车载包装粮自动扦样机的设计与研究

• 作 者: 朱志鹏
• 机 构: 四川大学
• 出 处: 四川大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 粮食扦样 自动扦样机 储粮企业 储粮设备 扦样效率

当前粮食扦样存在诸多问题，如工作繁重、重复劳动频繁、人力配备过多、扦样对象有限等等。随着企业竞争的日益激烈，降低成本、提高工作效率是增强竞争能力的重要手段。储粮企业“扦样难”的问题日显突出，迫切要求推出一种新型扦样设备来解决这些难题，这就要求新型设备具备一定的自动化和智能化。
本文所研究的车载包装粮自动扦样机正是针对当前粮食扦样的各种不足而设计的，是一套能适应当前扦样需求的机电设备。它融合了机械设计、材料力学、液压传动、PLC控制、图像识别及软件开发等多重技术。本文所研究的扦样机已经应用于某些储粮企业，与以往的扦样技术相比，扦样对象得以拓展，扦样范围得以扩大，扦样效率得以提高，体现了技术创新的特点。
本文的主要研究成果如下：
(1) 根据典型机电设备的特征，提出了由三个子系统构成车载包装粮自动扦样机的体系结构，并对监控系统进行了重点研究：
(2) 根据三维动作的运动特征，从塔吊结构衍生出扦样车、扦样杆和扦样臂三个运动部件结构，满足了扩大扦样范围的要求，并根据各部件的具体情况，配备了相应的动力驱动方案；
(3) 根据扦样机运动速度的要求，设计了一套液压系统原理，实现了速度可调和往返速度一致的功能；
(4) 设计了一套从位图提取待测车辆车厢范围的处理流程，论证了车厢中心点与扦样臂旋转定位角度的关系。中心点的提取为自动定位功能提供了前提条件，解决了本系统中最关键的问题；
(5) 应用PLC作为主控器件，设计了上下位机结构的监控系统。实现了手动扦样和自动扦样功能，并以PLC为中心提供了丰富的人机接口，如触摸屏、遥控器等，适应了室内室外操作的要求；
(6) 以Visual C++为开发工具，结合Microsoft的MSCOM控件实现了上位机与PLC的通信，并制定了一套数据交换协议；结合VFW函数库，实现了视频监视功能。通信、协议、视频监视和图像识别四模块构成了一套完整的监控软件。