滚筒式投食装置及定量投食方法与流程

本发明属于自动化设备技术领域，涉及一种可用于宠物管理的自动化装置(机器人)中的定量投食技术，具体涉及一种滚筒式投食装置以及基于该装置的定量投食方法。

背景技术：

喂养猫、狗等宠物正在被越来越多的人尤其是都市人所接受，不少宠物甚至被作为家庭新成员之一享有特殊对待。但是，宠物喂养者也经常因为工作、出差、旅游、探亲等各种活动，使宠物在此期间的喂养、陪玩等必要事务难以完成，矛盾突出。

自动化技术的发展使得饲料等食物的自动投放已经实现，借助于互联网及移动物联网技术，能够实现对所述自动化设备的远程控制，在一定程度上实现了通过远程遥控或程控的方式对宠物进行照料。

但是，现有的宠物喂养自动投食设备在投食结构上还存在以下问题：1、装置的控制方式通常通过电控阀门对开启角度和/或开启时间进行控制，以实现对食物投递量的调整控制，这种装置对于食物的投递量无法控制或者控制不精确；2、装置下料的原理通常是电控阀门开启时，食料在自身重力作用下从出料口滑落，但是用于宠物的食料通常是规则或不规则的固体颗粒料，很容易在出料口形成堵塞，而且会在储料容器内堆积，不能有效下落。

同样的问题不光出现在宠物的自动喂养中，也出现在其他包括鱼类、家禽等的规模饲养控制中。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种滚筒式的投食装置以及基于该装置的定量投食方法，以解决现有的宠物喂养以及鱼类、家禽等批量饲养设备中所需求的固体颗粒食料定量投放控制问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：滚筒式投食装置，包括基座，其特征在于，所述投食装置还包括储料容器和投食控制组件，所述储料容器和投食控制组件设置于所述基座上；所述储料容器包含第一出料口，所述投食控制组件包含第二出料口，所述第一出料口和第二出料口具有相对滑动的自由度；所述第一出料口和第二出料口可在一驱动装置驱动下周期性相互遮挡或对齐。

优选方案，所述装置包括驱动单元，所述驱动单元与储料容器和/或投食控制组件相连接，用于为第一出料口和/或第二出料口在所述自由度内运动提供动力。

优选方案，所述装置包括投食控制单元，所述投食控制单元与所述驱动单元相连接，用于控制所述驱动单元的动力输出模式。

优选方案，所述储料容器为轴线水平的滚筒，所述第一出料口设置于所述滚筒的侧壁。

优选方案，所述驱动单元与所述滚筒相连接，用于驱动滚筒做旋转运动，所述投食控制组件与基座相对固定连接。

优选方案，所述第一出料口包括设置于滚筒侧壁的多个出料口。

优选方案，所述投食控制单元包括控制模式，所述控制模式包括用于控制投食控制组件绕自身滚筒轴线旋转运动和/或旋转摆动的驱动程序。

优选方案，所述驱动程序包括参数调节子程序，子程序可调节参数包括驱动滚筒旋转和/或摆动的频率。

优选方案，所述第二出料口的竖直方向下方设置有计量托盘，所述计量托盘用于对掉落自第二出料口的食料进行称重计量。

优选方案，所述装置包括传动组件及传统控制单元，所述传动组件安装于基座，并与所述计量托盘相连接，可对所述计量托盘进行空间位置传送；传动控制单元接收所述计量托盘的计量信息，并根据所述计量信息及判断条件对所述传动组件进行控制。

滚筒式投食装置的定量投食方法，其特征在于，包括单周期投食重量△m的确定方法：其中ρ为食料的密度，d为食料的直径，D为第一出料口和第二出料口的宽度，L为第一出料口和第二出料口的长度，f＝1/Vr为第一出料口与第二出料口周期性正对的频率，g为重力加速度，k为修正系数。

优选方案，所述单周期投食重量的调整方法为，调整所述出料口的宽度D，和/或出料口的长度L，和/或频率f。

优选方案，修正系数k不小于9且不大于15。

优选方案，单次投食量M＝N*△m，其中N为整数，当M确定时，通过调整所述出料口的宽度D、和/或出料口的长度L、和/或频率f，使N为整数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：对于背景技术中固体颗粒物食料投放量控制难度大以及容易出现卡滞的问题。本发明的滚筒式投食装置一方面通过储料容器的运动实现对固体颗粒物料的翻滚震动解决了卡滞问题，另一方面，通过一定频率的开启和关闭出料口，实现了对物料出料量的精确控制。优选方案中增加的出料计量以及传送装置增加了装置的实用性，同时进一步对出料量进行校准，还可被应用于设备故障的判断。

附图说明

图1所示为本发明的滚筒式投食装置优选实施例1结构示意图；

图2所示为本发明的滚筒式投食装置优选实施例1的剖视结构图示；

图3所示为本发明的滚筒式投食装置优选实施例2结构示意图；

图4所示为本发明的滚筒式投食装置优选实施例3结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2、图3及图4：

本实施例的滚筒式投食装置，包括基座1，所述投食装置还包括储料容器3和投食控制组件2，所述储料容器和投食控制组件设置于所述基座上；所述储料容器包含第一出料口5，所述投食控制组件包含第二出料口4，所述第一出料口5和第二出料口4具有相对滑动的自由度；所述第一出料口和第二出料口可在一驱动装置驱动下周期性相互遮挡或对齐。

参照图1及图2所示的结构，储料容器被设置为一个平放的圆筒，投食控制组件被设置为与储料容器同心且套接在储料容器外壁的大圆筒，第一出料口和第二出料口设置于两个圆筒的侧壁，大小一致。当两个出料口对齐时，固体颗粒物料6可以通过第一出料口和第二出料口形成的通道往下坠落。当两个出料口通过圆筒的相对旋转形成互相遮挡的状态时，物料6被封闭于储料容器内。

图1、图3及图4分别示出了三种不同的结构，三者的主要特点分别是：图1中投食控制组件2设计为完整的圆筒状，套接在储料容器1的外侧，这种结构简单稳定，投食控制组件与基座1相对固定，通过使储料容器相对于投食控制组件旋转实现投食，其优点包括储料容器旋转的同时带动了食料的翻滚振动，避免了物料自由下落时在出料口造成堵塞及储料速度不均匀的问题；图3中实施例与图1中的实施例相比，投食控制组件21截面为圆弧，储料容器与图1所述的实施例一致，且与基座保持固定连接，通过控制投食控制组件21绕储料容器的中轴线旋转或摆动实现出料的控制及定量，这种控制方面的弊端是食料在储料容器中没有振动搅拌，堵塞的问题没得到解决，但是其控制简单，成本更低，对于不易堵塞的食料投放更适用；作为图3所示方案的优选方案，可以将投食控制组件21设置于储料容器内部，这样就兼顾了搅拌和下料控制；图4实施例与图3实施例的不同在于储料容器和投食控制组件的绝对运动方式不同，但二者的相对运动方式均匹配本发明的设计原理。

优选实施例方案，所述装置包括驱动单元，所述驱动单元91与储料容器和/或投食控制组件相连接，用于为第一出料口和/或第二出料口在所述自由度内运动提供动力。

优选实施例方案，所述装置包括投食控制单元，所述投食控制单元与所述驱动单元相连接，用于控制所述驱动单元的动力输出模式。控制动力输出模式包括控制第一出料口和第二出料口相对运动的周期长短以及周期内的运动曲线(运动模式)，以实现对储料方式的控制。

优选实施例方案，所述储料容器为轴线水平的滚筒，所述第一出料口设置于所述滚筒的侧壁。

优选实施例方案，所述驱动单元与所述滚筒相连接，用于驱动滚筒做旋转运动，所述投食控制组件与基座相对固定连接。

优选实施例方案，所述第一出料口包括设置于滚筒侧壁的多个出料口。多个出料口可以均匀设置在储料容器(滚筒)的侧壁上，出料口可设置大小可调节的结构，如设置在出料口边缘的滑门可以调节出料口的实际大小，进而可以根据食料的性质进行出料口的大小调节。调节结构还包括锁紧结构，锁紧结构用于将调整后的出料口尺寸锁定。

优选实施例方案，所述投食控制单元包括控制模式，所述控制模式包括用于控制投食控制组件绕自身滚筒轴线旋转运动和/或旋转摆动的驱动程序。

优选实施例方案，所述驱动程序包括参数调节子程序，子程序可调节参数包括驱动滚筒旋转和/或摆动的频率。

优选实施例方案，所述第二出料口的竖直方向下方设置有计量托盘，所述计量托盘用于对掉落自第二出料口的食料进行称重计量。其计量功能的实现可通过托盘7下方设置的计量称8实现。

优选实施例方案，所述装置包括传动组件92及传统控制单元，所述传动组件安装于基座，并与所述计量托盘相连接，可对所述计量托盘进行空间位置传送；传动控制单元接收所述计量托盘的计量信息，并根据所述计量信息及判断条件对所述传动组件进行控制。

滚筒式投食装置的定量投食方法，包括单周期投食重量△m的确定方法：其中ρ为食料的密度，d为食料的直径，D为第一出料口和第二出料口的宽度，L为第一出料口和第二出料口的长度，f＝1/Vr为第一出料口与第二出料口周期性正对的频率，g为重力加速度，k为修正系数。修正系数设置有调节端口，可供用户自行设置调节。

优选实施例方案，所述单周期投食重量的调整方法为，调整所述出料口的宽度D，和/或出料口的长度L，和/或频率f。

优选实施例方案，修正系数k不小于9且不大于15。

优选实施例方案，单次投食量M＝N*△m，其中N为整数，当M确定时，通过调整所述出料口的宽度D、和/或出料口的长度L、和/或频率f，使N为整数。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。