CN207264200U - 一种猪舍智能清粪机器人的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种猪舍智能清粪机器人及其控制系统，包括主控台控制系统、清粪机器人自身控制系统以及两个Wi‑Fi定位通信模块，主控台控制系统和清粪机器人自身控制系统直接通过信号传递，两个Wi‑Fi定位通信模块实现清粪机器人的实时定位。本申请提供的猪舍智能清粪机器人能够进行行程规划，保证机器人在栅栏范围内行走，清粪。

Description

一种猪舍智能清粪机器人的控制系统

技术领域

本实用新型属于清粪机械设备技术领域，主要涉及一种猪舍智能清粪机器人的控制系统。

背景技术

中国是一个畜牧食品大国，历年来都十分注重畜牧的养殖。中国的畜牧养殖量占到世界50％以上，但随着全球变暖，国际环境日夜恶化的形势下，带来了畜牧原料的高成本，病疫风险，环境安全隐患，以及食品安全等风险。因此使中国养殖业即将面临一场新的变革，必然使养殖业走向集中化和高技术化的道路。

虽然我国畜牧养殖业规模很大，但在粪便清理技术上还不是很成熟，经济方面也一定程度受到畜牧生长和健康的影响。其中畜牧粪便的主要成分：粗蛋白质、脂肪、无氮浸出物、钙、磷、维生素B12；同时有许多潜在的物质，如：矿物质微量元素、各种药物，抗生素和激素等以及大量的病原微生物，寄生虫及其卵；而且还含有氨、硫化氢、吲哚、粪臭素等有害物质。传统的粪便清理主要有人工清理，洒水清理和铲车清理等，而人工清理和铲车清理会受到环境、工具等因素的限制。如：每天清理次数有限；人工劳动强度大；铲车体积大，噪音大，易对畜生造成伤害和惊吓，不经济也不灵活；再者洒水清理的废水处理也是重大问题。从而对于传统清理方法都有一定的弊端(如：猪粪若没有及时清理会引发猪瘟，猪链球病，HINI病毒等)。后然随着社会的发展，市面上出现了一些清粪机器人，但是，大部分清粪机器人的用途就是清扫粪便，功能比较单一，而且其最核心技术还是通过后台人为的去控制，智能性得到很大的降低。并且对于清粪机器人在清粪过程中自身带有的粪便难以清除，若重复使用这样的清粪机器人的话，依旧会产生与传统清理方法一样的弊端(如：猪粪若没有及时清理会引发猪瘟，猪链球病，HINI病毒等)。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作方便、反应灵敏、安全可靠的猪舍智能清粪机器人的控制系统。

本实用新型采取的技术方案是：

一种猪舍智能清粪机器人的控制系统，包括主控台控制系统、清粪机器人自身控制系统以及两个Wi-Fi定位通信模块，主控台控制系统和清粪机器人自身控制系统直接通过信号传递，两个Wi-Fi定位通信模块实现清粪机器人的实时定位；

所述主控台系统组成为：主控器分别连接电源管理模块、开关量输出模块、Wi-Fi通信模块、GPRS无线输送模块以及蓝牙模块，主控器采集电源管理模块的信息，并被电源管理模块发指令，电源管理模块连接无线充电器，给无线充电器指令，同时网电给整个电源管理模块供电，再给整个控制器供电。主控器采集Wi-Fi通信模块的信息，Wi-Fi通信模块实现主控台与清粪机器人自身控制系统的Wi-Fi通信模块以及两个Wi-Fi定位通信模块互传信号，实现两个系统的交互。GPRS无线输送模块连接用户终端，实用与用户终端的信息互通，蓝牙模块用于与清粪机器人自身控制系统的蓝牙模块连接，相互传递信号；

所述清粪机器人自身控制系统包括：Wi-Fi通信模块、驱动控制模块、变送模块以及蓝牙模块，变送模块给Wi-Fi通信模块传递传感器信号，Wi-Fi通信模块给驱动控制模块传递信号，Wi-Fi通信模块与主控台控制系统的Wi-Fi通信模块相互连接，并相互传递信号，Wi-Fi通信模块接收来自电池管理模块的信息；蓝牙模块与主控台控制系统的蓝牙模块相连接，相互传递信号和指令；

所述变送模块采集生命探测传感器、超声波传感器、红外释热传感器、多普勒雷达、重力传感器、电子陀螺仪、霍尔传感器、转速传感器的信号，采集编译后发给Wi-Fi通信模块；

所述驱动控制模块给左步进电机、右步进电机、推铲生产电机、推铲旋转电机、增压风机传递信号。

而且。所述电池管理模块接收来自充电线圈模块的信息，充电线圈模块接收来自主控台系统的无线充电器信号，提示机器人及时充电。

本实用新型的优点和积极效果：

本申请提供的猪舍智能清粪机器人控制系统能够主动找到粪便，进行及时清扫，保证猪舍的清洁，保证养殖卫生。该机器人能够通过多种传感器识别生命体，保证猪不受伤害，保证机器人的智能性。

本申请提供的猪舍智能清粪机器人控制系统能够进行行程规划，保证机器人在栅栏范围内行走，清粪。

本申请提供的猪舍智能清粪机器人控制系统具有自动识别电量，在电量不足的情况下能够主动充电，保证电量充足，自动充电能够保证工作效率。

本申请提供的猪舍智能清粪机器人控制系统首次加入了增加风机组件，能够有效防止机器人在潮湿的底板上打滑，提高清扫能力。

附图说明

图1为本实用新型清粪机器人的方框示意图

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种猪舍智能清粪机器人的控制系统，包括主控台控制系统、清粪机器人自身控制系统以及两个Wi-Fi定位通信模块，主控台控制系统和清粪机器人自身控制系统直接通过信号传递，两个Wi-Fi定位通信模块实现清粪机器人的实时定位，使主控台能够对特定位置的清粪机器人的相关动作指令进行控制、记录和反馈。

所述主控台系统组成为：主控器分别连接电源管理模块、开关量输出模块、Wi-Fi通信模块、GPRS无线输送模块以及蓝牙模块，主控器采集电源管理模块的信息，并被电源管理模块发指令，电源管理模块连接无线充电器，给无线充电器指令，同时网电给整个电源管理模块供电，再给整个控制器供电。主控器采集Wi-Fi通信模块的信息，Wi-Fi通信模块实现主控台与清粪机器人自身控制系统的Wi-Fi通信模块以及两个Wi-Fi定位通信模块互传信号，实现两个系统的交互。GPRS无线输送模块连接用户终端，实用与用户终端的信息互通，蓝牙模块用于与清粪机器人自身控制系统的蓝牙模块连接，相互传递信号。

所述清粪机器人自身控制系统包括：Wi-Fi通信模块、驱动控制模块、变送模块以及蓝牙模块，变送模块给Wi-Fi通信模块传递传感器信号，Wi-Fi通信模块给驱动控制模块传递信号，Wi-Fi通信模块与主控台控制系统的Wi-Fi通信模块相互连接，并相互传递信号，Wi-Fi通信模块接收来自电池管理模块的信息；蓝牙模块与主控台控制系统的蓝牙模块相连接，相互传递信号和指令。

所述变送模块采集生命探测传感器、超声波传感器、红外释热传感器、多普勒雷达、重力传感器、电子陀螺仪、霍尔传感器、转速传感器的信号，采集编译后发给Wi-Fi通信模块。

所述驱动控制模块给左步进电机、右步进电机、推铲生产电机、推铲旋转电机、增压风机传递信号。

所述电池管理模块接收来自充电线圈模块的信息，充电线圈模块接收来自主控台系统的无线充电器信号，提示机器人及时充电。

本申请推荐一种配合上述系统的猪舍智能清粪机器人，包括圆饼形壳体、行走机构、推铲机构、增压机构、驱动控制模块、通讯模块、变送模块、传感器组以及电池组，行走机构驱动机器人向指定方向移动，推产机构将机器人前方的猪舍粪便推走，当粪便较多时，启动增加机构，增加机器人与地面的摩擦力，使机器人继续向前移动，将粪便推走，传感器组能够帮助机器人识别所遇到的障碍物的种类，是猪或者粪便，协助机器人识别，行走以及避让，使机器人能够按照既定的路线实施清粪。

所述传感器组包括多种传感器，分别与变送模块连接，传感器的功能及安装位置介绍如下：

电子陀螺仪传感器：帮助机器人识别方向，保证在预定路线行走，保证空间位置，不会倾斜或倾倒，安装在从动轮的上部，或者集成安装在驱动控制模块上。用于保持机器人自身稳定性和判断方向，实现清粪机器人确定将粪便推入推粪沟。

生命探测传感器：用于感知猪舍内活动的猪，当机器人行进过程中，遇到障碍物时，感知到心跳，则视该障碍物为猪，实施后退躲避动作，集成安装在壳体内驱动控制模块上。

红外热释电传感器：用于判断目标物(粪便)和是否是生命体，猪粪是有温度的，但是没有心跳，可以判断为猪粪，推铲落铲，推走。红外热释电传感器设置在机器人壳体的左右两前侧。

多普勒雷达：探测运动目标的位置和相对运动速度，判断猪，集成安装在驱动控制模块上。

霍尔传感器：用于检测虚拟墙并且进行行程纠正，从而判断机器人的工作范围。

第一超声波传感器、第二超声波传感器：第一超声波传感器设置在机器人壳体的右前侧，第二超声波传感器设置在机器人壳体的正前侧，第一超声波传感器紧挨红外热释电传感器，第一超声波传感器，用于检测目标人体与机器人的实时距离，第二超声波传感器，根据预先采集的外形特征进行对粪便的检测，如果符合粪便外形特征，推铲下落，将其推走，推向排粪沟。

清粪机器人在进行清粪工作或者行走，遇到动物和人时，机器人的行走速度变慢，当机器人规避障碍物后，机器人壳体的行走速度变快，当障碍物(动物或人)主动靠近机器人壳体时，机器人往反向行走避开障碍物。

但是，当机器人所处的养猪场的地面较潮湿或者机器人推粪过程粪便过多时，机器人壳体的驱动轮出现打滑现象而导致无法前行，又由于本实用新型的预设路径包括排粪沟，所以智能清粪机器人容易在推粪的时候掉入排粪沟内，造成机器人无法正常工作。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (2)

1.一种猪舍智能清粪机器人的控制系统，其特征在于：包括主控台控制系统、清粪机器人自身控制系统以及两个Wi-Fi定位通信模块，主控台控制系统和清粪机器人自身控制系统直接通过信号传递，两个Wi-Fi定位通信模块实现清粪机器人的实时定位；

所述主控台系统组成为：主控器分别连接电源管理模块、开关量输出模块、Wi-Fi通信模块、GPRS无线输送模块以及蓝牙模块，主控器采集电源管理模块的信息，并被电源管理模块发指令，电源管理模块连接无线充电器，给无线充电器指令，同时网电给整个电源管理模块供电，再给整个控制器供电，主控器采集Wi-Fi通信模块的信息，Wi-Fi通信模块实现主控台与清粪机器人自身控制系统的Wi-Fi通信模块以及两个Wi-Fi定位通信模块互传信号，实现两个系统的交互，GPRS无线输送模块连接用户终端，实用与用户终端的信息互通，蓝牙模块用于与清粪机器人自身控制系统的蓝牙模块连接，相互传递信号；

所述清粪机器人自身控制系统包括：Wi-Fi通信模块、驱动控制模块、变送模块以及蓝牙模块，变送模块给Wi-Fi通信模块传递传感器信号，Wi-Fi通信模块给驱动控制模块传递信号，Wi-Fi通信模块与主控台控制系统的Wi-Fi通信模块相互连接，并相互传递信号，Wi-Fi通信模块接收来自电池管理模块的信息；蓝牙模块与主控台控制系统的蓝牙模块相连接，相互传递信号和指令；

所述变送模块采集生命探测传感器、超声波传感器、红外释热传感器、多普勒雷达、重力传感器、电子陀螺仪、霍尔传感器、转速传感器的信号，采集编译后发给Wi-Fi通信模块；

所述驱动控制模块给左步进电机、右步进电机、推铲生产电机、推铲旋转电机、增压风机传递信号。

2.根据权利要求1所述的猪舍智能清粪机器人的控制系统，其特征在于：所述电池管理模块接收来自充电线圈模块的信息，充电线圈模块接收来自主控台系统的无线充电器信号，提示机器人及时充电。