一种猪舍地沟清扫机器人的制作方法

本实用新型涉及一种猪舍地沟清扫机器人，属于农业智能设备技术领域。

背景技术：

目前，以现代农业背景为发展的畜牧业，多数是靠人工劳动作为服务支撑，少数规模较大的畜牧业场所引进了半自动化服务设备，对于养猪场猪舍内的粪便清理工作，一是人工清扫将粪便装入小车并运出，该方法人工工作强度大，耗时长，效率低；二是采用水冲清粪，利用水流将粪便冲到舍外，经排粪沟排至沉淀池或化粪池，该方法粪便处理工程大，耗水量多；三是通过在猪舍设置漏粪沟，采用机械刮板将粪便清至舍外，可以代替人力减轻劳动强度。但是现有机械刮板清粪设备是一个驱动电机通过钢丝绳带动两个刮板形成一个闭合环路，需在环路四周布置转角轮定位、变向，单刮板布置时，仍需要回路空间，整体存在占地空间大、刮板无法自动调整，清理存在死角等问题。

技术实现要素：

本实用新型针对上述背景技术中提到的现有机械刮板清粪设备空间占用大、自动化程度低的问题，提供一种猪舍地沟清扫机器人，可以保证无死角地沟粪便清扫，清洁程度高，占地空间小，自动化程度高。

本实用新型提出一种猪舍地沟清扫机器人，包括清扫机器人和两条轨道，猪舍地沟的上方两侧安装有两条轨道，所述清扫机器人沿两条轨道前后移动；所述清扫机器人包括机身框架、驱动组件、控制系统和刮板组件；所述机身框架的前方安装有与前进方向垂直的刮板组件，所述机身框架的内部安装有驱动组件和控制系统，所述控制系统控制驱动组件驱动机身框架沿两条轨道前后移动。

优选地，所述机身框架包括防水罩、两个侧架板、复合滚轮轴承、连接板、电气上固定板、窄横梁、两条固定梁、两个竖向挡板、充电模块固定架、电气固定板、底横梁、前架板、开关架和竖向小挡板；所述机身框架的外部罩有防水罩，所述机身框架的两侧安装有侧架板，每块侧架板上装有两个复合滚轮轴承，两条所述固定梁位于机身框架的后方且平行设置，其两端分别与两块侧架板连接，所述机身框架的底部安装有底横梁，所述底横梁上安装有电气固定板，所述电气固定板与位于下方的固定梁连接，所述电气固定板上安装充电模块固定架，所述竖向挡板与侧架板平行且安装在电气固定板上，所述竖向小挡板与侧架板平行，其上方与电气上固定板连接，下方与电气固定板连接，所述窄横梁固定在竖向挡板上，所述窄横梁与电气上固定板之间安装连接板，所述机身框架的前方安装有前架板，所述前架板的内侧安装有开关架。

优选地，所述驱动组件包括左右对称分布的两套驱动轮组，所述驱动轮组包括导向轴、压簧、驱动轮、驱动轮固定架、两个直线铜滑座、电机和减速器，所述驱动轮固定架与侧架板连接，所述驱动轮固定架上安装有驱动轮，所述驱动轮与地沟侧壁接触，位于轨道上方，所述驱动轮沿地沟侧壁滚动，进而带动机身框架沿轨道移动，所述电机与减速器法兰连接，所述减速器输出端法兰装在驱动轮固定架上，驱动轮固定架上装有两个直线铜滑座，两个直线铜滑座各穿一根导向轴，其中一个导向轴的一端与侧架板连接，另一端与竖向小挡板连接，另一个导向轴的一端与侧架板连接，另一端外套有压簧并与竖向挡板连接。

优选地，所述控制系统包括电池组件、遥控模块、端子排、plc模块和两个限位开关；所述电气固定板上装有电池组件和plc模块，所述电气上固定板安装有遥控模块与端子排，所述前架板左侧和左侧侧架板上各安装有一个限位开关。

优选地，所述刮板组件包括两个导轨滑块、垫块、电动推杆、两个刮片、两个压板、两个刮板、物料挡条和拨片开关；两个导轨滑块与电动推杆平行放置固定在前架板内侧，两个所述刮板背面通过垫块分别与两个导轨滑块连接，所述刮板的下边缘通过压板固定有刮片，两个刮板交叠部分安装有物料挡条，所述拨片开关通过开关架安装在前架板上。

优选地，所述轨道包括若干固定片、c型导轨和挡块，所述c型导轨通过若干固定片与猪舍地沟的侧壁固定，所述复合滚轮轴承沿c型导轨运动，所述c型导轨的两端安装有挡块。

优选地，所述清扫机器人还包括充电模块，所述充电模块安装在充电模块固定架，并与电池组件连接，为电池组件进行充电。

本实用新型所述的猪舍地沟清扫机器人的有益效果为：本实用新型所述的猪舍地沟清扫机器人采用电机减速器直连驱动轮，利用复合滚轮轴承与轨道来导向，完成清扫机器人前后运动，两组刮板斜向升降，来实现与地沟底面和侧面同时接触，实现对地沟内污物无死角式清扫，结构稳定、自动化控制，节省占地空间。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

图1为本实用新型所述的一种猪舍地沟清扫机器人的结构示意图；

图2为本实用新型所述的一种猪舍地沟清扫机器人的刮板侧示意图；

图3为本实用新型所述的清扫机器人结构示意图一；

图4为本实用新型所述的清扫机器人结构示意图二；

图5为本实用新型所述的清扫机器人驱动组件示意图；

图6为本实用新型所述的清扫机器人刮板组件示意图；

图7为本实用新型所述的复合滚轮轴承的结构示意图；

附图标记说明：1-清扫机器人、2-轨道、3-地沟；1-1-机身框架、1-2-驱动组件、1-3-控制系统、1-4-充电模块、1-5-刮板组件；1-1-1-防水罩、1-1-2-侧架板、1-1-3-复合滚轮轴承、1-1-3-1-外滚轮、1-1-3-2-侧滚轮、1-1-4-连接板、1-1-5-电气上固定板、1-1-6-窄横梁、1-1-7-固定梁、1-1-8-竖向挡板、1-1-9-充电模块固定架、1-1-10-电气固定板、1-1-11-底横梁、1-1-12-前架板、1-1-13-开关架、1-1-14-竖向小挡板；1-2-1-导向轴、1-2-2-压簧、1-2-3-驱动轮、1-2-4-驱动轮固定架、1-2-5-直线铜滑座、1-2-6-电机、1-2-7-减速器；1-3-1-电池组件、1-3-2-遥控模块、1-3-3-端子排、1-3-4-plc模块、1-3-5-限位开关；1-5-1-导轨滑块、1-5-2-垫块、1-5-3-电动推杆、1-5-4-刮片、1-5-5-压板、1-5-6-刮板、1-5-7-物料挡条、1-5-8-拨片开关；2-1-固定片、2-2-c型导轨、2-3-挡块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明：

具体实施方式一：参见图1-图6说明本实施方式。本实施方式所述的猪舍地沟清扫机器人，包括清扫机器人1和两条轨道2，猪舍地沟3的侧壁两侧安装有两条轨道2，所述清扫机器人1沿两条轨道2前后移动；所述清扫机器人1包括机身框架1-1、驱动组件1-2、控制系统1-3和刮板组件1-5；所述机身框架1-1的前方安装有与前进方向垂直的刮板组件1-5，所述机身框架1-1的内部安装有驱动组件1-2和控制系统1-3，所述控制系统1-3控制驱动组件1-2驱动机身框架1-1沿两条轨道2前后移动。

所述机身框架1-1包括防水罩1-1-1、两个侧架板1-1-2、四个复合滚轮轴承1-1-3、连接板1-1-4、电气上固定板1-1-5、窄横梁1-1-6、两条固定梁1-1-7、两个竖向挡板1-1-8、充电模块固定架1-1-9、电气固定板1-1-10、底横梁1-1-11、前架板1-1-12、开关架1-1-13和竖向小挡板1-1-14；所述机身框架1-1的外部罩有防水罩1-1-1，所述机身框架1-1的两侧安装有侧架板1-1-2，每块侧架板1-1-2上装有两个复合滚轮轴承1-1-3，两条所述固定梁1-1-7位于机身框架1-1的后方且平行设置，其两端分别与两块侧架板1-1-2连接，所述机身框架1-1的底部安装有底横梁1-1-11，所述底横梁1-1-11上安装有电气固定板1-1-10，所述电气固定板1-1-10与位于下方的固定梁1-1-7连接，所述电气固定板1-1-10上安装充电模块固定架1-1-9，所述竖向挡板1-1-8与侧架板1-1-2平行且安装在电气固定板1-1-10上，所述竖向小挡板1-1-14与侧架板1-1-2平行，其上方与电气上固定板1-1-5连接，下方与电气固定板1-1-10连接，所述窄横梁1-1-6固定在竖向挡板1-1-8上，所述窄横梁1-1-6与电气上固定板1-1-5之间安装连接板1-1-4，所述机身框架1-1的前方安装有前架板1-1-12，所述前架板1-1-12的内侧安装有开关架1-1-13。

所述驱动组件1-2包括左右对称分布的两套驱动轮组，所述驱动轮组包括两个导向轴1-2-1、压簧1-2-2、驱动轮1-2-3、驱动轮固定架1-2-4、两个直线铜滑座1-2-5、电机1-2-6和减速器1-2-7，所述驱动轮固定架1-2-4与侧架板1-1-2连接，所述驱动轮固定架1-2-4上安装有驱动轮1-2-3，所述驱动轮1-2-3与地沟3侧壁接触，位于轨道2上方，所述驱动轮1-2-3沿地沟3侧壁滚动，进而带动机身框架1-1沿轨道2移动，所述电机1-2-6与减速器1-2-7法兰连接，减速器1-2-7输出端法兰装在驱动轮固定架1-2-4上，驱动轮固定架1-2-4上装有两个直线铜滑座1-2-5，两个直线铜滑座1-2-5各穿一根导向轴1-2-1，其中一个导向轴1-2-1的一端与侧架板1-1-2连接，另一端与竖向小挡板1-1-14连接，另一个导向轴1-2-1的一端与侧架板1-1-2连接，另一端外套有压簧1-2-2并与竖向挡板1-1-8连接。所述直线铜滑座1-2-5是内部采用圆铜套做滑动导向的一种滑块和导向轴1-2-1组合成一个直线滑动单元。

所述控制系统1-3包括电池组件1-3-1、遥控模块1-3-2、端子排1-3-3、plc模块1-3-4和两个限位开关1-3-5；所述电气固定板1-1-10上装有电池组件1-3-1和plc模块1-3-4，所述电气上固定板1-1-5安装有遥控模块1-3-2与端子排1-3-3，所述前架板1-1-12左侧和左侧侧架板1-1-2上各安装有一个限位开关1-3-5。所述电池组件1-3-1为机器人供电；所述遥控模块1-3-2在设备调试阶段控制机器人行走使用；所述端子排1-3-3用于设备各电器件接线用；所述plc模块1-3-4通过各种信号的输入输出来控制机器人各设备工作、启停；所述限位开关1-3-5在机器人行走至路径全行程的起点和终点时触发，防止机器人运动超出行程或预定轨道。

所述刮板组件1-5包括两个导轨滑块1-5-1、垫块1-5-2、电动推杆1-5-3、两个刮片1-5-4、两个压板1-5-5、两个刮板1-5-6、物料挡条1-5-7和拨片开关1-5-8；两个导轨滑块1-5-1与电动推杆1-5-3平行放置固定在前架板1-1-12内侧，两个所述刮板1-5-6背面通过垫块1-5-2分别与两个导轨滑块1-5-1连接，所述刮板1-5-6的下边缘通过压板1-5-5固定有刮片1-5-4，两个刮板1-5-6交叠部分安装有物料挡条1-5-7，所述拨片开关1-5-8通过开关架1-1-13安装在前架板1-1-12上。所述导轨滑块1-5-1是一种直线滑动单元，用来导向和承重；所述电动推杆1-5-3是一种直线驱动器，由电机、伸缩推杆、控制装置等组成，由电机的旋转运动转化为推杆的伸缩直线运动；所述拨片开关1-5-8是一种拨片式微动开关，设备中电动推杆推动刮板升降运动，到达指定位置时，会触碰开关的拨片，开关通断发生变化的信号被控制系统采集，并发出指令停止电动推杆的推进，设备中用于推动刮板升降。

所述轨道2包括若干固定片2-1、c型导轨2-2和挡块2-3，所述c型导轨2-2通过若干固定片2-1与猪舍地沟的侧壁固定，所述复合滚轮轴承1-1-3沿c型导轨2-2运动，所述c型导轨2-2的两端安装有挡块2-3。

所述清扫机器人1还包括充电模块1-4，所述充电模块1-4安装在充电模块固定架1-1-9，并与电池组件1-3-1连接，为电池组件进行充电。

所述地沟3底部呈倒梯型，形成一定坡度，地沟3侧壁有轨道2安装槽。

所述的猪舍地沟清扫机器人安装在地沟3的侧壁上，驱动轮1-2-3与地沟3侧壁接触，位于轨道2上方，复合滚轮轴承1-1-3安装在轨道2的c型导轨2-2内，所述复合滚轮轴承1-1-3是由轴向和径向两个滚轮轴承组装成的一种组合滚轮轴承。在清扫机器人中使用时，外滚轮1-1-3-1轴线水平，承受竖直方向载荷，侧滚轮1-1-3-2轴线竖直，承受水平方向载荷。本设备使用了4个复合滚轮轴承1-1-3，其轴向的主滚轮相当于4个轮子，安装在轨道2内，使设备只能在c型导轨2-2形成的轨道内移动，设备行进过程中侧滚轮与c型导轨侧壁接触时起导向作用。

本实用新型所述的猪舍地沟清扫机器人的具体操作过程和工作原理为：

清扫机器人1安装在地沟3内的轨道2上，复合滚轮轴承1-1-3安装在轨道2的c型导轨2-2内，通过复合滚轮轴承1-1-3可旋转的外滚轮1-1-3-1与侧滚轮1-1-3-2，实现清扫机器人1在轨道2内行走时的导向，性能稳定、工作平稳、可靠。驱动轮1-2-3与地沟3侧壁接触，位于轨道2上方；导向轴1-2-1上压簧1-2-2的使用，可以使驱动轮1-2-3紧贴地沟3侧壁，防止驱动轮1-2-3转动时打滑，压簧1-2-2还可以起到缓冲作用。

清扫机器人1使用时，控制系统1-3接受到工作命令，控制驱动组件1-2工作，电动推杆1-5-3启动推动两刮板1-5-6斜向展开，刮板1-5-6上刮片1-5-4与地沟3的底面和侧面紧密贴合；电机1-2-6通过减速器1-2-7带动驱动轮1-2-3旋转，受c型导轨2-2导向，清扫机器人沿轨道2行进，将地沟内粪便清扫至猪舍外，刮板1-5-6上安装的物料挡条1-5-7可以防止粪便通过两块刮板1-5-6之间的缝隙，实现无死角粪便清扫工作；一次工作完成后，刮板1-5-6收起，清扫工作完成后，清扫机器人1回到初始位置，其后侧地沟3内设置有充电桩，清扫机器人1尾部充电模块1-4可随时接入充电桩充电。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本实用新型精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。