能够使 螺旋机器人运动到粮仓内任意的位置。
[0042] 在另一实施例中，所述螺旋体122中部设置有沿轴线贯穿的推进轴127,用于稳定 的移动速度，以及保持螺旋体122机械结构的稳定性。
[0043] 在另一实施例中，所述螺旋推进器120设置有4组，并且这4组螺旋推进器120以 外壳110的轴线为中心呈圆周均布设置。
[0044] 在外壳110的外侧设置有传感器组130,所述所述传感器组130包括温度传感器、 湿度传感器以及水分传感器用于测量粮仓内温度、湿度、粮堆水分含量等生态参数，并将测 量得到的值传递给控制系统。在外壳110于传感器组130之间设置有布线仓140,用于放置 传感器组130的传输线，放置传输线在粮仓内因磨损而损坏，也能够防止电磁干扰对传感 器组130测量的参数值造成影响。
[0045] 在另一实施例中，所述仿生螺旋机器人内还设置有位置传感器和姿态传感器，用 以检测所述仿生螺旋机器人的位置及姿态。
[0046] 如图5所示，在另一实施例中，所述传动轴121内中空部分呈圆锥形，即进粮口 124 截面直径小于出粮口 125截面直径。相应的，由于螺旋体122的外轮廓与传动轴121内表 面贴合，故螺旋体122的外轮廓也成圆锥形。通过这种布置，能够在螺旋机器人前进中提供 更大的前进推力，也避免了因出粮口 125过小造成堵塞影响运动性能。
[0047] 在设置有4组螺旋推进器120的情况下，若需要控制螺旋机器人整体以速度V。直 线前进时，则4组螺旋推进器120中的4个驱动电机123需要保证相同的转速，并且其转速 η需满足：
[0049] 其中，D为外壳110的直径，山为进粮口 124的直径，(12为出粮口 125的直径，1为 传动轴121轴线长度，m为螺旋体122的圈数。
[0050] 在满足上述条件的情况下，4组螺旋推进器120共同向后排出粮食，并能够使螺旋 机器人整体以速度V。直线前进。
[0051] 在上述技术方案中，由于螺旋机器人在粮堆中行进会受到粮食的摩擦阻力，同时 螺旋推进器120在向后排粮是也受到很大的阻力，为了使螺旋机器人在行进过程中具有足 够大的驱动力，来克服这些阻力的作用，就需要驱动电机具有较大的驱动扭矩，而一味的增 大驱动电机的扭矩会使驱动电机的体积增大，同时成本也会增加，因此需要驱动电机最大 扭矩在合理的数据。本发明中，所述外壳110外表面加工成光滑面，以减小摩擦系数。由于 螺旋推进器120要进行排粮工作，粮食在螺旋推进器120内的阻力难以克服，因此驱动电机 提供的驱动力主要用于4个螺旋推进器120的排粮工作。传动轴121内部呈圆锥形，设定 圆锥角为5°，则所述驱动电机123的扭矩T满足：
[0053] 其中，P为粮食的松装密度，λ为粮食与传动轴121内壁的摩擦系数。
[0054] 设定螺旋机器人直线行进的最大速度V_，将％= V _带入到驱动电机转速η的 表达式中，求出此时电机的最大转速，在将该最大转速nmax以及最大行进速度V _带入到扭 矩T的表达式中，即可得到驱动电机的最大驱动扭矩T_:
[0056] 在壳体110内部还设置有电池仓与控制器。电池仓为螺旋机器人提供能源，控制 器作为整个螺旋机器人运行的大脑，支配整个螺旋机器人在粮仓内的一切工作。所述控制 器通过无线传输的方式与远程控制台进行数据交换，接收远程控制台的控制指令，并将螺 旋机器人的参数信息传递回远程控制台。在使用本发明提供的粮仓内信息探测仿生螺旋机 器人进行粮仓内信息探测时，首先将螺旋机器人放置于粮仓内，用户在远程控制台中选择 相应粮仓信息采集模型和采集周期，之后远程控制台会通过无线传输方式将控制指令传送 给螺旋机器人内的控制器，控制器根据具体控制指令，控制螺旋机器人在粮仓内行进并采 集数据，实时将采集到的数据传递回远程控制台，使用户能够通过远程控制台监视螺旋机 器人的工作情况，并得到探测信息。
[0057] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，其特征在于，包括： 外壳； 至少Ξ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； 传感器组，用于检测粮仓内粮食的生态信息； 其中所述螺旋推进器包括： 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； 螺旋体，其设置于所述传动轴中空部，带动前方粮食向后移动； 驱动电机，其通过一对晒合齿轮带动传动轴旋转。2. 根据权利要求1所述的粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，其特征在于，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。3. 根据权利要求2所述的粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，其特征在于，所述传动轴 内中空部分呈圆锥形，W使所述进粮口截面小于出粮口截面。4. 根据权利要求3所述的粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，其特征在于，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，W防止传感器组的传输 线磨损。5. 根据权利要求1所述的粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，其特征在于，所述螺旋体 上设置有贯穿于轴线的推进轴，W稳定转动速度并保持螺旋体的稳定性。6. 根据权利要求1所述的粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，其特征在于，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。7. 根据权利要求1所述的粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，其特征在于，还包括位置 传感器和姿态传感器，W检测所述仿生螺旋机器人的位置及姿态。8. 根据权利要求1所述的粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，其特征在于，所述传感器 组包括溫度传感器、湿度传感器W及水分传感器。9. 根据权利要求3所述的粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，其特征在于，直线行进时 所述驱动电机的转速η满足：其中，V。为螺旋机器人直线行进速度，D为外壳的直径，di为进粮口的直径，d2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。10. 根据权利要求9所述的粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，其特征在于，所述驱动电 机最大驱动扭矩TmJ馬足：其中，P为粮食的松装密度，λ为粮食与传动轴内壁的摩擦系数，g为重力加速度，Vm。、 为螺旋机器人最大直线行进速度。
【专利摘要】本发明公开了一种粮仓内信息探测仿生螺旋机器人，包括：外壳；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；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。其中所述螺旋推进器包括：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；螺旋体，其设置于所述传动轴中空部；驱动电机，其通过一对啮合齿轮带动传动轴旋转。通过远程遥控方式获取粮情实时信息，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。
【IPC分类】B62D57/036, G01D21/02
【公开号】CN105235771
【申请号】CN201510716890
【发明人】吴文福, 陈龙, 张亚秋, 韩峰, 徐岩, 陈思羽, 秦骁, 吴玉柱, 金毅
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月29日
【公告号】CN105235771B