粮情检测多点取样矩阵式选通装置的制作方法

本实用新型属于储粮仓房粮情检测技术领域。主要涉及一种用于粮情检测的多点取样矩阵式选通装置。具体讲是一种能够实现大批量检测点粮情参数自动选通、便于集中统一检测的自动化机电装置。

背景技术：

随着国家在粮库信息化建设领域加大了科技投入，对粮食在仓储过程中霉变、发热、虫害监控与防治领域开发了众多的检测监控装置。这些装置对于粮库粮情的自动化检测起到了积极的作用。在目前粮库储粮环境气体组分、储粮粮堆害虫的自动化检测中，常用的方法是将粮库各检测点的待检测气体及检测点捕获的害虫通过气路输送到检测分析装置，由检测分析装置完成检测的方法进行。在检测对象输送的过程中，往往需要一个多点选通装置，根据控制分时将某一检测点与检测分析装置的气路进行连接。

中国专利文献（CN201310087556）公开检测监控装置就是这样的装置，其通过转盘转动实现圆形的多点选择机构对某一检测点的旋转对位，通过点点对接机构实现检测通道与待检测粮情通道的对接与密封。由于这种对接选通装置各检测点的待检测粮情通道呈圆周分布，导致在粮库待检测点增多、对接选通装置上待检测粮情通道数量增加时，对接选通装置的圆周分布直径会越来越大，对接选通装置的体积越来越大，最终造成对接时间增加，对接可靠性变差等不足。

技术实现要素：

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提出一种用于粮情检测的多点取样矩阵式选通装置。该装置的待检测粮情通道采用矩阵式分布，可以在有限的空间内大幅增加待检测粮情通道的数量，使之在一定的体积下，具有更多的多点选通检测能力。同时，可以通过对接装置实现检测通道气嘴与待检测粮情通道进行对接与密封，实现多点矩阵式取样选通，完成对大批量待检测通道的共机分时检测。保证选通对接时间和选通的可靠性。

本实用新型实现上述目的采取的技术方案是：一种粮情检测多点取样矩阵式选通装置，包括X向运动装置、X向驱动装置、Y向运动装置、Y向驱动装置和对接装置，所述X向运动装置的底板上设置有多个呈矩阵式排列的待检测粮情通道，通过X向驱动装置和Y向驱动装置分别带动X向运动装置和Y向运动装置实现对底板上待检测粮情通道的行、列选择，完成检测通道与待检测粮情通道X、Y方向的初对应；通过对接装置实现检测通道与待检测粮情通道的对接与密封。

本实用新型所述X向运动装置的底板上方设置有X向滑台，该X向滑台通过X向运动装置滑块与所述设置在底板上待检测粮情通道两侧设置的X向运动装置导轨滑动连接，所述Y向运动装置的Y向运动装置导轨固定于X向滑台两侧，与所述X向运动装置导轨垂直设置，所述Y向滑台通过固定其上的Y向运动装置滑块与Y向运动装置导轨滑动连接。

本实用新型所述的Y向运动装置和Y向驱动装置均设置于X向运动装置的X向滑台上；所述Y向运动装置的Y向滑台与所述底板平行。

本实用新型在所述X向运动装置的底板上的待检测粮情通道处安装有密封垫。

本实用新型所述X向驱动装置和Y向驱动装置为丝杠结构；所述X向驱动装置的丝杠固定在底板上并与X向驱动装置丝杠驱动电机连接，能够受电机控制转动，所述丝杠通过X向驱动装置螺母座和X向驱动装置螺母与X向滑台连接。所述Y向驱动装置设置在与所述X向滑台连接的竖板上，Y向驱动装置对接电机的输出轴通过Y向驱动装置联轴器与Y向驱动装置丝杠连接，在所述的Y向驱动装置丝杠上连接有Y向驱动装置螺母，该Y向驱动装置螺母通过Y向驱动装置螺母座与所述Y向滑台固定连接。

本实用新型所述X向驱动装置和Y向驱动装置为齿轮齿条的结构，X向驱动装置的X向齿轮驱动电机固定于所述X向滑台上，在X向齿轮驱动电机的输出轴上连接有X向齿轮，该X向齿轮与固定于底板上的X向齿条啮合连接；Y向驱动装置的Y向齿轮驱动电机固定于Y向滑台上，在所述Y向齿轮驱动电机的输出轴上连接有Y向齿轮，该Y向齿轮与固定于所述竖板上的齿条啮合连接。

本实用新型所述X向驱动装置和Y向驱动装置为带传动的结构， 所述X向驱动装置的X向带轮驱动电机固定在底板上，在电机轴上连接有带轮，该带轮与依靠X向带轮架固定于底板上的另一个X向带轮之间连接有X向传动带，X向带压板一端与所述的传动带固定连接、另一端与X向滑台固定连接；所述Y向驱动装置的Y向带轮驱动电机固定在竖板上，在所述带轮驱动电机的输出轴上连接有带轮，该带轮与依靠Y向带轮架固定于竖板上的另一个Y向带轮之间连接有Y向传动带，Y向带压板一端与所述的传动带固定连接、另一端与Y向滑台固定连接。

本实用新型所述对接装置位于Y向运动装置的Y向滑台上方，包括由一个安装于Y向滑台的对接支架、二个铰接于对接支架的四连板、一个铰接于四连板的气嘴固定板组成一个四连杆机构及拨盘驱动电机、拨盘、拨头和气嘴腔、气嘴，对接支架一端固定于Y向滑台之上，另一端与二个四连板的一端进行铰接，二个四连板的另一端与气嘴固定板对应铰制孔进行铰接；在所述Y向滑台上固定连接有拨盘驱动电机，在拨盘驱动电机输出轴上连接有拨盘及拨头，拨头与四连板连接；在所述气嘴固定板设置有由气嘴腔和气嘴腔盖围成一内腔，气嘴通过两者的中心运动孔穿入其中，在气嘴外径，即在螺母挡片上方，套装弹簧，弹簧的另一端通过气嘴腔盖预压入气嘴腔内，气嘴通过气嘴腔盖中间的运动孔伸出与各路粮情通道管路进行连接。

本实用新型在所述X向运动装置的X向滑台上设置有定位检测装置。

本实用新型在所述Y向运动装置的Y向滑台上设置有定位检测装置。

本实用新型通过在底板上设置大量的待检测粮情通道，并且将待检测粮情通道呈矩阵式排列，通过X向驱动装置和Y向驱动装置根据指令驱动X行、Y列两路位移控制电机完成检测通道与待检测粮情通道行、列方向的初对应，然后通过控制C向电机的转动，驱动其带动的四连杆机构转动，从而带动四连杆机构上的检测通道通过Z向位移分量实现与待检测粮情通道的对接与密封。可以在有限的空间内大幅增加待检测粮情通道的数量，使之在一定的体积下，具有更多的多点选通检测能力。同时，由于选通对接采用三个电机同步运行控制，可以在大幅增加待检测粮情通道的同时，保证选通的对接时间和选通的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型用于粮情检测的多点取样矩阵式选通装置结构示意图。

图2为本实用新型用于粮情检测的多点取样矩阵式选通装置X向结构示意图。

图3为本实用新型用于粮情检测的多点取样矩阵式选通装置Y向结构示意图。

图4为本实用新型用于粮情检测的多点取样矩阵式选通装置对接装置结构示意图。

图5为图4的立体图。

图6为图4的A-A向剖视图。

图7为本实用新型用于粮情检测的多点取样矩阵式选通装置实施方案2结构示意图。

图8为图7的正视图。

图9为图8的左视图。

图10为本实用新型用于粮情检测的多点取样矩阵式选通装置实施方案3结构示意图。

图11为图10的正视图。

图12为图11的左视图。

图中：1.底板，2.挡块 ，3. X向运动装置导轨，4. X向运动装置滑块，5.X向滑台，6.电控板，7. X向驱动装置丝杠前支架，8. X向驱动装置丝杠驱动电机，9. X向驱动装置电机架，10. X向驱动装置螺母座，11. X向驱动装置螺母，12. X向驱动装置丝杠，13. X向驱动装置丝杠后支架，14.待检测粮情通道，15.竖板，16. Y向驱动装置丝杠后支架，17. Y向驱动装置丝杠，18. Y向驱动装置螺母座，19. Y向驱动装置螺母，20. Y向驱动装置丝杠前支架，21. Y向驱动装置联轴器，22. Y向驱动装置对接电机架，23. Y向驱动装置对接电机，24. Y向运动装置导轨支架，25. Y向运动装置导轨，26. Y向运动装置滑块，27.Y向滑台，28.定位片，29.定位检测装置，30.对接支架，31. 对接电机架，32.拨盘，33.四连板，34.拨头，35.气嘴固定板，36.气嘴腔盖，37.气嘴腔，38.气嘴，39.弹簧，40.螺母挡片， 41. 拨盘驱动电机，42. Y向齿条，43. Y向齿轮 ，44. Y向齿轮电机架，45. Y向齿轮驱动电机，46. X向齿轮驱动电机，47. X向齿轮电机架，48. X向齿轮，49. X向齿条， 50.Y向带轮，51.Y向带轮架，52.Y向传动带， 53. Y向带轮电机架， 54. Y向带轮驱动电机，55.Y向压带板，56.X向压带板，57.X向传动带，58.X向带轮，59.X向带轮架，60.X向带轮电机架，61.X向带轮驱动电机，A. X向运动装置；B. X向驱动装置；C.Y向运动装置；D.Y向驱动装置；E.对接装置。

具体实施方式

下面本实用新型将结合实施例和附图作进一步详述：

实施例1

如图1-6所示：本实用新型所述的粮情检测多点取样矩阵式选通装置包括X向运动装置A、X向驱动装置B、Y向运动装置C、Y向驱动装置D和对接装置E。其中：所述X向运动装置A主要由底板1、挡块2、X向运动装置导轨3、X向运动装置滑块4、X向滑台5、电控板6、待检测粮情通道14组成；所述Y向运动装置C主要由竖板15、Y向运动装置导轨支架24、Y向运动装置导轨25、Y向运动装置滑块26、Y向滑台27、定位片28、定位检测装置29组成；所述对接装置E主要由对接支架30、对接电机架31、拨盘32、四连板33、拨头34、气嘴固定板35、气嘴腔37、气嘴腔盖36、气嘴38、弹簧39、螺母挡片40组成。所述X向驱动装置B和Y向驱动装置D由X向驱动装置丝杠前支架7、X向驱动装置丝杠后支架13、X向驱动装置丝杠12、X向驱动装置螺母座10、X向驱动装置螺母11、X向驱动装置丝杠驱动电机8、X向驱动装置电机架9、Y向驱动装置丝杠后支架16、Y向驱动装置丝杠17、Y向驱动装置螺母座18、Y向驱动装置螺母19、Y向驱动装置丝杠前支架20、Y向驱动装置联轴器21、Y向驱动装置对接电机架22、Y向驱动装置对接电机23组成。

如图2所示：所述X向运动装置A的底板1为基板，其上设置有多个待检测粮情通道14,所述待检测粮情通道为上下贯通通孔，每个待检测粮情通道14位于底板1的下面端均留有内螺纹，同时，待检测粮情通道14在底板1上呈矩阵式排列，以实现有限的空间内做到大幅增加待检测粮情通道14的数量；在底板1的下端面每一处对应待检测粮情通道14部位均连接有对接头，每个对接头的一端与对应的待检测粮情通道14螺纹连接、另一端和粮库各点的粮情通道管路进行对接。在底板的上端面待检测粮情通道14处安装有密封垫，密封垫可以为每个待检测粮情通道14上配一个小的环形垫，也可以为一张大的整体密封垫，用以对接时完成与气嘴38的对接与密封，也可以省去密封垫，采取锥形对接密封。在底板1待检测粮情通道区域的两侧，对称设置有X向运动装置导轨3，并在X向运动装置导轨3的两端连接有挡块2用于限制X向滑台5，防止滑块在导轨上滑出。X向滑台5通过其两侧下端固定的滑块4分别与导轨3滑动连接，实现在导轨3上自由的X向直线的自由往复位移。X向滑台5的驱动由固定在底板1上的丝杠12带动固定在X向滑台5下方的螺母座10和螺母11来完成。丝杠12由丝杠前支架7和丝杠后支架13固定支撑在底板1上，与固定于电机架9上的丝杠驱动电机8连接。

如图3所示：所述的Y向运动装置C和Y向驱动装置D均设置于X向运动装置A的X向滑台5上。其中Y向运动装置导轨25为一对，对称固定在X向滑台5上，由固定在X向滑台5上的Y向运动装置导轨支架24固定支撑，所述的Y向运动装置导轨25与X向运动装置导轨3成垂直角度设置，Y向滑台27通过固定其上的Y向运动装置滑块26与Y向运动装置导轨25滑动连接，实现在Y向运动装置导轨25上的Y向往复位移；Y向滑台与底板平行；Y向滑台27的驱动由Y向驱动装置D完成。在X向滑台5的后端固定连接一竖板15，并在该竖板15上固定连接有Y向驱动装置丝杠后支架16、 Y向驱动装置丝杠17、Y向驱动装置螺母座18、Y向驱动装置螺母19、 Y向驱动装置丝杠前支架20、 Y向驱动装置联轴器21、 Y向驱动装置对接电机架22及 Y向驱动装置对接电机23，Y向驱动装置对接电机23通过Y向驱动电机架22固定，Y向驱动装置丝杠17通过Y向驱动装置丝杠后支架16和Y向驱动装置丝杠前支架20固定，Y向驱动装置对接电机23的输出轴通过Y向驱动装置联轴器21与Y向驱动装置丝杠17连接并带动其进行旋转；在所述的Y向驱动装置丝杠17上连接有Y向驱动装置螺母19，该Y向驱动装置螺母19通过Y向驱动装置螺母座18与Y向滑台27固定连接，通过Y向驱动装置对接电机23的受控旋转，经丝杠螺母机构带动Y向滑台27进行Y向的往复位移。在所述Y向滑台27上设置有定位片28，在所述X向滑台5上设置有定位检测装置29，由此，Y向位移的零位与限位检测可由安装于Y向滑台27的定位片28和安装于X向滑台5的定位检测装置29来完成。所述的定位检测装置29可以采用对射式光电开关，也可以采用微动开关、接近开关、磁控开关等来完成。

如图4-6所示：对接装置E位于Y向滑台27上方，包括由一个安装于Y向滑台27的对接支架30、二个铰接于对接支架30的四连板33、一个铰接于四连板33的气嘴固定板35组成一个四连杆机构及拨盘驱动电机41、拨盘32、拨头34和气嘴腔37、气嘴38等。对接支架一端固定于Y向滑台27之上，另一端与二个四连板的一端进行铰接。两个铰接点连线与Y向滑台垂直。二个四连板的另一端与气嘴固定板35对应铰制孔进行铰接。其中二个四连板的两端的铰链（即四个转轴）处可采用销钉等转轴件进行连接，也可以采用轴承进行连接。由于对接支架30与四连板33的二个铰接轴平面垂直于Y向滑台27，二个四连板33等长，因此，气嘴固定板35也垂直于Y向滑台27，即垂直于底板1。通过对接电机架31安装于Y向滑台27上的拨盘驱动电机41带动固定于其轴上的拨盘32进行旋转，拨盘32上安装有拨头34，拨头插入四连板33的滑槽中，在拨盘驱动电机41带动拨盘32转动的时候，拨头34在滑槽中往复滑动，通过往复力分量带动四连板绕对接支架铰链周向运动，实现气嘴固定板绕对接支架30平行转动，使气嘴固定板35具有上下位移分量，固定于气嘴固定板35的气嘴腔37和气嘴腔盖36围成一内腔，中空的气嘴38通过两者的中心运动孔穿入其中，在气嘴中部位置上固定安装有螺母挡片40，该螺母挡片40旋入固定，同时在气嘴38外径，即在螺母挡片上方，套装一定弹力的弹簧39，弹簧的另一端通过气嘴腔盖预压入气嘴腔内，由于弹簧39受压变形，将螺母挡片40带动气嘴38压入下极限位，即气嘴通过气嘴腔盖中间的运动孔伸出，连接于检测通道管路上，形成初始的状态。气嘴可以在气嘴腔及气嘴腔盖中间的运动孔内克服弹力往复运动。

装置上电时，首先电控板6控制拨盘驱动电机41带动四连杆小角度上移转动，使气嘴38脱离底板1中的待检测粮情通道，然后X向驱动装置丝杠驱动电机8、Y向驱动装置对接电机23分别驱动X向滑台5和Y向滑台27移动向零位初始点，移动到位与否由各自的零位检测装置进行检测。到位后装置完成设备的初始化；装置运行时，首先电控板6根据需要对接的待检测通道的行列位置计算出X向驱动装置丝杠驱动电机8、Y向驱动装置对接电机23的运动参数，然后控制电机进行运动，运动可采取闭环与开环的形式进行。

本实施例中，X向、Y向驱动装置采用的是丝杠螺母结构，如图2-3所示：X向驱动装置丝杠驱动电机8和Y向驱动装置对接电机23带动X向驱动装置丝杠12和Y向驱动装置丝杠17旋转，X向驱动装置螺母11和Y向驱动装置螺母19分别与X向驱动装置丝杠12和Y向驱动装置丝杠17配合，由于X向驱动装置螺母11和Y向驱动装置螺母19被X向滑台5和Y向滑台27的X向驱动装置螺母座10和Y向驱动装置螺母座18周向约束，X向驱动装置螺母11和Y向驱动装置螺母19在X向驱动装置丝杠12和Y向驱动装置丝杠17的旋转下，只能沿X向驱动装置丝杠12和Y向驱动装置丝杠17进行轴向位移，最终实现带动X向滑台5和Y向滑台27的各自方向的直线行进。

在运动到位后X向驱动装置丝杠驱动电机8和Y向驱动装置对接电机23停止并自锁。然后电控板6控制拨盘驱动电机41进行旋转，驱动四连杆带动气嘴腔37进行下移操作，完成气嘴与待检测粮情通道的对接；当气嘴38底端与底板1待检测粮情通道接触后，拨盘驱动电机41带动气嘴腔37继续下移，使下移操作通过固定于气嘴腔37的气嘴腔盖36压紧弹簧39，弹簧39受力增大变形后，产生比初始力大的压力作用于弹簧39的下支撑螺母挡片40上，最终使气嘴38下压压力增加，使底板1上待检测粮情通道14上面的密封垫受压变形，形成对气嘴38与待检测粮情通道14的密封。气嘴38与待检测粮情通道14对接与密封后，由于气嘴38内部为中空管状结构，即完成了套接于气嘴上方的检测通道与待检测粮情通道14的对接与密封。待检测结束后，装置重复上电后的过程，即可完成下一个待检测粮情通道的对接与密封操作。由于该装置可以在底板1上有限的空间内设置大量的待检测粮情通道，因此该系统可以实现对大量待检测粮情通道的选择对接与密封。

实施例2

本实施例是在实施例1的结构基础上， X向、Y向驱动装置采用的是齿轮齿条的结构。如图7-9所示：X向驱动装置的X向齿轮驱动电机46通过X向齿轮电机架47固定于X向滑台5上，在X向齿轮驱动电机46的输出轴上连接有X向齿轮48并带动其进行转动，该X向齿轮48与固定于底板1上的X向齿条49啮合连接，依靠齿合力反向带动X向齿轮驱动电机46和X向滑台5进行直线行进；Y向驱动装置的Y向齿轮驱动电机45通过Y向齿轮电机架44固定于Y向滑台27上，在所述Y向齿轮驱动电机45的输出轴上连接有Y向齿轮43并带动其进行转动，该Y向齿轮43与固定于竖板15上的齿条42进行齿合，依靠啮合力反向带动Y向齿轮驱动电机45和Y向滑台27进行直线行进。

实施例3

本实施例是在实施例1的结构基础上， X向、Y向驱动装置采用的是带传动的结构。如

图10-12所示：Y向驱动装置的带轮驱动电机54通过带轮电机架53固定在竖板15上，在所述带轮驱动电机54的输出轴上连接有带轮并带动其旋转，该带轮与通过带轮架51固定于竖板15上的另一个带轮50共同拉起传动带52进行回转。带压板55一端固定在传动带52上，另一端固定于Y向滑台27上，带轮驱动电机54在旋转时，Y向驱动装置的传动带52跟着进行回转运动，使得压带板55带动Y向滑台27一同进行直线行进，实现Y向的运动。传动带52可以使用平带、V形带、同步带，也可以使用带传动的特殊形式——丝传动。X向的运动实施方案同Y向运动实施方案。

上述实施例1-3中，可以根据需要，省略Y向运动装置及Y向驱动装置，仅保留X一个方向。在待检测粮情通道需求不大的时候，简化装置结构。