CN107711531A - 一种刮扫式猪场自动清粪车及清粪方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刮扫式猪场自动清粪车及清粪方法，包括车体、清粪铲、链条传动系统、刷扫机构、刮板，链条传动系统包括直流电机、大链轮、小链轮、链条、联轴器。一关节轴承与一电动推杆相连，该电动推杆一端从车体的前端伸出，清粪铲固定在该电动推杆上，清粪铲在电动推杆作用下可左右上下摆动；刷扫机构和弧形刮板均设置在车体的下方，弧形刮板设置在刷扫机构的后方；驱动电机系统通过传动机构带动刷扫机构转动以进行清扫。本发明在清粪铲进行第一次的粗清理后，再通过刷扫机构进行细清扫，最后底部弧形刮板将清扫的猪粪进行统一收集，完成彻底清理，清理效果较现有技术大大提高，且具有结构简单、体积小、操作方便、省时省力等优点。

Description

一种刮扫式猪场自动清粪车及清粪方法

技术领域

本发明涉及移动车辆领域，特别涉及一种刮扫式猪场自动清粪车及清粪方法。

背景技术

随着国内对猪只需求的增加，养殖户对猪畜进行大规模养殖的情况越来越普遍。其中，为了使猪舍环境保持清洁、减少猪只疾病的发生，清粪是养猪过程中必不可少的工作步骤。目前，对于一般规模的猪舍，主要是通过人工定期清理的方式清除猪粪，这种方法需要不断用水冲刷，不仅严重浪费水资源，而且需要大量的人力和物力，效率低下。

对于规模较大的猪舍，已有采用机械或器械清理猪粪的相关研究，例如专利号为201320111114.4、201420243124.8的专利提供了这方面的解决方案，上述方案的出发点是通过将现有猪舍地板改造成漏粪地板并悬空，在地板下铺设刮除装置和输送带，使得产生的猪粪掉入刮粪装置和传粪装置，对猪粪实现机械或者器械清理，完成清粪工作。该方案虽然会大大降低工作人员的劳动强度，实现机械化清理猪粪，但是仍存在以下缺陷：需要对现有猪舍进行全面改造、成本高。对于一般的猪舍或者养殖户而言，难以推广使用。遇上猪舍搬迁的情况，装置迁移难度大，可移动性低。机械传动装置造成的噪声巨大，会对猪畜的养殖造成干扰。该器械要求工作人员具有一定的技术知识水平进行维护和检修，增加了推广难度。专利号为201610031578.2的专利设计了一种猪场自动清粪车及清粪方法，该清粪车在作业的过程中，还无法将粪便完全清理干净，大多时候还需要人工的二次清扫才能清理干净，且清粪车的一些关键部件设计不合理，需要重新设计。

为此，如何设计出一种操作方便省力、结构合理、简单、体积小并适合于猪舍的自动清粪车及清粪方法，并且具有效率高，同时降低生产成本是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种刮扫式猪场自动清粪车，该刮扫式清粪车可以降低工作人员的劳动强度，维护方便，且能够将猪舍清理干净，具有成本低廉、便于推广等优点。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述刮扫式自动清粪车的清粪方法，该方法操作方便，控制简单、清扫效果好。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种刮扫式猪场自动清粪车，包括车体、清粪铲、驱动电机系统、传动机构、刷扫机构和弧形刮板，驱动电机系统中一关节轴承与一电动推杆相连，该电动推杆一端从车体的前端伸出，清粪铲固定在该电动推杆上，清粪铲在电动推杆作用下可左右上下摆动；刷扫机构和弧形刮板均设置在车体的下方，弧形刮板设置在刷扫机构的后方；驱动电机系统通过传动机构带动刷扫机构转动以进行清扫。本发明在清粪铲进行第一次的粗清理后，再通过刷扫机构进行细清扫，最后底部弧形刮板将清扫的猪粪进行统一收集，完成彻底清理，清理效果较现有技术大大提高。

作为一种优选的实施方式，所述刷扫机构为若干个长毛刷辊，长毛刷辊与弧形刮板平行设置于车体底部。采用这种结构便于安装和控制。

更进一步的，所述传动机构包括大链轮、小链轮和链条，驱动电机系统中的链轮电机与大链轮连接，大链轮通过链条带动小链轮，小链轮固定在车体底部的长毛刷辊轴上。采用链传动机构，长毛刷辊在链轮电机驱动下进行滚动，不会出现打滑，且传动效率高。

更进一步的，所述链轮电机采用直流电机，链轮电机与大链轮通过一连接装置进行连接，所述连接装置包括联接轴、螺钉和键，联接轴上开有两个键槽和两个螺纹孔，键槽一端连接链轮电机，另一端连接大链轮，带动大链轮输出转速，所述连接装置还包括第一轴承座，其中连接轴通过螺钉固定在第一轴承座内圈上。

更进一步的，所述传动机构前端设有链条挡板，外侧包覆有防尘防水罩。所述弧形刮板与车体通过强力角件连接。

作为另一种优选的实施方式，所述刷扫机构包括若干组刷扫模块，每个刷扫模块包括两个短毛刷辊，两个短毛刷辊在车体底部成一定锐角布置，其转动分别由驱动电机系统中的驱动电机进行控制。采用这种结构更利于提高清扫的效果。

更进一步的，所述驱动电机通过十字形联轴器连接短毛刷辊的毛刷辊轴。

作为另一种优选的实施方式，所述刷扫机构包括万向联轴器和若干个圆台形刷盘，驱动电机系统通过万向联轴器连接圆台形刷盘，带动圆台形刷盘转动以进行清扫，圆台形刷盘与地面有一定的倾斜角度。采用这种结构可提高清扫的效果。

优选的，所述车体采用铝合金方管框架结构。采用该结构车身强度高，耐腐蚀。所述车体的前轮采用万向轮。从而可实现任意方向的转换。

优选的，所述清粪铲上设有一关节轴承座，关节球固定在电动推杆的前端，并放置在关节轴承内,关节轴承放置于关节轴承座内，二者锁紧。从而可使清粪铲更加灵活的左右上下摆动。

优选的，所述清粪铲和车体之间还设有一转动板，转动板一端与车体底板通过一套筒结构连接,另一端连接清粪铲上的连接件，所述套筒结构由一个刚性转轴和一个菱形轴承座构成,刚性转轴固定在菱形轴承座内圈上，在底板对应位置设有安装孔,刚性转轴和菱形轴承座对应安装在上述安装孔内。通过安装该转动板可以起到对清粪铲的支撑作用。

优选的，驱动电机系统中的动力电机通过一电磁离合器与车体的后轮连接，该电磁离合器与用于控制车轮驱动和差速转弯的主控制器相连。电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离，可在主动部分运转的情况下，使从动部分与主动部分结合或分离。

更进一步的，所述动力电机与后轮连接处设有第二轴承座。使得后轮能够稳定转动。

一种基于上述刮扫式猪场自动清粪车的清粪方法，包括步骤：

(1)清粪车中主控制器接收控制信号；

(2)主控制器根据控制信号驱动电动推杆，电动推杆进而驱动清粪铲左右上下摆动，完成第一次清理；

(3)同时，主控制器根据控制信号控制驱动电机系统中的电机转动，并对电机的转速进行调节，电机带动传动机构动作，进而带动车体底部刷扫机构转动，实现对地面的二次清扫，清扫完之后，底部弧形刮板将猪粪统一收集起来。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、从生产销售的角度，本发明清粪铲+刷子+弧形刮板清扫系统，并且可以有三种清扫结构可供选择，它们结构简单，设计紧凑，加工方便，成本低廉，因此具有批量化生产、容易推广等优点。

2、从使用灵活性的角度，本发明提出采用包括大链轮、小链轮和链条的链传动机构，该结构没有弹性滑动和打滑，能保证准确的平均传动比，传动效率较高，链的张紧初拉力不大，因而作用在轴及轴承上的载荷较小，传动结构较为紧凑。另外，本发明加装电磁离合器，可在主动部分运转的情况下，使从动部分与主动部分结合或分离，即使在电池有电的情况下，也可以方便的移动小车。

3、从适用范围的角度，本发明可在高温、油污等恶劣环境中正常工作；采用铝合金方管制造的车身强度高，耐腐蚀。

4、从结构设计的角度，该清扫机构设计简单，尤其适合大中心距传动，对制造及安装精度要求较低，成本低廉；采用万向轮可以更加灵活的控制方向；对电机轴加装轴承座可以支撑轴及轴上零件，减轻转动副的摩擦和磨损，保证轴的旋转精度；电动推杆与清粪铲连接处采用关节轴承座，可以固定关节轴承的外圈，仅让内圈转动，有较大的载荷能力和抗冲击能力，并具有抗腐蚀、耐磨损、自调心、润滑好或自润滑无润滑污物污染的特点，让粪铲更加灵活的上下左右转动；活动板一端与车体底板连接,另一端连接粪铲上的连接件，通过安装该转动板可以起到对清粪铲的支撑作用。

5、从使用维护的角度，本发明的安装和拆卸都很方便，其零件结构具有良好的可替换性。

附图说明

图1是实施例1所述装置结构的侧面示意图。

图2是实施例1所述装置中车体底部的结构示意图。

图3是实施例1所述装置中防尘防水罩内的俯视结构示意图。

图4是实施例1所述装置中电动推杆与清粪铲连接处结构的示意图。

图5是实施例1所述装置中套筒结构的组合结构示意图。

图6是实施例2中刷扫机构示意图。

图7是实施例3中刷扫机构示意图。

其中：1—防水外壳；2—大链轮；3—链条挡板；4—清粪铲；5—万向轮；6—小链轮；7—链条；8—长毛刷辊轴；9—第一菱形轴承座；10—第一辊轴支撑架；11—套筒结构；1101—车体底板；1102—第二菱形轴承座；1103—刚性转轴；1104—转动板；12—长毛刷辊；13—第三菱形轴承座；14—第二辊轴支撑架；15—弧形刮板；16—左驱动轮；17—铝合金方管框架；18—右驱动轮；19—电动推杆结构；1901—关节轴承座；1902—关节轴承；1903—关节球；1904—电动推杆；20—链轮电机；21—大链轮轴；22—第一轴承座；23—右电磁离合器；24—第二轴承座；25—右减速电机；26—控制电路板支架；27—左减速电机；28—左电磁离合器；29—电池固定支架；30—电池；31—电机；32—电机支撑架；33—十字形联轴器；34—短毛刷辊；35—菱形轴承座；36—毛刷辊支撑架；37—电机；38—万向联轴器；39—圆台形刷盘；40—刷子支撑架。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

参见图1、2、3、4和5，本实施例提供了一种刮扫式猪场自动清粪车，包括车体、清粪铲、驱动电机系统、传动机构、长毛刷辊12、弧形刮板15，下面结合附图对每个部分进行具体说明。

本实施例中，车体采用铝合金方管框架17结构，车体的前轮采用万向轮5，车体还包括防水外壳1。

参见图1、4和5，本实施例中，清粪铲4设置在车体的前方，一电动推杆1904一端从车体的前端伸出，电动推杆1904的前端设有关节球1903，关节球放置在关节轴承1902内,清粪铲上设有关节轴承座1901，在使用时，关节轴承1902放置于关节轴承座1901内，二者用螺钉锁紧。

另外，清粪铲和车体之间还设有一转动板1104，转动板1104一端与车体底板1101通过一套筒结构11连接,另一端连接清粪铲4上的连接件，所述套筒结构11由一个刚性转轴1103和一个第二菱形轴承座1102构成,刚性转轴1103固定在第二菱形轴承座1102内圈上，在底板1101对应位置设有安装孔,刚性转轴1103和第二菱形轴承座1102对应安装在上述安装孔内。通过安装该转动板1104可以起到对清粪铲4的支撑作用。

本实施例中，驱动电机系统包括三个电机，一个是用于驱动后轮转动的动力电机，包括左减速电机27和右减速电机25，一个是用于驱动传动机构的链轮电机20。

本实施例中，传动机构采用链传动方式，具体包括大链轮2、小链轮6、链条7，链轮电机20与大链轮2连接，大链轮2通过链条7带动小链轮6，小链轮6固定在车体底部的长毛刷辊轴8上。长毛刷辊12在长毛刷辊轴8的带动下滚动。长毛刷辊轴8通过第一菱形轴承座9和第三菱形轴承座13固定在底部的第一辊轴支撑架10和第二辊轴支撑架14上。所述传动机构前端设有链条挡板3，外侧包覆有防尘防水罩。

参见图3，本实施例中，链轮电机20采用直流电机,大链轮2通过一连接装置与对应的链轮电机20连接,所述连接装置包括大链轮轴21、螺钉和键,大链轮轴21上开有两个键槽和两个螺纹孔,键槽一端与电机20连接，另一端连接大链轮2，带动大链轮2输出转速，所述装置还包括一第一轴承座22，大链轮轴21通过螺钉固定在第一轴承座22内圈上。

参见图3，本实施例中动力电机通过一左电磁离合器28和右电磁离合器23与车体的后车轮轴连接，该电磁离合器一端与用于控制车轮驱动和差速转弯的主控制器相连，动力电机轴通过第二轴承座24进行支撑，电池30安放在电池固定支架29上，控制电路板安放在控制电路板支架26上。电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离，可在主动部分运转的情况下，使从动部分与主动部分结合或分离。

参见图2，本实施例中，所述车体底部还设有一弧形刮板15，刮板与车体底部方管通过强力角件和半圆头螺栓连接。

本发明所述的刮扫式猪场自动清粪车的清粪方法，步骤如下：

(1)清粪车中主控制器接收控制信号；

(2)主控制器根据控制信号对粪铲进行调节，其中转动板一端与车体底板连接，另一端连接清粪铲上的连接件；关节轴承座与清粪铲和电动推杆相连，电动推杆在主控制器驱动下驱动清粪铲左右上下摆动，这样当地面高低不平或碰到硬物时，粪铲能够倾斜抬起。

(3)电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离，可在主动部分运转的情况下，使从动部分与主动部分结合或分离。

(4)主控制器根据控制信号对驱动电机的转速进行调节，驱动电机转动，然后电机带动传动机构动作，进而带动车体底部长毛刷辊转动，实现对地面的清扫，清扫完之后，底部弧形刮板将猪粪统一收集起来。

实施例2

参见图6，本实施例中，在其他结构不变的情况下，只改变刷扫机构的结构方式，所述刷扫机构包括电机31、电机支撑架32、十字形联轴器33、短毛刷辊34、滚刷轴承座35和刷子支撑件36，两个短毛刷辊和两个驱动电机均设置在车体的下方，并且成一定的角度布置，驱动电机31通过十字形联轴器33连接短毛刷辊34，带动短毛刷辊转动以进行清扫。实际应用中也可考虑在车体底板下方设置多组短毛刷辊34，以提高清扫的效果。

实施例3

参见图7，本实施例中，在其他结构不变的情况下，只改变刷扫机构的结构方式，所述刷扫机构包括电机37、万向联轴器38、圆台形刷盘39、刷盘支撑架40，万向联轴器38和圆台形刷盘39均设置在车体的下方，圆台形刷盘39与地面有一定的倾斜角度，驱动电机37通过万向联轴器38连接圆台形刷盘39，带动两个圆台形刷盘转动以进行清扫。

上述实施例三种清扫结构为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刮扫式猪场自动清粪车，其特征在于，包括车体、清粪铲、驱动电机系统、传动机构、刷扫机构和弧形刮板，驱动电机系统中一关节轴承与一电动推杆相连，该电动推杆一端从车体的前端伸出，清粪铲固定在该电动推杆上，清粪铲在电动推杆作用下可左右上下摆动；刷扫机构和弧形刮板均设置在车体的下方，弧形刮板设置在刷扫机构的后方；驱动电机系统通过传动机构带动刷扫机构转动以进行清扫。

2.根据权利要求1所述的刮扫式猪场自动清粪车，其特征在于，所述刷扫机构为若干个长毛刷辊，长毛刷辊与弧形刮板平行设置于车体底部。

3.根据权利要求2所述的刮扫式猪场自动清粪车，其特征在于，所述传动机构包括大链轮、小链轮和链条，驱动电机系统中的链轮电机与大链轮连接，大链轮通过链条带动小链轮，小链轮固定在车体底部的长毛刷辊轴上。

4.根据权利要求3所述的刮扫式猪场自动清粪车，其特征在于，所述链轮电机采用直流电机，链轮电机与大链轮通过一连接装置进行连接，所述连接装置包括联接轴、螺钉和键，联接轴上开有两个键槽和两个螺纹孔，键槽一端连接链轮电机，另一端连接大链轮，带动大链轮输出转速，所述连接装置还包括第一轴承座，其中连接轴通过螺钉固定在第一轴承座内圈上；

所述传动机构前端设有链条挡板，外侧包覆有防尘防水罩。

5.根据权利要求1所述的刮扫式猪场自动清粪车，其特征在于，所述刷扫机构包括若干组刷扫模块，每个刷扫模块包括两个短毛刷辊，两个短毛刷辊在车体底部成一定锐角布置，其转动分别由驱动电机系统中的驱动电机进行控制；

所述驱动电机通过十字形联轴器连接短毛刷辊的毛刷辊轴。

6.根据权利要求1所述的刮扫式猪场自动清粪车，其特征在于，所述刷扫机构包括万向联轴器和若干个圆台形刷盘，驱动电机系统通过万向联轴器连接圆台形刷盘，带动圆台形刷盘转动以进行清扫，圆台形刷盘与地面有一定的倾斜角度。

7.根据权利要求1所述的刮扫式猪场自动清粪车，其特征在于，所述清粪铲上设有一关节轴承座，关节球固定在电动推杆的前端，并放置在关节轴承内,关节轴承放置于关节轴承座内，二者锁紧。

8.根据权利要求1所述的刮扫式猪场自动清粪车，其特征在于，所述清粪铲和车体之间还设有一转动板，转动板一端与车体底板通过一套筒结构连接,另一端连接清粪铲上的连接件，所述套筒结构由一个刚性转轴和一个菱形轴承座构成,刚性转轴固定在菱形轴承座内圈上，在底板对应位置设有安装孔，刚性转轴和菱形轴承座对应安装在上述安装孔内。

9.根据权利要求1所述的刮扫式猪场自动清粪车，其特征在于，

驱动电机系统中的动力电机通过一电磁离合器与车体的后轮连接，该电磁离合器与用于控制车轮驱动和差速转弯的主控制器相连，所述动力电机与后轮连接处设有第二轴承座；

所述车体采用铝合金方管框架结构；

所述车体的前轮采用万向轮。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的刮扫式猪场自动清粪车的清粪方法，其特征在于，包括步骤

(1)清粪车中主控制器接收控制信号；

(2)主控制器根据控制信号驱动电动推杆，电动推杆进而驱动清粪铲左右上下摆动，完成第一次清理；

(3)同时，主控制器根据控制信号控制驱动电机系统中的电机转动，并对电机的转速进行调节，电机带动传动机构动作，进而带动车体底部刷扫机构转动，实现对地面的二次清扫，清扫完之后，底部弧形刮板将猪粪统一收集起来。