CN114271195A - 一种牲畜粪便自动收集机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种牲畜粪便自动收集机器人，包括储粪箱，所述储粪箱的底部一体连接有智能车体，智能车体底部的中部固定有转向电机，所述转向电机的输出轴连接转向动力臂，所述转向动力臂分别铰接前转向拉杆和后转向拉杆的一端，所述储粪箱的前端上部通过铲粪板连轴连接铲粪板的后端，铲粪板的底部连接推拉杆的一端，推拉杆的另一端固定在储粪箱前端的下部，所述连杆的前端活动连接有前挡板，所述储粪箱后端底部活动连接有卸粪板，所述智能车体信号连接有遥控器，所述遥控器上设有显示屏和按键。本发明的牲畜粪便自动收集机器人，可以用于集约化养殖场牲畜粪便的自动收集，节约劳动力，提高工作效率，实现了自动化粪便收集。

Description

一种牲畜粪便自动收集机器人

技术领域

本发明涉及排泄物收集技术领域，具体涉及一种牲畜粪便自动收集机器人。

背景技术

对于牲畜养殖来说，及时、有效地清除畜舍内的粪污，保持畜舍环境卫生，对于牲畜的养殖尤为重要，人工清粪虽然只需用一些清扫工具，工人清粪车等，设备简单，一次性投资少，但是劳动量大，生产率低，对于大规模养殖户来说，需要大量的人力，成本加大，为了适应市场需求，减少粪便清理过程中的劳动力投入，提高养殖场自动化管理水平，提高牲畜粪便的综合利用率，需要机械清粪便，目前市场上的清粪车还需要人工协助，运行费用较高。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种牲畜粪便自动收集机器人，可以用于集约化养殖场牲畜粪便的自动收集，节约劳动力，提高工作效率，实现了自动化粪便收集。

本发明的技术方案如下：一种牲畜粪便自动收集机器人，包括储粪箱、左前轮胎、右前轮胎、左后轮胎和右后轮胎，所述储粪箱的底部一体连接有智能车体，所述智能车体的底部分别固定左前轮固定板、左后轮固定板、右前轮固定板、右后轮固定板，左前轮胎动力连接左前电机，右前轮胎动力连接右前电机，左后轮胎动力连接左后电机，右后轮胎动力连接右后电机，左前轮胎和右前轮胎之间连接有前轮连杆，左后轮胎和右后轮胎之间连接有后轮连杆，电机输出轴承分别对应固定在左前轮固定板、左后轮固定板、右前轮固定板、右后轮固定板，智能车体底部的中部固定有转向电机，所述转向电机的输出轴连接转向动力臂，所述转向动力臂分别铰接前转向拉杆和后转向拉杆的一端，所述前转向拉杆的另一端铰接左前轮固定板，后转向拉杆的另一端铰接左后轮固定板，智能车体的后部设置有电源开关和充电接口，前部设置有测距传感器，所述储粪箱的前端上部通过铲粪板连轴连接铲粪板的后端，铲粪板的底部连接推拉杆的一端，推拉杆的另一端固定在储粪箱前端的下部，所述铲粪板的上端面固定有在铲粪板铲粪时与地面平行的连杆，所述连杆的前端活动连接有前挡板，所述储粪箱后端底部活动连接有卸粪板，所述智能车体信号连接有遥控器，所述遥控器上设有显示屏和按键。

所述智能车体内部设置有电源处理模块、超声波测距模块、电机驱动模块、主控电路模块、通信模块、转向模块、粪便收集模块；

所述主控电路模块包括主控芯片U1，所述主控芯片U1为芯片IAP15W4K61S4，主控芯片U1的引脚P30/RXD、P31/TXD连接对外接口J1的引脚RXD、TXD。

所述电源处理模块包括电源开关S1、电源处理芯片U2、滤波电感L1、高精度稳压器U3、滤波电容C2、C3，所述芯片U2为芯片34063，所述芯片U2的引脚6分为两路，一路连接二极管D3的负极，另一路通过电阻R28连接电源处理芯片U2的引脚1，二极管D3的正极通过电源开关S1连接供电电源BT1的正极端向电源处理模块供电，引脚7和8连接引脚1，电容C3、C2的正极端分别连接在二极管D3的两侧，负极端接地，电源处理芯片U2的引脚4接地，引脚3通过电容C4接地，引脚2连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接高精度稳压器U3的电压输入端，二极管D4反接在引脚2和接地端，串接的电阻R29、R30与电容C5、C6并接，连接在滤波电感L1的另一端，引脚5连接在电阻R29和电阻R30之间，高精度稳压器U3的输出端为整机提供5V电源，电容C7并接在高精度稳压器U3的输出端和接地端。

所述超声波测距模块包括超声波测距模块M1和M2，超声波测距模块M1的引脚TXD、RXD连接主控芯片U1的引脚P02/RXD4、P03/TXD4，超声波测距模块M2的引脚TXD、RXD连接主控芯片U1的引脚P00/RXD4、P01/TXD4。

所述电机驱动模块包括驱动模块M3、M4、M5和M6，其中M3为左前电机驱动模块，M4为右前电机驱动模块，M5为左后电机驱动模块，M6为右后电机驱动模块，M3的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P47和P11，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P27/PWM2_2，引脚M+和M-分别连接左前电机E1的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极，M4的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P07和P06，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P23/PWM5，引脚M+和M-分别连接右前电机E2的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；M5的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P14和P13，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P22/PWM4，引脚M+和M-分别连接左前电机E3的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；M6的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P15和P16，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P21/PWM3，引脚M+和M-分别连接右后电机E4的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极。

所述通信模块包括无线通讯芯片M7，无线通讯芯片M7的引脚EN连接主控芯片U1的引脚P42，引脚RXD、TXD分别与主控芯片U1的引脚P37/TXD_2、P36/RXD_2连接，引脚SET与主控芯片U1的引脚P35连接。

所述转向模块包括转向电机E5、转向电机控制M8和角度传感器R28，所述转向电机控制M8的输出端口OUT+、OUT-分别连接转向电机E5的正负极，端口SIN连接角度传感器R28的信号端，端口5V电源和GND分别连接角度传感器的两端为角度传感器提供电源，端口PWM连接主控芯片U1的引脚P17，端口DC24V连接DC24V电源，端口GND接地。

所述粪便收集模块包括电机驱动模块M9、粪便收集控制电机E6，电机驱动模块M9的输出控制端口IN1、IN2连接主控芯片U1的引脚P20、P44，端口M+、M-分别连接粪便收集控制电机E6的正负极。

所述遥控器包括核心控制模块、电源处理模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块；

所述核心控制模块包括芯片U1，所述芯片U1为芯片IAP15W413AS；

所述电源处理模块包括芯片U6，电阻R1、R2、R5、R6，电容C1、C2、C3、C4、C5，滤波电感L1，所述芯片U6为芯片34063，芯片U6的引脚6通过电阻R3和电源开关S1连接供电电源BT1的正极端，引脚4连接供电电源BT1负极，电阻R1与R2串接后并接在供电电源BT1两端，电容C1与电阻R2并接，电阻R1和R2之间的电压采集点连接芯片U1的引脚P10，芯片U6的引脚7、8通过电阻R4与引脚6连接，引脚3通过电容C3与供电电源BT1负极连接，引脚2连接电感L1的一端，二极管D6反接在引脚2与供电电源的负极之间，电容C4、C5依次与串接的电阻R5、R6并接，芯片U4的引脚5连接在电阻R5和R6之间。

所述通信模块包括无线通讯模块M1，M1的引脚VCC、GND分别连接电源的正负极，引脚EN连接到所述芯片U1的引脚P32，引脚RXD、TXD分别连接芯片U1的引脚P31、P30，引脚SET连接芯片U1的引脚P11。

所述按键模块包括按键K1-K8，所述按键K1-K8通过四行二列6根线采集信号分别连接到芯片U1的引脚P12-P17。

所述存储模块包括存储芯片U2，所述芯片U2为芯片FM24C04，芯片U2的引脚1、2、3、4、7与地线连接，引脚8为芯片供电脚，引脚5、6与芯片U1的引脚P54、P55连接。

所述显示模块包括液晶屏LCD1和芯片U3，所述芯片U3为液晶屏驱动专用芯片HT1621，引脚COMO0- COMO3与液晶屏LCD1的段码连接，引脚SEG0-SEG7与液晶屏LCD1的位码连接，引脚VDD连接电源VCC，引脚/CS连接芯片U1的引脚P36，引脚/RD连接芯片U1的引脚P35，引脚/WR连接芯片U1的引脚P34，引脚DATA连接芯片U1的引脚P33。

优选的，所述卸粪板上安装有把手，方便打开卸粪。

优选的，所述推拉杆为电动液压杆，方便控制。

优选的，所述智能车体内部主控模块中的主控芯片U1的引脚P23/PWM5、P22/PWM4、P21/PWM3、P42、P37/TXD_2、P36/RXD_2、P35分别通过上拉电阻R18、R19、R20、R24、R22、R23、R21连接电源VCC，保证引脚工作的稳定性。

优选的，所述遥控器的核心控制模块中的芯片U1的引脚P30-P32分别连接有上拉电阻R14-R16，保证引脚工作的稳定性。

优选的，所述遥控器的核心控制模块中的芯片U1的引脚P37、P12-P17分别连接上拉电阻R13-R7，保证引脚工作的稳定性。

优选的，所述遥控器的按键K1-K8分别为加速/前进按键，后退/减速按键，左转按键，右转按键，自动按键，手动按键，装粪按键，收粪按键。

本发明的牲畜粪便自动收集机器人，可以对牲畜养殖场的粪便进行自动收集，通过遥控器进行智能控制卸粪、装粪，控制车的启停，转向，前进/后退，加速/减速，实现粪便的自动化收集，提高工作效率。

本发明的牲畜粪便自动收集机器人，使用方便，人工可远程进行操控，所需人员大大减少，降低企业的成本，提高企业的自动化管理水平。

附图说明

图1为本发明牲畜粪便自动收集机器人结构示意图；

图2为本发明牲畜粪便自动收集机器人铲粪板抬起结构示意图；

图3为本发明牲畜粪便自动收集机器人铲粪板工作状态结构示意图；

图4为本发明牲畜粪便自动收集机器人卸粪板打开结构示意图；

图5为本发明牲畜粪便自动收集机器人智能车体底部结构示意图；

图6为本发明牲畜粪便自动收集机器人智能车体内部电路原理图；

图7为本发明牲畜粪便自动收集机器人遥控器电路原理图。

图中：1、铲粪板连轴；2、轮胎；3、智能车；4、储粪箱；5、测距传感器；6、推拉杆；7、铲粪板；8、前挡板；9、卸粪板；10、充电口；11、开关按钮；12、右后轮固定板；13、右后轮胎；14、右后电机；15、电源开关；16、充电接口；17、后轮连杆；18、左后电机；19、左后轮胎；20、左后轮固定板；21、转向电机；22、后转向拉杆；23、转向动力臂；24、左前轮胎；25、前转向拉杆；26、左前电机；27、左前轮固定板；28、前轮拉杆；29、右前电机；30、右前轮胎；31、右前轮固定板；32、连杆；33、自动；34、装粪；35、液晶屏；36、遥控器；37、后退/减速；38、右转；39、手动；40、卸粪；41、前进/加速；42、左转。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行进一步详细的描述：

如图1-5所示，一种牲畜粪便自动收集机器人，包括储粪箱4、左前轮胎24、右前轮胎30、左后轮胎19和右后轮胎13，所述储粪箱4的底部一体连接有智能车体3，所述智能车体3的底部分别固定左前轮固定板27、左后轮固定板20、右前轮固定板31、右后轮固定板12，左前轮胎24动力连接左前电机26，右前轮胎30动力连接右前电机29，左后轮胎19动力连接左后电机18，右后轮胎13动力连接右后电机14，左前轮胎24和右前轮胎30之间连接有前轮连杆28，左后轮胎19和右后轮胎13之间连接有后轮连杆17，电机输出轴承分别对应固定在左前轮固定板27、左后轮固定板20、右前轮固定板31、右后轮固定板12，智能车体3底部的中部固定有转向电机21，所述转向电机21的输出轴连接转向动力臂23，所述转向动力臂23分别铰接前转向拉杆25和后转向拉杆22的一端，所述前转向拉杆25的另一端铰接左前轮固定板27，后转向拉杆22的另一端铰接左后轮固定板20，智能车体3的后部设置有电源开关15和充电接口16，前部设置有测距传感器5，所述储粪箱4的前端上部通过铲粪板连轴1连接铲粪板7的后端，铲粪板7的底部连接推拉杆6的一端，推拉杆6的另一端固定在储粪箱4前端的下部，所述铲粪板7的上端面固定有在铲粪板7铲粪时与地面平行的连杆32，所述连杆32的前端活动连接有前挡板8，所述储粪箱4后端底部活动连接有卸粪板9，所述智能车体3信号连接有遥控器，所述遥控器36上设有液晶屏35和按键。

如图6所示，所述智能车体内部设置有电源处理模块、超声波测距模块、电机驱动模块、主控电路模块、通信模块、转向模块、粪便收集模块；

所述主控电路模块包括主控芯片U1，所述主控芯片U1为芯片IAP15W4K61S4，主控芯片U1的引脚P30/RXD、P31/TXD连接对外接口J1的引脚RXD、TXD。

所述主控芯片U1的串口RXD3、TXD3连接到前障碍物检测的超声波模块，用来读取前端障碍物的距离。U1的串口RXD4、TXD4连接到前障碍物检测的超声波模块，用来读取后端障碍物的距离。芯片U1的PWM2、PWM3、PWM4、PWM5分别连接到四个电机驱动模块，用来为电机驱动模块提供PWM信号。RXD、TXD连接到对外接口J1，用来为单片机灌入程序，P37/TXD_2、P36/RXD_2与无线通讯模块连接，用于与外部的遥控进行通信，主控芯片U1的引脚P23/PWM5、P22/PWM4、P21/PWM3、P42、P37/TXD_2、P36/RXD_2、P35分别通过上拉电阻R18、R19、R20、R24、R22、R23、R21连接电源VCC，保证引脚工作的稳定性。

所述电源处理模块包括电源开关S1、电源处理芯片U2、滤波电感L1、高精度稳压器U3、滤波电容C2、C3，所述芯片U2为芯片34063，所述芯片U2的引脚6分为两路，一路连接二极管D3的负极，另一路通过电阻R28连接电源处理芯片U2的引脚1，二极管D3的正极通过电源开关S1连接供电电源BT1的正极端向电源处理模块供电，引脚7和8连接引脚1，电容C3、C2的正极端分别连接在二极管D3的两侧，负极端接地，电源处理芯片U2的引脚4接地，引脚3通过电容C4接地，引脚2连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接高精度稳压器U3的电压输入端，二极管D4反接在引脚2和接地端，串接的电阻R29、R30与电容C5、C6并接，连接在滤波电感L1的另一端，引脚5连接在电阻R29和电阻R30之间，高精度稳压器U3的输出端为整机提供5V电源，电容C7并接在高精度稳压器U3的输出端和接地端。

电源处理模块用来将外部供给的DC24V电压转换成本控制电路所需要的电压，首先设备供电端提供的12V电压经过开关S1之后，再由电阻R27限流，电容C2滤波之后，再经过防反接二极管D3之后，再由滤波电容C3进行低频滤波之后，得到一个比较稳定的24V电源，供给电源处理芯片U2。电阻R28是过载保护取样电阻，在输出负载电流过大时，电源处理芯片U2便会切断整机电源。电容C4是芯片的工作频率设置电容，用来设置电源处理芯片U2的工作频率。电源处理芯片U2正常工作后，由引脚2输出电流，D4是本电源的续流二极管，用来保障在滤波电感L1端流过比较稳定的电流。L1是一个滤波电感，将输出电压送到滤波电容C5和C6的正极端，滤波之后，输出6.8V的电压，电阻R29和R30是分压取样电阻，将取样之后的电压送回到电源处理芯片U2的电压采集引脚，用来保障输出电压的稳定性。6.8V的电压又送到高精度稳压器U3的的输入端，由输出端输出高精度的5V电压，C7是滤波电容，为整机提供稳定的电源。

所述超声波测距模块包括超声波测距模块M1和M2，超声波测距模块M1的引脚TXD、RXD连接主控芯片U1的引脚P02/RXD4、P03/TXD4，超声波测距模块M2的引脚TXD、RXD连接主控芯片U1的引脚P00/RXD4、P01/TXD4。

所述超声波测距模块中的M1用来检测车行走的前方是否有障碍物，如果有障碍物，车就会停下来，等待处理或者识别粪便进行清理。M2用来检测车行走的后方是否有障碍物，如果有障碍物，车就会停下来，等待处理或者识别粪便进行清理。模块M1和M2均为串口通讯。

所述电机驱动模块包括驱动模块M3、M4、M5和M6，其中M3为左前电机驱动模块，M4为右前电机驱动模块，M5为左后电机驱动模块，M6为右后电机驱动模块，M3的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P47和P11，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P27/PWM2_2，引脚M+和M-分别连接左前电机E1的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极，M4的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P07和P06，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P23/PWM5，引脚M+和M-分别连接右前电机E2的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；M5的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P14和P13，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P22/PWM4，引脚M+和M-分别连接左前电机E3的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；M6的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P15和P16，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P21/PWM3，引脚M+和M-分别连接右后电机E4的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极。

所述电机驱动模块的驱动模块M3、M4、M5、M6直接驱动四个电机E1、E2、E3、E4，用来给车提供动力。其中PWM是模块的控制端，用来控制电机的转速。IN2用来控制电机的运转方向。IN1用来控制电机驱动模块的输出，此引脚低电平动力给出输出，高电平动力停止输出。

所述通信模块包括无线通讯芯片M1，无线通讯芯片M1的引脚EN连接主控芯片U1的引脚P42，引脚RXD、TXD分别与主控芯片U1的引脚P37/TXD_2、P36/RXD_2连接，引脚SET与主控芯片U1的引脚P35连接。

所述通信模块的无线通讯芯片M7具有7个引脚，其中VCC、GND为本模块的供电端。EN为本模块的片选端，在不通信的时候可以利用单片机的口线把这个一脚抬高，可以使本模块进入休眠模式，以便节省电量。在通信时，由主控芯片U 1口线把这只引脚拉低。EN引脚直接连接到主控芯片U1的端口P42，并连接了一只上拉电阻R24用于保证口线的稳定性。无线通讯芯片M7的引脚RXD为数据输入口，TXD为数据输出口，无线通讯芯片M7的引脚ALE为通讯状态指示灯的输出端，本电路没有使用。无线通讯芯片M7的引脚SET为设置端口。

所述转向模块包括转向电机E5、转向电机控制器M8和角度传感器R28，所述转向电机控制M8的输出端口OUT+、OUT-分别连接转向电机E5的正负极，端口SIN连接角度传感器R28的信号端，端口5V电源和GND分别连接角度传感器的两端为角度传感器提供电源，端口PWM连接主控芯片U1的引脚P17，端口DC24V连接DC24V电源，端口GND接地。

所述转向模块是用来控制车轮转弯角度的，主控芯片U1的引脚P17是PWM信号输出，高电平为0.5～2.5ms，对应转向角度为向左-30～30度，DC24V是转向电机控制器M8的供电端，GND是电源的负极端。需要转向时，首先由主控芯片U1提供需要的角度对应的PWM信号，转向电机控制器M8收到信号后，便控制转向电机E5转动，转向电机E5与角度传感器R28同轴，角度传感器R28又将当前角度通过信号发送到转向电机控制器M8的SIN端，通过检查获得当前的转向角度，当达到所需角度时，转向电机E5就会停止旋转。

所述粪便收集模块包括电机驱动模块M9、粪便收集控制电机E6，电机驱动模块M9的输出控制端口IN1、IN2连接主控芯片U1的引脚P20、P44，端口M+、M-分别连接粪便收集控制电机E6的正负极。

所述粪便收集模块当需要抬起铲粪板时，主控芯片U1的引脚P20、P44分别给出高电平和低电平，当需要放下铲粪板时，主控芯片U1的引脚P20、P44分别给出低电平和高电平，当需要立即停止输出时，主控芯片U1的引脚P20、P44全部给出低电平。

所述遥控器包括核心控制模块、电源处理模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块；

所述核心控制模块包括芯片U1，所述芯片U1为芯片IAP15W413AS；其功能是采集电压信号、按键信号、通讯信号、读写存储器、控制液晶屏显示，芯片U1的引脚P30-P32分别连接有上拉电阻R14-R16，引脚P37、P12-P17分别连接上拉电阻R13-R7，保证引脚工作的稳定性。

所述电源处理模块包括芯片U6，电阻R1、R2、R5、R6，电容C1、C2、C3、C4、C5，滤波电感L1，所述芯片U6为芯片34063，芯片U6的引脚6通过电阻R3和电源开关S1连接供电电源BT1的正极端，引脚4连接供电电源BT1负极，电阻R1与R2串接后并接在供电电源BT1两端，电容C1与电阻R2并接，电阻R1和R2之间的电压采集点连接芯片U1的引脚P10，芯片U6的引脚7、8通过电阻R4与引脚6连接，引脚3通过电容C3与供电电源BT1负极连接，引脚2连接电感L1的一端，二极管D6反接在引脚2与供电电源的负极之间，电容C4、C5依次与串接的电阻R5、R6并接，芯片U4的引脚5连接在电阻R5和R6之间。

所述电源处理电路是用来将电池BT1供给的DC7.4V电压转换成本控制电路所需要的电压。首先设备供电端提供的7.4V电压经过电阻R3限流之后，再进行低频滤波之后，得到一个比较稳定的7V左右的电源，供给芯片U6。电阻R4是过载保护取样电阻，在输出负载电流过大时，芯片U6便会切断整机电源。电容C3是芯片U6的工作频率设置电容。用来设置芯片U6的工作频率。芯片U6正常工作后，由芯片U6的引脚2输出电流，二极管D6是本电源的续流二极管，用来保障在电感L1端流过比较稳定的电流。L1是一个滤波电感，将输出电压送到电容C4和C5的正极端，滤波之后，为整机提供稳定的3.3V电压。电阻R5和R6是分压取样电阻，将取样之后的电压送回到芯片U6的电压采集引脚5，用来保障输出电压的稳定性。电阻R1、R2是电源电压的采集端，电源电压首先经过电阻R1、R2分压之后，将采集电压送到主控芯片U1的A/D输入端P10，然后经过主控芯片U1进行运算，然后将遥控器36剩余的电量显示在液晶屏35上。

所述通信模块包括无线通讯模块M1，M1的引脚VCC、GND分别连接DC24V电源的正负极，引脚EN连接到所述芯片U1的引脚P32，引脚RXD、TXD分别连接芯片U1的引脚P31、P30，引脚SET连接芯片U1的引脚P11。

所述通信模块的无线通讯模块M1具有7个引脚，其中VCC、GND为本模块的供电端，EN为片选端，在不通信的时候可以利用主控芯片U1把这个一脚抬高，可以使模块进入休眠模式，以便节省电量。在通信时，由主控芯片U1口线把这只引脚拉低。无线通讯模块M1的RXD为数据输入口，TXD为数据输出口，ALE为通讯状态指示灯的输出端，本电路没有使用。SET为设置端口。

所述按键模块包括按键K1-K8，所述按键K1-K8通过四行二列6根线采集信号连接至分别连接到芯片U1的引脚P12-P17。

所述按键模块的按键K1、K2为加速/前进按键，后退/减速，按键K3为左转按键，K4是车的右转，正数为前进，负数为后退，K5、K6是车的自动和手动按键，可以控制车的运行方式，当手动状态下，可以通过按键K1、K2控制前走、后退，长时间按下按键K1、K2，就会加快前进或者后退的速度。在自动状态下，智能车会自动巡视周边是否有牲畜粪便，找到目标后，车会朝着目标行驶，然后完成收集、装车的整个过程。

所述存储模块包括存储芯片U2，所述芯片U2为芯片FM24C04，芯片U2的引脚1、2、3、4、7与地线连接，引脚8为芯片供电脚，引脚5、6与芯片U1的引脚P54、P55连接。

所述数据存储电路是用来存储设置的数据，引脚5、6与芯片U1的P54、P55连接用于数据传输。

所述显示模块包括液晶屏LCD1和芯片U3，所述芯片U3为液晶屏驱动专用芯片HT1621，引脚COMO0- COMO3与液晶屏LCD1的段码连接，引脚SEG0-SEG7与液晶屏LCD1的位码连接，引脚VDD连接电源VCC，引脚/CS连接芯片U1的引脚P36，引脚/RD连接芯片U1的引脚P35，引脚/WR连接芯片U1的引脚P34，引脚DATA连接芯片U1的引脚P33。

所述显示模块的液晶屏LCD1为四位的显示，用来显示车速。芯片U3的引脚CS为片选端，引脚RD是读取液晶屏数据的控制端，用于读取液晶屏的数据。引脚WR是写操作控制端，用于对液晶屏写入数据。引脚DATA是数据端，用于传输数据。

进一步的，所述卸粪板上安装有把手，方便打开卸粪。

进一步的，所述推拉杆为电动液压杆，方便控制。

本发明的牲畜粪便自动收集机器人，具体实施时，打开智能车体3上的开关按钮11，通过遥控器36上按键控制机器人的智能车体，智能车体采集相关信息控制相应的电机、推拉杆等装置，从而使机器人进行铲粪、卸粪的操作。

当需要前进或加速时，按压遥控器36上的按键K1，信号传送至遥控器36的主控芯片U1，主控芯片U1再通过无线通讯模块将需求传送至智能车体内的主控芯片U1，主控芯片U1对动力电机进行前进或加速控制，机器人前进或加速。

当需要后退或减速时按压遥控器36上的按键K2，原理同上。

当需要左转时，按压遥控器36上的按键K3，信号传送至遥控器36的主控芯片U1，主控芯片U1再通过无线通讯模块将需求传送至智能车体3内的主控芯片U1，主控芯片U1对转向电机21进行转向控制，转向电机21的转向动力臂23向左拉动前转向拉杆25、后转向拉杆22旋转，前转向拉杆25、后转向拉杆22拉动左前轮胎24、左后轮胎19转向，从而实现机器人向左转向。

按键K4是机器人的右转按键，原理同上。

按键K5、K6是车的自动和手动按键，可以控制车的运行方式，当手动状态下，可以通过按键K1、K2控制机器人前走、后退，长时间按下按键K1、K2，就会加快前进或者后退的速度。在自动状态下，机器人会自动巡视周边是否有牲畜粪便，找到目标后，车会朝着目标行驶，推拉杆6回缩，铲粪板7前端挨住地面，前挡板8打开，机器人前进进行铲粪，铲到粪后，完成收集，推拉杆6伸开，铲粪板7前端抬高，然后装车，粪顺着铲粪板进入储粪箱，当储粪箱的粪装满后，打开卸粪板卸粪即可。

当智能车体3电量不足时，可通过充电口10进行充电，保证机器人正常工作。

Claims (8)

1.一种牲畜粪便自动收集机器人，包括储粪箱、左前轮胎、右前轮胎、左后轮胎和右后轮胎，其特征在于所述储粪箱的底部一体连接有智能车体，所述智能车体的底部分别固定左前轮固定板、左后轮固定板、右前轮固定板、右后轮固定板，左前轮胎动力连接左前电机，右前轮胎动力连接右前电机，左后轮胎动力连接左后电机，右后轮胎动力连接右后电机，左前轮胎和右前轮胎之间连接有前轮连杆，左后轮胎和右后轮胎之间连接有后轮连杆，电机输出轴承分别对应固定在左前轮固定板、左后轮固定板、右前轮固定板、右后轮固定板，智能车体底部的中部固定有转向电机，所述转向电机的输出轴连接转向动力臂，所述转向动力臂分别铰接前转向拉杆和后转向拉杆的一端，所述前转向拉杆的另一端铰接左前轮固定板，后转向拉杆的另一端铰接左后轮固定板，智能车体的后部设置有电源开关和充电接口，前部设置有测距传感器，所述储粪箱的前端上部通过铲粪板连轴连接铲粪板的后端，铲粪板的底部连接推拉杆的一端，推拉杆的另一端固定在储粪箱前端的下部，所述铲粪板的上端面固定有在铲粪板铲粪时与地面平行的连杆，所述连杆的前端活动连接有前挡板，所述储粪箱后端底部活动连接有卸粪板，所述智能车体信号连接有遥控器，所述遥控器上设有显示屏和按键。

2.根据权利要求1所述的牲畜粪便自动收集机器人，其特征在于所述智能车体内部设置有电源处理模块、超声波测距模块、电机驱动模块、主控电路模块、通信模块、转向模块、粪便收集模块；

所述主控电路模块包括主控芯片U1，所述主控芯片U1为芯片IAP15W4K61S4，主控芯片U1的引脚P30/RXD、P31/TXD连接对外接口J1的引脚RXD、TXD；

所述电源处理模块包括电源开关S1、电源处理芯片U2、滤波电感L1、高精度稳压器U3、滤波电容C2、C3，所述芯片U2为芯片34063，所述芯片U2的引脚6分为两路，一路连接二极管D3的负极，另一路通过电阻R28连接电源处理芯片U2的引脚1，二极管D3的正极通过电源开关S1连接供电电源BT1的正极端向电源处理模块供电，引脚7和8连接引脚1，电容C3、C2的正极端分别连接在二极管D3的两侧，负极端接地，电源处理芯片U2的引脚4接地，引脚3通过电容C4接地，引脚2连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接高精度稳压器U3的电压输入端，二极管D4反接在引脚2和接地端，串接的电阻R29、R30与电容C5、C6并接，连接在滤波电感L1的另一端，引脚5连接在电阻R29和电阻R30之间，高精度稳压器U3的输出端为整机提供5V电源，电容C7并接在高精度稳压器U3的输出端和接地端；

所述超声波测距模块包括超声波测距模块M1和M2，超声波测距模块M1的引脚TXD、RXD连接主控芯片U1的引脚P02/RXD4、P03/TXD4，超声波测距模块M2的引脚TXD、RXD连接主控芯片U1的引脚P00/RXD4、P01/TXD4；

所述电机驱动模块包括驱动模块M3、M4、M5和M6，其中M3为左前电机驱动模块，M4为右前电机驱动模块，M5为左后电机驱动模块，M6为右后电机驱动模块，M3的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P47和P11，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P27/PWM2_2，引脚M+和M-分别连接左前电机E1的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极，M4的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P07和P06，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P23/PWM5，引脚M+和M-分别连接右前电机E2的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；M5的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P14和P13，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P22/PWM4，引脚M+和M-分别连接左前电机E3的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；M6的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P15和P16，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚P21/PWM3，引脚M+和M-分别连接右后电机E4的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；

所述通信模块包括无线通讯芯片M7，无线通讯芯片M7的引脚EN连接主控芯片U1的引脚P42，引脚RXD、TXD分别与主控芯片U1的引脚P37/TXD_2、P36/RXD_2连接，引脚SET与主控芯片U1的引脚P35连接；

所述转向模块包括转向电机E5、转向电机控制M8和角度传感器R28，所述转向电机控制M8的输出端口OUT+、OUT-分别连接转向电机E5的正负极，端口SIN连接角度传感器R28的信号端，端口5V电源和GND分别连接角度传感器的两端为角度传感器提供电源，端口PWM连接主控芯片U1的引脚P17，端口DC24V连接DC24V电源，端口GND接地；

所述粪便收集模块包括电机驱动模块M9、粪便收集控制电机E6，电机驱动模块M9的输出控制端口IN1、IN2连接主控芯片U1的引脚P20、P44，端口M+、M-分别连接粪便收集控制电机E6的正负极。

3.根据权利要求1所述的牲畜粪便自动收集机器人，其特征在于所述遥控器包括核心控制模块、电源处理模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块；

所述核心控制模块包括芯片U1，所述芯片U1为芯片IAP15W413AS；

所述电源处理模块包括芯片U6，电阻R1、R2、R5、R6，电容C1、C2、C3、C4、C5，滤波电感L1，所述芯片U6为芯片34063，芯片U6的引脚6通过电阻R3和电源开关S1连接供电电源BT1的正极端，引脚4连接供电电源BT1负极，电阻R1与R2串接后并接在供电电源BT1两端，电容C1与电阻R2并接，电阻R1和R2之间的电压采集点连接芯片U1的引脚P10，芯片U6的引脚7、8通过电阻R4与引脚6连接，引脚3通过电容C3与供电电源BT1负极连接，引脚2连接电感L1的一端，二极管D6反接在引脚2与供电电源的负极之间，电容C4、C5依次与串接的电阻R5、R6并接，芯片U4的引脚5连接在电阻R5和R6之间；

所述通信模块包括无线通讯模块M1，M1的引脚VCC、GND分别连接电源的正负极，引脚EN连接到所述芯片U1的引脚P32，引脚RXD、TXD分别连接芯片U1的引脚P31、P30，引脚SET连接芯片U1的引脚P11；

所述按键模块包括按键K1-K8，所述按键K1-K8通过四行二列6根线采集信号分别连接到芯片U1的引脚P12-P17；

所述存储模块包括存储芯片U2，所述芯片U2为芯片FM24C04，芯片U2的引脚1、2、3、4、7与地线连接，引脚8为芯片供电脚，引脚5、6与芯片U1的引脚P54、P55连接；

所述显示模块包括液晶屏LCD1和芯片U3，所述芯片U3为液晶屏驱动专用芯片HT1621，引脚COMO0- COMO3与液晶屏LCD1的段码连接，引脚SEG0-SEG7与液晶屏LCD1的位码连接，引脚VDD连接电源VCC，引脚/CS连接芯片U1的引脚P36，引脚/RD连接芯片U1的引脚P35，引脚/WR连接芯片U1的引脚P34，引脚DATA连接芯片U1的引脚P33。

4.根据权利要求1所述的牲畜粪便自动收集机器人，其特征在于所述卸粪板上安装有把手，方便打开卸粪。

5.根据权利要求1所述的牲畜粪便自动收集机器人，其特征在于所述推拉杆为电动液压杆，方便控制。

6.根据权利要求2所述的牲畜粪便自动收集机器人，其特征在于所述智能车体内部主控模块中的主控芯片U1的引脚P23/PWM5、P22/PWM4、P21/PWM3、P42、P37/TXD_2、P36/RXD_2、P35分别通过上拉电阻R18、R19、R20、R24、R22、R23、R21连接电源VCC，保证引脚工作的稳定性。

7.根据权利要求3所述的牲畜粪便自动收集机器人，其特征在于所述遥控器的核心控制模块中的芯片U1的引脚P30-P32分别连接有上拉电阻R14-R16，保证引脚工作的稳定性。

8.根据权利要求3所述的牲畜粪便自动收集机器人，其特征在于所述遥控器的核心控制模块中的芯片U1的引脚P37、P12-P17分别连接上拉电阻R13-R7，保证引脚工作的稳定性。

权利要求3所述的牲畜粪便自动收集机器人，其特征在于所述遥控器的按键K1-K8分别为加速/前进按键，后退/减速按键，左转按键，右转按键，自动按键，手动按键，装粪按键，收粪按键。

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