CN102630593A - 宠物自动健身喂食装置 - Google Patents

Abstract

一种宠物自动健身喂食装置：有分别与控制单元相连接的跑步计数单元、人机交互单元、喂食器和选通图案单元，以及分别向控制单元、跑步计数单元、人机交互单元、喂食器和选通图案单元提供电源的供电单元。控制单元有第一控制器，与第一控制器相连的第二控制器和第三控制器，第一控制器连接跑步计数单元和选通图案单元，第二控制器连接喂食器，第三控制器连接人机交互单元。本发明可以将宠物的健身和喂食功能统一起来。在宠物健身的同时，通过宠物健身的运动量，合理的设定我所喂食的食物的量，从而达到一个科学的比例，让宠物不会过度饥饿或者过度肥胖，保持了宠物的健康。同时本装置也支持食物的定时定量设计，包含大部分现有宠物自动喂食器的功能。

Description

宠物自动健身喂食装置

技术领域

本发明涉及一种宠物健身喂食装置。特别是涉及一种能够实现运动量和喂食量均衡的宠物自动健身喂食装置。

背景技术

随着我国计划生育效果的初步显现，独生子女逐渐变多，从而形成了现在我国社会的4-2-1的结构，子女由于工作，照顾下一代，往往没有很多的时间照顾老一辈。老年人出于孤单，往往会饲养一只宠物。这也是宠物市场最近几年在中国兴起的重要原因。而宠物饲养是一项费心费力的工作，要求主人天天在家，并还要腾出一定的时间锻炼宠物。如果有一种产品能做到自动定时定量的为宠物喂食，并能达到一定的宠物健身效果，那将迎合了大部分宠物饲养者的需求。其市场前景讲十分的广泛。

现有的宠物喂食和健身大部分都是人工的或者半自动的。喂食过程主要是主人向碗里添加食物，健身过程主要还是主人带宠物外出溜达。由于宠物运动量和喂食量无法均衡掌握。往往导致宠物肥胖或者宠物过度饥饿，无法达到科学健身和喂食的目的。

在我国，关于宠物的喂食装置极少，而宠物健身的装置就更少了。利用传感器做到自动科学健身喂食的装置市场上暂时还未存在。

而现有的宠物自动喂食器确实存在，但有着极大的缺陷：第一，其只能做到简单的喂食功能，而宠物健身方面确实一个非常大的空白；其二，其食物量均是提前设定好的，不适合多变的，宠物生长极快的规律，往往喂食量过多或者过少，无法做到科学喂食的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种功能齐全，设置简单，集宠物健身与喂食功能一体的宠物自动健身喂食装置。

本发明所采用的技术方案是：一种宠物自动健身喂食装置，包括：控制单元，分别与控制单元相连接的跑步计数单元、人机交互单元、喂食器和选通图案单元，以及分别向控制单元、跑步计数单元、人机交互单元、喂食器和选通图案单元提供电源的供电单元。

所述的控制单元包括有第一控制器，分别与第一控制器相连的第二控制器和第三控制器，所述的第一控制器分别连接跑步计数单元和选通图案单元，所述的第二控制器连接喂食器，第三控制器连接人机交互单元。

所述的跑步计数单元是由跑步机和计数器构成，其中，所述的计数器包括有设置在跑步机旋转轮上的磁铁，与所述的磁铁相对应的固定在跑步机上的磁接近开关，所述磁接近开关的信号输出端连接控制单元中的第一控制器的信号输入端。

所述的喂食器包括有矩形框结构的底部支架，分别固定在底部支架的四个端角上的四个称重传感器，所述的四个称重传感器是悬空的固定在底部支架的四个端角上，还有固定设置在四个称重传感器悬空端上方的支撑架，放置在支撑架上的喂食桶。

所述的四个称重传感器的信号输出端连接控制单元中的第二控制器的信号输入端，所述的喂食桶内设置有与第二控制器的信号输出端相连，用于控制喂食桶出食与否的舵机结构。

所述的舵机结构包括有舵机主休，与舵机主休相连的舵机主轴，固定在舵机主轴上的支撑板，所述的支撑板上固定设置有开关板，所述开关板与支撑板同轴，所述的舵机主休上还固定设置有固定板，所述固定板的中心形成有贯穿舵机主轴的通孔，固定板的结构是角度为240～320度的圆弧板，所述的开关板的结构是与所述的固定板相对应的角度为240～320度的圆弧板，所述开关板上按圆心对称形成有两个螺丝孔。

所述的选通图案单元包括有选通面板，所述的选通面板上设置有多个选通显示窗口和多个出食显示窗口，其中，所述的多个选通显示窗口中的每一个窗口对应一个与控制单元中的第一控制器相连的LED闪烁灯，所述的多个出食显示窗口中的每一个窗口对应一组用于组成一个图案的与控制单元中的第一控制器相连的多个LED灯。

所述的选通显示窗口设置有18个，所述的18个选通显示窗口排列成长方形的矩形框结构，所述的多个出食显示窗口设置在矩形框的里侧。

所述的出食显示窗口设置有3个。

所述的供电单元包括有与外部供电电源相连的稳压模块，与稳压模块相连的热释电红外传感器开关模块，所述的热释电红外传感器开关模块设置在跑步机的与跑步上的宠物相对应的位置上，通过感觉宠物的体温来接通电源。

本发明的宠物自动健身喂食装置，可以将宠物的健身和喂食功能统一起来。在宠物健身的同时，通过宠物健身的运动量，合理的设定我所喂食的食物的量，从而达到一个科学的比例，让宠物不会过度饥饿或者过度肥胖，保持了宠物的健康。同时本装置也支持食物的定时定量设计，包含大部分现有宠物自动喂食器的功能。还具有如下特点：

1、本发明解决了主人由于出差等事务不在家，无法喂食动物的困境。实现了自动喂食功能，同时拓宽了上班族市场，让一些有愿望但没时间的上班族也可以拥有自己的宠物。

2、本发明解决了宠物过度肥胖的困境。宠物跟人生活在一个房子里，主人的溺爱和环境的制约，导致宠物过度肥胖。本发明要求宠物必须经过运动才能获得食物，从而既达到了运动减肥的目的，也达到了自动喂食的目的。

3、本发明有可爱的外形设计，与奖励设计，让宠物运动充满未知性和趣味性，让主人观看宠物运动的过程也充满了乐趣，同时解决了阴雨天不能带宠物散步的难题。

4、本发明可以自己调节出食量和运动量，达到宠物科学健身，健康喂食的目的，并且可以使用于大部分中小型宠物，拓宽了该产品的市场。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是磁接近开关的结构示意图；

图3是选通图案单元示意图；

图4是喂食器的结构示意图；

图5是人机交互界面示意图；

图6是设置在喂食桶内的舵机结构的结构示意图；

图7是图6中固定板的结构示意图；

图8是图6中开关板的结构示意图。

图中：

1：控制单元        2：跑步计数单元

3：供电单元        4：喂食器

5：选通图案单元    6：人机交互单元

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的宠物自动健身喂食装置做出详细说明。

本发明的宠物自动健身喂食装置，以三片单片机为控制核心，用红外线传感器做智能开关，用磁接近开关作为运动量的检测装置，以舵机张开角度和张开时间来控制喂食量，以称重传感器作为反馈环节，从而达到一个闭环控制，实现运动量和喂食量均衡的功能。如图1所示，包括：控制单元1，分别与控制单元1相连接的跑步计数单元2、人机交互单元6、喂食器4和选通图案单元5，以及分别向控制单元1、跑步计数单元2、人机交互单元6、喂食器4和选通图案单元5提供电源的供电单元3。

所述的控制单元1包括有第一控制器11，分别与第一控制器11相连的第二控制器12和第三控制器13，所述的第一控制器11分别连接跑步计数单元2和选通图案单元5，所述的第二控制器12连接喂食器4，第三控制器13连接人机交互单元6。所述的第一控制器11、第二控制器12和第三控制器13均选用成本较低，功能符合本装置要求的型号为STC89C52的单片机。

所述的供电单元3包括有与外部供电电源31相连的稳压模块32，与稳压模块32相连的热释电红外传感器开关模块33，所述的热释电红外传感器开关模块33设置在跑步机21的与跑步上的宠物相对应的位置上，通过感觉宠物的体温来接通电源。所述的热释电红外传感器开关模块33选用郑州炜盛公司的热释电红外传感器RD-622。该传感器可以感受有体温生物的运动，当人体或者动物经过传感区域时，其接受到由生物体体温波段所辐射出的红外线，并产生一个微小的输出信号，经过滤波、放大、调理电路，将其变为一个开关信号，当接受到红外信号时(宠物上机)，则输出高电平信号，带动总电源开关打开；当无红外信号时，输出低电平，电源开关自动关闭。由其经过三极管后带动一个继电器，实现当有宠物在跑步机或跑轮上时，则自动开启电源，节约了用电量。从而做到节能环保的功能。

如图2所示，所述的跑步计数单元2是由跑步机21和计数器22构成，其中，所述的计数器22包括有设置在跑步机21旋转轮上的磁铁24，与所述的磁铁24相对应的固定在跑步机21上的磁接近开关23，当带有磁性的物体靠近磁接近开关23时，磁接近开关23两端的电阻接近于零，否则两端电阻为无限大。所述磁接近开关23的信号输出端连接控制单元1中的第一控制器11的信号输入端。所述的磁接近开关23选用型号为NJK-5002C的霍尔传感器。当旋转轮主轴每转过一圈，磁接近开关23获得一个信号，产生一个吸合信号，从而计数电路加一，从而测量宠物跑了几圈。最终根据这个数值乘以每圈的距离即运动量，在根据运动量即可得到能量的消耗量，从而实现运动量的自动检测。

如图3所示，所述的喂食器4包括有矩形框结构的底部支架43，分别固定在底部支架43的四个端角上的四个称重传感器43，所述的四个称重传感器43是悬空的固定在底部支架43的四个端角上，还有固定设置在四个称重传感器43悬空端上方的支撑架42，放置在支撑架42上的喂食桶41。所述的四个称重传感器43的信号输出端连接控制单元1中的第二控制器12的信号输入端，所述的喂食桶41内设置有与第二控制器12的信号输出端相连，用于控制喂食桶41出食与否的舵机。

如图6所示，所述的舵机结构包括有舵机主休45，与舵机主休45相连的舵机主轴46，固定在舵机主轴46上的支撑板47，所述的支撑板47上固定设置有开关板48，所述开关板48与支撑板47同轴，所述的舵机主休45上还固定设置有固定板49，所述固定板49的中心形成有贯穿舵机主轴46的通孔，固定板49的结构是角度为240～320度的圆弧板，所述的开关板48的结构是与所述的固定板49相对应的角度为240～320度的圆弧板，所述开关板48上按圆心对称形成有两个螺丝孔51。

固定板圆心位置的通孔，是为了方便舵机主轴的穿过，不影响舵机主轴的转动，开关板上还设置有两个螺丝孔分别按圆心对称分布，用于固定在舵机支撑板上。当开关板和固定板开口角度一致则处于打开状态，如果开关板和固定板开口角度错开，则处于关闭状态。本发明采用圆形的板开关有利于用舵机方便控制打开角度，固定板和桶形喂食器连接固定不动，开关板与固定在舵机主轴上的支撑板连接由舵机控制转动角度，开关板和固定板距离要接近，从而防止食物漏出，。当舵机带动开关板转动打开出食口，则开始向食槽里掉出食物，通过控制舵机打开的角度与打开的时间，从而控制出食量。

出食量通过舵机的张开角度和张开时间来控制。舵机控制角度是通过单片机输出脉宽调制信号(PWM)，根据占空比的不同来确定张开的角度。并通过一个延迟来控制张开的时间，延迟过后继续用另一PWM调制的信号将舵机角度转回到关闭状态。

称重传感器，采用小量程高精度的传感器。其原理是悬臂梁的变形带动悬臂梁上的应变片变形，导致电阻变形，用2个电阻和2个应变片组成全桥电路，经过信号的放大、滤波、调零，经过一个多通道的AD转换芯片，转换成数字信号传输给单片机。根据食物之前和之后的质量变化，可测算宠物该段时间的进食量，从而根据之前的运动量来调节食物的出食量。达到科学喂食的目的。

如图4所示，所述的选通图案单元5包括有选通面板51，所述的选通面板51为一个骨头的形状，在其上设置有多个选通显示窗口52和多个出食显示窗口53，其中，所述的多个选通显示窗口52中的每一个窗口对应一个与控制单元1中的第一控制器11相连的LED闪烁灯，所述的多个出食显示窗口53中的每一个窗口对应一组用于组成一个图案的与控制单元1中的第一控制器11相连的多个LED灯。

所述的选通显示窗口52设置有18个，所述的18个选通显示窗口52排列成长方形的矩形框结构，所述的多个出食显示窗口53设置在矩形框的里侧。所述的出食显示窗口53设置有3个。

18个选通显示窗口52，用来当做选通图案的灯箱，3出食显示窗口53，用以放置精美的由小led插成的各种图案，其中一个为可爱的猪头代表喂食器出食物，一个为精美的钥匙代表喂食器出磨牙棒之类的宠物用具，另一个为其它精美图案则代表超级奖励。18个小图案随机流水闪动，随机停在一个位置，当先后停下的3个图案都为代表食物的图案时，则猪头led亮，喂食器吐出食物。18个图案都经过了精心挑选，保证整体设计美观，精致，惹人喜欢。

如图5所示，所述的人机交互单元6包括有与控制单元1中的第三控制器13的信号输出端相连的显示窗口61，以及与控制单元1中的第三控制器13的信号输入端相连的多个输入键62。主人根据不同宠物，不同的宠物生长周期，可以通过人机交互单元6的多个输入键62，自行更改设置跑步机运动量与出食量的比例。其通过参数N(代表跑步多少圈记一次图案选通信号)，K(出食量，通过舵机张开角度和时间控制)来调节比例。K值与N值可以由一系列实验给出一些参考的数值供用户选择。

Claims (10)

1.一种宠物自动健身喂食装置，其特征在于，包括：控制单元(1)，分别与控制单元(1)相连接的跑步计数单元(2)、人机交互单元(6)、喂食器(4)和选通图案单元(5)，以及分别向控制单元(1)、跑步计数单元(2)、人机交互单元(6)、喂食器(4)和选通图案单元(5)提供电源的供电单元(3)。

2.根据权利要求1所述的宠物自动健身喂食装置，其特征在于，所述的控制单元(1)包括有第一控制器(11)，分别与第一控制器(11)相连的第二控制器(12)和第三控制器(13)，所述的第一控制器(11)分别连接跑步计数单元(2)和选通图案单元(5)，所述的第二控制器(12)连接喂食器(4)，第三控制器(13)连接人机交互单元(6)。

3.根据权利要求1所述的宠物自动健身喂食装置，其特征在于，所述的跑步计数单元(2)是由跑步机(21)和计数器(22)构成，其中，所述的计数器(22)包括有设置在跑步机(21)旋转轮上的磁铁(24)，与所述的磁铁(24)相对应的固定在跑步机(21)上的磁接近开关(23)，所述磁接近开关(23)的信号输出端连接控制单元(1)中的第一控制器(11)的信号输入端。

4.根据权利要求1所述的宠物自动健身喂食装置，其特征在于，所述的喂食器(4)包括有矩形框结构的底部支架(43)，分别固定在底部支架(43)的四个端角上的四个称重传感器(43)，所述的四个称重传感器(43)是悬空的固定在底部支架(43)的四个端角上，还有固定设置在四个称重传感器(43)悬空端上方的支撑架(42)，放置在支撑架(42)上的喂食桶(41)。

5.根据权利要求4所述的宠物自动健身喂食装置，其特征在于，所述的四个称重传感器(43)的信号输出端连接控制单元(1)中的第二控制器(12)的信号输入端，所述的喂食桶(41)内设置有与第二控制器(12)的信号输出端相连，用于控制喂食桶(41)出食与否的舵机结构。

6.根据权利要求5所述的宠物自动健身喂食装置，其特征在于，所述的舵机结构包括有舵机主休(45)，与舵机主休(45)相连的舵机主轴(46)，固定在舵机主轴(46)上的支撑板(47)，所述的支撑板(47)上固定设置有开关板(48)，所述开关板(48)与支撑板(47)同轴，所述的舵机主休(45)上还固定设置有固定板(49)，所述固定板(49)的中心形成有贯穿舵机主轴(46)的通孔(50)，固定板(49)的结构是角度为240～320度的圆弧板，所述的开关板(48)的结构是与所述的固定板(49)相对应的角度为240～320度的圆弧板，所述开关板(48)上按圆心对称形成有两个螺丝孔(51)。

7.根据权利要求1所述的宠物自动健身喂食装置，其特征在于，所述的选通图案单元(5)包括有选通面板(51)，所述的选通面板(51)上设置有多个选通显示窗口(52)和多个出食显示窗口(53)，其中，所述的多个选通显示窗口(52)中的每一个窗口对应一个与控制单元(1)中的第一控制器(11)相连的LED闪烁灯，所述的多个出食显示窗口(53)中的每一个窗口对应一组用于组成一个图案的与控制单元(1)中的第一控制器(11)相连的多个LED灯。

8.根据权利要求7所述的宠物自动健身喂食装置，其特征在于，所述的选通显示窗口(52)设置有18个，所述的18个选通显示窗口(52)排列成长方形的矩形框结构，所述的多个出食显示窗口(53)设置在矩形框的里侧。

9.根据权利要求7所述的宠物自动健身喂食装置，其特征在于，所述的出食显示窗口(53)设置有3个。

10.根据权利要求1所述的宠物自动健身喂食装置，其特征在于，所述的供电单元(3)包括有与外部供电电源(31)相连的稳压模块(32)，与稳压模块(32)相连的热释电红外传感器开关模块(33)，所述的热释电红外传感器开关模块(33)设置在跑步机(21)的与跑步上的宠物相对应的位置上，通过感觉宠物的体温来接通电源。

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