CN114102623A - 粮食平仓机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了粮食平仓机器人，包括行走单元、吸粮单元、抛粮单元及推料单元，行走单元支承吸粮单元、抛粮单元及推料单元；吸粮单元包括吸粮管、落料箱、空气过滤器、敞开式关风器、风机以及吸粮电机；吸粮管包含可弯曲的软管；落料箱包括进料口、出料口和出气口，进料口与吸粮管的近端可拆卸地连接，出料口与敞开式关风器的入料口连通，出气口与空气过滤器的进气口连通；敞开式关风器具有卸料口；空气过滤器的排气口连通风机的进风口；电机与风机传动连接。采用风机吸粮，提高了粮食平仓效率。搭配可长距离延伸的软管，扩大了作业范围，尤其适合机器人无法攀爬的高低落差大的粮堆，平仓效果明显。抛粮前进行除尘，避免了粉尘污染环境。

Description

粮食平仓机器人

技术领域

本发明涉及粮食平仓机器人，特别涉及粮食平仓机器人。

背景技术

随着技术的发展和粮食行业的需求，对粮食储存要求越来越高。在粮食入仓时，粮堆表面会产生高低不平的现象，为方便日后粮食保存管理，提高粮仓空间利用率，就必须对粮面进行平整。目前粮面的平整主要是采用人工，费时费力，效率较低，由于粮库的体积一般较大，导致平仓效果并不明显，灰尘太大，扬起的粉尘对伤害人体的呼吸道。

发明内容

为解决现有技术的至少一个技术问题，本发明提供一种粮食平仓机器人。

粮食平仓机器人，包括行走单元、吸粮单元、抛粮单元及推料单元，行走单元支承吸粮单元、抛粮单元及推料单元；吸粮单元包括吸粮管、落料箱、空气过滤器、敞开式关风器、风机以及吸粮电机；吸粮管包含可弯曲的软管；落料箱包括进料口、出料口和出气口，进料口与吸粮管的近端可拆卸地连接，出料口与敞开式关风器的入料口连通，出气口与空气过滤器的进气口连通；敞开式关风器具有卸料口；空气过滤器的排气口连通风机的进风口；吸粮电机与风机传动连接。

本实施方式的粮食平仓机器人具有以下效果：采用风机吸粮，单位时间内输送量高，提高了粮食平仓效率。搭配可长距离延伸的吸粮管软管，扩大了吸粮装置的作业范围，尤其适合机器人无法攀爬的高低落差大的粮堆，平仓效果明显。在粮食进入抛粮单元前，风机将粮食中的粉尘吸走，经空气过滤器捕获粉尘，避免了粉尘污染环境。

在一些实施方式中，空气过滤器包含箱体，在箱体内并于进气口与排气口之间设有脉冲除尘滤筒。脉冲除尘滤筒具有良好的除尘效果。

在一些实施方式中，吸粮管的远端具有一段硬管。该硬管方便了将吸粮管的远端插入到粮堆中。

在一些实施方式中，风机的排风口设有消声器。消声器吸收风机排气噪音，防止产生噪声污染。

在一些实施方式中，行走单元包括底盘、左履带单元、右履带单元、驱动机构以及驻车单元；左履带单元和右履带单元分别与底盘滑动连接，且滑动方向被设置为左右方向；驱动机构分别与左履带单元和右履带单元连接并被设置为在左右方向上驱动两履带单元彼此同步远离和同步靠近；驻车单元可拆卸地与底盘连接，且被配置为在高度方向上可伸缩并能伸长至托起机器人使两履带单元悬空。左履带单元和右履带单元能够同步伸缩，即两履带单元之间的宽度是可调的，行走单元收缩后使得机器人能够顺利通过粮仓门，且行走单元展开后有利于机器人工作时保持重心稳定。驻车机构托起机器人使履带单元悬空，方便了履带单元的伸缩。

在一些实施方式中，两履带单元同步远离至设定的极限位置进入完全伸展状态，在完全伸展状态下，两履带单元通过可拆卸的连接架相连。连接架可以保持行走单元在完全伸展状态下稳定。

在一些实施方式中，驱动机构包括电机、传动机构和丝杆副，丝杆副包括一根双向丝杆和两个丝杆螺母，双向丝杆在两履带单元之间沿左右方向延伸且两端可转动地设置，两个丝杆螺母分别螺纹配合在双向丝杆的两段螺旋方向相反的螺纹区，其中一个丝杆螺母连接左履带单元，另一个丝杆螺母连接右履带单元，电机通过传动机构与双向丝杆传动连接。

在一些实施方式中，驻车单元包括分布在行走单元左右两侧并与底盘连接且在高度方向上可伸缩的至少四根支撑杆，支撑杆的上端具有用于操纵支撑杆伸缩的手柄或电机。支撑杆伸长后可以托起机器人，方便两履带单元的伸缩。支撑杆还能在机器人平仓是起到辅助支撑的作用。

在一些实施方式中，底盘的前端和后端分别具有沿左右方向延伸的第一金属管，支撑杆的侧面垂直设有第二金属管，第一金属管靠近两侧管口位置的管壁开设了第一销孔，第二金属管的管壁上开设了第二销孔，第二金属管插入第一金属管中且两销孔对齐，第一销孔和第二销孔穿插了一插销。本实施方式提供了一种支撑杆快拆式的安装方式，方便快速拆装支撑杆。

在一些实施方式中，行走单元上设有托架，吸粮单元和抛粮单元分别设置在托架上，行走单元的底部设有输出轴沿竖向延伸的减速电机，减速电机的输出轴上设有主动齿轮，行走单元的上方设有横向设置的轴承，轴承具有能够相对转动的内圈和外圈，其中内圈固定在行走单元上，外圈与托架连接，外圈的外周设有外齿且外齿与主动齿轮啮合。本实施方式的吸粮单元和抛粮单元可360°旋转，达到抛洒均匀和节省平仓机频繁行走的目的。

附图说明

图1显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的立体图。

图2显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的主要组成单元的分解图。

图3显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的行走单元与驻车单元的分解图。

图4显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的驱动机构的立体图。

图5显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的履带单元的立体图。

图6显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的履带单元的内部结构示意图。

图7显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的履带立体图。

图8显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的支撑杆的内部结构图。

图9显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的推料单元的立体图。

图10显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的抛粮单元安装在底盘上时的侧视图。

图11显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的抛粮单元可转动安装结构的分解图。

图12显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的吸粮单元的侧视图。

图13显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的吸粮单元的分解图。

图14显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的除尘部分沿纵向的半剖视图。

图15显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的消声器的四分之一剖视图。

图16显示了本发明一些实施方式的粮食平仓机器人的软管与硬管连接处的局部示意图。

符号说明：

行走单元100、底盘101、左履带单元102、右履带单元103、驱动机构104、导轨105、滑块106、电机107、传动机构108、双向丝杆109、丝杆螺母110、主动锥形齿轮111、从动锥形齿轮112、滚珠轴承113、第一梁114、第二梁115、三角架116、伺服电机117、减速机118、主动轮119、导向轮120、导向轮支座121、螺杆122、外套管123、浮动轮124、摆动导轨125、履带126、封板127、内齿128、连接架129、驻车单元200、支撑杆201、第二金属管202、第一金属管203、第一销孔204、第二销孔205、第一立柱206、升降器207、手柄208、第二丝杆209、第二丝杆螺母210、传动部分211、第一管腔212、第二立柱213、第二管腔214、垫片215、推料单元300、推铲301、电动推杆302、安装架303、连架杆304、横杆305、抛粮单元400、传送带401、主动辊402、从动辊403、抛粮电机404、压辊405、护罩406、吸粮单元500、吸粮管501、落料箱502、空气过滤器503、敞开式关风器504、风机505、吸粮电机506、软管507、进料口508、硬管509、出料口510、出气口511、入料口512、进气口513、卸料口514、箱体515、排气口516、脉冲除尘滤筒517、隔板518、进风口519、管道520、排风口521、消声器522、三通排气管523、管体524、第一消音筒525、第二消音筒526、第三消音筒527、排气端528、法兰529、分隔板530、第一内腔531、第二内腔532、进气端533、消音孔534、压力表535、通气孔536、调节部件537、弧形板538、把手539、提手540、托架601、减速电机602、主动齿轮603、轴承604、内圈605、外圈606、圆盘607

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1和图2分别显示了根据本发明一些实施方式的机器人的立体图和分解图。请参考图1和图2，粮食平仓机器人包括行走单元100、驻车单元200、推料单元300、抛粮单元400和吸粮单元500。行走单元100支承推料单元300、抛粮单元400和吸粮单元500，并载着它们在粮食表面行走。在工作时，机器人行走到粮仓的凹处，通过吸粮单元500将粮堆的粮食转运到抛粮单元400上，再立即通过抛粮单元400将这些粮食抛洒到凹处，最后机器人在来回行走的同时用推料单元300将粮食推平整。

图3显示了根据本发明一些实施方式的机器人的行走单元的分解图。在一些实施方式中，请参考图3，行走单元100包括底盘101、左履带单元102、右履带单元103以及驱动机构104。在一些实施方式中，底盘101可以由方形钢管焊接而成，例如底盘101成形为矩形的格栅状。

左履带单元102和右履带单元103分别与底盘101滑动连接，且滑动的方向被设置为左右方向。驱动机构104设置在左履带单元102和右履带单元103之间并与这两个履带单元连接，能够驱动左履带单元102和右履带单元103沿左右方向彼此同步远离和同步靠近。

两履带单元彼此同步远离至设定的极限位置而进入完全伸展状态，彼此同步靠近至设定的极限位置则进入完全收缩状态。可通过行程开关限定伸展极限位置，即在伸展的极限位置设置行程开关，当行程开关被触发时，驱动机构104立即停止驱动。为了防止两履带单元同步靠近时相互触碰，还通过另外的行程开关限定两履带单元收缩的极限位置(完全收缩状态)，当该行程开关被触发后，驱动机构104立即停止驱动。在完全伸展状态下，两履带单元之间距离最远，行走单元具有最大的宽度，有利于机器人工作时保持重心稳定。在完全收缩状态下，两履带单元之间距离最近，行走单元的宽度缩小到小于粮仓门宽度，使得机器人能够顺利通过粮仓门。

在一些实施方式中，两履带单元同步远离至设定的极限位置进入完全伸展状态，在所述完全伸展状态下，两履带单元通过可拆卸的连接架129相连，如图2所示。举例而言，在行走单元的两端分别设有连接架129，以保持行走单元在完全伸展状态下稳定。当机器人以完全收缩状态进入粮仓后，让两履带单元相互远离并进入完全伸展状态，再用该两个连接件129将两履带单元连接。进一步地，其中一个连接架129与推料单元300连接，在安装该连接架129时，一并将推料单元300安装在行走单元100上，减少了工作量。

在一些实施方式中，左履带单元102与右履带单元103分别通过导向机构与底盘101连接，以限定左右履带单元103的滑动方向。具体的，请参考图3，导向机构包含固定在底盘101的底部且沿左右方向延伸的导轨105和设置在左履带单元102与右履带单元103上并与导轨105滑动配合的滑块106。举例而言，滑块106有四个，其中两个滑块106沿履带行走方向间隔地布置在左履带单元102上，而另外两个滑块106沿履带行走方向间隔地布置在右履带单元103上。导轨105可以是设置在底盘101前端与后端且分别与四个滑块106对应的四根短导轨105，也可以是分别设置在底盘101前端和后端的两根较长导轨105。左履带单元102靠前端的滑块106及右履带单元103靠前端的滑块106分别与底盘101前端的导轨105滑动配合，而左履带单元102靠后端的滑块106及右履带单元103靠后端的滑块106分别与底盘101后端的导轨105滑动配合。

在一些实施方式中，请参考图3，驱动机构104设置在底盘101的底部且位于左履带单元102和右履带单元103之间，以驱动两个履带单元沿垂直于行走方向彼此同步靠近和同步远离。

图4显示了根据本发明一些实施方式中的驱动履带单元伸的驱动机构104。请参考图4，驱动机构104包括电机107、传动机构108和丝杆副。电机107固定在底盘101的底部，传动机构108将电机107与丝杆副传动连接。丝杆副包括一根双向丝杆109和两个丝杆螺母110。双向丝杆109在两履带单元之间沿左右方向延伸，例如在底盘101下方横跨底盘101的中部。双向丝杆109具有两段螺旋方向相反的螺纹区，其中一个丝杆螺母110螺纹配合在左旋的螺纹区，而另一个丝杆螺母110配合在右旋的螺纹区。其中一个丝杆螺母110连接左履带单元102，另一个丝杆螺母110连接右履带单元103。双向丝杆109的两端分别可转动地连接底盘101，例如通过滚珠轴承113连接，使双向丝杆109能够绕它的中轴线回转运动。丝杆与两个丝杆螺母110被配置为当向某个方向(例如顺时针或逆势针)转动时，两个丝杆螺母110向着彼此远离的方向运动，使左履带单元102和右履带单元103彼此远离；当丝杆向相反的方向转动时，两个丝杆螺母110向着彼此靠近的方向运动，使左履带单元102和右履带单元103之间的距离缩小。

在一些实施方式中，请参考图4，传动机构108与电机107和双向丝杆109分别连接，用以带动丝杆回转运动。举例而言，传动机构108包括设置在电机107输出轴上的主动锥形齿轮111和同轴套设在双向丝杆109上的并与主动锥形齿轮111啮合的从动锥形齿轮112，具体而言，从动锥形齿轮112设置在丝杆的左螺纹区和右螺纹区之间。当电机107转动时，主动锥形齿轮111会带动从动锥形齿轮112转动，进而驱使丝杆回转运动。

图5和图6分别显示了根据本发明一些实施方式中的履带单元的立体图和内部结构图。左履带单元102和右履带单元103结构相同，本文以其中一个履带单元为例说明其结构。在一些实施方式中，请参考图5和图6，每个履带单元包括第一梁114和设置在第一梁114外侧并低于第一梁114的第二梁115，其中第一梁114与第二梁115均沿履带单元的行进方向延伸。第一梁114和第二梁115可以为横截面呈方形的金属管，二者通过若干个三角架116相连，使支架具有良好的稳定性。在一些实施方式中，在行走单元100处于完全伸展状态下，两履带单元的第一梁114通过连接架129连接。第一梁114上方设有位于第一梁114中部的丝杆螺母110和分别位于丝杆螺母110前后侧的两滑块106。请参考图5，第一梁114的一端下方设有伺服电机117和减速机118，例如减速机118可以NMRV减速机。再结合图6，第二梁115的靠近伺服电机117的一端设有与减速机118传动连接的主动轮119，另一端设有导向轮120。导向轮120的相对位置可根据需要适当地沿第二梁115延伸方向调整，以能够调整履带的松紧程度。举例而言，第二梁115的端部上方设有沿第二梁115延伸方向延伸且横截面呈方形的外套管123。导向轮支座121的一端转动设有导向轮120，另一端设有一个螺杆122，且导向轮支座121的一部分穿入外套管123。螺杆122穿过第二梁115上的固定部件，例如穿过靠近导向轮120的三角架116，再于三角架116两侧用螺母锁紧。第二梁115的上方设有若干个可转动的浮动轮124，下方设有可沿履带单元前进方向延伸并可前进方向摆动的摆动导轨125。具体的，摆动导轨125与第二梁115铰接。履带126围在由第二梁115支承的主动轮119、浮动轮124、导向轮120及摆动导轨125的周围。主动轮119与履带126啮合(图中省略了啮合结构的细节)，以牵动履带126运动。图7示意性地显示了根据本发明一些实施方式的履带的立体图，主要用于说明内齿128的位置，但省略了内齿128的形状细节。请参考图7，履带126的内侧设有两排沿履带126长度方向排列的内齿128，摆动导轨125配合在该两排内齿128之间。

在一些实施方式中，履带126的前端部分和后端部分分别具有离开地面的倾角，该倾角使机器人在凹凸不平的粮堆上行走更加容易。举例而言，倾角最大35°。摆动导轨125的两端距离短于主动轮119与导向轮120之间的距离，使履带126的上方部分长于履带126的下方部分(即履带126行走时着地部分)，以实现履带126前后端部分形成离开地面的倾角。在一些实施方式中，对于每个履带单元的摆动导轨125数量为两根或两根以上的情况(如图6所示，每个履带单元的摆动导轨125为两根)，摆动导轨125的两端距离包括了每根摆动导轨125的长度和摆动导轨125之间间隔。

在一些实施方式中，请参考图5，在履带单元的左右两侧还分别设有封板127，可以阻挡粮食进入履带单元内，防止履带单元被粮食卡死。

在一些实施方式中，左履带单元102与右履带单元103的主动轮119分别设置在机器人的不同端，即其中一个前置前驱，而另一个后置后驱。通过控制两伺服电机117的转速差和转动方向实现机器人的前进、后退和转弯等。两履带单元能够向外侧伸展，也能向内侧缩进。用户可根据工作现场的空间需求调节两履带单元之间的距离。

驻车单元200与行走单元100连接，被设置为在高度方向上可伸缩，并能伸长至托起机器人使行走单元100悬空，以便于履带单元左右伸缩调节。在一些应用中，驻车单元200还能在机器人吸粮和抛粮时提供辅助支撑，以保持机器人稳定性。

请参考图3，驻车单元200包括均布在行走单元100左右两侧并连接在底盘101上且在高度方向上可伸缩的四根支撑杆201。

支撑杆201与行走单元100可拆卸地连接。举例而言，请参考图3，底盘101的前端和后端分别具有沿左右方向延伸的第一金属管203，优选地，第一金属管203为横截面呈方形的方管。支撑杆201的上端设有垂直于支撑杆201侧向延伸的第二金属管202，例如第二金属管202的端部连接第二立柱213。优选地，第二金属管202的横截面呈方形且尺寸略小于第一金属管203的横截面。第一金属管203的管壁靠近两侧管口位置开设了第一销孔204，第二金属管202的管壁上开设了第二销孔205。第一销孔204与第二销孔205设置在两金属管对应的管壁上，以便通过调节第二金属管202插入深度能使第一销孔204与第二销孔205对齐。第二金属管202插入底盘101的第一金属管203中，保持第一销孔204与第二销孔205对齐，并将插销插入到第一销孔204和第二销孔205，从而将第一金属管203与第二金属管202连接。在驻车单元200与行走单元100连接状态下，驻车单元200的宽度大于行走单元100完全伸展状态下的宽度。在机器人进入粮仓前，可以先将驻车单元200拆卸下来。待机器人进入粮仓后，再将驻车单元200安装到行走单元100上，然后使驻车单元200伸长并托起机器人，让行走单元100完全伸展后，再放下机器人。

在一些实施方式中，支撑杆201的位置在左右方向上也是可调的，以配合两履带单元的伸缩。这样的驻车单元200像行走单元100一样，也包含伸展状态和收缩状态。在机器人进入粮仓前，驻车单元200处于收缩状态，且宽度小于粮仓门宽，以便机器人能携带行走单元100直接行走通过粮仓门；当机器人进入粮仓后，先将驻车单元伸展，再展开行走单元100。具体而言，请参考图3，第一销孔204与第二销孔205至少其中之一是具有多个的，例如，第一金属管203的管壁的第一销孔204有一个，而第二金属管202的管壁的第二销孔205具有沿管长方向间隔排列的至少两个；或者，第一金属管203的管壁的第一销孔204具有沿管长方向间隔排列的至少两个，而第二金属管202的管壁的第二销孔205有一个；或者，第一金属管203的管壁的第一销孔204具有沿管长方向间隔排列的至少两个，而第二金属管202的管壁的第二销孔205也具有沿管长方向间隔排列的至少两个，通过改变对齐的销孔可实现支撑杆201左右伸缩调节。

图8表示了一些实施方式中支撑杆201的内部结构示意图。从图8可以看出，支撑杆201包括设置在下部的第一立柱206、上部的第二立柱213和升降器207。升降器207包括第二丝杆209、第二丝杆螺母210以及传动部分211。第一立柱206具有沿第一立柱206的长度方向延伸的第一管腔212，第二丝杆螺母210的螺纹孔与第一管腔212同轴且第二丝杆螺母210与第一立柱206固定连接。当第二丝杆209与第二丝杆螺母210螺纹配合时，第二丝杆209沿第一立柱206的长度方向延伸并延伸到第一管腔212内。第二立柱213具有沿其长度方向延伸的第二管腔214，第一立柱213插入第二管腔214，且第二立柱213与第二管腔214的内壁滑动配合。第二立柱213的上端连接行走单元100，升降器207固定在第二立柱213的上端，并且第二丝杆209沿第二管腔214的轴向延伸。传动部分211连接手柄208或电机(图中未显示)，该传动部分211被配置为能将手柄208或电机的沿水平轴线的转动转换成第二丝杆209的沿竖向轴线的回转运动。当顺时针或逆时针摇动手柄208或使电机转动时，由于第一立柱206支承在地面或粮食上，第二丝杆209做回转运动的同时，还相对于第一立柱206沿轴向运动，导致手动或电动地使支撑杆201的伸缩运动。

在一些实施方式中，传动部分211包括两个伞形齿轮，如图8所示。在其他的实施方式中，传动部分211也可以是蜗轮蜗杆机构。

在一些实施方式中，请参考图8，支撑杆201的下端设有垫片215。该垫片215具有较大的面积，以防止支撑杆201陷入粮食中。

推料单元300用于将粮食推平整，其长度可达2米，所以推料单元300与行走单元100是可拆卸连接的。在机器人进入粮仓前，先拆除推料单元300，机器人行走通过粮仓门，而推料单元300由人工送入粮仓；当机器人进入粮仓后，再将推料单元300安装在行走单元100的一端。同样的，机器人出粮仓时，也要先拆除推料单元300。

图9显示了根据本发明一些实施方式中的推料单元的立体图。在一些实施方式中，推料单元300设置在机器人的行走单元100的一端，其包括推铲301、电动推杆302、安装架303和四根连架杆304。安装架303用于支承推铲301、电动推杆302及连架杆304，其连接在行走单元100的，一端例如，安装架303可以安装在履带单元的第一梁114的一端。在一些实施方式中，安装架303包含了两个连接架129中的一个。四根连架杆304的前端与推铲301的背面铰接，后端与安装架303铰接，使推铲301、安装架303和其中两根连架杆304形成一组平面四杆机构，推铲301、安装架303和另外两根连架杆304形成另外一组平面四杆机构，且该两组平面四杆机构在分别在两个平行的竖向平面内运动。两组平面连杆机构通过横向设置的横杆305连接，即上方的两个连架杆304通过横杆305连接，下方的两个连架杆304也通过另外的横杆305连接，以此保持推铲301的稳定。电动推杆302斜设在推铲301与安装架303之间，具体而言，电动推杆302的一端铰接在推铲301背面的下部，而另一端铰接在安装架303的上部。电动推杆302作用于推铲301，带动推铲301上下移动。

从图10和图11中可以看出一些实施方式中的抛粮单元的结构。举例而言，抛粮单元400包括倾斜设置的传送带401、分别设置在传送带401两端的主动辊402和从动辊403、用于驱动主动辊402转动的抛粮电机404。行走单元100上设有托架601，主动辊402、从动辊403和抛粮电机404都设置在托架601上。粮食从传送带401的较低端落在传送带401上，被沿倾斜角度从传送带401较低的一端传送至较高的一端，借助惯性沿抛物线抛向远处。传送带401较高的一端绕在主动辊402上，而较低的一端绕在从动辊403上。主动辊402高于从动辊403，使传送带401倾斜。主动辊402与抛粮电机404传动连接，例如，通过带轮传动。在传送带401的较低端靠近从动辊403位置设有可转动的压辊405，该压辊405将该端传送带401的上层部分压向下层部分，使得在传送带401的较低端形成能够阻挡粮食从该端掉落的结构。传动带的部分长度的上方还设有护罩406，该护罩406从离开传送带401的较低端一定距离的位置开始延伸并终止于传送带401的较高端附近。护罩406与传送带401的较低端之间的部分为粮食落料区域。

图10和图11所示的抛粮单元是可以绕竖向轴线转动的。具体而言，托架601可转动地设置在底盘101上方，且托架601的转动轴线呈竖向。底盘101的下方设有输出轴沿竖向延伸的减速电机602，减速电机602的输出轴上固定了主动齿轮603。在底盘101的中部设有带外齿的轴承604，例如外齿式四点接触球轴承604，该类轴承604具有良好的轴向承载能力。轴承604具有能够灵活地相对转动的内圈605和外圈606，其中内圈605部分固定在底盘101上，外圈606的外周设有外齿。轴承604横向设置，且外圈606上的外齿与主动齿轮603啮合。托架601与外圈606连接，优选地，通过一个转接圆盘607间接地连接。具体而言，外圈606上固定该转接圆盘607，托架601又固定在该转接圆盘607上。通过本实施方式的结构，托架601能够在底盘101上进行360°转动。此外，通过控制减速电机602的转动角度、方向(顺时针或逆时针)和速度，可以选择性地控制托架601在底盘101上绕纵轴旋转以指定速度向指定方向旋转指定角度，使用户可根据需求调整抛粮方向，达到抛洒均匀和节省平仓机频繁行走的目的。

在一些实施方式中，与图10和图11所示的可转动的抛粮单元400不同，抛粮单元还可以是不可转动，这种实施方式的机器人不能通过转动抛粮单元来调整抛粮方向，需要通过行走单元运动来改变机器人的方向进而调整抛粮方向。

图12和图13分别显示了一些实施方式中的吸粮单元的侧视图和分解图。图12和图13所示的吸粮单元依靠风机的吸力吸引粮食颗粒运动。请参考图12，吸粮单元500的卸料口与抛粮单元400衔接，例如卸料口设置在抛粮单元400的传送带401较低端的上方。吸粮单元500从粮堆抽取粮食并转运到卸料口，再落到抛粮单元400上而被抛撒。

请参考图12和图13，吸粮单元500包括吸粮管501、落料箱502、空气过滤器503、敞开式关风器504、风机505和吸粮电机506。敞开式关风器504、落料箱502、空气过滤器503自下而上依次设置，在落料箱502的前侧连接吸粮管501，后方依次设有风机505和吸粮电机506，这样的布置方式节省了吸粮单元占用的空间。吸粮电机506、风机505和敞开式关风器504都安装在托架601上。

请参考图13，吸粮管501包含可弯曲的软管507，该部分软管507可以延伸很长，例如30米，这样的作业范围大大超过了传统的绞龙。吸粮管501的近端可拆卸地连接落料箱502的进料口508。优选地，吸粮管501可采用快速锁紧装置连接进料口508，方便快速拆装吸粮管501，例如将带手柄的螺栓穿过吸粮管1的外周后抵紧在进料口508的外周。例如通过快接接头锁紧，方便快速拆装吸粮管。抛粮结束后，拆除吸粮管，让机器人来回行走的同时利用推料单元整平粮食。

软管507的远端设有一段刚性的硬管509，例如硬管509的材质为钢、铁等金属，方便将吸粮管的远端插入到粮堆。软管507的远端与硬管509的近端也可以采用如图16所示的快速锁紧装置连接。请参考图16，在硬管509的近端管壁设有通气孔536，通气孔536处设有一可滑动的调节部件537。滑动调节部件537可以部分或完全遮盖通气孔536，改变通气孔536的开度，从而在吸粮管的远端也能调节吸粮管远端的吸力大小。举例而言，调节部件537包含设置在硬管509内部的弧形板538和设置在硬管509外部的把手539，弧形板538与把手539透过通气孔536相连。弧形板538也可以替换成略小于硬管509内径的圆管。通气孔536可以呈图16所示的沿硬管509轴向延伸的长条状，沿着轴向滑动调节部件537可以改变通气孔536的开度。在一些实施方式中，通气孔536也可以是沿着硬管509的弧面延伸的弧形孔，沿着弧形方向滑动调节部件537也能调整通气孔536的开度。请参考图16，硬管509上还设有提手540，以便于用户操作硬管509。

请参考图3，落料箱502包含进料口508、出料口510和出气口511。具体而言，进料口508位于落料箱502的侧面，与吸粮管501的近端连通；出料口510位于落料箱502的下端，与敞开式关风器504的顶部的入料口512连通；出气口511位于落料箱502的上端，与空气过滤器503下端的进气口513连通。

请继续参考图3，敞开式关风器504的底部具有卸料口514。当粮食通过吸粮管501进入落料箱502时，粮食会被敞开式关风器504连续地从卸料口514排出并下落至抛粮单元上。敞开式关风器504能够将落料箱502内的物料连续不断地及时排出，同时保证落料箱502内压力不暴露于常压环境。敞开式关风器504包含壳体和设置在壳体内的叶轮，该叶轮被设置在壳体外部的电机驱动而高速旋转。

图14代表了本发明一些实施方式中的空气过滤器的纵向剖视图。请参考图14，空气过滤器503包括箱体515，该箱体515的四周及顶部密封。箱体515的下端为进气口513，该进气口513与落料箱502上端的出气口511连通。箱体515的偏上部位置还设有与风机505连通的排气口516。在箱体515内并于进气口513与排气口516之间设有脉冲除尘滤筒517，该脉冲除尘滤筒517用于过滤粉尘，以防止粉尘被风机505抽走而造成粉尘污染。举例而言，箱体515内设有一将箱体515的内腔分隔成上下两部分的隔板518，隔板518上安装了多个脉冲除尘滤筒517，这些脉冲除尘滤筒517位于隔板518下方，排气口516设置在隔板518上方的箱体515侧壁或顶壁上。

从图13中可以看出，空气过滤器503还连接了一个检测气压的压力表535。具体的，该压力表535监测脉冲除尘滤筒517上方的气压，防止因为高压力差而存在的安全隐患。

请参考图13，空气过滤器503的排气口516与风机505的进风口519通过管道520连通。吸粮电机506与风机505传动连接，例如皮带传动，用以驱动风机505吸风以在空气过滤器503、落料箱502、吸粮管501内产生负压。吸粮装置利用风机505产生的强大吸力，将粮食从吸粮管501远端入口吸入，被吸入的粮食沿吸粮管501进入落料箱502，粮食又经敞开式关风器504作用而落入抛粮单元，粉尘被风机505吸向上方并被脉冲除尘滤筒517过滤，清洁的空气经风机505被排走。

吸粮电机506和风机505可采用大功率，搭配可长距离作业的软管507进行吸粮，在吸粮管1的远端形成较强的吸力，大幅度地扩大了吸粮装置的作业半径。搭载本发明的吸粮装置的粮食平仓机器人可以远距离作业，能够处理高低落差大的粮堆，克服了绞龙吸粮机器人的缺陷。

在一些实施方式中，请参考图13，风机505的排风口521设有消声器522，该消声器522能够降低风机505排出高速空气时产生的排气噪音。风机505的进风口519朝上，该进风口519通过管道520连通空气过滤器503的排气口516。风机505的排风口521朝下，且该排风口521连接一根T形的三通排气管523，该三通排气管523的两个相对的排气端口各连接一个消声器522，该两个消声器522分别设置在风机505的左右两侧。

从图15可以看出一些实施方式中的消声器522的内部结构。请参考图15，消声器522包括管体524、第一消音筒525、第二消音筒526和第三消音筒527。管体524内部为中空，其一端为进气端533，另一端为排气端528。第一消音筒525的一端具有入口，而另一端封闭。第一消音筒525设置在管体524的进气端533，并部分延伸入管体524内。第一消音筒525的入口位于管体524的外部，第一消音筒525的封闭端终止于管体524内部，且伸入部分的侧壁设有消音孔534。第一消音筒525的入口处设有法兰529，通过该法兰529将消声器522与三通排管的排气端口连接。在一些实施方式中，第一消音筒525从管体524的进气端533的侧向延伸到管体524内，这有利于在将消声器522安装在风机505左右两侧时保持消声器522的长度方向与机器人前后方向一致，可节约空间。第二消音筒526的一端封闭，而另一端具有出口。第二消音筒526设置在管体524的排气端528，且伸入到管体524内。第二消音筒526的出口面向消声器522的外部，封闭端终止于管体524内部，且伸入部分的侧壁设有消音孔534。在一些实施方式中，第二消音筒526从管体524的端面沿管体524的长度方向延伸入管体524内。管体524内设有分隔板530，该分隔板530将管体524的内腔分隔成与管体524的进气端533相连的第一内腔531和与管体524的排气端528相连的第二内腔532。第三消音筒527的一端具有入口，而另一端封闭。第三消音筒527穿过分隔板530，其入口面向第一内腔531。第三消音筒527的伸进第二内腔532的部分的侧壁设有消音孔534。进一步地，分隔板530上的第三消音筒527可以有多个，例如图15所示的第三消音筒527有四个。风机505排出的空气经第一消音筒525的入口和消音孔534进入第一内腔531，再经过第三消音筒527的入口和消音孔534进入第二内腔532，然后经第二消音筒526的消音孔534和出口排出消声器522。

在托架601的一端设有控制柜，采用智能可编程集中控制系统，同时配备液晶显示屏和无线模块，通过无线手柄操作机器人动作。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.粮食平仓机器人，其特征在于，包括行走单元、吸粮单元、抛粮单元及推料单元，所述行走单元支承所述吸粮单元、抛粮单元及推料单元；

所述吸粮单元包括吸粮管、落料箱、空气过滤器、敞开式关风器、风机以及吸粮电机；

所述吸粮管包含可弯曲的软管；

所述落料箱包括进料口、出料口和出气口，所述进料口与所述吸粮管的近端可拆卸地连接，所述出料口与所述敞开式关风器的入料口连通，所述出气口与所述空气过滤器的进气口连通；

所述敞开式关风器具有卸料口；

所述空气过滤器的排气口连通所述风机的进风口；

所述吸粮电机与所述风机传动连接。

2.根据权利要求1所述的粮食平仓机器人，其特征在于，所述空气过滤器包含箱体，在所述箱体内并于所述进气口与排气口之间设有脉冲除尘滤筒。

3.根据权利要求1所述的粮食平仓机器人，其特征在于，所述吸粮管的远端具有一段硬管。

4.根据权利要求1所述的粮食平仓机器人，其特征在于，所述风机的排风口设有消声器。

5.根据权利要求1所述的粮食平仓机器人，其特征在于，所述行走单元包括底盘、左履带单元、右履带单元、驱动机构以及驻车单元；

所述左履带单元和所述右履带单元分别与所述底盘滑动连接，且滑动方向被设置为左右方向；

所述驱动机构分别与所述左履带单元和右履带单元连接并被设置为在左右方向上驱动两履带单元彼此同步远离和同步靠近；

所述驻车单元可拆卸地与所述底盘连接，且被配置为在高度方向上可伸缩并能伸长至托起机器人使两履带单元悬空。

6.根据权利权利要求5所述的粮食平仓机器人，其特征在于，两履带单元同步远离至设定的极限位置进入完全伸展状态，在所述完全伸展状态下，两履带单元通过可拆卸的连接架相连。

7.根据权利要求5所述的粮食平仓机器人，其特征在于，所述驱动机构包括电机、传动机构和丝杆副，所述丝杆副包括一根双向丝杆和两个丝杆螺母，所述双向丝杆在两履带单元之间沿左右方向延伸且两端可转动地设置，两个所述丝杆螺母分别螺纹配合在所述双向丝杆的两段螺旋方向相反的螺纹区，其中一个丝杆螺母连接所述左履带单元，另一个丝杆螺母连接所述右履带单元，所述电机通过所述传动机构与所述双向丝杆传动连接。

8.根据权利要求5所述的粮食平仓机器人，其特征在于，所述驻车单元包括均布在所述行走单元左右两侧并与所述底盘连接且在高度方向上可伸缩的至少四根支撑杆，所述支撑杆的上端具有用于操纵所述支撑杆伸缩的手柄或电机。

9.根据权利要求8所述的粮食平仓机器人，其特征在于，所述底盘的前端和后端分别具有沿左右方向延伸的第一金属管，所述支撑杆的侧面垂直设有第二金属管，所述第一金属管靠近两侧管口位置的管壁开设了第一销孔，所述第二金属管的管壁上开设了第二销孔，所述第二金属管插入所述第一金属管中且两销孔对齐，所述第一销孔和所述第二销孔连接一插销。

10.根据权利要求1所述的粮食平仓机器人，其特征在于，所述行走单元上设有托架，所述吸粮单元和所述抛粮单元分别设置在所述托架上，所述行走单元的底部设有输出轴沿竖向延伸的减速电机，所述减速电机的输出轴上设有主动齿轮，所述行走单元的上方设有横向设置的轴承，所述轴承具有能够相对转动的内圈和外圈，其中所述内圈固定在所述行走单元上，所述外圈与所述托架连接，所述外圈的外周设有外齿且外齿与所述主动齿轮啮合。

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