CN105207300B - 一种饲草推送器的自动安全充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种饲草推送器的自动安全充电系统，包括自动充电站，所述自动充电站包括：充电控制器，与充电控制器连接的第一无线收发模块，与充电控制器连接的红外发射装置，第一常开双触点继电器，其继电器K1线圈与充电控制器连接，充电输出机构，所述充电输出机构包括：外壳和第一正负电极，安装在具有绝缘性的弹性电极安装板上，第一正负电极通过第一常开双触点继电器连接至充电器，弹性电极安装板的下方安装两个微动开关，两个微动开关通过逻辑与门电路连接到充电控制器。本发明所述充电系统，饲草推送器在工作过程中，能够自动回到充电位置，与充电电源进行可靠连接，自主的、安全的完成充电过程，实现全天24小时向牲畜提供新鲜饲草。
Description
技术领域
本发明涉及畜牧工具领域，具体说是一种饲草推送器的自动安全充电系统。用于畜牧养殖场内饲草推送器的自动安全充电。
背景技术
目前，在畜牧养殖行业，用于饲喂圈养于围栏内的牲畜的机器人越来越多，而饲草推送器就是针对圈养于围栏内的牲畜能够更好的饲喂而设计的；饲草推送器可自动沿着饲喂围栏驶过整个饲喂通道，将饲草推向饲喂围栏前，而对牲畜不构成打扰，不需要对畜牧养殖场进行改进。
现有的饲草推送器，大部分采用的是充电电池作为动力源。因而，当充电电池的电量不足时，需要人为进行充电，让其继续工作，在实际应用过程中带来了诸多不便，所以让饲草推送器能够自动回到充电位置，与充电电源进行可靠的连接，自主完成充电过程就变得非常重要。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种饲草推送器的自动安全充电系统，饲草推送器在工作过程中，能够自动回到充电位置，与充电电源进行可靠连接，自主的、安全的完成充电过程，实现全天24小时向牲畜提供新鲜饲草。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种饲草推送器的自动安全充电系统，其特征在于，包括：自动充电站3，自动充电站3为饲草推送器2的位置坐标原点，自动充电站3安装在饲草推送器2走行的设定路径1上，
所述自动充电站3包括：
充电控制器19，
与充电控制器19连接的第一无线收发模块18，
与充电控制器19连接的红外发射装置6，
第一常开双触点继电器22，其继电器K1线圈20与充电控制器19连接，
充电输出机构27，所述充电输出机构27包括：
外壳和第一正负电极23，第一正负电极23采用圆柱形结构，安装在具有绝缘性的弹性电极安装板26上，
第一正负电极23通过第一常开双触点继电器22连接至充电器21，
弹性电极安装板26的下方安装两个微动开关24，
两个微动开关24通过逻辑与门电路25连接到充电控制器19。
在上述技术方案的基础上，自动充电站3与饲草推送器2布置在同一个畜牧养殖场内，饲草推送器2在饲草推送工作路径区域4和充电路径区域5内走行。
在上述技术方案的基础上，所述饲草推送器2包括：
作为饲草推送器控制核心的行走控制器15，行走控制器15用于根据设定路径1判断进入充电路径，开始进行充电路径引导，完成所述饲草推送器与自动充电站3的充电对接，
里程计9，里程计9设于饲草推送器2的驱动轮中，里程计9用于获取所述饲草推送器2的当前坐标位置，其将饲草推送器2的当前坐标位置传输给行走控制器15，
与行走控制器15连接的第二无线收发模块17，第二无线收发模块17用于与第一无线收发模块18对接及成功握手，
与行走控制器15连接的红外接收装置7，红外接收装置7与红外发射装置6适配，通过红外接收装置7获取自动充电站3的位置信息，其将自动充电站3的位置信息传输给行走控制器15，
第二常开双触点继电器12，其继电器K线圈16与行走控制器15连接，
充电输入机构10，充电输入机构10与充电输出机构27适配。
在上述技术方案的基础上，所述第二无线收发模块17优选为WIFI传输模块。
在上述技术方案的基础上，所述里程计9优选为增量式编码器。
在上述技术方案的基础上，所述红外接收装置7为红外光电对射传感器，安装于饲草推送器的上盖并与所述充电输入机构平行。
在上述技术方案的基础上，所述红外发射装置6为红外光电对射传感器，红外发射装置6与红外接收装置7处于同一平面内，以保证所述红外接收装置7能够接收所述红外发射装置6的光电信号，检测自动充电站3的位置。
在上述技术方案的基础上，饲草推送器2还包括：电量监测装置13，用于监测饲草推送器的充电电池11的电压，
电量监测装置与行走控制器15连接，实时监测饲草推送器电量。
在上述技术方案的基础上，充电输入机构10包括：
外壳和第二正负电极14，
第二正负电极14通过第二常开双触点继电器12连接至充电电池11。
在上述技术方案的基础上，充电输入机构10共两个，左右对称的安装于所述饲草推送器上盖两侧。
本发明所述的饲草推送器的自动安全充电系统，饲草推送器在工作过程中，能够自动回到充电位置，与充电电源进行可靠连接，自主的、安全的完成充电过程，实现全天24小时向牲畜提供新鲜饲草。
本发明所述的饲草推送器的自动安全充电系统，饲草推送器2能够按照设定路径导航，进而识别到自动充电站3的位置；能够有效的实现充电路径引导，进而使饲草推送2器顺利地回到自动充电站3。
本发明所述的饲草推送器的自动安全充电系统，与现有技术相比具有以下优点：
1、饲草推送器通过行走控制器控制所述饲草推送器的行走路径，通过在饲草推送器的工作路径上设置自动充电站，实现自主充电，从而保证了机器人的停靠位置和姿态精度；
2、采用通过所述充电器将交流市电转化为直流供电，电压等级低，从而保证人工维护的安全性；
3、自动充电站的电极安装在弹性电极安装板上，与饲草推送器上的充电输入机构正负电极采用简单的弹性压紧方式对接，无需额外引导，结构简单，可靠性高；
4、当自动充电座与充电输入电极片对接成功后，触动微动开关传感器，将对接成功信号发送给充电控制器，充电控制器通过无线收发模块向饲草推送器发送对接成功指令，当饲草推送器接收到对接成功指令后，所述行走控制器和充电控制器依次连通常开双触点继电器，启动充电；
5、待饲草推送器上的电量监测装置检测到充电完成，依次断开常开双触点继电器，结束充电；
6、自动充电座和充电输入机构在平常处于不带电状态，只有在饲草推送器与自动安全充电系统对接握手成功后，才将电源接通，启动充电，从而提高了安全性，使得饲草推送器达到不会因为电极带电而发生因漏电而产生消防隐患及保护了设备维护人员安全的目的。
附图说明
本发明有如下附图：
图1为饲草推送器的设定路径和自动充电站的位置示意图；
图2为饲草推送器在充电路径下引导对接示意图；
图3为饲草推送器的充电输入机构立体图；
图4为饲草推送器的自动充电原理框图；
图5为饲草推送器的自动充电站立体示意图；
图6为饲草推送器的充电输出机构原理图；
图7为饲草推送器的行走控制器的自动安全充电对接控制流程图；
图8为饲草推送器的充电控制器的自动安全充电对接控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1～8所示，本发明所述的饲草推送器的自动安全充电系统，包括：与饲草推送器2配套的自动充电站3，自动充电站3为饲草推送器2的位置坐标原点，自动充电站3安装在饲草推送器2走行的设定路径1上；
自动充电站3与饲草推送器2布置在同一个畜牧养殖场内，饲草推送器2在饲草推送工作路径区域4和充电路径区域5内走行，显然，设定路径1应位于饲草推送工作路径区域4和充电路径区域5内。
在上述技术方案的基础上，如图4所示，所述自动充电站3包括：
充电控制器19，为一单片机处理器，
与充电控制器19连接的第一无线收发模块18，
与充电控制器19连接的红外发射装置6，
第一常开双触点继电器22，其继电器K1线圈20与充电控制器19连接，
充电输出机构27，如图5、6所示，所述充电输出机构27包括：
外壳和第一正负电极23，第一正负电极23采用圆柱形结构，安装在具有绝缘性的弹性电极安装板26上，
第一正负电极23通过第一常开双触点继电器22连接至充电器(交流转直流充电器)21，
弹性电极安装板26的下方安装两个微动开关24，
两个微动开关24通过逻辑与门电路25连接到充电控制器19。
在上述技术方案的基础上，所述饲草推送器2包括：
作为饲草推送器控制核心的行走控制器15，行走控制器15用于根据设定路径1判断进入充电路径，开始进行充电路径引导，完成所述饲草推送器2与自动充电站3的充电对接，
里程计9，里程计9设于饲草推送器2的驱动轮中，里程计9用于获取所述饲草推送器2的当前坐标位置，其将饲草推送器2的当前坐标位置传输给行走控制器15，
与行走控制器15连接的第二无线收发模块17，第二无线收发模块17用于与第一无线收发模块18对接及成功握手，
与行走控制器15连接的红外接收装置7，红外接收装置7与红外发射装置6适配，通过红外接收装置7获取自动充电站3的位置信息，其将自动充电站3的位置信息传输给行走控制器15，
第二常开双触点继电器12，其继电器K线圈16与行走控制器15连接，
充电输入机构10，充电输入机构10与充电输出机构27适配。
在上述技术方案的基础上，所述第二无线收发模块17优选为WIFI传输模块。
在上述技术方案的基础上，所述里程计9优选为增量式编码器。
在上述技术方案的基础上，所述红外接收装置7为红外光电对射传感器，安装于饲草推送器的上盖并与所述充电输入机构10平行。
在上述技术方案的基础上，所述红外发射装置6为红外光电对射传感器，红外发射装置6与红外接收装置7处于同一平面内，以保证所述红外接收装置7能够接收所述红外发射装置6的光电信号，检测自动充电站3的位置。
在上述技术方案的基础上，饲草推送器2还包括：电量监测装置13，用于监测饲草推送器的充电电池11的电压，
电量监测装置与行走控制器15连接，实时监测饲草推送器电量。
在上述技术方案的基础上，充电输入机构10包括：
外壳和第二正负电极14，
第二正负电极14通过第二常开双触点继电器12连接至充电电池11。
更进一步，当配置有电量监测装置13时，第二正负电极14与电量监测装置13连接。
在上述技术方案的基础上，充电输入机构10共两个，左右对称的安装于所述饲草推送器上盖两侧。
在上述技术方案的基础上，当配置有电量监测装置13时，所述饲草推送控制器2与所述充电控制器19通过无线模块实现充电对接握手，确保饲草推送器2安全对接后，开始充电，待电量监测装置监测到充电完成，断开电源结束充电。
在上述技术方案的基础上，当未配置电量监测装置13时，所述饲草推送控制器2与所述充电控制器19通过无线模块实现充电对接握手，确保饲草推送器2安全对接后，开始充电，待预定的充电时长计时完毕后，断开电源结束充电。
如图2所示，饲草推送器2通过行走控制器15计算位置坐标，判断饲草推送器2从饲草推送工作路径区域4进入到充电路径区域5，饲草推送器2开始进入充电对接模式，沿着充电引导路径8运行，当安装在饲草推送器2上的红外接收装置7第一次接收到从自动充电站3上安装的红外发射装置6的信号，饲草推送器2开始减速运行，行走固定距离后左转，接着直行到设定宽度后左转，继续直行，当安装在饲草推送器2上的红外接收装置7第二次接收到从自动充电站3上安装的红外发射装置6的信号时，饲草推送器2停车，开始进入充电对接判断进程。
如图7～8所示，当饲草推送器2上的充电输入机构10的第二正负电极14通过弹性压紧的方式与自动充电站3上的充电输出机构27的第一正负电极23接触连接，通过形变使得微动开关24产生信号跳变，当两个微动开关24同时产生信号通过逻辑与门电路25才能向充电控制器19发送控制信号，充电控制器19通过第一无线收发模块18向行走控制器15发送对接成功指令二，行走控制器15接收到后控制第二常开双触点继电器12的继电器K线圈16闭合，通过第二无线收发模块17向充电控制器19发送第一常开双触点继电器22的继电器K1线圈20闭合指令，继电器K1线圈20闭合，对接成功开始充电；
当微动开关24没有信号时，充电控制器19通过第一无线收发模块18向行走控制器15发送指令一，饲草推送器2进行路径姿态调整，直到触碰到两个微动开关24为止，然后执行上述步骤完成自动安全充电对接，开始充电；
待电量监测装置13检测到充电完成，断开继电器K线圈16，行走控制器15通过无线收发装置17向充电控制器19发送充电结束指令，充电控制器19接收到指令后断开继电器K1线圈20，结束充电。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种饲草推送器的自动安全充电系统，其特征在于，包括：自动充电站(3)，自动充电站(3)为饲草推送器(2)的位置坐标原点，自动充电站(3)安装在饲草推送器(2)走行的设定路径(1)上，
所述自动充电站(3)包括：
充电控制器(19)，
与充电控制器(19)连接的第一无线收发模块(18)，
与充电控制器(19)连接的红外发射装置(6)，
第一常开双触点继电器(22)，其继电器K1线圈(20)与充电控制器(19)连接，
充电输出机构(27)，所述充电输出机构(27)包括：
外壳和第一正负电极(23)，安装在具有绝缘性的弹性电极安装板(26)上，
第一正负电极(23)通过第一常开双触点继电器(22)连接至充电器(21)，
弹性电极安装板(26)的下方安装两个微动开关(24)，
两个微动开关(24)通过逻辑与门电路(25)连接到充电控制器(19)。
2.如权利要求1所述的饲草推送器的自动安全充电系统，其特征在于：自动充电站(3)与饲草推送器(2)布置在同一个畜牧养殖场内，饲草推送器(2)在饲草推送工作路径区域(4)和充电路径区域(5)内走行。
3.如权利要求1所述的饲草推送器的自动安全充电系统，其特征在于，所述饲草推送器(2)包括：
作为饲草推送器控制核心的行走控制器(15)，行走控制器(15)用于根据设定路径(1)判断进入充电路径，开始进行充电路径引导，完成所述饲草推送器(2)与自动充电站(3)的充电对接，
里程计(9)，里程计(9)设于饲草推送器(2)的驱动轮中，里程计(9)用于获取所述饲草推送器(2)的当前坐标位置，其将饲草推送器(2)的当前坐标位置传输给行走控制器(15)，
与行走控制器(15)连接的第二无线收发模块(17)，第二无线收发模块(17)用于与第一无线收发模块(18)对接及成功握手，
与行走控制器(15)连接的红外接收装置(7)，红外接收装置(7)与红外发射装置(6)适配，通过红外接收装置(7)获取自动充电站(3)的位置信息，其将自动充电站(3)的位置信息传输给行走控制器(15)，
第二常开双触点继电器(12)，其继电器K线圈(16)与行走控制器(15)连接，
充电输入机构(10)，充电输入机构(10)与充电输出机构(27)适配。
4.如权利要求3所述的饲草推送器的自动安全充电系统，其特征在于：所述第二无线收发模块(17)优选为WIFI传输模块。
5.如权利要求3所述的饲草推送器的自动安全充电系统，其特征在于：所述里程计(9)优选为增量式编码器。
6.如权利要求3所述的饲草推送器的自动安全充电系统，其特征在于：所述红外接收装置(7)为红外光电对射传感器，安装于饲草推送器的上盖并与所述充电输入机构(10)平行。
7.如权利要求6所述的饲草推送器的自动安全充电系统，其特征在于：所述红外发射装置(6)为红外光电对射传感器，红外发射装置(6)与红外接收装置(7)处于同一平面内，以保证所述红外接收装置(7)能够接收所述红外发射装置(6)的光电信号，检测自动充电站(3)的位置。
8.如权利要求3所述的饲草推送器的自动安全充电系统，其特征在于：饲草推送器(2)还包括：电量监测装置(13)，用于监测饲草推送器的充电电池(11)的电压，
电量监测装置与行走控制器(15)连接，实时监测饲草推送器电量。
9.如权利要求3所述的饲草推送器的自动安全充电系统，其特征在于，充电输入机构(10)包括：
外壳和第二正负电极(14)，
第二正负电极(14)通过第二常开双触点继电器(12)连接至充电电池(11)。
10.如权利要求3所述的饲草推送器的自动安全充电系统，其特征在于：充电输入机构(10)共两个，左右对称的安装于所述饲草推送器上盖两侧。
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