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作品名称：农禾智扦--基于TOF的智能高精度扦样机
学校名称：郑州科技学院
参赛队伍：深藏Blue队
队伍编号：210928
参赛学生：韩欢欢赵一博
指导老师：李奎江王立铮
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

研究背景
粮食扦样作为质量检测首要环节，直接决定后续检验准确性，但其现存痛点严重制约行业发展。传统人工扦样依赖经验，效率低、主观性强且易作弊，难以满足大宗粮食快速检测需求；现有机械化扦样设备虽提升效率，却在颗粒不均、杂质混杂等复杂场景适应性差，接触式测量还易致样本污染与设备磨损，长期成本高。智能扦样机虽逐步应用，仍存在关键痛点：载粮车存在 “扦样盲区”，避开车厢边缘区域易漏检不合格粮食；扦样点位随机性数据缺失，样本代表性不足；扦样杆触底适应性与避障容错性差，易损坏设备或车厢；负压输送式取样不定量，不符合国标且损害售粮方利益。
解决方案
我们团队研发了基于时间飞行原理（TOF）的智能高精度扦样机。该产品聚焦粮食扦样环节的精准性与公平性痛点，通过创新技术方案填补行业空白。在技术定位上，产品突破传统扦样机依赖红外对射或双目摄像识别的局限，提出 “基于 TOF 原理对载粮车平面及立面区域扫描合成车体三维模型” 的核心思路，结合 “ASCII 码与 PLC 及上位机通讯” 技术，实现 “随机取样、整车扦样无死角、扦至粮车底部” 的关键需求，可有效解决现有设备的扦样盲区、点位随机性不足等问题。
工作流程
载粮车进入作业区域后，TOF 扫描装置自动启动并生成三维模型；系统解析模型数据，确定扦样点位与深度；PLC 控制多杆扦样装置升降电机运转，驱动螺旋扦样杆插入粮堆；扦样杆旋转采集粮食样本，样本通过管道输送至存储容器，全程无需人工干预，实现自动化、精准化作业。
创新特色
1.三维扫描精准化：首次依托 TOF 原理实现载粮车全域扫描建模，精准定位车厢结构与可扦样区域，彻底解决 “扦样盲区”“扦透车厢”“触碰拉杆” 等问题，保障设备与车辆安全
2.通讯控制智能化：通过 ASCII 码与 PLC 及上位机的高效通讯，实现载粮区域精确网格划分与车厢高度实时测定，结合随机数算法生成扦样点，确保取样符合 “分区分层随机” 标准，提升样本代表性；
3,取样方式人性化：螺旋扦样杆搭配无扰动定量系统，既降低样本杂质含量，又严格控制取样量在 1kg-3kg 范围内，符合国家标准，杜绝 “人情粮”，保障买卖双方公平权益。