一种猪场自动清粪车及清粪方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动车辆研究领域，特别涉及一种猪场自动清粪车及清粪方法。
【背景技术】
[0002 ]随着国内对猪只需求的增加，养殖户对猪畜进行大规模养殖的情况越来越普遍。其中，为了使猪舍环境保持清洁，减少猪只疾病的发生，清粪是养猪过程中必不可少的工作步骤。目前，对于一般规模的猪舍，主要是通过人工定期清理的方式清除猪粪，这种方法需要不断用水冲刷，不仅严重浪费水资源，而且需要大量的人力和物力，效率低下。
[0003]对于规模较大的猪舍，已有采用机械或器械清理猪粪的相关研究，例如专利号为201320111114.4、201420243124.8的专利提供了这方面的解决方案，上述方案的出发点是通过将现有猪舍地板改造成漏粪地板并悬空，在地板下铺设刮除装置和输送带，使得产生的猪粪掉入刮粪装置和传粪装置，对猪粪实现机械或者器械清理，完成清粪工作。该方案虽然会大大降低工作人员的劳动强度，实现机械化清理猪粪，但是仍存在以下缺陷:(I)需要对现有猪舍进行全面改造，成本高。对于一般的猪舍或者养殖户而言，难以推广使用。(2)遇上猪舍搬迀的情况，装置迀移难度大，可移动性低。(3)机械传动装置造成的噪声巨大，会对猪畜的养殖造成干扰。(4)该器械要求工作人员具有一定的技术知识水平进行维护和检修，增加了推广难度。
[0004]因此，研究一种简单方便、易于推广、效率高、噪声干扰低的清理猪粪的装置和方法，具有重要应用价值。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种猪场自动清粪车，该清粪车无需人工驾驶，能够在猪舍中灵活的移动和转向，在清粪过程中能够避免对猪只造成噪声干扰，提高清粪效率，具有结构简单、使用方便、二次清扫等优点。
[0006]本发明的另一个目的在于提供一种基于上述猪场自动清粪车的清粪方法，该方法操作方便，能够在清粪过程中对猪只进行驱赶和避让，同时控制清粪车在猪舍中灵活的移动和转向。
[0007]本发明的目的通过以下的技术方案实现:一种猪场自动清粪车，包括车体、主控制器和若干个车轮，其中两个车轮均分别由一个驱动电机驱动，所有驱动电机均分别与用于控制车轮驱动和差速转弯的主控制器相连;所述清粪车还包括清粪铲、活动板和若干个电动推杆，所述活动板与车体底板连接，活动板相对于车体底板可在水平方向转动，活动板一端与清粪铲铰接;所述电动推杆与清粪铲两端连接，电动推杆在主控制器驱动下驱动清粪铲左右上下摆动。本发明清粪车由电机驱动，可以进行灵活移动和转向，同时通过活动板和清粪铲的连接结构，可以实现自动清粪，具有效率高的优点。
[0008]优选的，所述驱动电机采用直流电机，其与蜗轮蜗杆减速器相连，二者的输出轴成90度或O度。蜗轮蜗杆减速器具有自锁功能，采用这种电机具有控制精确的优点。
[0009]更进一步的，所述清粪车包括右车轮、左车轮和从动万向轮，其中右车轮由右车轮驱动电机通过右减速器后进行驱动，左车轮由左车轮驱动电机通过左减速器后进行驱动，所述右减速器、右车轮驱动电机、左减速器、左车轮驱动电机均固定在车体底板上。
[0010]优选的，所述活动板与车体底板通过一套筒结构连接，所述套筒结构由一个刚性轴和两个卡环构成，在活动板和底板对应位置设有安装孔，刚性轴安装在上述安装孔内；刚性轴上设有两个槽，卡环安装在槽内。通过采用刚性轴连接，可以实现活动板相对于底板的转动，采用卡环，可以限制刚性轴的垂直窜动。
[0011]优选的，所述活动板与清粪铲通过铰链相连。从而清粪铲可以在电动推杆的作用下，做相对于活动板的翻转动作。
[0012]优选的，所述电动推杆与清粪铲通过一球棍结构相连，清粪铲内设有球形槽，所述球棍结构包括球棍轴、球棍球和锁环，球棍轴固定在电动推杆前端，直径比电动推杆的直径小，球棍球固定在球棍轴的另一端，其直径比电动推杆的小，比球棍轴的大;球棍球放置在球形槽内，锁环设置于球棍球和球形槽连接处以防止球棍球脱离球形槽。通过球棍球和球形槽的配合可以实现清粪铲在水平方向的自由度。
[0013]优选的，所述车体底部还设有一刮板，刮板与车体底板铰接，且在刮板一侧和车体底板之间设有一联动弹簧，所述联动弹簧施加刮板与地面的预压力，用以使刮板与地面接触;所述刮板另一侧和清粪铲之间通过连接弹簧进行连接。通过设置该刮板，可以在清粪铲进行清扫后，再次进行清扫，清理更彻底。
[0014]优选的，所述清粪车车体周边还设有若干个用于感知障碍物的超声波传感器，所述超声波传感器分别与主控制器相连。采用这种结构，主控制器可以根据超声波传感器感知的信息，判断当前是否需要转向。
[0015]更进一步的，所述清粪车车体四周每个方向上均安装若干个超声波传感器，超声波传感器与主控制器之间采用I2C通信方式，主控制器与小车主体之间的通信方式是CAN总线。采用上述结构，可以尽量减小以至消除盲区，并且保证数据传输的实时性。
[0016]优选的，所述清粪车车体设置有防尘防水罩。从而可以保证电机、控制器等器件的正常工作，延长使用寿命。
[0017]更进一步的，所述清粪车还包括一避碰触装置，该避碰触装置包括转盘、弹性锤、弹性凸起物、防护套和转盘驱动电机，所述转盘驱动电机设置在防尘防水罩内部，所述转盘设置在防尘防水罩的上方，转盘驱动电机驱动转盘旋转;所述转盘上表面均布有弹性凸起物，周向均布有弹性锤，弹性锤的一端包裹有防护套。当清粪车工作时，转盘以一定转速绕清粪车垂直中心轴转动，弹性凸起物用于防止清粪车被猪只踩踏，弹性锤用于驱赶猪只远离清粪车，防止猪只靠近。采用这种结构可以减少猪只对清理猪粪过程的干扰。
[0018]一种基于上述猪场自动清奠车的清奠方法，包括步骤:
[0019](D清粪车中主控制器接收控制信号；
[0020](2)主控制器根据控制信号对各个驱动电机的转速和转向进行调节，驱动电机行进;在行进过程中，主控制器根据控制信号驱动电动推杆动作，进而驱动清粪铲左右上下摆动，实现清扫。
[0021]优选的，所述清粪车车体周边还设有若干个用于感知障碍物的超声波传感器，在行进过程中，超声波传感器实时感应周围障碍物的位置，并将位置信号发送到主控制器，主控制器根据上述位置信号控制驱动电机完成转向。
[0022]优选的，所述清粪车包括右车轮、左车轮，右车轮由右车轮驱动电机通过右减速器后进行驱动，左车轮由左车轮驱动电机通过左减速器后进行驱动；主控制器进行转向调节的步骤是:若左车轮驱动电机转速大于右车轮驱动电机的转速，或者左车轮驱动电机正转，右车轮驱动电机反转，则清粪车右转;反之，若右车轮驱动电机转速大于左车轮驱动电机的转速，或者右车轮驱动电机正传，左车轮驱动电机反转，则清粪车左转。
[0023]本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0024]1、本发明结合猪舍的工作环境特点，采用自动控制的方式对清粪车的行进、转向进行控制，可在小空间内灵活转向，不需要人工驾驶。同时通过自动控制方式控制清粪铲进行上下左右的摆动，完成清粪，实现了自动化。
[0025]2、本发明结合猪舍的环境条件，在清粪车车体顶部采用防尘防水罩，从而能够在潮湿、脏乱的环境内稳定工作，减少故障。
[0026]3、本发明还包括一避碰触装置，当清粪车工作时，避碰触装置中的转盘转动，弹性凸起物可以预防清粪车被猪只踩踏，弹性锤可以防止猪只靠近，并驱赶猪只远离清粪车。采用这种结构可以减少猪只对清理猪粪过程的干扰。
[0027]3、本发明所述清粪车周边均布有超声波传感器，能够对障碍物实现避让，提高清粪效率。
【附图说明】
[0028]图1是实施例1所述装置的外观示意图；
[0029]图2是实施例1所述装置的后视图；
[0030]图3是实施例1所述装置中防尘防水罩内的俯视结构示意图；
[0031 ]图4是实施例1所述装置中车体底部结构示意图；
[0032]图5是实施例1所述装置中清粪铲与电动推杆之间的连接关系示意图；
[0033]图6是实施例1所述装置中超声波传感器的配置位置示意图；
[0034]图7是实施例1所述装置中球棍结构的示意图；
[0035]图8是实施例1所述装置中套筒结构的分解结构示意图；
[0036]图9是实施例1所述装置中套筒结构的组合结构示意图；
[0037]其中:I一防护套;2—弹性锤;3—弹性凸起物;4一转盘;5—右车轮;6—防尘防水罩;7—左车轮;8—右弹黃;9 一右电动推杆;10 一转盘驱动电机;11 一左电动推杆;12—左弹黃；13 一左车轮驱动电机；14 一左减速器；15 一右车轮驱动电机；16 一右减速器；17 一清奚I产；18一活动板；19一从动万向轮；20—刮板；21—联动弹黃；22一底板；23一套筒结构；2301—刚性轴；2302—卡环；24—铰链;25—超声波传感器；26—球棍结构；2601 —球棍轴；2602—球棍球;27—右锁环;28—左锁环。
【具体实施方式】
[0038]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0039]实施例1
[0040]如图1、2、3、4和5所示，本实施例给出了一种具体的猪场自动清粪车，其包括车轮、车体、主控制器、右电动推杆9、左电动推杆11和电池，主控制器和电池均设置于车体底板22上。
[0041 ]本实施例