动抽气，物料分析结构启动物料分析。

其中车辆的辨识和车长车宽信息的提取，对于电气程序来说，基于车长信息，电气控制系统就可以根据车长来随机进行扦样点的确定，然后扦样。不同的车长，扦样的位置也是不同的。另外程序设定的相同车长的扦样点要求是随机的，所以识别车牌和车厂信息对于程序控制非常重要，并且对于扦样完成后需要查询扦样车辆的扦样点位和当天扦样时间和扦样数量都有关系。

多杆扦样机的程序运行控制部分最重要的就是车辆的长度宽度辨识，在执行获取物料运输车的车长步骤时，有四种方法可用于不同的实施例，

方法1，通过传感器测距的方式实现(这种方案最经济最简单)；方法2，通过安装在作业区内的视频监控系统，通过软件程序来换算出作业区内车辆的大小(这种方案比较适合也是我们目前主推的方案)，通过安装在四周摄像头，从摄像头拍摄的车辆录像中取一个图片，然后根据坐标关系和比例尺关系，电脑程序能够测算出车辆长度和宽度。该获取车长和车款的技术可借助现有技术。方法3，通过三维激光扫描器来对作业区内的车辆扫描，进而得出车辆坐标轮廓和大小信息(这种方案最贵也最精确，不受天气和环境因素的影响)。方法4，司机或工作人员输入标签信息，控制系统获取外部输入的物料运输车的标签信息，标签信息包括：车号和/或车型；控制系统再根据标签信息与预设的车长匹配关系确定物料运输车的车长和/或车斗深度。

车长-扦样位置对应关系中，一个车长对应多个扦样位置；则，根据车长与预设的车长-扦样位置对应关系进行匹配，随机确定移动车的位置、扦样杆在水平向的移动距离和垂直向的移动距离包括：

根据车长确定对应的所有扦样位置；自对应的所有扦样位置中随机提取与扦样杆数目相同的扦样位置；并将这些扦样位置合理分配给不同的移动车上的扦样杆；然后根据提取的扦样位置和移动车、扦样杆的初始位置，确定移动车的位置、扦样杆在水平向的移动距离和垂直向的移动距离。

目前随机提取与扦样杆数目相同的扦样位置通用解决方案为，当车辆信息判别出来后，两辆扦样杆移动小车在各自的作业区内作业，通过给Y参数赋值(1m、1.5m、2m、2.5m等值)，给X赋值(0.5m、1m等)，这时程序就会在同样是13.5m车辆到达作业区域内时实现随机变化的不同点位的扦样作业。由此主要是防止人员干预，以避免定点扦样时有关人员预先在这个区域设置好的粮食，避免定点扦样到实验室的检测粮不具有代表性，准确性差。

将确定的扦样位置合理分配不同的移动车的扦样杆时，可以依据不同扦样杆的服务区域来分配，比如：多杆扦样机的运动分为1、长度方向上的移动车前后移动，两台移动车分管6.75米的区域；2、扦样杆在宽度方向上的左右方向移动，两个水平移动丝杠机构分管1.6米的区域，3、垂直方向的扦样杆上下移动，两个独立的垂直丝杠上下可移动3米。

下面给出一种控制方法的具体实施例：

车辆驶入扦样机罩棚前，自动或者手工输入车辆车牌信息和车长车宽信息；车辆驶入后到达指定作业区域位置后停车；语音提示自动提示司机下车，在等待区等候作业结束；摄像头拍摄车辆自动识别车长车宽；电控系统根据车长信息，自动开始扦样作业；(一个钢架罩棚含2个小车，各负责一般区域，一个小车上有2个扦样杆17，一共4个扦样杆17)；扦样作业室内涡旋增压风机25开始负压抽取检测样粮食，作业5-10s后能够完成扦样；抽取的粮食经过吸料管18，通过沙克龙螺旋卸料器19到达缓冲料斗20，然后经过1/8规格的分料器21，其中1等分直接流入检测化验室的检验料盒23，其余7份流入余粮斗22，随后进入余料编织袋。其中沙克龙螺旋卸料器19的上部连接，除尘器24通过负压涡旋增压风机25提供风力。在检测化验室内还设置电控箱26和操作台27。

对应上述控制方法，本发明还提供了一种扦样机的控制系统，其包括：

获取单元，用于获取物料运输车的车长；

匹配单元，用于根据车长与预设的车长-扦样位置对应关系进行匹配，确定移动车的水平向行走距离和扦样杆的垂直向下降距离；

存储单元，用于存储物料运输车的车长、车长-扦样位置对应关系、和/或物料分析结果。

本发明使用丝杠滑台控制扦样杆移动精度；使用变频器控制减少扦样小车前后移动过程中的冲击载荷和刹车滑动现场；和用私服或者步进电机让扦样杆的扦插和移动位置更加精准。控制方面，控制系统在智能化和外接接口方面更加智能，系统能兼容粮库库区的门禁系统和称重系统，做到一机多用的平台化集中功能，另外系统的视频图像，车辆信息、作业扦插点位和称重重量等等信息都能事后可查询。可以查询某一天，某一辆车，扦样的点位和扦样的公斤数，扦样化验的结果等。

另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中。

然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。