CN212978373U - 一种鸡舍环境测控及清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种鸡舍环境测控及清扫机器人，包括自动行走小车，以及安装在自动行走小车上的智能清扫装置、环境智能测控装置和安装于小车中部的降温装置；所述智能清扫装置，安装于小车的前部，用于对鸡舍内的垃圾进行清扫并收集，同时对地面进行局部消毒；所述环境智能测控装置安装于小车正前部，用于对环境进行测控；所述降温装置包括喷头，可将水箱内的水滴雾化喷洒到鸡舍内，达到降温的目的。本实用新型提供的一种鸡舍环境测控及清扫机器人结构简单、紧凑、设计合理、灵活性和实用性强，能同时满足多种功能，能极大地提高工作效率，解放劳动力。

Description

一种鸡舍环境测控及清扫机器人

技术领域

本实用新型属于一种养禽业机器人技术领域，具体是指一种鸡舍环境测控及清扫机器人。

背景技术

随着机器人技术的发展，越来越多的智能机器应用于农业、畜牧业和养禽业生产中，国内养禽业也开始向规模化、标准化、智能化不断迈进。但是随着规模的不断扩大，人工养殖作业的强度也越来越大，养殖人员不仅需要进行打扫而且还需要时刻关注整个设施内的环境改变，人为很难对空气内的各种气体变化做出及时准确的判断，温度、湿度、光照等因素也对家禽的成活率或者产蛋率等造成很大的影响。

针对上述问题，急需研制一种能同时兼顾清扫、消毒、降温、环境测控与一体的养禽业机器人，可以全面在自动行走的过程中，及时做到对地面垃圾的清扫，并对环境进行实时测控，利用现有的成熟的数据传输技术将信息传到数据中心，方便操作人员进行及时判断，稳定地维持鸡舍内的各种指标的平衡，极大地提高工作效率，减少人力物力，节约时间，增大收益。

实用新型内容

本实用新型针对养殖鸡舍内的垃圾清扫和环境检测问题，设计了一种鸡舍环境测控及清扫机器人，可以同时做到垃圾清扫、地面的局部消毒、环境测控、智能降温、自动行走的功能，具有节能、效率高、精度高、智能化的特点，同时能减少工作人员在鸡舍的工作时间，极大地减少传染病的传播。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种鸡舍环境测控及清扫机器人，包括自动行走小车、智能清扫装置、环境智能测控装置以及降温装置；

所述自动行走小车包括万向轮、驱动轮、由电池、步进电机、传动链、链轮、驱动轴组成的传动系统、差速齿轮机构，所述万向轮安装在自动行走小车的前部，驱动轮安装于自动行走小车的后部，万向轮和驱动轮的配合，实现小车的前进和转弯，所述步进电机安装在驱动轮的上部，和自动行走小车的车架固定连接，电池安装于步进电机的上方，传动链将步进电机和驱动轴上的链轮连接，电池给步进电机提供电能，步进电机通过传动链将动力传给链轮，从而带动驱动轴的转动，实现驱动轮的转动；

所述智能清扫装置包括刮粪板、垃圾输送管道、防撞轮、消毒喷头、药箱、水管、过滤器A以及垃圾收集箱，所述防撞轮安装在支架的下方，防撞轮外延采用橡胶材质包裹，当遇到障碍物时，橡胶材质的防撞轮可以起到很好的缓冲作用，所述刮粪板安装在防撞轮的下方，所述垃圾输送管道位于刮粪板的后方，和刮粪板出口套接，刮粪板可将地面的垃圾进行清扫，通过垃圾输送管道可将垃圾运送到垃圾收集箱内，所述垃圾收集箱焊接安装在自动行走小车车架前部，同时和支架焊接，能起到支撑作用，所述消毒喷头共设两个，位于支架和防撞轮的中部，其和支架通过螺栓连接，该喷头主要是将来自药箱的药液喷洒到清扫过的地面，起到清扫后就立马消毒的作用；

所述环境智能测控装置包括手动/自动控制器，红外位置传感器、超声波传感器、温度传感器、湿度传感器、CO2传感器、N2传感器、控制电路板及电线，这些传感器和电路板、电线集中在支架的上部，并由塑料外壳进行包裹，这些传感器可以将检测到的数据信号传输到控制器，由控制器将信号通过无线传播到报警器和电脑显示端，操作人员可通过遥控或者键盘输入进行执行操作，再由控制器实现清扫、行走功能；

所述降温装置包括水箱、吸水管道、下水位感应器、上水位感应器、水泵、注水开关、喷雾系统、过滤器B，所述水箱安装在自行行走小车的中部，位于垃圾收集箱和电池的中间，吸水管道位于水箱内部，所述水泵和过滤器B安装在水箱的上部，所述喷雾系统安装在水箱上方保护壳的外上部，所述水泵、过滤器B和喷雾系统可全部由水管实现通连，水泵将来自水箱内的水抽到过滤器，经过一级过滤后，将高压水输送到喷雾系统，经喷头控制雾化喷出，所述注水开关安装在水箱上方保护壳的上端，与保护壳通过螺栓连接，注水开关和水箱注水口连接，当水箱内的水位下降至下水位感应器时，注水开关打开，小车可按照设定的路线返回至接水处进行二次注水，当注水的水位上升到上水位感应器时，注水开关关闭，停止注水，这两个感应器和注水开关的配合可防止水泵被烧坏；

进一步地，所述自动行走小车包括驱动系统、传动系统、转弯系统，所述驱动系统包括电池和步进电机，整个装置所有的能源全部来自于电池，所述传动系统包括步进电机A、步进电机B、传动链A、传动链B、链轮A、链轮B和驱动轴，电池带动步进电机转动，通过中间传动链将动力继续传到驱动轴，从而带动了驱动轴的转动，所述左侧传动链A将步进电机A上的链轮A与驱动轴上的链轮B连接，实现传动，所述右侧传动链B将步进电机B上的链轮A与驱动轴上的链轮B连接，实现传动，在驱动轴的左右两侧分别安装驱动轮A和驱动轮B，从而带动自动行走小车能够实现行走，所述左右两侧驱动轴中间通过差速齿轮机构连接，当两个步进电机转速相同时，左右两根驱动轴转速相同，小车直行，当左右两边步进电机输出不同转速时，驱动轮和中间差速行星齿轮的配合可实现转弯；

进一步地，所述垃圾收集箱包括开合门、推板、电磁阀控制器和弹簧，所述开合门位于垃圾收集箱的右侧，通过合页连接，可实现门的上下开合，所述电磁阀控制器位于垃圾分类箱的左侧，其右侧通过弹簧和推板连接，当收集箱内的垃圾需要倾倒时，电磁阀带动弹簧将推板向左推动，将容器内的垃圾推出，一次外推以后，推板返程工作，弹簧收缩至原长，完成一次垃圾倾倒；

进一步地，所述喷雾系统包括喷头、喷头支柱和底座，所述喷头共三个，安装在整个喷雾系统的顶部，可实现旋转，喷头将来自水箱内的水滴雾化喷出，最远可喷出三米远，每个喷头都配备有独立的开关，可对其进行单独的控制，所述喷头支柱安装在底座上方，内含喷管，有对喷头的支持作用，所述底座用于固定喷头支柱。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)将消毒喷头安装在防撞轮和支架的中间，可对清扫后的地面进行局部的消毒处理，可避免粪便或者其他垃圾对空气的污染，使得整个鸡舍能尽量减少细菌的滋生和繁衍；

(2)机器对环境参数的检测比人为检测更精细，利用多种传感器进行环境检测，并将数据信息传送到控制器，经人工操作后可执行各种驱动，实现降温、除尘、开窗、加湿等功能，满足对环境的实时监控，小车与控制器之间采用无线网络传输，各大鸡舍之间则采用有限传输更为精确可靠；

(3)在水箱的上下位置共安装两个感应器，当下水位感应器感受到水箱内液面降低时，水泵自动断电，可有效防治水泵被烧坏，小车按照规定路线返回至加水处进行加水，加水时注水开关打开，配合注水口加水，当加水液面到达上水位时，注水开关关上，停止加水，可继续作业；

(4)在小车的正前部上安装有红外位置传感器，小车的两侧车轮安装有超声波传感器，各种传感器之间的相互配合，可实现对小车的定位和路线制定；

(5)本实用新型采用全区域覆盖路径，让小车按照设定路线行走，同时，可对前方障碍物进行预判，及时作出避障处理，安装在小车前端的防撞轮上包裹着橡胶制品，可以很好地起到缓冲作用；

(6)根据差速器的工作原理进行简化设计，本实用新型中两个电机分别带动两轴转动，中间由差速行星轮机构进行连接，可实现小车的转弯功能；

(7)电磁阀对弹簧的伸缩可推动推板左右移动，从而将垃圾收集箱内的垃圾进行自动化倾倒，减少了人力物力。

附图说明

图1是一种鸡舍环境测控及清扫机器人整体结构示意图；

图2是一种鸡舍环境测控及清扫机器人驱动原理图；

图3是一种鸡舍环境测控及清扫机器人垃圾收集箱立体图；

图4是一种鸡舍环境测控及清扫机器人环境测控系统硬件结构图；

图5是一种鸡舍环境测控及清扫机器人喷雾系统示意图。

图中标号名称：1、自动行走小车；2、垃圾收集箱；201、开合门；202推板；203、电磁阀控制器；204、弹簧；3、万向轮；4、垃圾输送管道；5、智能清扫装置；6、刮粪板；7、防撞轮；8、消毒喷头；9、支架；10、环境智能测控装置；11、药箱；12、水管； 13、过滤器A；14、水泵；15、注水开关；16、喷雾系统；161、喷头；162、喷头支柱；163、底座；17、降温装置；18、过滤器B；19、上水位感应器；20、水箱；21、电池；22、步进电机；221、步进电机A；222、步进电机B；23、下水位感应器；24、传动链；241、传动链A；242、传动链B；25、驱动轮；251、驱动轮A；252、驱动轮B；26、吸水管道； 27、差速齿轮机构；28、驱动轴；29、链轮；291、链轮A；292、链轮B。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：如图1所示为本实用新型一种鸡舍环境测控及清扫机器人的整体结构示意图，主要包括自动行走小车、智能清扫装置、环境智能测控装置和降温装置。自动行走小车为整体的车架，可带动安装于自动行走小车上的其他装置在鸡舍内移动。智能清扫装置在工作时，刮粪板将鸡舍内的废弃物、羽毛、粪便、尘土等垃圾吸入垃圾输送管道，并随垃圾输送管道进入到垃圾收集箱内进行收集，整个流程均在封闭条件下进行，当刮粪板工作后，安装于支架上的喷头会喷洒出消毒液体，可立马对地面进行局部消毒处理，喷头喷出的消毒液是指来自于水箱内的水和药箱内的药进行混合后的液体，中途经过过滤器的过滤，减少喷头处的堵塞。环境智能测控装置为各种传感器和处理器的集合，传感器可接收信号，并将信号输送到手机或者操作电脑，并对数据进行分析处理，操作人员可直观地看到各环境参数是否稳定。降温装置工作时，水泵将水箱内的水抽出后经过滤器处理，由输水管道输送至喷雾系统，经喷头雾化喷出，达到降温的目的。

如图2所示为一种鸡舍环境测控及清扫机器人的驱动原理图，电池带动两个步进电机实现转动，经过传动链传动，将动力传到驱动轴，由驱动轴的转动从而带动驱动轮的转动，驱动轮位于自动行走小车的后方，为后驱动形式，自动行走小车的前轮设计为万向轮，可配合驱动轮实现直行或者转弯，左右两边的两根轴通过差速齿轮机构连接，中间差速齿轮机构不仅能起到连接作用，而且能达到转弯的要求。传感器接收到障碍物信号时，传输给步进电机的信号也不同，步进电机的速度是由脉冲频率来实现的，不同的脉冲频率使得步进电机的输出转速不同，当左右两边转速相同时，整个机器人前进，转速不同时，则自动转弯。

如图3所示为一种鸡舍环境测控及清扫机器人的垃圾收集箱立体图，左侧电磁阀接通电以后，右侧开合门向上打开，将弹簧向右拉伸，推动推板的移动，从而将垃圾收集箱内存储的垃圾向右推出，一次作业完成后，电磁阀又将伸长的弹簧收回，带动推板向左移动，开合门向下关闭，垃圾收集箱可满足再次收集。

如图4所示为一种鸡舍环境测控及清扫机器人的环境检测系统硬件结构图，整个环境监测系统位于整机的前端，共分为手动和自动两种控制方式，当设定为手动模式时，工作人员可通过对遥控或者网络操控，实现装置的执行工作，当处于自动工作系统时，装置处于自动模块下时，由摄像机、红外线、超声波等传感器收集数据信息，这些检测装备可对鸡舍内的障碍物、各种环境参数，如温度、湿度、空气中的各种气体含量进行监测，并将监测数据结果上传到上机位，以便工作人员进行操作，上机位会进一步把收集到的数据信息与已编制好的参数范围进行比对，当环境各参数值在允许范围内，则继续正常运行，当收集到的参数值超出正常范围内，则会在显示屏中进行显示提醒，工作人员可根据数据提醒进行相应操作，操作指令发出后，执行机构进行相应的开合控制，从而满足鸡舍环境的智能化控制。

如图5所示为一种鸡舍环境测控及清扫机器人的喷雾系统示意图，当环境内需要降温处理时，水箱内的水被水泵高压抽出，沿着输水管道到达喷雾系统，喷雾系统的最上端安装有三个可自由旋转的雾化喷头，最远可满足3m的喷射要求，达到降温的目的。

Claims (1)

1.一种鸡舍环境测控及清扫机器人，其特征在于：包括自动行走小车(1)，智能清扫装置(5)，环境智能测控装置(10)及降温装置(17)；

所述自动行走小车(1)包括万向轮(3)、驱动轮(25)、由电池(21)、步进电机(22)、传动链(24)、链轮(29)、驱动轴(28)组成的传动系统、差速齿轮机构(27)，万向轮(3)安装在自动行走小车(1)的前部，驱动轮(25)安装于自动行走小车(1)的后部，万向轮(3)和驱动轮(25)起到对整机的支撑作用，所述电池(21)、步进电机(22)、传动链(24)、链轮(29)、驱动轴(28)均位于自动行走小车(1)的尾端，电池(21)固定连接于车架上，和位于左右两端的步进电机A(221)、步进电机B(222)电性连接，步进电机A(221)、步进电机B(222)分别通过传动链A(241)、传动链B(242)和驱动轴上的链轮B(292)连接，链轮(29)焊接在驱动轴(28)上，驱动轴(28)上安装有驱动轮(25)，所述差速齿轮机构(27)通过行星齿轮将两端的驱动轴(28)连接，实现不同情况下的行走功能；

所述智能清扫装置(5)包括刮粪板(6)、防撞轮(7)、消毒喷头(8)、支架(9)、药箱(11)、水管(12)、过滤器A(13)、垃圾收集箱(2)以及垃圾输送管道(4)，所述支架(9)焊接在自动行走小车(1)正前方，支架(9)下方由螺栓将防撞轮(7)固定，防撞轮(7)中心处与支架(9)连接部分安装有消毒喷头(8)，防撞轮(7)可起到对下方刮粪板(6)的保护作用，刮粪板(6)与地面紧密接触，刮粪板(6)后端的出口套接垃圾输送管道(4)的一个端口，另一个端口直接延伸到垃圾收集箱(2)，所述垃圾收集箱(2)包括开合门(201)、推板(202)、电磁阀控制器(203)和弹簧(204)，垃圾收集箱(2)的右侧设有开合门(201)，并通过合页连接，可实现上下开合，垃圾收集箱(2)的左侧安装有电磁阀控制器(203)，弹簧(204)和推板(202)起到活动连接的作用，所述消毒喷头(8)与药箱(11)通过水管(12)连接，药箱(11)同样通过水管(12)和水箱(20)相通，在药箱(11)与水箱(20)之间安装有过滤器A(13)，过滤器A(13)可由螺栓连接在垃圾收集箱(2)的顶端，实现稳定；

所述环境智能测控装置(10)包括手动/自动控制器、红外位置传感器、超声波传感器、温度传感器、湿度传感器、CO2传感器、N2传感器、控制电路板及电线，这些传感器和电路板、电线集中在支架(9)的上部，并由塑料外壳进行包裹；

所述降温装置(17)包括水箱(20)、上水位感应器(19)、下水位感应器(23)、吸水管道(26)、水泵(14)、注水开关(15)、喷雾系统(16)、过滤器B(18)，所述水箱(20)焊接在自动行走小车(1)中部，位于垃圾收集箱(2)和电池(21)的中间，水箱(20)距上顶面5cm处安装有上水位感应器(19)，水箱(20)距下底面5cm处安装有下水位感应器(23)，水箱(20)中间插有吸水管道(26)，吸水管道(26)向上外接水管(12)，所述水泵(14)固定安装在水箱(20)的顶部，通过水管(12)和过滤器B(18)、喷雾系统(16)连接，所述注水开关(15)安装在包裹着水管(12)和水泵(14)、过滤器B(18)外壳的顶部，所述喷雾系统(16)包括喷头(161)、喷头支柱(162)和底座(163)，喷头(161)共三个，安装在整个喷雾系统(16)的顶部，可实现旋转，雾化喷出水滴，喷头支柱(162)安装在底座上方，内含喷管，有对喷头(161)的支持作用，所述底座(163)用于固定喷头支柱(162)。

Images