CN114303957A - 基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人，包括移动地轨、升降装置、横移装置、串联执行臂、可调夹爪和双目摄像头。本发明通过双目摄像头确定奶牛及乳头的位置与姿态，通过移动地轨、横移装置分别调节串联执行臂的纵向和横向位移，通过升降装置调节串联执行臂底座的高度，串联执行臂用于控制可调夹爪的精确姿态并驱动可调夹爪执行套杯、脱杯及消毒任务，实现了挤奶与消毒作业的自动化和无人化，减轻了养殖人员的劳动强度，降低了养殖成本。本发明可与转盘式挤奶机、并列式挤奶机或鱼骨式挤奶机等挤奶设备相配合，可对多头奶牛进行挤奶及乳头消毒作业，工作效率高，使用经济、快捷、方便。

Description

基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人

技术领域

本发明属于养殖设备技术领域，特别涉及一种基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人。

背景技术

随着奶牛等养殖向标准化、规模化、集约化、现代化发展，挤奶机械化程度高低已成为衡量规模奶牛场发展水平的重要指标。人工挤奶作业不仅工作效率低、劳动强度大，且工人的不当操作下容易导致奶源的污染。世界各国注重于奶牛健康、食品安全、动物福利和舒适度，自动化、智能化装备逐步被引入奶牛挤奶系统中。挤奶机器人可实现无人挤奶作业，使奶牛更加舒适，提高养殖福利方面；可有效控制牛奶品质和保证奶牛健康；还可增加每日挤奶次数，提高产奶量，节省劳动时间和生产成本。

现有的机器人存在以下技术缺陷：(1)机器人只能完成单体式挤奶工作，不适用于转盘式挤奶机应用场合；(2)针对不同体型的奶牛适应性差；(3)机器人执行工作臂尺寸大，难以在奶牛腹部狭小空间灵活移动，容易与奶牛肢体发生碰撞；(4)机器人柔性度不足，难以实现挤奶过程中的消毒、按摩、挤奶一体化。

针对挤奶机器人设计的问题，现有的专利文献也提出了一些解决方案。如申请号为201922244430.9的中国专利公开了一种对乳畜动物的挤奶机器人，包括挤奶箱、机器臂和末端执行器，可实现单体奶牛的自动挤奶，缺点是效率低且不能应用于转盘式挤奶机。申请号为202010252606.X的中国发明专利公开了一种转盘式挤奶机器人，采用工业机器人进行挤奶操作，需要配有专用的转盘装置，转盘容量小且适用性低。申请号为202011337139.7的中国发明专利公开了一种可移动式自动挤奶设备，包括机械臂、小车、保定栏、挤奶机，通过小车移动机械臂对并排设置的保定栏内的奶牛进行挤奶作业，不适用于转盘式挤奶机结构。申请号为202011394843.6的中国发明专利公开了一种自动挤奶设备，包括转盘、圆弧导向滑轨、横向调节装置、伸缩机构、六轴协作机械臂、夹爪，通过协作机械臂执行挤奶杯的夹取和挤奶作业任务，稳定性差和安全性较差，且功能单一。

国外方面大多采用单体式挤奶机器人，转盘式挤奶机器人应用较少且成本高、操作难度大，不宜普及。

因此，目前亟需研制一种适应性强、安全可靠，可以适用于转盘式、并列式或鱼骨式等挤奶机和各种体型的奶牛，并完成奶牛的消毒、按摩、挤奶一体化挤奶作业的挤奶机器人，可以降低工人的劳动强度的同时，提高奶源的安全质量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人，能够自动完成将挤奶杯套在奶牛的乳头上或从奶牛的乳头上取下的作业，减轻养殖人员劳动强度，减少挤奶作业所需人工，降低养殖成本，避免奶牛感染乳房炎以及不必要的奶源污染，一台设备可配合其它挤奶设施对多头奶牛进行挤奶作业，使用经济、快捷、方便。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人，包括移动地轨、升降装置、横移装置、串联执行臂、可调夹爪和双目摄像头。其中，所述的移动地轨包括底座、滑台、地轨电机、地轨齿轮、下齿条、滚轮座、下导轨和防撞块。在所述的底座的两侧下方设有用于跟地基固定的地脚，在所述的地脚中间上还设有螺栓孔；两条下导轨对称布置在底座上端的外侧面上且与底座通过螺钉相连接，所述的下齿条通过螺钉固定安装在底座上端的内侧面上；所述的防撞块对称布置在底座的两端，用于防止滑台滑出底座；所述的滑台位于底座的上方，用于固定安装升降装置和地轨电机，且所述的滑台通过滚轮座固定安装在下导轨上；所述的地轨电机的下端固定安装在滑台上，用于驱动滑台沿着下导轨移动行走；所述的地轨齿轮固定安装在地轨电机的输出轴上，且地轨齿轮与下齿条保持外啮合；所述的滚轮座的上端通过螺钉固定安装在滑台的下方，滚轮座的下端通过三个滚轮固定在下导轨上。在滑台的前后两段均设有风琴防护罩，所述的风琴防护罩的一端与滑台相连接，风琴防护罩的另一端固定在底座的前端或后端。在滑台的两侧还设有导轨防护罩，用于保护滑台下方的下导轨。所述的升降装置的下端通过螺钉固定安装在移动地轨的滑台上，升降装置的上端与横移装置通过螺栓相连接；所述的串联执行臂的底部通过螺栓固定安装在横移装置的一端，可调夹爪和双目摄像头通过螺钉固定安装在串联执行臂的末端连接法兰上；所述的串联执行臂采用六自由度驱控一体式机械臂。

所述的升降装置包括升降缸、伸缩柱和同步连接板，用于驱动横移装置实现升降。其中，所述的伸缩柱有三个，且对称安装在升降缸的外侧，所述的伸缩柱的底部通过螺钉固定安装在滑台上，伸缩柱的顶部通过螺钉固定安装在同步连接板的下方；所述的升降缸用于为伸缩柱和同步连接板的升降提供动力，升降缸的底部通过螺钉固定安装在滑台上，升降缸的顶部通过螺钉固定安装在同步连接板的下方中心位置。所述的升降缸采用气缸或液压缸或电动推杆。

所述的横移装置包括横移支架、横移电机、横移齿轮、上导向轮、下导向轮、移动横梁、上齿条、配重装置和自适应调节器，用于驱动串联执行臂实现横向移动。其中，所述的横移支架的底部通过螺钉固定安装在升降装置的同步连接板上，用于安装横移电机、上导向轮和下导向轮；上导向轮和下导向轮用于为移动横梁在横移支架内的横移提供导向和减少运动阻力，两个上导向轮对称布置在横移支架的顶部两侧，两个下导向轮对称布置在横移支架的底部两侧；所述的横移电机通过螺钉固定安装在横移支架的顶部中间位置，为移动横梁的移动提供动力；所述的横移齿轮固定安装在横移电机的输出轴上；所述的移动横梁固定安装在横移支架内，且通过上导向轮、下导向轮与横移支架相连接；在所述的移动横梁的顶部中间位置设有上长腰型孔，在所述的移动横梁的底部位置设有两条对称布置的下长腰型孔，在所述的移动横梁的顶部两侧还设有滚轮限位块，在所述的移动横梁的前端两侧均设有侧腰型孔；所述的上齿条通过螺钉固定安装在移动横梁的顶部一侧，且所述的上齿条与横移齿轮保持外啮合；所述的配重装置安装在移动横梁的下方，且与移动横梁通过自适应调节器相连接。

所述的自适应调节器包括后缠绕轮、前缠绕轮、钢丝绳、后定位器、前定位器和张紧器。其中，所述的后缠绕轮固定安装在移动横梁的后端，所述的前缠绕轮通过张紧器固定安装在移动横梁的前端，且所述的前缠绕轮的转动轴的两端置于移动横梁前端的侧腰型孔内；所述的钢丝绳同时缠绕在后缠绕轮与前缠绕轮上；所述的后定位器用于连接配重装置，后定位器的上端通过锁紧螺钉固定安装在钢丝绳上；所述的前定位器的上端固定安装在上导向轮的支撑轴上，所述的前定位器的下端通过锁紧螺钉固定安装在钢丝绳上；所述的张紧器通过螺钉固定安装在移动横梁的前端两侧，用于驱动前缠绕轮的支撑轴沿着移动横梁的侧腰型孔滑移，进而实现钢丝绳的张紧或松弛。

所述的配重装置包括下托板、吊杆、配重块、支撑辊和固定螺母，用于平衡安装在移动横梁一端的串联执行臂的重量，避免产生偏载。其中，所述的下托板通过焊接或螺纹连接方法固定在吊杆的下端，用于支撑配重块；在所述的吊杆的上端设有螺纹，吊杆的上端通过固定螺母固定安装在自适应调节器的后定位器上；在所述的配重块上设有两条平行的限位槽，配重块自下而上布置在下托板上，配重块通过限位槽固定在吊杆上，且相邻两块配重块的限位槽的缺口朝向相反；所述的支撑辊用于支撑配重装置整体的重量，并与移动横梁下底板的上表面保持接触，所述的支撑辊的支撑轴的两端套装在吊杆上，且与吊杆之间通过锁紧螺钉相连接。为避免配重块产生滑移，在每块配重块的中心位置的上侧面设有一个限位凸台，在每块配重块的中心位置的下侧面设有与限位凸台相配合的限位孔。

所述的可调夹爪包括连接座、摆动缸、管支架、夹持气缸、夹爪架和夹爪，用于夹持挤奶杯或固定安装消毒药浴杯。其中，所述的连接座通过螺钉固定安装在串联执行臂的末端连接法兰，在所述的连接座上设有摄像头安装座，用于安装双目摄像头；所述的摆动缸的一侧固定安装在连接座的前端，管支架和夹持气缸的后端均固定安装在摆动缸的输出轴或输出法兰上，且管支架和夹持气缸之间的夹角可通过调节螺钉调节；在管支架的前端设有喉箍，用于固定安装消毒药浴杯；所述的夹爪架的后端通过螺钉固定安装在夹持气缸上，两个夹爪的后端对称固定安装在夹爪架上，且与夹爪架通过铰链相连接；夹持气缸的输出轴通过连杆与夹爪相连接，用于驱动夹爪的张开或闭合；所述的夹爪用于夹持挤奶杯，且在所述的夹爪的前端内侧设有防滑橡胶层。所述的摆动马达采用摆动旋转气缸或伺服电机。

所述的地轨电机和横移电机均采用伺服电机或气动伺服马达或液压伺服马达。

在奶牛用自平衡式挤奶机器人机械本体外还设有电源和控制器，在所述的控制器内还设有数据采集卡，在移动地轨、升降装置和横移装置内均设有位移传感器；所述的双目摄像头与电源、数据采集卡分别通过电源线和数据线相连接，所述的数据采集卡、所述的位移传感器与控制器通过数据线相连接，所述的双目摄像头上设有LED照明光源。双目摄像头获取的图像信息，以及位移传感器的信息等由数据采集卡采集处理，挤奶机器人的姿态调节和作业任务等信息分析和处理任务由控制器完成。

使用前，先根据奶牛场挤奶现场环境将本发明布局好，将移动地轨中的底座固定在混凝土地基上。挤奶作业前，先将奶牛赶到奶牛围栏内。挤奶作业时，串联执行臂带动双目摄像头扫描奶牛及其乳头，根据奶牛的体型及乳头的高度，通过升降装置调节移动横梁和串联执行臂底座的高度，再根据奶牛及奶牛乳头的位置依次调节滑台、移动横梁的相对位置。挤奶时，先调节摆动缸使管支架及固定在其上面的消毒药浴杯处于工作位置，串联执行臂带动可调夹爪移动到奶牛乳头处，用消毒药浴杯对奶牛的乳头进行清理和消毒。然后，调节摆动缸使夹爪处于工作位置，串联执行臂带动可调夹爪将挤奶杯套在奶牛乳头上或取下挤奶杯，执行套杯或脱杯动作。

本发明不需要员工干预消毒及挤奶作业，实现了全自动挤奶作业，较现有人工操作技术在效率和精度上有显著提高。

本发明的有益效果是，与现有的技术相比，本发明可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，本发明提出了一种基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人，通过一套或多套双目视觉系统确定奶牛及乳头的位置与姿态，能够自动完成将挤奶杯套在奶牛的乳头上或从奶牛的乳头上取下的作业，同时执行对乳头消毒任务，减轻养殖人员的劳动强度，减少挤奶作业所需人工，降低养殖成本，避免奶牛感染乳房炎以及不必要的奶源污染，本发明可与转盘式挤奶机、并列式挤奶机或鱼骨式挤奶机等挤奶设备相配合，对多头奶牛进行挤奶及乳头消毒作业，工作效率高，使用经济、快捷、方便，同时实现自动化无人化作业，可克服现有技术的缺陷。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的地轨电机和滚轮座在滑台上的安装示意图；

图3为本发明的移动地轨的结构示意图；

图4为本发明的升降装置的结构示意图；

图5为本发明的横移电机、上导向轮和下导向轮在横移支架上的安装示意图；

图6为本发明的自适应调节器的结构示意图；

图7为本发明的配重装置的结构示意图；

图8为本发明的可调夹爪的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图4和图8所示，一种基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人，包括移动地轨1、升降装置2、横移装置3、串联执行臂4、可调夹爪5和双目摄像头6。其中，所述的移动地轨1包括底座11、滑台12、地轨电机13、地轨齿轮14、下齿条15、滚轮座16、下导轨17和防撞块18。在所述的底座11的两侧下方设有用于跟地基固定的地脚，在所述的地脚中间上还设有螺栓孔；两条下导轨17对称布置在底座11上端的外侧面上且与底座11通过螺钉相连接，所述的下齿条15通过螺钉固定安装在底座11上端的内侧面上；所述的防撞块18对称布置在底座11的两端，用于防止滑台12滑出底座11；所述的滑台12位于底座11的上方，用于固定安装升降装置2和地轨电机13，且所述的滑台12通过滚轮座16固定安装在下导轨17上；所述的地轨电机13的下端固定安装在滑台12上，用于驱动滑台12沿着下导轨移动行走；所述的地轨齿轮14固定安装在地轨电机13的输出轴上，且地轨齿轮14与下齿条15保持外啮合；四个滚轮座16的上端通过螺钉对称固定安装在滑台12的下方两侧，滚轮座16的下端通过三个滚轮固定在下导轨17上。在滑台12的前后两段均设有风琴防护罩，所述的风琴防护罩的一端与滑台12相连接，风琴防护罩的另一端固定在底座11的前端或后端。在滑台12的两侧还设有导轨防护罩，用于保护滑台12下方的下导轨17。所述的升降装置2的下端通过螺钉固定安装在移动地轨1的滑台12上，升降装置2的上端与横移装置3通过螺栓相连接；所述的串联执行臂4的底部通过螺栓固定安装在横移装置3的一端，可调夹爪5和双目摄像头6通过螺钉固定安装在串联执行臂4的末端连接法兰41上；所述的串联执行臂4采用六自由度驱控一体式机械臂。

如图1和图4所示，所述的升降装置2包括升降缸21、伸缩柱22和同步连接板23，用于驱动横移装置3实现升降。其中，所述的伸缩柱22有三个，且呈中心对称安装在升降缸21的外侧，所述的伸缩柱22的底部通过螺钉固定安装在滑台12上，伸缩柱22的顶部通过螺钉固定安装在同步连接板23的下方；所述的升降缸21用于为伸缩柱22和同步连接板23的升降提供动力，升降缸21的底部通过螺钉固定安装在滑台12上，升降缸21的顶部通过螺钉固定安装在同步连接板23的下方中心位置。所述的升降缸21采用伺服电动推杆。

如图1、图5、图6和图7所示，所述的横移装置3包括横移支架31、横移电机32、横移齿轮33、上导向轮34、下导向轮35、移动横梁36、上齿条37、配重装置38和自适应调节器39，用于驱动串联执行臂4实现横向移动。其中，所述的横移支架31的底部通过螺钉固定安装在升降装置2的同步连接板23上，用于安装横移电机32、上导向轮34和下导向轮35；上导向轮34和下导向轮35用于为移动横梁36在横移支架31内的横移提供导向和减少运动阻力，两个上导向轮34对称布置在横移支架31的顶部两侧，两个下导向轮35对称布置在横移支架31的底部两侧；所述的横移电机32通过螺钉固定安装在横移支架31的顶部中间位置，为移动横梁36的移动提供动力；所述的横移齿轮33固定安装在横移电机32的输出轴上；所述的移动横梁36固定安装在横移支架31内，且通过上导向轮34、下导向轮35与横移支架31相连接；在所述的移动横梁36的顶部中间位置设有上长腰型孔361，在所述的移动横梁36的底部位置设有两条对称布置的下长腰型孔362，在所述的移动横梁36的顶部两侧还设有滚轮限位块363，在所述的移动横梁36的前端两侧均设有侧腰型孔364；所述的上齿条37通过螺钉固定安装在移动横梁36的顶部一侧，且所述的上齿条37与横移齿轮33保持外啮合；所述的配重装置38安装在移动横梁36的下方，且与移动横梁36通过自适应调节器39相连接。

如图1和图6所示，所述的自适应调节器39包括后缠绕轮391、前缠绕轮392、钢丝绳393、后定位器394、前定位器395和张紧器396。其中，所述的后缠绕轮391固定安装在移动横梁36的后端，所述的前缠绕轮392通过张紧器396固定安装在移动横梁36的前端，且所述的前缠绕轮392的转动轴的两端置于移动横梁36前端的侧腰型孔364内；所述的钢丝绳393同时缠绕在后缠绕轮391与前缠绕轮392上；所述的后定位器394用于连接配重装置38，后定位器394的上端通过锁紧螺钉固定安装在钢丝绳393上；所述的前定位器395的上端固定安装在上导向轮34的支撑轴上，所述的前定位器395的下端通过锁紧螺钉固定安装在钢丝绳393上；所述的张紧器396通过螺钉固定安装在移动横梁36的前端两侧，用于驱动前缠绕轮392的支撑轴沿着移动横梁36的侧腰型孔364滑移，进而实现钢丝绳393的张紧或松弛。

如图1、图6和图7所示，所述的配重装置38包括下托板381、吊杆382、配重块383、支撑辊384和固定螺母385，用于平衡安装在移动横梁36一端的串联执行臂4的重量，避免产生偏载。其中，所述的下托板381通过焊接或螺纹连接方法固定在吊杆382的下端，用于支撑配重块383；在所述的吊杆382的上端设有螺纹，吊杆382的上端通过固定螺母385固定安装在自适应调节器39的后定位器394上；在所述的配重块383上设有两条平行的限位槽3831，配重块383自下而上布置在下托板381上，配重块383通过限位槽3831固定在吊杆382上，且相邻两块配重块383的限位槽3831的缺口朝向相反；所述的支撑辊384用于支撑配重装置38整体的重量，并与移动横梁36下底板的上表面保持接触，所述的支撑辊384的支撑轴的两端套装在吊杆382上，且与吊杆382之间通过锁紧螺钉相连接。为避免配重块383产生滑移，在每块配重块383的中心位置的上侧面设有一个限位凸台，在每块配重块383的中心位置的下侧面设有与限位凸台相配合的限位孔。

如图1和图8所示，所述的可调夹爪5包括连接座51、摆动缸52、管支架53、夹持气缸54、夹爪架55和夹爪56，用于夹持挤奶杯或固定安装消毒药浴杯。其中，所述的连接座51通过螺钉固定安装在串联执行臂4的末端连接法兰41上，在所述的连接座51上设有摄像头安装座511，用于安装双目摄像头6；所述的摆动缸52的一侧固定安装在连接座51的前端，管支架53和夹持气缸54的后端均固定安装在摆动缸52的输出轴或输出法兰上，且管支架53和夹持气缸54之间的夹角可通过调节螺钉调节；在管支架53的前端设有喉箍531，用于固定安装消毒药浴杯8；所述的夹爪架55的后端通过螺钉固定安装在夹持气缸54上，两个夹爪56的后端对称固定安装在夹爪架55上，且与夹爪架55通过铰链相连接；夹持气缸54的输出轴通过连杆与夹爪56相连接，用于驱动夹爪56的张开或闭合；所述的夹爪56用于夹持挤奶杯7，且在所述的夹爪56的前端内侧设有防滑橡胶层。所述的摆动马达52采用90°角摆动旋转气缸。

如图1和图5所示，所述的地轨电机13和横移电机32均采用直流伺服电机。

在本发明的机械本体外还设有电源和控制器，在所述的控制器内还设有数据采集卡，在移动地轨1、升降装置2和横移装置3内均设有位移传感器；所述的双目摄像头6与电源、数据采集卡分别通过电源线和数据线相连接，所述的数据采集卡、所述的位移传感器与控制器通过数据线相连接，所述的双目摄像头6上设有LED照明光源。双目摄像头6获取的图像信息，以及位移传感器的信息等由数据采集卡采集处理，挤奶机器人的姿态调节和作业任务等信息分析和处理任务由控制器完成。

使用前，先根据奶牛场挤奶现场环境将本发明布局好，将通过移动地轨1中底座11的地脚将底座11固定在混凝土地基上。挤奶作业前，先将奶牛赶到奶牛围栏内。挤奶作业时，串联执行臂4带动双目摄像头6扫描奶牛及其乳头，根据奶牛的体型及乳头的高度，通过升降装置2调节移动横梁36和串联执行臂4底座的高度，再根据奶牛及奶牛乳头的位置依次调节滑台12、移动横梁36的相对位置。挤奶时，先调节摆动缸52使管支架53及固定在其上面的消毒药浴杯8处于工作位置，串联执行臂4带动可调夹爪5移动到奶牛乳头处，用消毒药浴杯8对奶牛的乳头进行清理和消毒。然后，调节摆动缸52使夹爪56处于工作位置，串联执行臂4带动可调夹爪5移动到挤奶杯7的放置架上，夹持挤奶杯7移动到奶牛乳头处，将挤奶杯7套在奶牛乳头上，完成套杯作业。挤奶完成后，串联执行臂4带动可调夹爪5取下挤奶杯7，并放回挤奶杯7的放置架上，完成脱杯任务。

本发明不需要员工干预消毒及挤奶作业，实现了全自动挤奶作业，较现有人工操作技术在效率和精度上有显著提高。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人，包括移动地轨、升降装置、横移装置、串联执行臂、可调夹爪和双目摄像头，其特征在于：所述的移动地轨包括底座、滑台、地轨电机、地轨齿轮、下齿条、滚轮座、下导轨和防撞块，在所述的底座的两侧下方设有地脚，两条下导轨对称布置在底座上端的外侧面上且与底座通过螺钉相连接，所述的下齿条通过螺钉固定安装在底座上端的内侧面上，所述的防撞块对称布置在底座的两端，所述的滑台位于底座的上方，且所述的滑台通过滚轮座固定安装在下导轨上，所述的地轨电机的下端固定安装在滑台上，所述的地轨齿轮固定安装在地轨电机的输出轴上，且地轨齿轮与下齿条保持外啮合，所述的滚轮座的上端通过螺钉固定安装在滑台的下方，滚轮座的下端通过三个滚轮固定在下导轨上；所述的升降装置的下端通过螺钉固定安装在移动地轨的滑台上，升降装置的上端与横移装置通过螺栓相连接；所述的串联执行臂的底部通过螺栓固定安装在横移装置的一端，可调夹爪和双目摄像头通过螺钉固定安装在串联执行臂的末端连接法兰上；所述的串联执行臂采用六自由度驱控一体式机械臂；

所述的升降装置包括升降缸、伸缩柱和同步连接板，所述的伸缩柱有三个，且对称安装在升降缸的外侧，所述的伸缩柱的底部通过螺钉固定安装在滑台上，伸缩柱的顶部通过螺钉固定安装在同步连接板的下方；所述的升降缸的底部通过螺钉固定安装在滑台上，升降缸的顶部通过螺钉固定安装在同步连接板的下方中心位置；

所述的横移装置包括横移支架、横移电机、横移齿轮、上导向轮、下导向轮、移动横梁、上齿条、配重装置和自适应调节器，所述的横移支架的底部通过螺钉固定安装在升降装置的同步连接板上，两个上导向轮对称布置在横移支架的顶部两侧，两个下导向轮对称布置在横移支架的底部两侧，所述的横移电机通过螺钉固定安装在横移支架的顶部中间位置，所述的横移齿轮固定安装在横移电机的输出轴上；所述的移动横梁固定安装在横移支架内，且通过上导向轮、下导向轮与横移支架相连接，在所述的移动横梁的顶部中间位置设有上长腰型孔，在所述的移动横梁的底部位置设有两条对称布置的下长腰型孔，在所述的移动横梁的顶部两侧还设有滚轮限位块，在所述的移动横梁的前端两侧均设有侧腰型孔；所述的上齿条通过螺钉固定安装在移动横梁的顶部一侧，且所述的上齿条与横移齿轮保持外啮合；所述的配重装置安装在移动横梁的下方，且与移动横梁通过自适应调节器相连接；所述的自适应调节器包括后缠绕轮、前缠绕轮、钢丝绳、后定位器、前定位器和张紧器，所述的后缠绕轮固定安装在移动横梁的后端，所述的前缠绕轮通过张紧器固定安装在移动横梁的前端，且所述的前缠绕轮的转动轴的两端置于移动横梁前端的侧腰型孔内，所述的钢丝绳同时缠绕在后缠绕轮与前缠绕轮上，所述的后定位器的上端通过锁紧螺钉固定安装在钢丝绳上，所述的前定位器的上端固定安装在上导向轮的支撑轴上，所述的前定位器的下端通过锁紧螺钉固定安装在钢丝绳上，所述的张紧器通过螺钉固定安装在移动横梁的前端两侧；

所述的可调夹爪包括连接座、摆动缸、管支架、夹持气缸、夹爪架和夹爪，所述的连接座通过螺钉固定安装在串联执行臂的末端连接法兰上，在所述的连接座上设有摄像头安装座；所述的摆动缸的一侧固定安装在连接座的前端，管支架和夹持气缸的后端均固定安装在摆动缸的输出轴上，在管支架的前端设有喉箍；所述的夹爪架的后端通过螺钉固定安装在夹持气缸上，两个夹爪的后端对称固定安装在夹爪架上，且与夹爪架通过铰链相连接，夹持气缸的输出轴通过连杆与夹爪相连接，在所述的夹爪的前端内侧设有防滑橡胶层；

在奶牛用自平衡式挤奶机器人机械本体外还设有电源和控制器，在所述的控制器内还设有数据采集卡，在移动地轨、升降装置和横移装置内均设有位移传感器；所述的双目摄像头与电源、数据采集卡分别通过电源线和数据线相连接，所述的数据采集卡、所述的位移传感器与控制器通过数据线相连接，所述的双目摄像头上设有LED照明光源。

2.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人，其特征在于：所述的配重装置包括下托板、吊杆、配重块、支撑辊和固定螺母，所述的下托板通过焊接或螺纹连接方法固定在吊杆的下端，在所述的吊杆的上端设有螺纹，吊杆的上端通过固定螺母固定安装在自适应调节器的后定位器上；在所述的配重块上设有两条平行的限位槽，配重块自下而上布置在下托板上，配重块通过限位槽固定在吊杆上，且相邻两块配重块的限位槽的缺口朝向相反；所述的支撑辊与移动横梁下底板的上表面保持接触，支撑辊的支撑轴的两端套装在吊杆上，且与吊杆之间通过锁紧螺钉相连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人，其特征在于：所述的升降缸采用气缸或液压缸或电动推杆。

4.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的奶牛用自平衡式挤奶机器人，其特征在于：所述的摆动马达采用摆动旋转气缸或伺服电机；所述的地轨电机和横移电机采用伺服电机或气动伺服马达或液压伺服马达。

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