一种用于大型粮仓的熏蒸投药回收机器人

1.本发明涉及粮食仓储技术领域，具体指一种用于大型粮仓的熏蒸投药回收机器人。


背景技术：

2.熏蒸是粮食仓储工作中的一项杀虫工作，在粮食的害虫感染达到一定程度时，在密封条件下，在粮堆中投埋一定量的磷化物，使其与粮食中的水分产生化学反应，释放磷化氢剧毒气体，达到杀死粮堆中各种害虫与虫卵的目的。化学药剂及熏蒸剂，对人体具有毒害作用，如果使用不当或疏忽大意，都可能造成意外事故，危及生命安全。目前国内在粮食熏蒸投药过程中大多为人工实施，存在安全隐患。
3.河南智汇良仓智能科技有限公司开发的一种均匀高效的粮仓熏蒸设备(参考专利文献cn215381019u)，该机器人解决了喷洒高度有限的问题，提升了熏蒸效率，但并未解决药物在熏蒸过程中会对人体产生伤害的问题，未实现药物熏蒸过程的无人化操作，增加工人工作负荷，依然存在安全隐患。
4.中国专利文件公开了(授权公告号cn106112956b)粮仓熏蒸投药作业机器人及其投药方法，该机器人解决了人工进行施药熏蒸问题，可在粮堆表面走道板上自主行走，准确定位，能够自动抓取药瓶并开启瓶盖向药桶内装药，同时可实现回转双向投放药物。但该机器人不能实现药物残渣回收，而用于存储粮食的仓库往往空间非常大，因此人工回收残渣的工作量非常大，提高了人工成本，而长时间处于该工作环境下，依然存在人工作业的安全隐患问题。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术的不足，提出了一种可实现熏蒸投药全过程无人化的智能粮仓熏蒸投药回收机器人，以解决现有技术中存在人工熏蒸残渣回收所存在的安全隐患，实现投药和药物残渣回收全自动化，降低人工成本。
6.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
7.一种用于大型粮仓的熏蒸投药回收机器人，包括车底架、投药车身和回收车身，所述投药车身固定在底架上，所述回收车身固定安装在投药车身一侧，所述车底架上设置有移动机构，所述投药车身内设有投药装置，所述回收车身内收料装置，所述收料装置包括第四电机、丝杆、螺母、两个bk轴承、驱动臂、机械臂和夹手，两个所述bk轴承固定设置在回收车身内且轴线重合，所述丝杆的两端分别可转动安装在两个bk轴承上，所述第四电机的动力输出端与丝杆的一端固定连接，所述螺母螺纹连接在丝杆上，两根所述驱动臂通过铰接件呈对称结构铰接至螺母外壁，两根所述机械臂的一端分别通过铰接件铰接至驱动臂的另一端，所述机械臂的另一端固定有夹手，所述回收车身的两侧呈对称结构设有供机械臂穿过的通孔，所述通孔的内壁设置有竖直状的固定轴，所述机械臂上设有套接在固定轴上的旋转孔。
8.作为优选，所述机械臂呈v型，且向内侧弯折，所述夹手呈板状的多边形结构，且相对侧设置，两块所述夹手相配合时，相对侧相互契合。
9.作为优选，所述夹手上设置有若干漏孔。
10.作为优选，所述第四电机与丝杆之间设置有联轴器。
11.作为优选，所述回收车身的下方设置有可伸缩的收料箱。
12.作为优选，所述投药车身内设置有相配合的投药装置和储药装置，所述投药车身的一侧对应投药装置设置有投药口，所述储药装置包括固定板和储药槽，所述固定板固定在投药车身内部顶壁，所述储药槽固定设置在固定板的一侧，所述储药槽内设置有推药板，所述固定板的一侧固定有推药缸体，所述推药板的一侧固定连接至推药缸体的动力输出端。
13.作为优选，所述投药装置位于储药装置的正下方，所述投药装置包括u型轨道、连杆、曲杆、第二电机和滑块，所述第二电机固定安装在u型轨道的一端，所述曲杆的一端与电机的输出轴相连接，所述曲杆的另一端通过铰接件与连杆的一端连接，所述连杆的另一端通过铰接件铰接至滑块，所述滑块滑动设置在u型轨道内，所述u型轨道的另一端延伸至投药口。
14.作为优选，所述移动装置包括第一电机、减速器、齿轮箱、车轮轴和螺旋车轮，所述第一电机和减速器固定安装在车底架上，所述第一电机的动力输出轴与减速器的输入端相连接，所述减速器通过一传动轴输出动力，所述传动轴通过bk轴承安装在车底架上，两个所述齿轮箱的输入端分别与传动轴的端部相连接，所述齿轮箱通过车轮轴输出动力，所述螺旋车轮固定安装在车轮轴的两端。
15.作为优选，所述螺旋车轮包括柱形本体，所述柱形本体的外端设置有锥形头，所述柱形本体的径向外壁设置有螺旋筋。
16.本发明具有以下的特点和有益效果：
17.采用上述技术方案，1)采用螺旋式轮，方便在谷堆中行走，可以完成粮食内埋药熏蒸和粮面熏蒸两种除虫方法；2)采用自主存储药物与推药机构，替代人工布药过程，大大提高了熏蒸过程中的安全性；3)设计的抓手机构与抽屉机构，可以完成药物残渣的回收及存储，完成了全过程自动化，减少人力成本与安全隐患；4)夹手的结构设计能够提供足够的力去完成药物残渣的抓取，另外，相对于传统的机械手无需进行精准定位抓取，具有一定的位置容错。
附图说明
18.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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1所示的是本发明实施例的平面轴测图。
20.图2所示的是本发明实施例的车轮俯视图。
21.图3所示的是本发明实施例的车身剖面图。
22.图4所示的是本发明实施例的手臂剖面图。
23.图中，1.投药车身；2.回收车身；3.机械臂；4.夹手；5.螺旋车轮；6.收料箱；7.齿轮箱；8.减速器；9.第一电机；10.车轮轴；11.传动轴；12.连杆；13.固定板；14.推药缸体；15.推药板；16.储药槽；17.曲杆；18.u型轨道；19.第二电机；20.第三电机；21.伸缩门；22.滑块；23.漏孔；24.螺母；25.驱动臂；26.铰接件；27.丝杠；28.bk轴承；29.联轴器30.第四电机。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.本发明提供了一种用于大型粮仓的熏蒸投药回收机器人，如图1所示，包括车底架、投药车身1和回收车身2。所述回收车身2固定安装在投药车身1一侧，所述投药车身内设有投药装置，所述回收车身内收料装置。通过投药车身1完成熏蒸药物的投放，最关键的时还能通过回收车身2完成熏蒸药物的回收，从而实现无人药物残渣回收作业，不仅节约了人工成本，提高了回收效率，并且避免了人工作业的安全隐患。
28.可以想到的，所述投药车身固定在车底架上，本实施例中所用的车底架用的是常规的车底架，因此本实施例中不进行具体的描述。所述车底架上设置有移动机构，用于驱动机器人的移动，配合自动循迹系统，移动至回收药物残渣的位置。
29.具体的，如图2所示，所述移动装置包括第一电机9、减速器8、齿轮箱7、车轮轴10和螺旋车轮5，所述第一电机9和减速器8固定安装在车底架上，所述第一电机9的动力输出轴与减速器8的输入端相连接，所述减速器8通过一传动轴输出动力，所述传动轴11通过bk轴承28安装在车底架上，两个所述齿轮箱7的输入端分别与传动轴11的端部相连接，所述齿轮箱7通过车轮轴10输出动力，所述螺旋车轮5固定安装在车轮轴10的两端。
30.可以理解的，通过第一电机9输出动力至减速器，通过减速器增加力矩，进而通过减速器动力传动至两个齿轮箱，通过齿轮箱输出动力至车轮轴10，进而驱动螺旋车轮5转动，实现机器人的移动。
31.可以想到的，减速器和齿轮箱都是常规设备，因此本实施例中不进行具体的说明。
32.进一步的，所述螺旋车轮5包括柱形本体，所述柱形本体的外端设置有锥形头，所述柱形本体的径向外壁设置有螺旋筋。
33.可以理解的，本实施例中螺旋车轮5的设置，从而增加了螺旋车轮在移动时对于谷物有推动的作用，从而便于在谷物上移动，避免陷入谷物中无法移动。
34.具体的，如图4所示，所述收料装置包括第四电机30、丝杆27、螺母24、两个bk轴承28、驱动臂25、机械臂3和夹手4。进一步的，两个所述bk轴承28固定设置在回收车身2内且轴线重合，所述丝杆27的两端分别可转动安装在两个bk轴承28上。可以理解的，通过bk轴承与安装丝杆27，从而使得丝杆只能进行旋转动作。通过第四电机的动力输出端与丝杆的一端固定连接，从而驱动丝杆27转动。第四电机与丝杆之间通过联轴器29相连接。另外，螺母螺纹连接在丝杆上，可以理解的，从而丝杆转动实现螺母在丝杆上进行前后运动。进一步的，两根所述驱动臂25通过铰接件26呈对称结构铰接至螺母外壁。可以想到的，通过在螺母外壁呈对称结构设置两个连接座，从而实现通过铰接件与驱动臂的一端铰接。两根所述机械臂的一端分别通过铰接件铰接至驱动臂的另一端。所述回收车身2的两侧呈对称结构设有供机械臂穿过的通孔，所述通孔的内壁设置有竖直状的固定轴，所述机械臂上设有套接在固定轴上的旋转孔。可以理解的，通孔的设置是供机械臂穿过的。而固定轴的设置，则是使得机械臂能在驱动臂的作用下已固定轴为中心转动，所述机械臂的另一端固定有夹手4，因此当机械臂逆时针转动时，夹手相互靠紧进而实现夹取的动作，相反的夹手进行松开的动作。可以想到的，机械臂的转动是通过丝杆的前后运动进而通过驱动臂推动机械臂的一端实现的。进一步的，所述夹手呈板状的多边形结构，且相对侧设置，两块所述夹手相配合时，相对侧相互契合。另外，所述夹手上设置有若干漏孔23，通过漏孔的设置可夹取药物残渣时，在夹手上的谷物可通过漏孔落回谷堆。
35.进一步的，机械臂呈v型，且向内侧弯折，如此设置可减少机械臂的转动角度，即可完成夹取的动作。
36.本发明的进一步设置，所述回收车身2的下方设置有可伸缩的收料箱6。
37.具体的，投药车身1内设有隔板，通过隔板分为两层，收料箱6抽屉式安装在投药车身1的下层，并且通过气缸驱动收料箱的伸缩。可以理解的，当夹手夹取药物残渣时，收料箱伸出至夹手下方，夹手松开后，药物残渣落入收料箱6内。进而缩回投药车身1内。
38.本发明的进一步设置，如图3所示，所述投药车身1内设置有相配合的投药装置和储药装置，所述投药车身的一侧对应投药装置设置有投药口，所述储药装置包括固定板13和储药槽16，所述固定板13固定在投药车身内部顶壁，所述储药槽16固定设置在固定板13的一侧，所述储药槽16内设置有推药板15，所述固定板13的一侧固定有推药缸体14，所述推药板15的一侧固定连接至推药缸体14的动力输出端。
39.可以理解的，药物放置在储药槽16内，通过推药缸体14推动推药板15，进而推动药物至投药装置。
40.可以想到的，储药槽16的上方设置有用于将药物放入储药槽内的放药口。
41.进一步的，所述投药装置位于储药装置的正下方，所述投药装置包括u型轨道18、连杆12、曲杆17、第二电机19和滑块22，所述第二电机19固定安装在u型轨道18的一端，所述曲杆17的一端与第二电机19的输出轴相连接，所述曲杆17的另一端通过铰接件与连杆的一端连接，所述连杆的另一端通过铰接件铰接至滑块，所述滑块滑动设置在u型轨道内，所述u
型轨道的另一端延伸至投药口。
42.可以理解的，通过推药板将药物从储药槽推出，进而落入u型轨道内，并通过第二电机驱动曲杆17转动，进而通过连杆推动滑块滑动，通过滑块将药物从投药口推出，进而完成投药作业。该技术方案整体结构非常简单，成本低廉，并且能够很好的完成投药作业。
43.可以想到的，所述的投药口设置有伸缩门，所述伸缩门纵向移动，且是通过第三电机20通过牵引绳拉动伸缩门的运动。
44.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式包括部件进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。