一种粮仓内信息探测仿生螺旋机器人的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及粮仓粮情检测技术领域，特别涉及一种粮仓部信息探测仿生螺旋机器 人。
【背景技术】
[0002] 在粮食仓储领域，目前粮情数据获得技术手段较为落后，发展缓慢，主要是依靠在 粮仓中预先埋设测温电缆和温湿度传感器。而粮情监测传感器安装较为困难，无论采用装 量前挂接预埋，还是装粮后专用工具埋设。且传感器的体积不易过大，现一般只埋设测温电 缆，湿度、气体传感器的安装极不方便。同时，测量电缆需要满足抗腐蚀、抗拉伸等要求。在 实际应用中，往往达不到要求。在上粮、卸粮的过程中，由于粮仓内布线复杂，容易发生故 障，从而导致粮情监测系统失效，粮情系统的布设和维护的成本高，并且会过于复杂的布线 会影响通风作业，并由于线缆覆盖面大，易遭雷电冲击导致损坏。"无线"通信也有着其自身 的缺点，不仅要考虑网络带宽问题，而且要考虑粮仓中每个节点的能耗需求，不能由于某一 个或几个点发生故障或电量不足而导致监测失效，并且长期与粮食接触难免会发生传感器 失灵等现象。因此在信息传输上存在信息传输不可靠，干扰不易消除的缺陷。无论有线信 号传输和无线信号传输方式，布线距离太长，造成电源的电压和信号的不稳定。粮仓内测量 点的数量去决绝布设的传感器的数量，考虑到成本、空间等原因，使测量点数量有限，不能 全面探测粮仓内部的情况，特别是粮情危险点探测，造成对粮情的误判和错误调控，造成严 重的损失。二在粮仓内埋设粮情传感器及电源和信号线，会影响到机械化进出粮作业，增加 了劳动力的投入，降低了作业效率。
[0003] 而这些缺陷在粮情监测中，也是最让粮仓管理者头疼的问题。因此，如何有效且稳 定的探测粮堆生态信息也是粮情监测系统下一步发展的主要方向。
【发明内容】
[0004] 本发明设计开发了一种粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，目的是克服现有技术中 需在粮仓内布线安装传感器的缺陷，通过控制螺旋机器人在粮仓内行进测量任意位置的粮 堆生态信息。
[0005] 本发明的还有一个目的是克服仿生螺旋机器人在粮仓内转速以及动力不足的缺 陷，提供一种适于应用于该仿生螺旋机器人上的驱动电机。
[0006] 本发明提供的技术方案为：
[0007] -种粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，包括：
[0008] 外壳；
[0009] 至少三组螺旋推进器，其包括进粮口和出粮口，所述螺旋推进器旋转后能够将进 粮口处粮食吸入并从出粮口排出，实现螺旋推进器在粮仓内行进；
[0010] 传感器组，其设置于所述外壳外侧，用于检测粮仓内粮食的生态信息；
[0011] 其中所述螺旋推进器包括：
[0012] 传动轴，其设置成两端开口中空状，所述传动轴能够相对于所述外壳转动；
[0013] 螺旋体，其设置于所述传动轴中空部；
[0014] 驱动电机，其通过一对啮合齿轮带动传动轴旋转。
[0015] 优选的是，所述螺旋推进器设置有4组，并且4组螺旋推进器呈圆周均匀布置。
[0016] 优选的是，所述传动轴内中空部分呈圆锥形，以使所述进粮口截面小于出粮口截 面。
[0017] 优选的是，所述外壳外侧还设置有布线仓，所述传感器组的传输线设置于所述布 线仓内，以防止传感器组的传输线磨损。
[0018] 优选的是，所述螺旋体上设置有贯穿于轴线的推进轴，以稳定转动速度并保持螺 旋体机械结构的稳定性。
[0019] 优选的是，所述外壳内设置有控制器，所述控制器通过无线传输方式与远程控制 台进行数据交换。
[0020] 优选的是，还包括位置传感器和姿态传感器，以检测所述仿生螺旋机器人的位置 及姿态。
[0021] 优选的是，所述传感器组包括温度传感器、湿度传感器以及水分传感器。
[0022] 优选的是，直线行进时所述驱动电机的转速η满足
[0024] 其中，V。为螺旋机器人直线行进速度，D为外壳的直径，七为进粮口的直径，（12为 出粮口的直径，1为传动轴沿轴线方向长度，m为螺旋体的圈数。
[0025] 优选的是，所述驱动电机最大驱动扭矩T_满足：
[0027] 其中，Ρ为粮食的松装密度，λ为粮食与传动轴内壁的摩擦系数。
[0028] 本发明的有益效果是：
[0029] (1)粮仓管理员通过远程遥控机器人的方式获取粮情实时信息，从而将粮仓探测 技术手段提升了一个档次；
[0030] (2)使用仿生多螺旋粮情信息探测机器人，免去了在粮仓中布置测温电缆的工作。 降低了粮仓人力、物力运营成本。并从根本上解决了粮仓中布线难和测温电缆对进出粮作 业干扰的问题。
[0031] (3)由于传感器内置在仿生多螺旋粮情探测机器人中，当传感器失灵时，可以及时 更换，从而保证了粮情信息探测的准确性。
[0032] (4)用户可根据个人需要规划仿生多螺旋粮情信息探测机器人采集数据点的点数 与行走路径。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明所述的粮仓内信息探测仿生螺旋机器人总体结构示意图。
[0034] 图2为本发明所述的外壳结构示意图。
[0035] 图3为本发明所述的螺旋推进器结构示意图。
[0036] 图4为本发明所述的螺旋体结构示意图。
[0037] 图5为本发明所述的传动轴剖视图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0039] 如图1所示，本发明提供了一种粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，包括外壳110、 螺旋推进器120、传感器组130。
[0040] 如图2所示，所述外壳110呈圆柱形，其由侧壁111、前盖112以及后盖113组成。 所述侧壁111呈两端开口的中空圆柱形，所述前盖112和后盖113分别设置于侧壁111前 后开口处，使所述外壳110内部形成一个相对密闭的空间。
[0041] 如图3所示，所述螺旋推进器120包括传动轴121、螺旋体122、以及驱动电机123。 所述传动轴121设置成中空状，两端分别设置有进粮口 124和出粮口 125。所述传动轴121 从外壳110中穿过，并且使进粮口 124位于前盖112外侧，出粮口 125位于后盖113外侧。 如图4所示，螺旋体122设置成螺旋片状，其固定安装于传动轴121的中空部，并且螺旋体 122外侧边缘与传动轴121内表面完全贴合。所述螺旋体122轴向高度与传动轴121的轴 线高度相等。传动轴121的两端通过轴承与前盖112和后盖113连接，使传动轴121能够 相对于前盖112和后盖113转动。在壳体110内设置有电机123,所述电机123通过一对啮 合的齿轮126将动力传输给传动轴121，使其转动。当电机带动传动轴121转动时，螺旋体 122也随着一起旋转，位于进粮口 124处的粮食在螺旋体122的带动下，被吸入到螺旋推进 器120中，并被运输到出粮口 125处进而从出粮口喷出。在上述过程中，螺旋机器人前方的 粮食被所送到了后方，即粮食相对于螺旋机器人向后方移动了，而螺旋机器人向前移动。所 述螺旋推进器120至少设置有3组，且这至少3组螺旋推进器120非成直线排列，通过这种 设置，当多个螺旋推进器120的转速不同时，能够实现螺旋机器人的转弯。假如至少3组螺 旋推进器120排列成直线，则螺旋机器人只能在由这些直线组成的平面内运动，通过转弯 是不能够运动到其他平面上的，而当至少3组螺旋推进器120呈非直线排列时，就实现了螺 旋机器人在三维空间内任意转弯移动，即通过调整其中每个螺旋推进器120的转速