一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人

本发明涉及勘察测绘，具体为一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人。

背景技术：

1、为了缓解医护人员采样劳动强度，降低交叉感染风险，采样机器人应运而生。采样机器人在检测领域具有重要作用，可以为用户提供更快捷、准确的样本采集服务，避免了采集人员在采样过程中的误操作和受到交叉感染的风险，同时也可以提高采样的效率；在检疫检测领域，采样机器人可以用于对入境人员和动物等进行检测和采样，避免了人工操作的不确定性和风险，保证了检测结果的准确性和可靠性。

2、在使用时通常需要采集多个不同的样本，对于不同的样本需要不同的夹具，目前机械自动化采样机器人的采集夹具主要通过螺栓、螺母连接，这种连接方式需要花费一定的时间来进行夹具的安装和拆卸，在频繁的安装拆卸中显得十分麻烦，同时工作过程中也需要高效率、高精度的采样。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人，以解决上述背景技术中存在的问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人，包括连接基座和采样夹具，所述连接基座的底部设置有驱动装置，所述连接基座的顶部设置有抬升装置和液压装置，所述液压装置包括液压杆，所述液压杆上固定连接有支撑台，所述液压杆的顶部固定连接有旋转盘，所述旋转盘中心位置处转动连接有机械臂，所述抬升装置包括连接侧板，所述连接侧板和支撑台固定连接；

3、所述机械臂的底部固定连接有连接装置，所述连接装置包括连接圆环，所述连接圆环上开设有矩形槽，所述连接圆环的中心位置处活动连接有按压块，所述连接圆环的顶部固定连接有连接块，所述连接块上转动连接有固定板，所述固定板与连接器固定连接，所述连接块的顶部固定连接有弹簧阻尼器，所述弹簧阻尼器的顶部固定连接有连接底板。

4、进一步的，所述机械臂包括平衡杆，所述平衡杆的底部固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆上活动连接有内螺纹连接块，所述内螺纹连接块与螺纹杆转动连接，所述内螺纹连接块的底部固定连接有连接轴，所述连接轴的底部与连接装置固定连接。

5、进一步的，所述连接底板的底部固定连接有固定盘，所述连接块的顶部固定连接有连接柱，所述连接柱包括连接杆，所述连接杆的顶部固定连接有滑动块，所述固定盘上设置有螺旋槽，所述螺旋槽的平面剖视图为梯形。

6、在使用前可以将采样夹具对准连接装置的位置，限位块与矩形槽对应安装，通过向上推动采样夹具，使得连接轴向上挤压按压块，按压块向上运动带动连接块向上运动，挤压连接块顶部固定连接的弹簧阻尼器，同时在向上推动连接块时，连接块顶部固定连接的连接杆向上运动，连接杆顶部固定连接的滑动块与固定盘上设置的螺旋槽产生相对滑动，从而使得连接柱在向上运动过程中还会产生旋转运动，连接柱与按压块固定连接，按压块跟随连接柱旋转运动，矩形槽此时与限位块产生错位，此时弹簧阻尼器和连接圆环将采样夹具卡住；完成了采样夹具的安装；在拆卸时可以通过向上推动采样夹具，使得采样夹具和连接装置分离，在通过旋转将连接轴和矩形槽对准，之后通过弹簧阻尼器弹力将采样夹具弹出，完成了拆卸；本装置结构简单，在使用时便于安装和拆卸，大大节省了人力资源和成本。

7、进一步的，所述连接侧板与连接基座活动连接，所述连接侧板的侧面转动连接有驱动盘，所述驱动盘的侧面转动连接有连接杆，所述连接杆的顶部转动连接有连接盘，所述连接盘与机械臂固定连接。

8、进一步的，所述采样夹具包括连接器，所述连接器上固定连接有限位块，所述限位块的数量和体积与矩形槽对应正相关，所述连接轴的底部固定连接有液压连接装置，所述液压连接装置的底部固定连接有固定杆，所述固定杆上转动连接有机械爪抓钩，所述液压连接装置的中心位置处活动连接有压力杆，所述压力杆和机械爪抓钩活动连接。

9、进一步的，所述机械臂上还设置有辅助采样装置，所述辅助采样装置包括图像采集模块、检测模块、信息处理模块和反馈模块。

10、进一步的，所述图像采集模块为两组高清摄像机，一组设置在采样夹具上，用于对采样区域进行图像定位，另一组设置在机械臂上，用于对采集的样品进行信息确认；所述信息处理模块主要用于控制装置内部电机和液压装置，控制采集机器人采取合适的姿态和角度，采用最合理的方式实现对样品的精确捕捉。

11、进一步的，所述检测模块能够对图像采集模块采集的图像进行数据分析，先进行图像预处理、形态学检测定位及边缘检测，将要采集的样品位置检测出来，并运用hough变换，确定采集目标的当前形态、大小，确定采样目标的状态能够作为依据来选择采集的高度和角度，提高采集的准确性和效率，同时对采样夹具捕捉的样品进行初步分析，通过对图像进行分析，进一步确认采集的物品是否为样品以及该样品的基本信息；所述反馈模块为设置在连接基座上的一组灯泡，灯泡颜色、状态与采样装置当前状态对应，分为前进姿态、调整姿态、采集姿态、完成姿态四个部分，对应四个灯泡，红色灯代表“正在进行”，绿灯代表“等待进行”，以此来更好的观察机械自动化采样机器人的采样状态。

12、有益效果：

13、1、该方便更换夹具的机械自动化采样机器人，在使用前可以将采样夹具对准连接装置的位置，限位块与矩形槽对应安装，通过向上推动采样夹具，使得连接轴向上挤压按压块，按压块向上运动带动连接块向上运动，挤压连接块顶部固定连接的弹簧阻尼器，向上推动连接块时，连接块顶部固定连接的连接杆向上运动，连接杆顶部固定连接的滑动块与固定盘上设置的螺旋槽产生相对滑动，从而使得连接柱在向上运动过程中还会产生旋转运动，连接柱与按压块固定连接，按压块跟随连接柱旋转运动，矩形槽此时与限位块产生错位，此时弹簧阻尼器和连接圆环将采样夹具卡住；完成了采样夹具的安装，单人操作就可以完成安装，十分方便。

14、2、该方便更换夹具的机械自动化采样机器人，在拆卸时可以通过向上推动采样夹具，使得采样夹具和连接装置分离，在通过旋转将连接轴和矩形槽对准，之后通过弹簧阻尼器弹力将采样夹具弹出，完成了拆卸；本装置结构简单，在使用时便于拆卸，大大节省了人力资源和成本。

15、3、该方便更换夹具的机械自动化采样机器人，图像采集模块为两组高清摄像机，一组设置在采样夹具上，用于对采样区域进行图像定位，另一组设置在机械臂上，用于对采集的样品进行信息确认；所述信息处理模块主要用于控制采集机器人采取合适的姿态和角度，采用最合理的方式实现对样品的精确捕捉，检测模块能够对图像采集模块采集的图像进行数据分析，先进行图像预处理、形态学检测定位及边缘检测，将要采集的样品位置检测出来，并运用hough变换，确定采集目标的当前形态、大小，确定采样目标的状态能够作为依据来选择采集的高度和角度，提高采集的准确性和效率。

技术特征：

1.一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人，包括连接基座(1)和采样夹具(7)，其特征在于：所述连接基座(1)的底部设置有驱动装置(2)，所述连接基座(1)的顶部设置有抬升装置(3)和液压装置(4)，所述液压装置(4)包括液压杆(401)，所述液压杆(401)上固定连接有支撑台(402)，所述液压杆(401)的顶部固定连接有旋转盘(403)，所述旋转盘(403)中心位置处转动连接有机械臂(5)，所述抬升装置(3)包括连接侧板(304)，所述连接侧板(304)和支撑台(402)固定连接；

2.根据权利要求1所述的一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人，其特征在于：所述机械臂(5)包括平衡杆(502)，所述平衡杆(502)的底部固定连接有螺纹杆(501)，所述螺纹杆(501)上活动连接有内螺纹连接块(503)，所述内螺纹连接块(503)与螺纹杆(501)转动连接，所述内螺纹连接块(503)的底部固定连接有连接轴(504)，所述连接轴(504)的底部与连接装置(6)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人，其特征在于：所述连接底板(606)的底部固定连接有固定盘(608)，所述连接块(605)的顶部固定连接有连接柱(607)，所述连接柱(607)包括连接杆(6071)，所述连接杆(6071)的顶部固定连接有滑动块(6072)，所述固定盘(608)上设置有螺旋槽，所述螺旋槽的平面剖视图为梯形。

4.根据权利要求2所述的一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人，其特征在于：所述连接侧板(304)与连接基座(1)活动连接，所述连接侧板(304)的侧面转动连接有驱动盘(301)，所述驱动盘(301)的侧面转动连接有连接杆(302)，所述连接杆(302)的顶部转动连接有连接盘(303)，所述连接盘(303)与机械臂(5)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人，其特征在于：所述采样夹具(7)包括连接器(702)，所述连接器(702)上固定连接有限位块(701)，所述限位块(701)的数量和体积与矩形槽(604)对应正相关，所述连接器(702)的底部固定连接有液压连接装置(703)，所述液压连接装置(703)的底部固定连接有固定杆(704)，所述固定杆(704)上转动连接有机械爪抓钩(705)，所述液压连接装置(703)的中心位置处活动连接有压力杆(706)，所述压力杆(706)和机械爪抓钩(705)活动连接。

6.根据权利要求1所述的一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人，其特征在于：所述机械臂(5)上还设置有辅助采样装置，所述辅助采样装置包括图像采集模块、检测模块、信息处理模块和反馈模块。

7.根据权利要求6所述的一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人，其特征在于：所述图像采集模块为两组高清摄像机，一组设置在采样夹具(7)上，另一组设置在机械臂(5)上；所述信息处理模块主要用于控制装置内部电机和液压装置，实现对样品的精确捕捉。

8.根据权利要求6所述的一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人，其特征在于：所述检测模块能够对图像采集模块采集的图像进行数据分析，确定采样目标，同时对采样夹具(7)捕捉的样品进行初步分析；所述反馈模块为设置在连接基座(1)上的一组灯泡，灯泡颜色、状态与采样装置当前状态对应。

技术总结本发明涉及勘察测绘技术领域，且公开了一种方便更换夹具的机械自动化采样机器人，包括连接基座和采样夹具，连接基座的顶部设置有抬升装置和液压装置，液压装置顶部设置有旋转盘，旋转盘中心位置处转动连接有机械臂；机械臂的底部固定连接有连接装置，连接装置包括连接圆环，连接圆环上开设有矩形槽，连接圆环的中心位置处活动连接有按压块，连接圆环的顶部固定连接有连接块，连接块上转动连接有固定板，固定板与固定连接，连接块的顶部固定连接有弹簧阻尼器，弹簧阻尼器的顶部固定连接有连接底板；本装置设置的采样夹具与连接装置配合，在使用时可以快速完成夹具的安装和拆卸，节省了人力资源和成本，提高了采样的工作效率。技术研发人员：李晓光受保护的技术使用者：湖州学院技术研发日：技术公布日：2024/8/20