一种分段式变螺距螺旋驱动平仓机器人的制作方法

1.本实用新型涉及一种平仓机器人，特别是一种分段式变螺距螺旋驱动平仓机器人。


背景技术：

2.为保证粮食安全储藏，粮食入仓之后，需及时对凹凸不平的粮面进行平整。目前，大部分平粮作业靠人工完成，费时费力，效率低且工作环境差，有损工作人员的身心健康。现有的平粮设备如专利201810882782.4公布的一种用于粮仓平整的移动式平粮机器人、专利201810882784.3公布的平粮机器人及平粮机器人系统以及专利201220257394.5公布的一种履带式的平粮机器人等，都采用了履带式行走机构，存在易下陷、易打滑、易倾覆、转向不便、等缺点，在平粮作业时需借助螺旋输送机降低粮堆高度，会产生大量扬尘，污染环境且有引起粉尘爆炸的危险。专利cn201921626954.8公布了一种适应粮面作业的行走机构，采用了螺旋驱动方式，避免机械下陷打滑无法行走的问题，但仍需要借助悬挂装置对粮面进行平整，不能充分发挥螺旋驱动方式的优势，平粮作业效率不高。亟需高效环保的机械来完成平粮作业。
3.因此，本实用新型利用螺旋驱动行走机构在行进过程中对粮食的翻动作用，采用分段式变螺距结构，发挥不同段螺距螺旋的作用，使机构在行驶的同时具有降低粮面高度的作用，提高平粮效率。


技术实现要素：

4.本实用新型设计开发了一种分段式变螺距螺旋驱动平仓机器人，采用分段式变螺距结构，能够发挥不同螺距螺旋的作用，使机器人在行驶的同时能够降低粮面的高度，提高平粮效率。
5.本实用新型提供的技术方案为：
6.一种分段式变螺距螺旋驱动平仓机器人，包括：
7.机架；
8.两个旋转筒，其分别可旋转支撑设置在所述机架的两侧；
9.其中，所述旋转筒由一端向另一端依次包括：
10.第一段，其长度占所述旋转筒长度的25％；
11.第二段，其为一段长度的圆筒，所述圆筒与所述旋转筒等直径，所述第二段的长度占所述旋转筒长度的15％；
12.第三段，其长度占所述旋转筒长度的40％；
13.多个第一叶片，其设置在所述第一段上，并沿轴向呈螺旋状设置，所述第一叶片的螺旋升角范围为：45～90
°
；
14.多个第二叶片，其设置在所述第三段上，并沿轴向呈螺旋状设置，所述第二叶片的螺旋升角范围为10～45
°
；
15.其中，相邻所述第一叶片之间的螺距与相邻所述第二叶片之间的螺距不相同；
16.同一个所述旋转筒上的所有叶片的旋向相同，并且所述两个旋转筒上的叶片旋向相反；
17.两个驱动机构，其设置在所述机架上，并分别匹配驱动所述旋转筒转动。
18.优选的是，相邻所述第一叶片之间的螺距大于相邻所述第二叶片之间的螺距。
19.优选的是，还包括：
20.旋转轴，其穿过所述旋转筒，两端分别可旋转支撑设置在所述机架上。
21.优选的是，所述旋转筒包括：
22.两个支撑圆环，其分别设置在所述旋转筒的两端；
23.多个加强筋，其两端分别连接所述支撑圆环；
24.第一锥形挡板和第二锥形挡板，其分别匹配设置在所述支撑圆环上；
25.其中，第一锥形挡板靠近所述第一叶片，第二锥形挡板靠近第二叶片；
26.筒体，其设置在所述第一锥形挡板和所述第二锥形挡板之间。
27.优选的是，所述驱动机构包括：
28.驱动电机，其固定设置在所述机架的一端；
29.减速器，其固定设在所述机架的一端，并连接所述驱动电机的输出端，所述减速器与所述旋转轴匹配连接。
30.优选的是，还包括：
31.四个连接片，其分别垂直连接在所述机架的四角，所述旋转轴的两端分别可旋转支撑设置在所述连接片上。
32.本实用新型所述的有益效果：
33.1.采用变螺距螺旋驱动结构，爬坡能力强，在粮面上通过性好，螺旋升角低的分段可为机器人前进行驶提供足够的动力，较大螺旋升角的分段主要作用是将粮堆分散，同时提供部分前进动力。机构在行驶的同时具有降低粮面高度的作用，提高平粮效率。
34.2.分段式螺旋驱动轮的特点在于各螺旋段之间有间距，间距之间为无叶片的光筒，光筒可在机器人行驶时为车体提供支撑力，防止下陷过深。
附图说明
35.图1为本实用新型所述的分段式变螺距螺旋驱动平仓机器人结构示意图。
36.图2为本实用新型所述的分段式变螺距螺旋驱动轮总体结构示意图。
37.图3为本实用新型所述的分段式变螺距螺旋驱动轮内部结构示意图。
具体实施方式
38.下面结合附图对本实用新型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。
39.如图1
‑
3所示，本实用新型提供一种分段式变螺距螺旋驱动平仓机器人，包括：减速器100、驱动电机200、旋转驱动机构300、机架400、锥形挡板210、第一叶片220、筒体230、第二叶片240、第二锥形挡板250、旋转轴260、支撑圆环270、加强筋280。
40.如图1所示，机架400为矩形结构，两个旋转驱动机构300可旋转支撑设正在机架
400的两侧，两个驱动电机200分别匹配设置在机架400的两端，并通过减速器100连接旋转驱动机构300，在旋转驱动机构300上，设置有分段式变螺距螺旋，旋转驱动机构300的一端为大螺距叶片段，另一端为小螺距叶片段，中间为光筒段，两个旋转驱动机构300的旋转方向相同，但分段螺旋叶片旋向相反，通过改变两个旋转驱动机构300的转向和转速，可实现机器人前进，后退以及转向功能。变螺距螺旋驱动结构爬坡能力强，在粮面上通过性好，利用螺旋驱动的特点，使机器人具备良好通过性的同时，也可达到行走过程中降低粮堆高度的目的，提高平粮作业效率。
41.如图2所示，旋转驱动机构300包括：第一锥形挡板210、第一叶片220、筒体230、第二叶片240、第二锥形挡板250、旋转轴260、支撑圆环270、加强筋280。在筒体230上，由筒体230的一端到另一端，依次包括：第一段、第二段以及第三段，在第一段上，沿轴向方向设置有多个第一叶片220，多个第一叶片呈螺旋状设置；在第三段上，沿轴向方向，设置有多个第二叶片240，多个第二叶片240呈螺旋状设置；其中，相邻第一叶片220之间的螺距与相邻第二叶片240之间的螺距不相同。
42.在本实用新型中，作为一种优选，相邻第一叶片220之间的螺距大于相邻第二叶片240之间的螺距，在第二段上不设置叶片。
43.如图3所示，在筒体230内部，设置有两个支撑圆环270和多个加强筋280，多个加强筋280的两端分别沿轴向固定连接支撑圆环270，第一锥形挡板210和第二锥形挡板250分别匹配连接支撑圆环270，旋转轴260穿过筒体，两端可旋转支撑设置在机架400上。设置支撑圆环270，能够增加筒体230的强度，同时支撑圆环与传动轴260固定，有传输扭矩的作用，在筒体230的两端设置锥形挡板，能够减少行进阻力。
44.在机架400的四角，垂直于机架400的方向，设置有四个连接片，旋转轴260的两端分别可旋转支撑设置在连接片上，驱动电机200固定设置在连接片上，驱动电机200的输出端通过减速器连接旋转轴260的一端，驱动旋转驱动机构转动。
45.将螺旋叶片的设计分为三段：
46.翻粮段：大螺距螺旋叶片布置于筒体230的一端，螺旋升角在45
°
～90
°
范围内，长度占浮筒总长的25％，有快速翻动粮层的作用，在遇到粮堆时，可快速减低粮堆高度；
47.推进段：小螺距螺旋叶片位于筒体230的一端，螺旋升角在10
°
～45
°
范围内，长度占浮筒总长的60％，为平仓机器人提供足够的前进动力；
48.支撑段：两分段螺旋之间为无螺旋叶片的光筒，占浮筒总长的15％，使粮面为浮筒提供足够的支撑力，提高平仓机器人的抗沉陷能力。
49.螺旋驱动轮行进过程中依靠螺旋叶片与粮层的相互作用获得推力，推力的方向为垂直于叶片的方向，可将推力分解为沿轴线方向的轴向力，和水平垂直于轴线的侧向力，总推力为f，螺旋升角为α，则轴向力为：
50.f
y
＝f cosα；
51.侧向力为：
52.f
x
＝f sinα；
53.轴向力对驱动轮有轴向方向的推动作用，是机构的前进动力，而侧向力对粮层具有翻动作用，螺旋升角在0～90
°
范围内，随着螺旋升角的增大，轴向力逐渐减小而侧向力逐渐增大。
54.变螺距的特点为驱动轮各段螺旋叶片的螺距不同，即螺旋升角不同，螺旋升角低的分段可为机器人前进行驶提供足够的动力，较大螺旋升角的分段主要作用是将粮堆分散，同时提供部分前进动力。
55.分段式螺旋驱动轮的特点在于各螺旋段之间有间距，间距之间为无叶片的光筒，光筒可在机器人行驶时为车体提供支撑力，防止下陷过深。
56.采用变螺距螺旋驱动结构，爬坡能力强，在粮面上通过性好，螺旋升角低的分段可为机器人前进行驶提供足够的动力，较大螺旋升角的分段主要作用是将粮堆分散，同时提供部分前进动力。机构在行驶的同时具有降低粮面高度的作用，提高平粮效率。
57.分段式螺旋驱动轮的特点在于各螺旋段之间有间距，间距之间为无叶片的光筒，光筒可在机器人行驶时为车体提供支撑力，防止下陷过深。
58.尽管本实用新型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实用新型的领域，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，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。