CN113100088A - 养殖场猪舍空气净化机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及养殖机器人技术领域，特别涉及养殖场猪舍空气净化机器人，包括猪舍，所述猪舍的内部设置有机器人，机器人包括底座、固定连接在底座上的电源箱以及固定连接在电源箱顶部的喷洒箱，底座的外侧面设置有防撞组件，单片机分别信号连接激光导航雷达、显示屏、电子鼻组件、天线、动力装置、急停按钮以及工作状态指示灯，该养殖场猪舍空气净化机器人自主移动，可以实现猪舍24小时自主环境监测和智能消毒，检测猪舍内氨气浓度超标的区域，然后用药液喷洒，从而降低空气中氨气浓度，保证猪的健康环境，实现猪舍不同区域，有毒有害气体的移动检测，实现了重点区域重点处理，既能实现无人化管理的高效运行，又能降低药液用量，节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及养殖机器人技术领域，特别涉及养殖场猪舍空气净化机器人。
背景技术
在气候寒冷的冬春季节，为了提高猪舍的保温效果，猪舍密闭性增加，氨气等有害气体浓度显著升高，会影响猪平均日采食量和饲料的消化率，在生猪养殖过程中，一般要求空气中的氨气浓度小于20mg/m3，当环境中氨气浓度严重高于标准值时，还会诱发猪群呼吸道类疾病，降低猪群养殖生产能力。
现阶段，除了及时进行猪粪清扫，机械通风是解决猪舍环境问题的主要手段之一，但在寒冷冬季，通常会减少通风量提高保温效果，因此机械通风方法在冬季不太适用，此外火焰消毒与溶液喷洒消毒也是常用的猪舍有毒有害气体净化方法，其中火焰消毒法只适用于低浓度氨气环境，当猪舍气体或颗粒浓度过高，有爆炸的潜在威胁，溶液喷洒消毒使用相对广泛，安全性较高，但目前多为人工喷洒，研究表明，受猪群饮食和活动影响，在夜间和清晨，猪舍内氨气浓度最高，传统的人工喷洒消毒，不仅威胁人员健康，对夜间人员体力及意愿均有较高要求。
发明内容
本发明的目的在于提供养殖场猪舍空气净化机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种养殖场猪舍空气净化机器人，包括猪舍，所述猪舍的内部设置有八个养殖室，每个养殖室门外的墙壁上均设置有识别标牌，所述猪舍内部中间的过道上设置有机器人，机器人包括底座、固定连接在所述底座上的电源箱以及固定连接在所述电源箱顶部的喷洒箱，所述底座的外侧面设置有防撞组件，所述底座的内部与底部分别设置有滚轮传动系统与滚轮。
所述供电装置的一侧与传动系统电性连接，所述供电装置的一侧与液位传感器电性连接，所述液位传感器的一侧与单片机电性连接，所述单片机的一侧与工作状态指示灯信号连接，所述单片机的一侧与激光导航雷达信号连接，所述单片机的一侧与显示屏信号连接，所述单片机的一侧与天线信号连接，所述单片机的一侧与动力装置信号连接，所述单片机的一侧与急停按钮信号连接。
所述电源箱内嵌设有供电装置与单片机，所述电源箱的外壁上设置有开关，所述电源箱与所述喷洒箱之间的位置设置有激光导航雷达，所述喷洒箱的前端设置有显示屏，所述喷洒箱内设置有水箱，所述水箱内设置有动力装置，所述喷洒箱的顶部设置有电子鼻组件、雾化喷头、进水口、工作状态指示灯、天线与急停按钮，所述单片机分别信号连接所述激光导航雷达、所述显示屏、所述电子鼻组件、所述天线、所述动力装置、所述急停按钮以及所述工作状态指示灯。
优选的，所述防撞组件为绕设在所述底座周侧的防撞条，所述防撞条固定连接在所述底座的侧面上。
优选的，所述水箱的内壁上安装有液位传感器，且所述液位传感器信号连接所述单片机。
优选的，所述电子鼻组件通过升降杆安装在所述喷洒箱的顶部。
优选的，电子鼻组件内包括氨气浓度传感器、温度传感器以及湿度传感器。
优选的，所述供电装置为锂电池组。
优选的，所述动力装置为压力泵，所述压力泵处在所述水箱内且所述压力泵通过管道连接所述雾化喷头。
优选的，所述滚轮传动系统包括动力电机以及连接在所述动力电机的转轴上的传动轴，所述传动轴连接所述滚轮。
本发明的技术效果和优点：
1、该养殖场猪舍空气净化机器人自主移动，可以实现猪舍24小时自主环境监测和智能消毒，检测猪舍内氨气浓度超标的区域，然后用药液喷洒，从而降低空气中氨气浓度，保证猪的健康环境。
2、实现猪舍不同区域，有毒有害气体的移动检测，解决传统的定点检测不灵活、可检测区域小的缺点，实现了重点区域重点处理，既能实现无人化管理的高效运行，又能降低药液用量，节约成本。
附图说明
图1为本发明结构机器人的立体图。
图2为本发明结构中的机器人工作场所图。
图3为本发明结构中的机器人前视立体图。
图4为本发明水箱内部的结构示意图。
图5为本发明滚轮传动组件的结构示意图。
图6为本发明电源箱内部的结构示意图。
图7为本发明系统图。
图中：1、底座；2、电源箱；3、喷洒箱；4、防撞组件；5、滚轮传动系统；6、滚轮；7、供电装置；8、单片机；9、激光导航雷达；10、显示屏；11、水箱；12、动力装置；13、电子鼻组件；14、雾化喷头；15、进水口；16、工作状态指示灯；17、天线；18、急停按钮；19、液位传感器；20、升降杆；21、动力电机；22、传动轴；23、猪舍；24、识别标牌。
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1-6，本发明提供一种技术方案：一种养殖场猪舍空气净化机器人，包括猪舍23，猪舍23的内部设置有八个养殖室，每个养殖室门外的墙壁上均设置有识别标牌24，识别标牌24的作用是对猪舍进行编号，猪舍23内部中间的过道上设置有机器人，机器人包括底座1、固定连接在底座1上的电源箱2以及固定连接在电源箱2顶部的喷洒箱3，底座1的外侧面设置有防撞组件4，底座1的内部与底部分别设置有滚轮传动系统5与滚轮6，滚轮传动系统5包括动力电机21以及连接在动力电机21的转轴上的传动轴22，传动轴22连接滚轮6。
供电装置7的一侧与传动系统5电性连接，供电装置7的一侧与液位传感器19电性连接，液位传感器19的一侧与单片机8电性连接，单片机8的一侧与工作状态指示灯16信号连接，单片机8的一侧与激光导航雷达9信号连接，单片机8的一侧与显示屏10信号连接，单片机8的一侧与天线17信号连接，单片机8的一侧与动力装置12信号连接，单片机8的一侧与急停按钮18信号连接。
通过动力电机21的带动使得该空气净化机器人可以行走，其行走的方向如图2中箭头所指的方向，对猪舍23内的空气进行净化，工作流程如下：
上电初始化，使得本发明完成工作前的自检工作，并将巡检任务发送至本发明，使得本发明开启巡检任务，并开始工作，本发明通过激光导航雷达9自动导航移动至检测点，本发明按照图2中箭头所示的方向进行移动，去是检测一边，返回是检测另一边，并且测量猪舍23内的温湿度和氨气浓度是否超标，当有猪舍23内的温湿度和氨气浓度超过正常范围时，则远程报警，当温湿度以及氨气浓度处于正常范围时，进入下一个检测点进行检测，直至完成全部工作点，当完成后，移动至等待区，并自主充电，便于下次使用。
在对检测点进行设定时，机器人对猪舍23环境进行扫描，且构建猪舍23内的场景地图，对猪舍23内的猪圈进行网格化划分，且对不同猪圈进行编号，将猪舍23内的猪圈位置为场景地图中进行标记，设置不同猪圈的固定检测点，制定猪舍23内各猪圈内的巡检策略，并根据检测点的位置进行静态路径规划，采用激光测距雷达和SLAM技术，使得本发明便于对路径进行动态规划和自主避让，遍历猪舍23内所有猪圈，完成对猪舍23内环境的扫描，完成对检测点的设置。
电源箱2内嵌设有供电装置7与单片机8，电源箱2的外壁上设置有开关，电源箱2与喷洒箱3之间的位置设置有激光导航雷达9，喷洒箱3的前端设置有显示屏10。
喷洒箱3内设置有水箱11，水箱11内设置有动力装置12，喷洒箱3的顶部设置有电子鼻组件13、雾化喷头14、进水口15、工作状态指示灯16、天线17与急停按钮18，单片机8分别信号连接激光导航雷达9、显示屏10、电子鼻组件13、天线17、动力装置12、急停按钮18以及工作状态指示灯16，当该空气净化机器人工作时，工作状态指示灯16为常亮状态，急停时为关闭状态，通过急停按钮18可以切断供电装置7的供电，使该空气净化机器人各个组件急停。
在本实施例中，防撞组件4为绕设在底座1周侧的防撞条，防撞条固定连接在底座1的侧面上，避免该空气净化机器人在移动的过程中发生较为剧烈的碰撞，延长使用寿命，通过激光导航雷达9的配合作用使得该空气净化机器人。
在本实施例中，水箱11的内壁上安装有液位传感器19，且液位传感器19信号连接单片机8，这里的液位传感器19为静压式液位计，静压式液位计由一个内置毛细软管的特殊导气电缆、一个抗压接头和一个探头组成。
在本实施例中，电子鼻组件13通过升降杆20安装在喷洒箱3的顶部，电子鼻组件13的高度通过安装在喷洒箱3顶部的升降杆20进行高度调节，升降杆20可以选用带有自锁功能的液压升降杆20。
在本实施例中，电子鼻组件13内包括氨气浓度传感器、温度传感器以及湿度传感器，供电装置7为锂电池组，动力装置12为压力泵，压力泵处在水箱11内且压力泵通过管道连接雾化喷头14。
该空气净化机器人利用基于激光雷达的SLAM技术实现，猪舍内固定区域内的巡检，在巡检过程中可实现自主停靠和绕障，当锂电池组的电量过低时，向外部的控制站远程报警，移动至等待区，并自主充电，机器人的巡检路线通过单片机8配合天线17向控制站进行发送，控制站内的工作人员可以远程查询机器人的状态信息。
该空气净化机器人利用集成的测量系统实现猪舍温湿度及氨气浓度在线检测，显示屏10对氨气浓度及温湿度信息的实时显示，氨气浓度远程报警的目的。
为有效消除封闭式猪舍内的氨气，可将金百麦环境剂等按比例调配后注入雾化装置的水箱11中，在生猪养殖过程中，一般要求空气中的氨气浓度小于20mg/m3，因此，当电子鼻内的氨气浓度传感器检测出该点氨气浓度超过20mg/m3时，通过单片机8控制动力装置12工作，具体是通过压力泵进行喷洒消毒作业使周边氨气浓度低于安全阈值，通过雾化喷头14进行喷洒，可以有效地对猪舍内的温湿度和氨气浓度进行调控。
而且同时该空气净化机器人在地图上自动标记当前浓度超标区域，为改进猪只饲喂或优化猪舍结构提供参考。
该空气净化机器人利用特定溶液及雾化装置实现：根据单片机8的控制指令进行喷洒消毒作业，剩余药液信息，通过静压式液位计的实时监测，可在显示屏10实时显示，药液不足时可远程提醒控制站，而且该空气净化机器人进行待机。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.养殖场猪舍空气净化机器人，其特征在于：包括猪舍（23），所述猪舍（23）的内部设置有八个养殖室，每个养殖室门外的墙壁上均设置有识别标牌（24），所述猪舍（23）内部中间的过道上设置有机器人，机器人包括底座（1）、固定连接在所述底座（1）上的电源箱（2）以及固定连接在所述电源箱（2）顶部的喷洒箱（3），所述底座（1）的外侧面设置有防撞组件（4），所述底座（1）的内部与底部分别设置有滚轮传动系统（5）与滚轮（6），所述电源箱（2）内嵌设有供电装置（7）与单片机（8），所述电源箱（2）的外壁上设置有开关，所述电源箱（2）与所述喷洒箱（3）之间的位置设置有激光导航雷达（9），所述喷洒箱（3）的前端设置有显示屏（10），所述喷洒箱（3）内设置有水箱（11），所述水箱（11）内设置有动力装置（12），所述喷洒箱（3）的顶部设置有电子鼻组件（13）、雾化喷头（14）、进水口（15）、工作状态指示灯（16）、天线（17）与急停按钮（18），所述单片机（8）分别信号连接所述激光导航雷达（9）、所述显示屏（10）、所述电子鼻组件（13）、所述天线（17）、所述动力装置（12）、所述急停按钮（18）以及所述工作状态指示灯（16）；
所述供电装置（7）与传动系统（5）电性连接，所述供电装置（7）与液位传感器（19）电性连接，所述液位传感器（19）与单片机（8）信号性连接，所述单片机（8）与工作状态指示灯（16）信号连接，所述单片机（8）与激光导航雷达（9）信号连接，所述单片机（8）与显示屏（10）信号连接，所述单片机（8）与天线（17）信号连接，所述单片机（8）与动力装置（12）信号连接，所述单片机（8）与急停按钮（18）电性连接。
2.根据权利要求1所述的养殖场猪舍空气净化机器人，其特征在于：所述防撞组件（4）为绕设在所述底座（1）周侧的防撞条，所述防撞条固定连接在所述底座（1）的侧面上。
3.根据权利要求1所述的养殖场猪舍空气净化机器人，其特征在于：所述水箱（11）的内壁上安装有液位传感器（19），且所述液位传感器（19）信号连接所述单片机（8）。
4.根据权利要求1所述的养殖场猪舍空气净化机器人，其特征在于：所述电子鼻组件（13）通过升降杆（20）安装在所述喷洒箱（3）的顶部。
5.根据权利要求1所述的养殖场猪舍空气净化机器人，其特征在于：电子鼻组件（13）内包括氨气浓度传感器、温度传感器以及湿度传感器。
6.根据权利要求1所述的养殖场猪舍空气净化机器人，其特征在于：所述供电装置（7）为锂电池组。
7.根据权利要求1所述的养殖场猪舍空气净化机器人，其特征在于：所述动力装置（12）为压力泵，所述压力泵处在所述水箱（11）内且所述压力泵通过管道连接所述雾化喷头（14）。
8.根据权利要求1所述的养殖场猪舍空气净化机器人，其特征在于：所述滚轮传动系统（5）包括动力电机（21）以及连接在所述动力电机（21）的转轴上的传动轴（22），所述传动轴（22）连接所述滚轮（6）。
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