TWI698173B - 自走式雞隻擾動機器人 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種自走式雞隻擾動機器人，其能夠取代人力方式來完成雞隻擾動作業，其中該自走式雞隻擾動機器人包含：一機體，其底部設有一輪組；二個第一距離偵測器，分別設於機體之一側面之相對二端；二個第二距離偵測器，分別設於機體之正面之相對二端；一環境偵測模組，係設於機體；以及一控制模組，係設於機體，其能夠依據一規劃行程控制機體行走，且控制模組能夠依據二個第一距離偵測器或二個第二距離偵測器之偵測數據來判斷是否修正機體之前進方向，以及控制模組能夠依據環境偵測模組之偵測數據計算產生一環境狀態資料。

Description

自走式雞隻擾動機器人

本發明是有關於一種自動化裝置，特別是有關於一種能夠取代人力方式來完成雞隻擾動作業之自走式雞隻擾動機器人。

密閉式禽舍內飼養之雞隻為集約式養殖，在環境控制良好的雞舍內，雞隻大多會尋找一處離飼料、水源接近的地方棲息而不再移動，如此一來，雞隻的排泄物蘊含的水分會堆積於雞隻周圍以使得地面墊料潮濕，讓雞隻容易罹患肉雞足墊接觸性皮膚炎，又稱為蹠部皮膚炎，即養雞業者所俗稱的「臭腳」，該症狀會使雞隻疼痛，影響屠體品質；另外，此種環境易容易使雞隻患上肉雞腹水症，又稱雞水腫症，使雞隻呼吸困難而導致死亡。

目前在雞隻養殖產業中，皆係以人力方式進行驅趕，避免肉雞因長期未移動而生病。然而，以人力驅趕的過程中相當費時費力，且禽舍內環境多為高粉塵之環境，無法讓飼養人員長時間待在禽舍內，以致上述問題仍未被有效解決。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明即提供一種能夠取代人力方式來完成雞隻擾動作業之自走式雞隻擾動機器人，藉以可達到有效避免雞隻患上疾病、減少帶入外在病源之機率、及節省勞力成本之目的。

根據本發明之目的，提出一種自走式雞隻擾動機器人，其包含：一機體，其底部係設有一輪組；二個第一距離偵測器，各該第一距離偵測器分別係設置於該機體之一側面之相對二端；二個第二距離偵測器，各該第二距離偵測器分別係設置於該機體之正面之相對二端；一環境偵測模組，係設置於該機體；以及一控制模組，係設置於該機體並電性連接各該第一距離偵測器、各該第二距離偵測器及該環境偵測模組，該控制模組能夠依據一規劃行程控制該機體行走，且該控制模組能夠依據各該第一距離偵測器或各該第二距離偵測器之偵測數據來判斷是否修正該機體之前進方向，以及該控制模組能夠依據該環境偵測模組之偵測數據計算產生一環境狀態資料。

依據上述技術特徵，該自走式雞隻擾動機器人更包含一傳輸模組，其係設置於該機體並電性連接該控制模組，該傳輸模組能夠將該環境狀態資料傳輸至一外部處理裝置。

依據上述技術特徵，該外部處理裝置包含智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦或雲端伺服器。

依據上述技術特徵，該自走式雞隻擾動機器人更包含一紅外線偵測器，其係設置於該機體並電性連接該控制模組，當該控制模組依據該紅外線偵測器之偵測數據判斷出雞隻非為活體，則該控制模組係產生一警示訊息，且該控制模組係控制該傳輸模組將該警示訊息傳輸至該外部處理裝置。

依據上述技術特徵，該自走式雞隻擾動機器人更包含一充電座，其係設置於該機體之一起始位置，該控制模組結束該規劃行程時係控制該機體移動返回該起始位置，以致該機體之一充電接頭係對接於該充電座。

依據上述技術特徵，該機體更包含一充電電池，其係電性連接該充電接頭及該控制模組。

依據上述技術特徵，該機體更包含一馬達，其係電性連接該輪組及該控制模組，該馬達受該控制模組之控制係驅動該輪組轉動以帶動該機體行走。

依據上述技術特徵，該自走式雞隻擾動機器人更包含一光編碼器，其係設置於該機體並電性連接該控制模組，該光編碼器係記錄該機體之移動距離。

依據上述技術特徵，該控制模組係提供設定複數個距離節點，當該控制模組判斷該光編碼器所記錄該機體之移動距離到達各該距離節點時，該控制模組係啟動該環境偵測模組執行環境偵測。

依據上述技術特徵，該控制模組能夠依據一時間設定來控制該環境偵測模組於預定時間啟動或關閉。

依據上述技術特徵，各該第一距離偵測器係偵測位於該機體之一側之牆面之距離以分別產生該第一距離偵測器之偵測數據，該控制模組則依據各該第一距離偵測器之偵測數據計算出二個第一距離值，並依據各該第一距離值計算該機體之側面與牆面之一第一夾角，且該控制模組再依據該第一夾角判斷是否調整該機體之前進方向，以使該第一夾角符合於設定角度範圍。

依據上述技術特徵，各該第二距離偵測器係偵測位於該機體之前方之牆面之距離以分別產生該第二距離偵測器之偵測數據，該控制模組則依據各該第二距離偵測器之偵測數據計算出二個第二距離值，並依據各該第二距離值計算該機體之正面與牆面之一第二夾角，且該控制模組再依據該第二夾角判斷是否調整該機體之前進方向，以使該第二夾角符合於設定角度範圍。

依據上述技術特徵，該環境偵測模組較佳可包含溫度偵測器、濕度偵測器及氣體偵測器。

依據上述技術特徵，各該第一距離偵測器較佳為雷射測距器。

依據上述技術特徵，各該第二距離偵測器較佳為超音波測距器。

綜上所述，本發明之自走式雞隻擾動機器人可依據雞舍環境進行路徑規劃，並可依據路徑規劃執行雞隻擾動作業。在其中，該自走式雞隻擾動機器人出發後可依照預設的路徑開始移動，使得在路徑上之雞隻得以被驅趕，同時，在行進過程中，可以設定每隔幾公尺後進行氨氣、二氧化碳、溫度等環境資訊之偵測作業，並且，可一併開啟紅外線攝影機來偵測路徑上是否有死雞，若是，則可發送警示給飼養管理人員；而當完成所有路徑移動後，該自走式雞隻擾動機器人會回到出發區並自動進行充電作業，在完成充電功能後，則會開始等待設定的時間間隔並再次出發完成下一週期的作業。

為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

本發明之自走式雞隻擾動機器人主要可運用於雞隻養殖場，其能夠自動地依循設定的路徑進行移動以達到擾動雞隻之目的之外，還可協作環境資訊蒐集、雞隻狀態偵測等工作。請參閱第1圖、第2圖及第3圖，其分別係為本發明之自走式雞隻擾動機器人之第一示意圖、第二示意圖及方塊圖；該自走式雞隻擾動機器人包含一機體10、二個第一距離偵測器20、二個第二距離偵測器30、一環境偵測模組40、一控制模組50、一傳輸模組60、一紅外線偵測器70、一光編碼器80及一充電座90。

該機體10的底部係設有一輪組11，且該機體10更包含一充電接頭12、一充電電池13及一馬達14，該馬達14係電性連接該輪組11，該充電電池13係電性連接該充電接頭12。其中，該機體10 較佳可採用IP65等級以上具防水防塵能力之殼體；該充電電池13可為由二組十二伏特鋰電池所串聯而成；該馬達14較佳可為無刷馬達。

各該第一距離偵測器20分別係設置於該機體10之一側面之相對二端，其分別能夠偵測位於該機體10之一側之牆面之距離並各自產生該第一距離偵測器20之偵測數據。其中，各該第一距離偵測器20較佳可為雷射測距器。

各該第二距離偵測器30分別係設置於該機體10之正面之相對二端，其分別能夠偵測位於該機體10之前方之牆面之距離並各自產生該第二距離偵測器30之偵測數據。其中，各該第二距離偵測器30較佳可為超音波測距器。

該環境偵測模組40係設置於該機體10，其能夠偵測雞隻養殖場之環境狀態並產生偵測數據，其中，該環境偵測模組40較佳可包含溫度偵測器、濕度偵測器及氣體偵測器，而氣體偵測器可用以偵測包含氨氣、二氧化碳、一氧化碳等氣體。

該傳輸模組60係設置於該機體10，其能夠將自走式雞隻擾動機器人所搜蒐集到之各項資料數據及警示訊息傳輸至一外部處理裝置200。其中，該傳輸模組60可為網路卡、藍芽等傳輸技術介面；該外部處理裝置200則可包含智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦或雲端伺服器其中之一。

該紅外線偵測器70係設置於該機體10，其能夠用以偵測雞隻為活體或非活體狀態並產生偵測數據。其中，該紅外線偵測器70較佳可為遠紅外線攝影機。

該光編碼器80係設置於該機體10，其能夠用以記錄該機體10之移動距離。

該充電座90係設置於該機體10之一起始位置，其能夠與該機體10之充電接頭12相對接，以將電力充給於該機體10之該充電電池13。

該控制模組50係設置於該機體10並電性連接各該第一距離偵測器20、各該第二距離偵測器30、該環境偵測模組40、該傳輸模組60、該紅外線偵測器70、該光編碼器80、該充電電池13及該馬達14。該自走式雞隻擾動機器人開始執行雞隻擾動作業時，該控制模組50能夠依據一規劃行程來控制該馬達14運作，使得該馬達14可驅動該輪組11轉動，進而帶動該機體10行走；該控制模組50還能夠依據該環境偵測模組40之偵測數據計算產生一環境狀態資料，並且可控制該傳輸模組60將該環境狀態資料傳輸至該外部處理裝置200；該控制模組50亦能夠依據該紅外線偵測器70之偵測數據來計算判斷出雞隻是否為活體狀態，若否，則該控制模組50將產生一警示訊息，並控制該傳輸模組60將該警示訊息傳輸至該外部處理裝置200；該控制模組50結束該規劃行程時則將控制該機體10移動返回至起始位置，以致該機體10之該充電接頭12係對接於該充電座90。

具體來說，如第4圖所示，該機體10經控制從該充電座90所設之起始位置出發後，會依循規劃行程所安排之路徑開始移動，在該機體10移動過程中，可依照管理者要求設定該機體10每特定距離或時間間隔停止行走，並透過該環境偵測模組40進行環境參數的蒐集，如氨氣、二氧化碳、溫度、濕度等；同時在該機體10移動過程中，可經由該紅外線偵測器70來判別是否有雞隻死亡，並且可即時利用該傳輸模組60來發出警示以通報管理者；而該機體10在完成一週期的擾動任務後，會自主回到起始位置進行充電作業，等待下一次的任務，在每次擾動之間的時間間隔可依照不同的要求進行設定。

上述中，該控制模組50可提供設定複數個距離節點，當該控制模組50判斷該光編碼器80所記錄該機體10之移動距離到達各該距離節點時，該控制模組50則可啟動該環境偵測模組40執行環境偵測；亦或者，該控制模組50能夠依據一時間設定來控制該環境偵測模組40於預定時間啟動或關閉。

再者，該控制模組50還能夠依據該二個第一距離偵測器20或該二個第二距離偵測器30之偵測數據來判斷是否修正該機體10之前進方向。

如第5圖所示，該控制模組50可依據各該第一距離偵測器20分別得到之偵測數據計算出二個第一距離值D1、D2，並依據二個第一距離值D1、D2計算該機體10之側面與牆面之一第一夾角θ1，且該控制模組50再依據該第一夾角θ1判斷是否調整該機體10之前進方向，以使該第一夾角θ1符合於設定角度範圍；其中計算式為：θ1=tan ^-1(D2-D1/L1)，L1為該二個第一距離偵測器20彼此之間距。或者，該控制模組50可直接依據二個第一距離值D1、D2之間的差值來判斷是否需修正該機體10之前進方向，例如，可設定差值為3.7公分至-3.7公分之間為無偏差，若大於3.7公分或小於-3.7公分，則該控制模組50控制該機體10轉向，使差值落在3.7公分至-3.7公分之間。

同樣地，如第6圖所示，該控制模組50可依據各該第二距離偵測器30分別得到之偵測數據計算出二個第二距離值D3、D4，並依據二個第二距離值D3、D4計算該機體10之正面與牆面之一第二夾角θ2，且該控制模組50再依據該第二夾角θ2判斷是否調整該機體10之前進方向，以使該第二夾角θ2符合於設定角度範圍；其中計算式為：θ2=tan ^-1(D3-D4/L2)，L2為該二個第二距離偵測器30彼此之間距。當然，該控制模組50亦可直接以二個第二距離值D3、D4之間的差值來作為調整該機體10方向之依據。

總結，本發明之自走式雞隻擾動機器人係具備下列特點及其達到的目的之一：

1、自走式雞隻擾動機器人可依據規劃行程移動，以完成雞隻擾動作業，藉以可取代人力，提升作業效率，節省勞力成本，並且能夠減少帶入外在病源之機率。

2、自走式雞隻擾動機器人可利用其一側及前方所設之距離偵測器來偵測牆面距離，藉以可透過牆面作引導來修正前進方向，以最有效率方式來完成規劃行程所安排之擾動作業。

3、自走式雞隻擾動機器人在完成一週期的擾動作業後，可自動回到起始位置進行充電，等待下次任務。

4、自走式雞隻擾動機器人在移動過程中，可一併執行溫度、濕度、危害氣體等環境參數資訊之蒐集作業，藉以可降低養殖場內部環境資訊蒐集用之感測器的數量。

5、自走式雞隻擾動機器人可在執行擾動作業時利用紅外線偵測器來判斷是否有雞隻死亡，並且可進一步發出警報通知養殖場之管理者。

綜觀上述，可見本發明在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，再者，本發明申請前未曾公開，且其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請  貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10:機體

11:輪組

12:充電接頭

13:充電電池

14:馬達

20:第一距離偵測器

30:第二距離偵測器

40:環境偵測模組

50:控制模組

60:傳輸模組

70:紅外線偵測器

80:光編碼器

90:充電座

200:外部處理裝置

D1~D2:第一距離值

D3~D4:第二距離值

L1、L2:間距

θ1:第一夾角

θ2:第二夾角

第1圖 為本發明之自走式雞隻擾動機器人之第一示意圖。       第2圖 為本發明之自走式雞隻擾動機器人之第二示意圖。       第3圖 為本發明之自走式雞隻擾動機器人之方塊圖。       第4圖 為本發明之自走式雞隻擾動機器人之第三示意圖。       第5圖 為本發明之自走式雞隻擾動機器人之第四示意圖。       第6圖 為本發明之自走式雞隻擾動機器人之第五示意圖。

10:機體

11:輪組

12:充電接頭

14:馬達

20:第一距離偵測器

30:第二距離偵測器

40:環境偵測模組

50:控制模組

70:紅外線偵測器

Claims (13)

1. 一種自走式雞隻擾動機器人，其包含：一機體(10)，其底部係設有一輪組(11)；二個第一距離偵測器(20)，各該第一距離偵測器(20)分別係設置於該機體(10)之一側面之相對二端；二個第二距離偵測器(30)，各該第二距離偵測器(30)分別係設置於該機體(10)之正面之相對二端；一環境偵測模組(40)，係設置於該機體(10)；以及一控制模組(50)，係設置於該機體(10)並電性連接各該第一距離偵測器(20)、各該第二距離偵測器(30)及該環境偵測模組(40)，該控制模組(50)能夠依據一規劃行程控制該機體(10)行走，且該控制模組(50)能夠依據該二個第一距離偵測器(20)或該二個第二距離偵測器(30)之偵測數據來判斷是否修正該機體(10)之前進方向，以及該控制模組(50)能夠依據該環境偵測模組(40)之偵測數據計算產生一環境狀態資料；其中各該第一距離偵測器(20)係偵測位於該機體(10)之一側之牆面之距離以分別產生各該第一距離偵測器(20)之偵測數據，該控制模組(50)則依據各該第一距離偵測器(20)之偵測數據計算出二個第一距離值，並依據各該第一距離值計算該機體(10)之側面與牆面之一第一夾角(θ1)，且該控制模組(50)再依據該第一夾角(θ1)判斷是否調整該機體(10)之前進方向，以使該第一夾角(θ1)符合於設定角度範圍，以及各該第二距離偵測器(30)係偵測位於該機體(10)之前方之牆面之距離以分別產生各該第二距離偵測器(30)之偵測數據，該控制模 組(50)則依據各該第二距離偵測器(30)之偵測數據計算出二個第二距離值，並依據各該第二距離值計算該機體(10)之正面與牆面之一第二夾角(θ2)，且該控制模組(50)再依據該第二夾角(θ2)判斷是否調整該機體(10)之前進方向，以使該第二夾角(θ2)符合於設定角度範圍。
2. 如請求項1所述之自走式雞隻擾動機器人，其更包含一傳輸模組(60)，係設置於該機體(10)並電性連接該控制模組(50)，該傳輸模組(60)能夠將該環境狀態資料傳輸至一外部處理裝置(200)。
3. 如請求項2所述之自走式雞隻擾動機器人，其中該外部處理裝置(200)包含智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦或雲端伺服器其中之一。
4. 如請求項2所述之自走式雞隻擾動機器人，其更包含一紅外線偵測器(70)，係設置於該機體(10)並電性連接該控制模組(50)，當該控制模組(50)依據該紅外線偵測器(70)之偵測數據判斷出雞隻非為活體，則該控制模組(50)係產生一警示訊息，且該控制模組(50)係控制該傳輸模組(60)將該警示訊息傳輸至該外部處理裝置(200)。
5. 如請求項4所述之自走式雞隻擾動機器人，其更包含一充電座(90)，係設置於該機體(10)之一起始位置，該控制模組(50)結束該規劃行程時係控制該機體(10)移動返回該起始位置，以致該機體(10)之一充電接頭(12)係對接於該充電座(90)。
6. 如請求項5所述之自走式雞隻擾動機器人，其中該機體(10)更包含一充電電池(13)，其係電性連接該充電接頭(12)及該控制模組(50)。
7. 如請求項6所述之自走式雞隻擾動機器人，其中該機體(10)更包含一馬達(14)，其係電性連接該輪組(11)及該控制模組(50)，該馬達(14)受該控制模組(50)之控制係驅動該輪組(11)轉動以帶動該機體(10)行走。
8. 如請求項5所述之自走式雞隻擾動機器人，其更包含一光編碼器(80)，係設置於該機體(10)並電性連接該控制模組(50)，該光編碼器(80)係記錄該機體(10)之移動距離。
9. 如請求項8所述之自走式雞隻擾動機器人，其中該控制模組(50)係提供設定複數個距離節點，當該控制模組(50)判斷該光編碼器(80)所記錄該機體(10)之移動距離到達各該距離節點時，該控制模組(50)係啟動該環境偵測模組(40)執行環境偵測。
10. 如請求項1所述之自走式雞隻擾動機器人，其中該控制模組(50)能夠依據一時間設定來控制該環境偵測模組(40)於預定時間啟動或關閉。
11. 如請求項1所述之自走式雞隻擾動機器人，其中該環境偵測模組(40)係包含溫度偵測器、濕度偵測器及氣體偵測器之至少其中之一。
12. 如請求項1所述之自走式雞隻擾動機器人，其中該第一距離偵測器(20)係為雷射測距器。
13. 如請求項1所述之自走式雞隻擾動機器人，其中該第二距離偵測器(30)係為超音波測距器。

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