CN205946871U - 一种用于养殖业的机器人兽医 - Google Patents

Abstract

一种用于养殖业的机器人兽医，包括行走机构、吊装导轨、多路数据采集器、数据转发器、电池管理单元、监控器，机器人机身安装在行走机构的底部，行走机构行走于吊装导轨上，多路数据采集器、数据转发器、电池管理单元和监控器安装在机器人机身上，电池管理单元向行走机构、多路数据采集器、数据转发器及监控器提供电源；电池管理单元、步进电机驱动器和多路数据采集器与测控器连接通讯，测控器通过监控器中WiFi连接机器人兽医现场智能监测系统信息平台。本实用新型可以实现对养殖场现场环境及动物生长和疾病状态的智能综合监测，结合物联网、云存储和专家系统及时服务，显著提高养殖业管理和疾病防治水平，增加综合经济效益。

Description

一种用于养殖业的机器人兽医

技术领域

本实用新型涉及饲养集约化、标准化养殖业的现场监测与服务领域，尤其涉及一种用于养殖业的机器人兽医。

背景技术

养殖业将实现重大战略转型,在农业中率先实现现代化,成为保障食物安全和促进农民增收的支柱产业,成为促进国民经济协调发展的基础性产业，是供给侧改革的重要体现。

当前，我国的养殖业正逐渐向着现代化、规模化的方向发展，封闭式的养殖场被广泛运用于畜禽类的饲养管理，但与此同时，规模化养殖场的养殖风险也在增加。由养殖场内环境恶化所引起的畜禽大量死亡，不但造成巨大的经济损失，而且易引起多种传染疾病，有时也危害人类健康。

当前，养殖业仍然以小规模群体为主，管理手段的落后，导致整体技术水平落后，致使本产业整体育种和饲养水平低下。由于饲养者的素质较低，观念陈旧，而且没有足够的技术支持，再加之对饲养业的科技投入不够，实用性成果不多，导致对饲养业的环境控制达不到标准，舍内温度湿度以及舍内空气质量不够理想，引起饲养对象患病以及产出量下降等等的不良后果。所以，准确、快捷、全方位的确定舍内的环境参数，如舍内温度、湿度、光照、氧气、氨气、氮气、硫化氢、二氧化碳、声音和影像等，並传给兽医和专家系统，同时集中预测多个养殖场的动物生长和疾病状态，及时作出正确管理决策和实施策略，这就是“用于养殖业的机器人兽医”。是利用现代信息技术和物联网的典型系统，可显著提高养殖业的管理和疾病防治水平，减少投入，提高岀栏率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于养殖业的机器人兽医，可以实现对养殖场现场环境及动物生长和疾病状态的智能综合监测，结合物联网、云存储和专家系统的及时服务，可以显著提高养殖业的管理和疾病防治水平，增加饲养业的综合经济效益。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种用于养殖业的机器人兽医，包括行走机构、吊装导轨、多路数据采集器、测控器、电池管理单元、监控器，机器人机身安装在行走机构的底部，行走机构行走于吊装导轨上，多路数据采集器、测控器、电池管理单元和监控器安装在机器人机身上，电池管理单元向行走机构、多路数据采集器、测控器及监控器提供电源；

电池管理单元、行走机构中的步进电机驱动器和多路数据采集器通过网线与测控器连接通讯，测控器通过监控器中WiFi连接机器人兽医现场智能监测系统信息平台。

所述行走机构包括步进电机、齿轮辊轮、小齿轮，步进电机输出轴驱动小齿轮转动，小齿轮与齿轮辊轮的齿轮啮合，齿轮辊轮的滚轮部分设置在吊装导轨上，与吊装导轨滚动连接。

所述吊装导轨包括导轨、吊装组件，导轨通过吊装组件悬挂于天棚上。

所述多路数据采集器是由SR信号接入单元、BH信号变换单元、FD放大单元和嵌入式微电脑依次连接组成，8路信号分时送入SR信号输入单元后，依次经BH信号变换单元、FD放大单元后输出的模拟信号进入嵌入式微电脑，嵌入式微电脑设有现场总线接口与测控器通信；SR信号接入单元通过锁存器1连接嵌入式微电脑的数据总线，BH信号变换单元通过锁存器2连接嵌入式微电脑的数据总线，FD放大单元通过锁存器3连接嵌入式微电脑的数据总线。

所述电池管理单元包括24V锂电池、电源继电器，24V锂电池通过电源继电器分别向多路数据采集器、测控器、监控器以及步进电机供电，在24V锂电池上还设置有充电触头。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型采用微电子、传感器、计算机、WiFi、现场总线、影像等现代先进技术对养殖场现场环境和动物生长和疾病状态进行智能综合监测。将本实用新型与物联网、云存储和专家系统相结合使用，可以对多个养殖场进行集中服务，可显著提高养殖业的管理和疾病防治水平，显著增加饲养业的综合经济效益。

2)本实用新型采用了当前多项新技术，组成了“用于养殖业的机器人兽医”，有广泛的需求和推广应用行值。

附图说明

图1是本实用新型一种用于养殖业的机器人兽医的结构组成图；

图2是本实用新型一种用于养殖业的机器人兽医的行走机构俯视图；；

图3是本实用新型中吊装导轨的结构示意图；

图4是本实用新型中多路数据采集器的原理图；

图5是系统供电及电源管理图；

图6是本实用新型中测控器的原理图；

图7是本实用新型中机器人兽医现场数据网络监测与控制系统图；

图8是机器人兽医物联网智能监测与服务网络系统图。

图中：1-监控器、2-24V锂电池、3-步进电机驱动器、4-左连接螺栓螺母、5-左吊装组件、6-左齿轮辊轮、7-左轴、8-小齿轮、9-右轴、10-右齿轮辊轮、11-右连接螺栓螺母12-右吊装组件、13-导轨、14-传动盒、15-多路数据采集器、6-测控器、17-电池管理单元、18-联接板、19-吊杆、20-充电触头、21-WiFi天线、22-齿轮轴承垫圈、23-步进电机垫板、24-步进电机、25-吊装板件夹紧螺母、26-滚轮轴承垫圈、27-滚轮锁紧螺母、28-右滚轮、29-左滚轮、30-吊装板件、31-吊装板件夹紧螺栓、32-吊杆调节螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进一步说明：

如图1所示，一种用于养殖业的机器人兽医，包括行走机构、吊装导轨、多路数据采集器15、测控器16、电池管理单元17、监控器1，机器人机身安装在行走机构的底部，行走机构行走于吊装导轨上，多路数据采集器15、测控器16、电池管理单元17和监控器1安装在机器人机身上，电池管理单元17向行走机构、多路数据采集器15、测控器16及监控器1提供电源；

电池管理单元17、行走机构中的步进电机驱动器3、和多路数据采集器15通过网线与测控器16连接通讯，测控器16通过监控器1中WiFi21连接机器人兽医现场智能监测系统信息平台。

见图1、图2，所述行走机构包括步进电机24、齿轮辊轮(左齿轮辊轮6、右齿轮辊轮10)、小齿轮8，步进电机24输出轴驱动小齿轮8转动，小齿轮8与左齿轮辊轮6和右齿轮辊轮10的齿轮啮合，左齿轮辊轮6和右齿轮辊轮10的滚轮部分设置在吊装导轨上，与吊装导轨滚动连接。齿轮辊轮是由齿轮、轴和辊轮构成，齿轮与辊轮同轴设置固定连接。

如图2所示，传动盒14为U型结构设置在导轨13的底部，U型传动盒14的两个翼板设置在导轨13的两侧，在U型传动盒14的两个翼板上分别安装有两个齿轮辊轮和两个滚轮，两个齿轮辊轮(左齿轮辊轮6和右齿轮辊轮10)的辊轮部分作为主动轮置于导轨13的一侧上，两个滚轮(左滚轮29和右滚轮28)作为从动轮置于导轨13的另一侧上。步进电机24固定在传动盒14的外部，与左齿轮辊轮6和右齿轮辊轮10同侧安装。步进电机驱动器3安装在机器人机身上，并由测控器16进行控制管理。在各传动轴与传动盒14之间均设置有轴承。在步进电机24与传动盒14之间安装有步进电机垫板，在齿轮辊轮与传动盒14之间、滚轮与传动盒14之间也分别安装有齿轮轴承垫圈22和滚轮轴承垫圈26，用以补偿轴承在轴向上的安装间隙。

机器人的机身通过左连接螺栓螺母4和右连接螺栓螺母11安装在传动盒14的底部。

见图3，所述吊装导轨包括导轨13、吊装组件，导轨13通过吊装组件悬挂于天棚上。

吊装组件包括吊杆19、吊装板件30、吊杆调节螺母32，吊杆19的上端固定在天棚上，两个吊装板件30合扣在吊杆19的底部和导轨13的上端通过吊装板件夹紧螺栓31和吊装板件夹紧螺母25锁紧固定。吊杆19上设置有螺纹，在吊杆19伸入吊装板件30的部份旋拧吊杆调节螺母32，通过吊杆调节螺母32调节导轨13的高度。

导轨13按长度分段设置，导轨13的中间设有空腔，连接板18安装于导轨13中间的空腔中，将各段导轨13连接为一体。

见图4，所述多路数据采集器是由SR信号接入单元、BH信号变换单元、FD放大单元和嵌入式微电脑依次连接组成，8路信号分时送入SR信号输入单元后，依次经BH信号变换单元、FD放大单元后输出的模拟信号进入嵌入式微电脑，嵌入式微电脑设有现场总线接口与测控器通信；SR信号接入单元通过锁存器1连接嵌入式微电脑的数据总线，BH信号变换单元通过锁存器2连接嵌入式微电脑的数据总线，FD放大单元通过锁存器3连接嵌入式微电脑的数据总线。

多路数据采集器最多可接收8个信号，在本实用新型中多路数据采集器对应连接氨气、氮气、硫化氢、温湿度、CO₂、O₂六个传感器，对这六种信号进行采集，还可以根据养殖场现场的具体情况对其他信号进行采集。还可以通过增设多个多路数据采集器来进行更多信息的采集。

SR信号接入单元、BH信号变换单元、FD放大单元的各选通信号均来自于嵌入式微电脑的数据总线，锁存器1和锁存器3选通为低电平工作，而锁存器2选通为高电平工作。嵌入式微电脑根据测控器的指令控制整个网络信号采集器的运作。

本多路网络智能数据采集器，可采8路模拟信号，一套变换、隔离放大、嵌入式微电脑管理、分时采集数据，其精度高、体积小、价廉。

见图5，所述电池管理单元包括24V锂电池2、电源继电器，24V锂电池2通过电源继电器分别向多路数据采集器15、测控器16、监控器1以及步进电机24供电，在24V锂电池2上还设置有充电触头20连接地面充电器。

24V锂电池2为直流转直流电源，可以同时输出24V、12V和5V电压，通过电源继电器分别向多路数据采集器15、测控器16输出5V电压，向监控器1输出12V电压，向步进电机24输出24V电压。

测控器16对24V锂电池2的电池电压进行实时监测管理，当电池电压低于10％时，测控器16启动步进电机24驱动机器人行驶至指定停靠位置进行自动充电。同时测控器16还对电源继电器进行开关控制管理。

本实用新型中的监控器1采用云台摄像机，用于对舍内的影像及声音信息的采集，在监控器1上还安装有WiFi21用于测控器16及监视器1本身与机器人兽医现场智能监测系统信息平台进行无线通讯。

见图6，测控器16为嵌入式的微电脑，它对电池的电压监测和电源继电器的接通进行控制管理，并通过WiFi21向地面发送电池充电信号同时接收电池接通遥控信号。测控器16同时对步进电机的正转、反转、停止和调速控制进行管理，并通过WiFi21与地面通讯，采用无线遥控控制。测控器16还对多路数据采集器的信号选通进行控制管理，并通过WiFi21将多路数据采集器采集并处理后的信息无线传送给现场WiFi。测控器16上同时设置有上电复位、LCD显示屏、USB接口和RS-485接口。

现场管理人员可以通过机器人兽医现场智能监测系统信息平台的WiFi无线开关执行锂电池2的接通控制。

现场管理人员可以通过机器人兽医现场智能监测系统信息平台的WiFi无线发送步进电机正转、反转、停止和调速控制信号。

现场管理人员可以通过机器人兽医现场智能监测系统信息平台的WiFi无线控制监控器1内摄像头的回转、俯仰、焦距及影像声音的采集。

见图4、图7、图8，一种用于养殖业的机器人兽医所使用的物联网智能检测与服务网络系统，包括机器人兽医现场数据网络监测与控制系统、机器人兽医现场智能监测系统信息平台、机器人兽医物联网智能监测与服务平台，机器人兽医现场数据网络监测与控制系统是通过安装于机器人机身上的多路数据采集器15对养殖场舍内的氨气、氮气、硫化氢、温湿度、CO₂、O₂信息进行采集，6路信号分时进入SR信号接入单元，然后经过BH信号变换单元转换成标准电压信号进入FD放大单元，再经FD放大单元隔离放大后输出模拟信号，最后经嵌入式微电脑处理后通过现场总线送给测控器16，测控器16通过WiFi21将信息发送到机器人兽医现场智能监测系统信息平台，同时监控器1采集舍内的影像及声音信息也通过WiFi21发送到机器人兽医现场智能监测系统信息平台进行养殖场单室舍现场数据的管理、监测和诊断。机器人兽医现场智能监测系统信息平台设有现场WiFi与机器人兽医物联网智能监测与服务平台进行通讯，将养殖场单室舍的现场数据进行整理汇总后传送给机器人兽医物联网智能监测与服务平台，供兽医决策使用。

机器人兽医现场智能监测系统信息平台接收并储存和管理机器人兽医现场数据网络监测与控制系统传送来的氨、氮和硫化氢现场监测数据、温湿现场监测数据、CO₂和O₂现场监测数据、现场影像监测数据；另外还设有专家信息库、现场诊断规程、设备管理规程和监测设备维护规程。

机器人兽医物联网智能监测与服务平台设有大数据库，同时与多个机器人兽医现场智能监测系统信息平台无线连接通讯，集中预测多个养殖场的动物生长和疾病状态，及时作出正确管理决策和实施策略。同时还可以向机器人兽医现场智能监测系统信息平台提供服务需求、设备服务、绩效管理、人员需求和技术需求的管理信息。另外机器人兽医物联网智能监测与服务平台还与互联网+、移动互联网、物联网云平台无线通讯实现信息共享。

Claims (5)

1.一种用于养殖业的机器人兽医，其特征在于，包括行走机构、吊装导轨、多路数据采集器、数据转发器、电池管理单元、监控器，机器人机身安装在行走机构的底部，行走机构行走于吊装导轨上，多路数据采集器、数据转发器、电池管理单元和监控器安装在机器人机身上，电池管理单元向行走机构、多路数据采集器、数据转发器及监控器提供电源；

电池管理单元、行走机构中的步进电机驱动器和多路数据采集器通过网线与测控器连接通讯，测控器通过监控器中WiFi连接机器人兽医现场智能监测系统信息平台。

2.根据权利要求1所述的一种用于养殖业的机器人兽医，其特征在于，所述行走机构包括步进电机、齿轮辊轮、小齿轮，步进电机输出轴驱动小齿轮转动，小齿轮与齿轮辊轮的齿轮啮合，齿轮辊轮的滚轮部分设置在吊装导轨上，与吊装导轨滚动连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于养殖业的机器人兽医，其特征在于，所述吊装导轨包括导轨、吊装组件，导轨通过吊装组件悬挂于天棚上。

4.根据权利要求1所述的一种用于养殖业的机器人兽医，其特征在于，所述多路数据采集器是由SR信号接入单元、BH信号变换单元、FD放大单元和嵌入式微电脑依次连接组成，8路信号分时送入SR信号输入单元后，依次经BH信号变换单元、FD放大单元后输出的模拟信号进入嵌入式微电脑，嵌入式微电脑设有现场总线接口与数据转发器通信；SR信号接入单元通过锁存器1连接嵌入式微电脑的数据总线，BH信号变换单元通过锁存器2连接嵌入式微电脑的数据总线，FD放大单元通过锁存器3连接嵌入式微电脑的数据总线。

5.根据权利要求1所述的一种用于养殖业的机器人兽医，其特征在于，所述电池管理单元包括24V锂电池、电源继电器，24V锂电池通过电源继电器分别向多路数据采集器、数据转发器、监控器以及步进电机供电，在24V锂电池上还设置有充电触头。