CN107306803A - 一种机器人清粪机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及畜牧养殖设备技术领域，尤其为一种机器人清粪机，包括驱动电机及外框架，驱动电机输出轴上设有皮带轮，皮带轮与从动带轮通过输送带连接，外框架的底部设有行走轮，前行走轮连接第一电机，第一电机的输出轴还连接清扫轮，清扫轮上设有清扫刷，清扫轮下方设有连接板，连接板还连接输送带，输送带还连接收集盒；还包括中央控制器及控制芯片，中央控制器分别通信连接编码器、超声波传感器、角速度传感器、感应传感器及控制芯片，中央控制器还电连接第一电机、驱动电机及手动控制器，控制芯片通信连接重量传感器，且还电连接第二电机。让养殖场的养殖环境一直处于清洁的状态，改善养殖生态环境，提高养殖效率。
Description
技术领域
本发明涉及畜牧养殖设备技术领域，具体为一种机器人清粪机。
背景技术
目前国内的大型畜牧养殖，尤其是奶牛养殖存在三大问题：一、在员工流动性高、交替培训困难、成本高、技术含量高工位实现机器代替人工；二、将员工从高危、脏臭、噪音大、粉尘大、温度高等不良工作环境中解放出来；三、在人工操作品质难控制、次品率高的领域实现机器代替人工。其中上述的第二个问题尤为重要，因为无论什么情况人员是最重要的。
随着国内工业技术的发展，带动自动化领域的技术也随之变得成熟，现在越来越多的领域引入自动化手段，并以自动化控制技术为基础，实现全自动的机器人设备控制。另外在农业生产自动化发展的趋势下，将机器人技术引入到畜牧养殖中，不仅仅是顺应经济的发展也是提高养殖技术及效率的重要途径，同时将人员从养殖的不良工作环境中解放出来，一方面保护了工作人员的健康，另一方面还能减少人员数量，提高养殖的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机器人清粪机，以解决上述背景技术中提出的问题。所述机器人清粪机具有大的转弯角度以及在无人的情况下清理养殖场粪便的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机器人清粪机，包括驱动电机及外框架，所述驱动电机输出轴上设有皮带轮，所述皮带轮与从动带轮通过输送带连接，所述外框架的底部设有行走轮，前行走轮连接多个第一电机，其中一个第一电机的输出轴还连接清扫轮，清扫轮上设有清扫刷，清扫轮下方设有连接板，连接板通过支架支撑于外框架上，所述连接板还连接输送带，所述输送带靠近从动带轮的一侧还连接收集盒，所述收集盒底部设有转动轴且转动轴与第二电机连接，收集盒上部还连接重量传感器；
还包括中央控制器及控制芯片，所述中央控制器分别通信连接编码器、超声波传感器、角速度传感器、感应传感器及控制芯片，所述中央控制器还电连接第一电机、驱动电机及手动控制器，其中编码器安装在第一电机输出轴上，感应传感器安装在外框架的下方，所述控制芯片通信连接重量传感器，且还电连接第二电机。
优选的，所述第一电机为左右两个，并分别与前轮连接。
优选的，所述中央控制器为IMC100。
优选的，所述手动控制器设有操作按钮及显示屏。
优选的，所述连接板底部离地高度小于1cm。
优选的，所述中央控制器按照设定路线或手动控制器制定路线行进，中央控制器接收编码器、超声波传感器、角速度传感器、感应传感器及控制芯片输入的信号，并同时将信号输出至编码器、超声波传感器、角速度传感器、感应传感器及控制芯片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、清粪机的行驶动力由两个第一电机提供，每个第一电机配以一个编码器，由中央控制器控制每个第一电机的输出速度，使第一电机可以以不同的速度驱动行走轮，能够增大清粪机的转弯角度；
2、清粪机在行进的过程中，清扫刷转动将畜牧场的粪便清扫至连接板，当连接板上的粪便堆积至输送带时，输送带将收集的粪便输送至收集盒，当收集盒内粪便达到重量传感器的预设值时，控制芯片控制第二电机转动，将收集盒内的粪便倾倒至预定地点，方便对粪便统一处理；
3、中央控制器统一控制超声波传感器、编码器与感应传感器以及角度传感器，使清粪机可以在无人的情况下工作，将工作人员解放出来，让养殖场的养殖环境一直处于清洁的状态，改善养殖生态环境，提高养殖效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明传输路线示意图；
图3为本发明控制装置示意图。
图中：1驱动电机、2输送带、3清扫轮、4清扫刷、5第一电机、6第二电机、7连接板、8外框架、9收集盒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
一种机器人清粪机，包括驱动电机1及外框架8，驱动电机1输出轴上设有皮带轮，皮带轮通过输送带2与从动带轮连接，外框架8的底部设有四个行走轮，两个前行走轮分别连接两个第一电机5，其中一个第一电机5的输出轴还连接清扫轮3，清扫轮3上设有清扫刷4，清扫轮3下方设有连接板7，连接板7底部离地高度小于1cm，一方面避免连接板7与地面卡滞，另一方面能清理干净地面粪便，连接板7通过支架支撑连接至外框架8上，连接板7还输送带2接触，输送带2靠近从动带轮的一侧还与收集盒9接触，收集盒9底部设有转动轴且转动轴与第二电机6连接，收集盒9上部还连接重量传感器，重量传感器安装在外框架8上。
还包括中央控制器及控制芯片，还包括电力设备，为可充电的蓄电池，为清粪机提供电源，中央控制器分别通信连接编码器、超声波传感器、角速度传感器、感应传感器及控制芯片，编码器控制第一电机5的行进距离，超声波传感器感应障碍物，使清粪机能够绕离障碍物，角速度传感器控制清粪机的行驶方向，中央控制器还电连接第一电机5、驱动电机1及手动控制器，其中编码器安装在第一电机5输出轴上，感应传感器安装在外框架8的下方，控制芯片通信连接重量传感器，且还电连接第二电机6，控制芯片采用80C51单片机，重量传感器型号选用GLBLSM，单片机根据重量传感器的信号控制第二电机6的正反转。
中央控制器按照设定路线或手动控制器制定路线行进，中央控制器接收编码器、超声波传感器、角速度传感器、感应传感器及控制芯片输入的信号，并同时将信号输出至编码器、超声波传感器、角速度传感器、感应传感器及控制芯片。
驱动电机1与第一电机5的转动方向相反；第一电机5为左右两个，两台第一电机5速度一快一慢来控制方向；中央控制器为IMC100。手动控制器设有操作按钮及显示屏，以便用户在向推料机发出指令和更改数值，显示屏还可显示报告和警报。
编码器安装在第一电机5输出轴上，每个第一电机5配有一个编码器用于计算第一电机5输出轴的旋转，编码器的选型根据分辨率及第一电机5的输出轴直径进行选择，超声波传感器选用型号为Sonar4BOT，为超声波测距机器人专用传感器，角速度传感器选用型号为EWTS82，感应传感器安装在外框架8的下方，用于沿预设通道探测预装金属带，这样可确保清粪机行进路线的精确性，感应传感器选用型号为F1SF-M0801N-O3U2。
启动清粪机驱动电机1及第一电机5工作，清粪机在行进的过程中，清扫刷转动将畜牧场的粪便清扫至连接板7，当连接板7上的粪便堆积至输送带2时，输送带2将收集的粪便输送至收集盒9，当收集盒9内粪便达到重量传感器的预设值时，控制芯片控制第二电机转动，将收集盒9内的粪便倾倒至预定地点，以便人员统一处理。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种机器人清粪机，包括驱动电机(1)及外框架(8)，其特征在于：所述驱动电机(1)输出轴上设有皮带轮，所述皮带轮与从动带轮通过输送带(2)连接，所述外框架(8)的底部设有行走轮，前行走轮连接多个第一电机(5)，其中一个第一电机(5)的输出轴还连接清扫轮(3)，清扫轮(3)上设有清扫刷(4)，清扫轮(3)下方设有连接板(7)，连接板(7)通过支架支撑于外框架(8)上，所述连接板(7)还连接输送带(2)，所述输送带(2)靠近从动带轮的一侧还连接收集盒(9)，所述收集盒(9)底部设有转动轴且转动轴与第二电机(6)连接，收集盒(9)上部还连接重量传感器；
还包括中央控制器及控制芯片，所述中央控制器分别通信连接编码器、超声波传感器、角速度传感器、感应传感器及控制芯片，所述中央控制器还电连接第一电机(5)、驱动电机(1)及手动控制器，其中编码器安装在第一电机(5)输出轴上，感应传感器安装在外框架(8)的下方，所述控制芯片通信连接重量传感器，且还电连接第二电机(6)。
2.根据权利要求1所述的一种机器人清粪机，其特征在于：所述第一电机(5)为左右两个，并分别与前轮连接。
3.根据权利要求1所述的一种机器人清粪机，其特征在于：所述中央控制器为IMC100。
4.根据权利要求1所述的一种机器人清粪机，其特征在于：所述手动控制器设有操作按钮及显示屏。
5.根据权利要求1所述的一种机器人清粪机，其特征在于：所述连接板(7)底部离地高度小于1cm。
6.根据权利要求1所述的一种机器人清粪机，其特征在于：所述中央控制器按照设定路线或手动控制器制定路线行进，中央控制器接收编码器、超声波传感器、角速度传感器、感应传感器及控制芯片输入的信号，并同时将信号输出至编码器、超声波传感器、角速度传感器、感应传感器及控制芯片。
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