粮仓扦样机器人

技术领域

本发明涉及粮仓内的粮仓扦样技术领域，具体涉及一种粮仓扦样机器人。

背景技术

国以民为本，民以食为天，粮食既是关系国计民生和国家经济安全的重要战略物资，也是人民群众最基本的生活物资，粮食安全与社会的和谐、政治的稳定、经济的持续发展息息相关，因此粮食安全十分的重要，粮情监测便是仓储环节中的重要一环。

现如今的粮情监测系统难以满足大型粮仓的需求，亟需一种可实时提供粮仓中各个位置粮情信息的采样方式，而现常用的扦样机器人只能在粮面上行走，灵活度不高，且需要人工辅助实行定点扦样法，工作效率低下，适用性不高，在粮面上进行采样的方式易受到扦样机器人扦样行程的限制，当粮仓中的粮堆高度大于扦样机器人的扦样行程时，扦样机器人便无法对粮堆底部的谷物扦样。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种粮仓扦样机器人，旨在解决现有粮仓扦样机器人不便于在粮堆内部扦样的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种粮仓扦样机器人，所述粮仓扦样机器人包括：

外壳体，沿第一方向延伸；

扦样结构，设于所述外壳体内，用以扦取谷物；以及，

移动结构，包括设于所述外壳体上沿周向均匀分布的多个螺旋推进机构，各所述螺旋推进机构包括转动安装于所述外壳体上的多个推进螺杆，所述推进螺杆的数量为偶数，多个所述推进螺杆沿第一方向延伸且相邻两个所述推进螺杆转向相反。

可选地，所述外壳体沿第一方向的两端分别贯设有第一开口和第二开口；

所述粮仓扦样机器人还包括设于所述外壳体内的螺旋输送机构，所述螺旋输送机构用以由所述第一开口向所述第二开口输送谷物。

可选地，所述螺旋输送机构包括：

内壳体，设于所述外壳体内，所述内壳体在第一方向的两端开设有第三开口和第四开口，所述内壳体第一方向两端内壁分别固定安装有第一支架与第二支架，所述第一支架与所述第二支架之间设置有沿第一方向延伸的支撑轴；

螺旋滚筒，设于所述内壳体的内侧，所述支撑轴贯穿所述螺旋滚筒，且与所述螺旋滚筒转动连接，所述螺旋滚筒的外侧壁还设有设置有沿第一方向延伸并呈螺旋状设置的旋叶，所述旋叶设于所述螺旋滚筒和所述内壳体之间；以及，

第三电机，设于所述螺旋滚筒内，传动连接所述螺旋滚筒，以驱动所述螺旋滚筒旋转。

可选地，所述扦样结构包括设于所述外壳体内的扦样机构以及驱动连接所述扦样机构的第二驱动机构，所述第二驱动机构用以驱动所述扦样机构沿第一方向伸缩；

所述外壳体的一侧设有沿第一方向贯穿至其内部的扦样口，所述扦样口供所述扦样机构伸出于所述外壳体外，以通过所述扦样机构扦取谷物。

可选地，所述外壳体内设有沿第一方向延伸的滑动套管，所述滑动套管与所述扦样口连接；

所述扦样机构包括：

套筒，沿第一方向延伸，所述套筒套设在所述滑动套管外，并沿所述滑动套筒可滑动设置；

驱动部，驱动连接所述套筒，用以驱动所述套筒沿第一方向延伸的轴线转动；以及，

螺旋叶轴，沿第一方向延伸，所述螺旋叶轴设于所述滑动套管内，所述螺旋叶轴与所述套筒远离所述扦样口的一端固定连接。

可选地，所述第二驱动机构包括：

夹持件，所述夹持件的一端与所述套筒固定连接，所述夹持件的另一端设有沿第一方向贯穿的螺纹孔；

丝杆，沿第一方向延伸，所述丝杆与所述螺纹孔螺纹配合；以及，

第二电机，驱动连接所述丝杆，以驱动所述丝杆沿第一方向延伸的轴线转动。

可选地，所述外壳体远离所述扦样口的一端贯设有与所述滑动套管对应的出料口；

所述外壳体远离所述扦样口的一端设有料仓组件，所述料仓组件包括料仓壳，所述料仓壳呈环形设置并固定于所述外壳体远离所述扦样口的一侧，所述料仓壳朝向所述外壳体的一侧开设有第一储粮口，所述第一储粮口对应所述出料口设置。

可选地，所述料仓组件还包括收集仓，所述收集仓设于所述料仓壳内，所述收集仓呈环形设置，并且沿周向分隔有多个隔间，各所述隔间均设有用以连通所述隔间和所述第一储粮口的第二储粮口；

所述粮仓扦样机器人还包括第四电机，所述第四电机驱动连接所述收集仓，用以驱动所述收集仓沿第一方向的轴线转动。

可选地，所述推进螺杆包括在第一方向上首尾相接的两个半螺旋杆，两个所述半螺旋杆连接的一端设有连接组件。

可选地，各所述推进螺杆上均套设有第一同步轮，各所述螺旋推进机构还包括第一驱动机构；

各所述第一驱动机构包括设于所述外壳体内的第一电机、第二同步轮与同步带，所述第一电机驱动连接所述第二同步轮，所述第二同步轮与所述第一同步轮通过所述同步带传动连接。可选地

本发明的技术方案中，所述粮仓扦样机器人包括外壳体、扦样结构和移动结构，所述外壳体沿第一方向延伸；所述扦样结构设于所述外壳体内，用以扦取谷物；所述移动结构包括设于所述外壳体上沿周向均匀分布的多个螺旋推进机构，各所述螺旋推进机构包括转动安装于所述外壳体上的多个推进螺杆，所述推进螺杆的数量为偶数，多个所述推进螺杆沿第一方向延伸且相邻两个所述推进螺杆转向相反。通过所述推进螺杆相向转动实现驱动所述粮仓扦样机器人在粮堆内前进和转向，使所述粮仓扦样机器人可以活动至粮堆内部的任何位置，便于对粮堆内部需要检测的区域扦样，活动至预定区域后通过所述扦样结构进行扦样，相较于现有扦样机器人只能在粮面上行走，本申请所述粮仓扦样机器人可以在粮堆内部的各个位置扦样，灵活性强，便于对各个区域的谷物扦样。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的粮仓扦样机器人的一实施例的结构示意图；

图2为图1中另一视角的结构示意图；

图3为图1中第一驱动机构的局部剖面示意图；

图4为图1中螺旋输送机构的局部剖面示意图；

图5为图1中扦样结构的局部结构示意图；

图6为图1中扦样结构的结构示意图；

图7为图6中套筒、滑动套管和螺旋叶轴的结构示意图；

图8为图7中的剖面结构示意图；

图9为图1中料仓组件的结构示意图；

图10为图9中料仓组件的爆炸结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

目前，常用的粮仓扦样机器人只能在粮面上行走，灵活度不高，且需要人工辅助实行定点扦样法，工作效率低下，适用性不高，在粮面上进行采样的方式易受到扦样机器人扦样行程的限制，当粮仓中的粮堆高度大于扦样机器人的扦样行程时，扦样机器人便无法对粮堆底部的谷物扦样。

为了解决上述问题，本发明提供一种粮仓扦样机器人100，图1至图10为本发明提供的粮仓扦样机器人100的一具体实施例。

请参阅图1至图3，所述粮仓扦样机器人100包括外壳体1、扦样结构2及移动结构3，所述外壳体1外形呈橄榄型，沿第一方向延伸，所述扦样结构2，设于所述外壳体1内，用以扦取谷物，所述移动结构3包括设于所述外壳体1上沿周向均匀分布的多个螺旋推进机构，各所述螺旋推进机构包括转动安装于所述外壳体1上的多个推进螺杆31，所述推进螺杆31的数量为偶数，多个所述推进螺杆31沿第一方向延伸且相邻两个所述推进螺杆31转向相反。

需要说明的是，在此不限制所述推进螺杆31的具体数量，所述推进螺杆31的数量设置为偶数即可，相邻两个所述推进螺杆31转向相反，且多个所述推进螺杆31沿周向均匀分布，是为了使所述粮仓扦样机器人100在做直线运动时达到力矩的平衡，避免多个所述推进螺杆31的旋转力不平衡，导致所述粮仓扦样机器人100在直线移动时旋转。

所述推进螺杆31的数量至少为4个，在此以4个所述推进螺杆31为例说明所述推进螺杆31的转向方式，以相邻的两个所述推进螺杆31为一组，另两个所述推进螺杆31为另一组，同组所述推进螺杆31的转速相同，通过不同组所述推进螺杆31的转速差实现所述多功能扦样机器人的转向，例如，四个所述推进螺杆31顺时针依次设置为1号推进螺杆31、2号推进螺杆31、3号推进螺杆31与4号推进螺杆31，1号与2号所述推进螺杆31设置为一组，3号与4号所述推进螺杆31设置为另一组，两组所述推进螺杆31的转速差可实现一个平面的转向，同样的，设置1号、4号推进螺杆31为一组，2号和3号推进螺杆31为一组，两组所述推进螺杆31的转速差可实现另一个平面的转向，当四个所述推进螺杆31的转速相同时，所述多功能扦样机器人整体做直线运动。

本发明提供的技术方案中，通过所述推进螺杆31相向转动实现驱动所述粮仓扦样机器人在粮堆内前进和转向，使所述粮仓扦样机器人可以活动至粮堆内部的任何位置，便于对粮堆内部需要检测的区域扦样，活动至预定区域后通过所述扦样结构2进行扦样，相较于现有扦样机器人只能在粮面上行走，本申请所述粮仓扦样机器人可以在粮堆内部的各个位置扦样，灵活性强，便于对各个区域的谷物扦样。

在本发明一实施例中，各所述推进螺杆31上均套设有第一同步轮322，各所述螺旋推进机构还包括第一驱动机构32；各所述第一驱动机构32包括设于所述外壳体1内的第一电机321、第二同步轮323与同步带324，所述第一电机321驱动连接所述第二同步轮323，所述第二同步轮323与所述第一同步轮322通过所述同步带324传动连接。多个所述第一驱动机构32在所述外壳体1的内部呈均匀分布，以平衡重量，所述第一电机321驱动连接所述第二同步轮323，所述第二同步轮323与所述第一同步轮322通过所述同步带324传动连接。

请参阅图4，在本发明一实施例中，为了减小所述粮仓扦样机器人100在粮堆内部移动的阻力，所述外壳体1沿第一方向的两端分别贯设有第二开口13与第二开口，所述粮仓扦样机器人100还包括设于所述外壳体1内的螺旋输送机构4，所述螺旋输送机构4用以由所述第二开口13向所述第二开口输送谷物。所述螺旋输送机构4设于所述外壳体1内，且衔接所述第二开口13与所述第二开口设置，用以自第二开口13至第二开口输送谷物，由于所述粮仓扦样机器人100在移动时，其前进方向的谷物对其形成的阻力过大造成其移动速度过慢的问题，尤其是在所述粮仓扦样机器人100向上移动时，其自身重力与上方谷物形成的阻力使得所述粮仓扦样机器人100难以攀升，因此减小其在粮堆内部移动阻力的所述螺旋输送机构4十分必要。

进一步地，所述螺旋输送机构4包括内壳体41、螺旋滚筒42与第三电机43，所述内壳体41设于所述外壳体1内，所述内壳体41在第一方向的两端开设有第三开口和第四开口，所述内壳体41第一方向两端内壁分别固定安装有第一支架411与第二支架412，所述第一支架411与所述第二支架412之间设置有沿第一方向延伸的支撑轴413；所述螺旋滚筒42设于所述内壳体41的内侧，所述支撑轴413贯穿所述螺旋滚筒42，且与所述螺旋滚筒42转动连接，所述螺旋滚筒42的外侧壁还设有设置有沿第一方向延伸并呈螺旋状设置的旋叶421，所述旋叶421设于所述螺旋滚筒42和所述内壳体41之间；所述第三电机43设于所述螺旋滚筒42内，传动连接所述螺旋滚筒42，以驱动所述螺旋滚筒42旋转。其中，所述第三开口和所述第四开口分别连接至所述第二开口13和所述第二开口，以通过所述旋叶421自第二开口13至第二开口输送谷物，所述内壳体41与所述螺旋滚筒42同轴心设置，若仅在所述外壳体1内设置所述内壳体41，当所述粮仓扦样机器人100在移动时，前方的谷物可自第二开口13进入所述内壳体41，并通过所述内壳体41至第二开口排出，此种简单设置即可减小前进阻力，而本发明在此基础上，设置有所述螺旋滚筒42与所述第三电机43，可将所述多功能扦样机器人前进方向上的谷物自第二开口13输送至第二开口排出，进一步减小阻力。

其中，所述第一支架411设置于所述内壳体41靠近所述第二开口的一端内侧，且呈圆盘型，所述第二支架412设置于所述内壳体41靠近所述第二开口13的一端内侧，且呈圆锥型，所述支撑轴413处于所述内壳体41与所述螺旋滚筒42的轴心上，所述支撑轴413贯穿所述螺旋滚筒42，且与所述螺旋滚筒42之间设置有轴承，并通过轴承转动连接，所述支撑轴413中部断开为两段半轴，两端半轴之间设有电机支架，所述电机支架与两段半轴通过螺栓连接，所述电机设于所述电机支架内部，所述螺旋滚筒42内壁设有内啮合同步轮，所述电机通过所述内啮合同步轮与所述螺旋滚筒42齿接，所述旋叶421类似螺旋输送机的叶片，通过所述电机驱动所述螺旋滚筒42旋转带动所述旋叶421转动，使得所述旋叶421从所述第二开口13至所述第二开口输送谷物。

请参阅图5-8，在本发明一实施例中，所述扦样结构2包括设于所述外壳体1内的扦样机构21以及驱动连接所述扦样机构21的第二驱动机构22，所述第二驱动机构22用以驱动所述扦样机构21沿第一方向伸缩，需要说明的是，在此不限制所述第二驱动机构22的具体结构，所述第二驱动机构22可由电机、丝杆222组成的，也可为伸缩电机，还可以是气缸与气缸杆组成的，只要所述第二驱动机构22可驱动所述扦样机构21进行伸缩即可，所述外壳体1的一侧设有沿第一方向贯穿至其内部的扦样口11，所述扦样口11供所述扦样机构21伸出于所述外壳体1外，所述扦样机构21为可伸缩式，当需要进行扦样时，即可自扦样口11伸出扦取谷物，当不需要扦样时，可缩回所述外壳体1内，减小占用空间，便于携带运输，同时也可减小所述粮仓扦样机器人100在移动时的阻力。

进一步地，所述外壳体1内设有沿第一方向延伸的滑动套管212，所述滑动套管212的一端与所述扦样口11连接，所述扦样机构21包括套筒214、驱动部211和螺旋叶轴213、所述套筒214沿第一方向延伸，所述套筒214套设在所述滑动套管212外，并沿所述滑动套筒214可滑动设置；所述驱动部211驱动连接所述套筒214，用以驱动所述套筒214沿第一方向延伸的轴线转动；所述螺旋叶轴213沿第一方向延伸，所述螺旋叶轴213设于所述滑动套管212内，所述螺旋叶轴213与所述套筒214远离所述扦样口11的一端固定连接。

在本实施例中，所述套筒214与所述螺旋叶轴213均沿第一方向延伸，所述螺旋叶轴213与所述套筒214远离所述扦样口11的一端固定连接，另一端伸出所述套筒214设置，所述套筒214套设于所述滑动套管212远离所述扦样口11的一端外侧，以使得所述螺旋叶轴213伸出所述滑动套管212，所述套筒214的内径与所述滑动套管212的外径相等，所述套筒214与所述滑动套管212转动连接，使得所述套筒214与所述螺旋叶轴213可相对于所述滑动套管212旋转，所述驱动部211驱动连接所述套筒214，以驱动所述套筒214转动，以通过所述螺旋叶轴213扦取谷物。

进一步地，作为一种优选的实施例，所述第二驱动机构22包括夹持件223、丝杆222和第二电机221，所述夹持件223的一端与所述套筒214固定连接，所述夹持件223的另一端设有沿第一方向贯穿的螺纹孔；所述丝杆222沿第一方向延伸，所述丝杆222与所述螺纹孔螺纹配合；所述第二电机221驱动连接所述丝杆222，以驱动所述丝杆222沿第一方向延伸的轴线转动。所述第二电机221与所述丝杆222之间设置有联轴器，所述第二电机221与所述丝杆222通过联轴器传动，通过所述第二电机221驱动所述丝杆222转动，所述丝杆222转动带动所述夹持件223沿第一方向移动，从而带动所述扦样机构21沿第一方向伸缩，所述驱动部211设置于所述夹持件223上，以在所述套筒214在第一方向伸缩的过程中，跟随其沿第一方向移动。所述驱动部211可为电机、斜同步轮构成的，斜同步轮套设于所述套筒214上，所述电机与所述斜同步轮齿接，所述电机与所述套筒214通过斜同步轮进行传动，同时所述驱动部211也可为电机、皮带与两个皮带轮构成的，两个所述皮带轮分别设于电机轴以及所述套筒214上，两个所述皮带轮通过所述皮带传动，以使得所述电机传动连接所述套筒214。

请参阅图9-10，在本发明一实施例中，所述外壳体1远离所述扦样口11的一端贯设有与所述滑动套管212对应的出料口15；所述外壳体1远离所述扦样口11的一端设有料仓组件5，所述料仓组件5包括料仓壳51，所述料仓壳51呈环形设置并固定于所述外壳体1远离所述扦样口11的一侧，所述料仓壳51朝向所述外壳体1的一侧开设有第一储粮口511，所述第一储粮口511对应所述出料口15设置，以供所述扦样机构21扦取的谷物通过进入所述料仓组件5进行储存。

进一步地，所述料仓组件5还包括收集仓52，所述收集仓52设于所述料仓壳51内，所述收集仓52呈环形设置，并且沿周向分隔有多个隔间521，各所述隔间521均设有用以连通所述隔间521和所述第一储粮口511的第二储粮口522；所述粮仓扦样机器人100还包括第四电机53，所述第四电机53驱动连接所述收集仓52，用以驱动所述收集仓52沿第一方向的轴线转动。在本发明技术方案中，所述收集仓52活动连接所述料仓壳51，所述收集仓52内分隔有多个隔间521，多个所述隔间521均贯设有对应所述第一储粮口511的第二储粮口522，所述第四电机53用以驱动所述收集仓52旋转，使得所述第一储粮口511对准不同的所述第二储粮口522，以储存谷物至不同的所述隔间521，通过所述第四电机53可驱动所述收集仓52相对所述料仓壳51转动，从而可使得不同所述隔间521上的所述第二储粮口522对准所述第一储粮口511，此种设置一方面，可避免在大量采样时，谷物在所述收集仓52内聚集于一个所述第二储粮口522处将其堵住，导致后续扦取的谷物无法进入，另一方面，在粮仓的粮堆中不同位置进行扦取得的谷物可存放入不同的隔间521进行存储，方便后续区分与分析。

需要说明的是，所述收集仓52背离所述料仓壳51的一侧设置有仓底，所述仓底盖合所述收集仓52设置，所述仓底可拆卸，方便取出所述收集仓52内储存的谷物。

所述扦样机构21的扦样过程为：所述第二驱动机构22驱动使所述套筒214沿第一方向移动，带动所述套筒214与所述螺旋叶轴213向所述扦样口11方向移动，使得所述螺旋叶轴213伸出所述扦样口11，通过所述驱动部211驱动使所述套筒214及所述螺旋叶轴213旋转，使得粮堆内的谷物在所述螺旋叶轴213的推动下，沿所述滑动套管212自所述扦样口11至所述出料口15方向移动，然后所述第二驱动电机驱动所述滑动套管212向所述出料口15方向移动至所述套筒214与所述出料口15衔接，此时所述驱动部211持续驱动所述螺旋叶轴213旋转，直至扦取的谷物通过所述出料口15，进入所述收集仓52。

在本发明一实施例中，所述推进螺杆31包括在第一方向上首尾相接的两个半螺旋杆，两个所述半螺旋杆连接的一端设有连接组件。两个所述半螺旋杆在连接后，其表面凸起的螺旋相接。所述连接组件包括设置在两个所述半螺旋杆之间的键，两个所述半螺旋杆通过键连接。在另一实施例中，所述连接组件还可以是螺接件，通过螺纹连接的方式将两个所述半螺旋杆连接。

在本实施例中，两个所述半螺旋杆之间套设有第一同步轮322，所述第一驱动机构32包括设于所述外壳体1内的第一电机321、第二同步轮323与同步带324，多个所述第一驱动机构32在所述外壳体1的内部呈均匀分布，以平衡重量，所述第一电机321驱动连接所述第二同步轮323，所述第二同步轮323与所述第一同步轮322通过所述同步带324传动连接；其中，所述第一同步轮322套接于两个所述半螺旋杆的其中一个，以带动套接有第一同步轮322的所述半螺旋杆旋转，同时通过所述键带动另一个所述半螺旋杆同步旋转。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。