[发明专利]基于云计算的机器人高空气象探测装置及系统

说明书

本发明属于高空气象观测领域，具体涉及一种基于云计算的机器人高空气象探测装置及系统，装置包括工作舱，工作舱内设置有操控室和放球室，操控室和放球室之间设置有上料口；操控室内设置有控制模块、上料架、上料机器人和基测箱；放球室内设置有释放机构和气体导流装置；上料架用于存放探空托盘组件，上料机器人用于从上料架上取出探空托盘组件，并将其放置到基测箱进行基值测定后，通过上料口放置到释放机构上，释放机构用于对探空托盘组件中的探空气球进行充灌气，气体导流装置用于对完成充灌气后的探空气球进行导流使其释放。本发明可以取代探空台站的人工操作，实现探空无人探测。

技术领域

本发明属于高空气象观测领域，具体涉及一种基于云计算的机器人高空气象探测装置及系统。

背景技术

高空气象观测以测定大气各高度上的温度、湿度、气压、风向、风速为主，其他还有一些特殊项目，如大气成分、臭氧、辐射、大气电场等要素，为天气预报、气候分析、科学研究，提供及时、准确的高空气象资料。

现有技术中的探空气球通常采用人工释放的方法，部分高空观测站采用半自动化的自动放球装置，这些装置虽然可以减少人工操作，但实际操作过程中，智能化程度不高，装置容量少的缺点，因此，需要对现有技术中的探空设备进行改进，以实现高空气象探测的智能化，提高高空探测中探空气球释放的工作效率。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于云计算的机器人高空气象探测装置及系统，取代探空台站的人工操作，实现网络化、智能化、自动化无人探测的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于云计算的机器人高空气象探测装置，包括工作舱，所述工作舱内设置有操控室和放球室，所述操控室和放球室之间设置有上料口；所述操控室内设置有控制模块、上料架、上料机器人和基测箱；所述放球室内设置有释放机构和气体导流装置；所述上料架用于存放探空托盘组件，所述上料机器人用于从上料架上取出探空托盘组件，并将其放置到基测箱进行基值测定后，通过上料口放置到释放机构上，所述释放机构用于对探空托盘组件中的探空气球进行充灌气，所述气体导流装置用于对完成充灌气后的探空气球进行导流使其释放；所述上料机器人还用于将释放完成的探空托盘组件从释放机构上取下后，放置在所述上料架中；所述控制模块用于接收云端的控制指令，并根据控制指令控制上料机器人、释放机构和气体导流装置工作。

所述上料架包括主架体，所述主架体内设置有多个倾斜的上料滑槽和多个倾斜的托盘回收滑槽，所述上料滑槽靠近上料机器人的一端低，用于放置探空托盘组件，所述托盘回收滑槽靠近上料机器人的一端高，用于放置释放完成的探空托盘组件，所述上料滑槽底部设置有用于测量对应上料滑槽上是否有探空托盘组件的光电感应式传感器。

所述探空托盘组件包括托盘，托盘用于设置探空气球探空仪、线轴和用于充气的充气塞，探空气球的入口设置在充气塞上，探空仪通过线轴与探空气球连接，充气塞的出气口出设置有橡皮圈；释放机构包括支架、释放电磁阀、释放挡板和充气管，所述支架底部设置有底座和测力传感器，所述充气管固定设置在支架上，且充气管出口处设置有用于与充气塞的出气口配合的球面充气口；释放挡板用于与充气塞上的卡扣配合，对气球进行固定，所述释放电磁阀与释放挡板连接，用于在充气完成后，将释放挡板牵引到吸合位置，使探空气球释放。

所述上料机器人包括六轴工业机器人、视觉系统、末端执行器，六轴工业机器人与末端执行器用于完成探空托盘组件的取放、探空仪的基测，视觉系统用于对物料进行识别和定位。

所述工作舱顶部设置有探空接收机接收天线、摄像头和位于放球室上方的气球施放顶盖，气球施放顶盖用于打开或关闭所述放球室顶部开口，所述工作舱内设置有位于操控室内的空调系统。

所述气球施放顶盖包括盖板、伺服电机、导轨和滚珠丝杠，所述伺服电机用于驱动滚珠丝杠，使盖板在导轨上移动实现盖板的开合，所述盖板与工作舱顶部接触位置均设置有密封件。