一种智能牧场饲养驱赶机器人的制作方法

文档序号:15793889发布日期:2018-11-02 20:39阅读:538来源:国知局

本实用新型涉及智能机器人领域,尤其涉及到一种适用于牧场饲料推送、牛群驱赶的智能机器人。



背景技术:

目前,在许多的牧场中由于撒料车在撒料过程中并不能保证其所投放的饲料都靠近围栏,部分饲料距离牛栏较远,牛触及不到以致于影响其正常进食,传统牧场中均是通过人工将饲料推近围栏,这样一来就必然会提高了人工成本,降低了牛饲喂的效率,而且由于人工操作的局限性,不能保证给牛群补充食物的及时性,对奶牛的产量造成负面的影响。

在一些特殊环境中还需要对牛群进行换栏或放牧,在人工作业时,置身牛群有一定的危险性,而且不容易保证牛群的有序活动,不能及时发现并应对突发状况。

在奶牛场中,奶牛每天需要出栏到挤奶室挤奶,奶牛需要沿着牛场中既定狭窄的围栏路线按顺序行进,部分奶牛很多时候会在围栏里停滞不前,导致其身后的奶牛也无法前进,从而影响挤奶过程的流畅性,此时就需要工作人员去刺激停滞不前的奶牛,使其继续前进,同样提高了人工成本和人身潜在危险。

申请号为2017207138774的申请中,公开了一种推草机器人,其利用移动时推送板对草料实现推动,只能实现横向的推进,推草效果不好,连续性较差,并且功能较为单一,不能代替人工进行换栏和放牧。



技术实现要素:

本实用新型针对上述问题,提供一种智能牧场饲养驱赶机器人,可以代替人工操作推送饲料,有效地确保牛群可以在任何时候都能获得食物,提高奶牛的饲喂效率。同时还可以代替人工进行简单的放牧,降低放牧、换栏等过程的复杂程度。而且在发生突发状况时就能触发报警装置,及时发出信号,保证操作过程的安全性、流畅性。

本实用新型是通过如下技术方案实现的,提供一种智能牧场饲养驱赶机器人,包括行走装置,以及安装于所述行走装置上且由驱动装置Ⅰ驱动旋转的旋转机壳,所述旋转机壳顶部设有由所述驱动装置Ⅰ驱动旋转的顶盖,所述顶盖上设有牲畜检测装置,以及与所述牲畜检测装置电连接的驱赶装置,所述行走装置、驱动装置Ⅰ、牲畜检测装置和驱赶装置均电性连接总控制器。

本方案利用行走装置的移动将草料推向栅栏,同时利用旋转机壳的转动使草料随之向栅栏靠近,可以实现沿纵向的推料,保证了草料推进的连续性,通过牲畜检测装置检测牲畜状态,总控制器通过接受的牲畜状态信号,给行走装置发送信号,当机器人移动至目标牲畜附近时,驱赶装置动作,使停滞的牲畜前移,确保生产的连续性;并且通过一套驱动同时带动旋转机壳和顶盖转动,节省了成本。

作为优化,所述驱赶装置包括安装在所述顶盖上的基座、带动所述基座水平转动的驱动装置Ⅱ,以及通过横轴Ⅰ与所述基座铰接的机械臂,所述机械臂上还通过横轴Ⅱ铰接有低压电棍,所述横轴Ⅰ的一端连接有与基座固接的伺服电机Ⅰ,所述横轴Ⅱ的一端连接有与所述机械臂固接的伺服电机Ⅲ。本优化方案中的基座既能随顶盖的转动而转动,也能够由驱动装置Ⅱ带动旋转,以达到驱赶牲畜的最佳角度,通过伺服电机Ⅰ带动机械臂转动,通过伺服电机Ⅲ带动低压电棍转动,以便更好地刺激牲畜,在不用时能够收进基座内,有利于减小机器人体积,保证安全性。

作为优化,所述驱动装置Ⅱ包括两个与顶盖轴接且通过皮带连接的带轮,其中一个带轮连接与顶盖固接的伺服电机Ⅱ,另一个带轮上固接所述基座。本优化方案的驱动装置Ⅱ通过带传动带动基座转动,结构简单,同时方便通过带传动进行变速,适应不同的使用要求。

作为优化,所述牲畜检测装置包括固定在所述顶盖上表面的舵机,以及由所述舵机驱动的ZED双目摄像头。利用ZED双目摄像头5识别奶牛停滞信息,并将信息传给总控制器,总控制器根据接收的信息给行走装置和驱赶装置发出相应指令。

作为优化,所述顶盖上还设有与总控制器电性连接的超声波传感器和报警器。利用超声波传感器的检测信号,控制行走装置行走路线,使该机器人按照设定的路线行进;通过设置报警器,在出现突发状况时可以及时发出警报,使工作人员在可以第一时间接收信息并做出有效应对。

作为优化,所述行走装置包括机架和安装在所述机架上、且呈三角形排布的一个万向轮和两个驱动轮,两个所述驱动轮分别连接与总控制电连接的伺服电机,所述机架底部还固设有底板,所述底板上开设有所述万向轮和驱动轮穿过的通孔,底板的外沿与旋转机壳的下端对应。通过本优化方案的设置,可以实现机架的直线行走,也可以通过改变两伺服电机的转速实现转弯,满足实际需要,底板的设置,可以防止草料进入旋转机壳内部。

作为优化,所述驱动装置Ⅰ包括安装在所述行走装置上的伺服电机Ⅳ,以及与所述伺服电机Ⅳ的输出轴固接的旋转连杆,所述旋转连杆与所述旋转机壳可拆卸的固接,所述伺服电机Ⅳ的输出轴顶端固接有与所述顶盖固接的连接套筒。本优化方案的驱动装置Ⅰ结构简单,方便拆卸和检修。

作为优化,所述旋转连杆包括与伺服电机Ⅳ的输出轴通过键连接的轴套,以及与所述轴套固接且沿轴套周向均匀分布的支撑杆,所述支撑杆通过螺栓与旋转机壳固接。本优化方案的旋转连杆结构简单,制造成本低,方便安装和拆卸。

本实用新型的有益效果为:在前进过程中依靠自身的旋转推动草料堆,能够满足绝大多数牧场的工作要求;有效地克服了人工劳动成本高、牛群饲喂不及时等问题,提高了牧场的生产效益;在机器人顶端装有机械臂,可实现放牧功能,降低了劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图;

图2为本实用新型的内部结构示意图;

图3为本实用新型的下部结构示意图;

图4为本实用新型的上部结构示意图;

图5为本实用新型的机械臂结构示意图;

图6为本实用新型的充电台结构示意图;

图7为本实用新型的机械臂侧面伸开结构示意图;

图中所示:

1、防撞圈,2、旋转机壳,3、推料板,4、第一充电电极,5、ZED双目摄像头,6、报警器,7、启动开关,8、伺服电机Ⅰ, 9、超声波传感器,10、低压电棍,11、伺服电机Ⅲ,12、顶盖,13、控制箱,14、万向轮,15、伺服电机,16、驱动轮,17、测距定位系统,18、机架,19、连接套筒,20、伺服电机Ⅳ,21、旋转连杆,22、蓄电池,23、底板,24、带轮,25、机械臂,26、基座,27、第二充电电极,28、充电台。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,对本方案进行阐述。

如图1所示一种智能牧场饲养驱赶机器人,包括行走装置,以及安装于所述行走装置上且由驱动装置Ⅰ驱动旋转的旋转机壳2,旋转机壳2为上大下小的圆台状,旋转机壳2的外侧固设有推料板3,所述旋转机壳2顶部设有由所述驱动装置Ⅰ驱动旋转的顶盖12,所述顶盖12上设有牲畜检测装置,以及与所述牲畜检测装置电连接的驱赶装置,所述行走装置、驱动装置Ⅰ、牲畜检测装置和驱赶装置均电性连接总控制器。

行走装置包括机架18和安装在所述机架18上、且呈三角形排布的一个万向轮14和两个驱动轮16,两个所述驱动轮16分别连接与总控制电连接的伺服电机15,所述机架底部还固设有底板23,所述底板23上开设有所述万向轮14和驱动轮16穿过的通孔,底板的外沿与旋转机壳的下端对应。

机架上还设置有机器人的启动开关7、与本机器人中电器件连接的蓄电池22、盛放总控制器的控制箱13,以及与所述总控制器电连接的测距定位系统17。控制箱为金属盒,总控制器和相应的控制器件全部装在金属盒体内,令其使用更加可靠,寿命更加长久。在蓄电池处设有第一充电电极4,可通过ZED双目摄像头自动识别充电台28上的第二充电电极27,第一充电电极4与第二充电电极27结合后,实现自动充电。

驱动装置Ⅰ包括安装在机架18上的伺服电机Ⅳ20,以及与所述伺服电机Ⅳ20的输出轴固接的旋转连杆21,所述旋转连杆21与所述旋转机壳2可拆卸的固接,所述伺服电机Ⅳ的输出轴顶端固接有与所述顶盖固接的连接套筒19。所述旋转连杆21包括与伺服电机Ⅳ的输出轴通过键连接的轴套,以及与所述轴套固接且沿轴套周向均匀分布的支撑杆,所述支撑杆通过螺栓与旋转机壳固接。

牲畜检测装置包括固定在所述顶盖上表面的舵机,以及由所述舵机驱动的ZED双目摄像头5,顶盖上还设有与总控制器电性连接的超声波传感器9和报警器6。总控制器根据接收的超声波传感器9与ZED双目摄像头5所测的数据控制两个伺服电机15的运行,使机器人在运行过程中,始终与围栏保持既定的安全运动距离。

驱赶装置包括安装在所述顶盖12上的基座26、带动所述基座26水平转动的驱动装置Ⅱ,以及通过横轴Ⅰ与所述基座铰接的机械臂25,所述机械臂25上还通过横轴Ⅱ铰接有低压电棍10,低压电棍10与横轴Ⅱ垂直固接。所述横轴Ⅰ的一端连接有与基座26固接的伺服电机Ⅰ8,所述横轴Ⅱ的一端连接有与所述机械臂25固接的伺服电机Ⅲ11,通过伺服电机Ⅰ带动机械臂转动,通过伺服电机Ⅲ带动低压电棍转动。

驱动装置Ⅱ包括两个与顶盖12轴接且通过皮带连接的带轮24,其中一个带轮连接与顶盖固接的伺服电机Ⅱ,另一个带轮上固接所述基座26。

在顶盖外圈通过绝缘支杆安装有防撞圈1,防撞圈1可以有效保证设备与障碍物相撞时能够及时调整速度以及行进方向,防止发生侧翻等事故。

机器人的工作过程中,在控制器的控制下,两个伺服电机分别对两个驱动轮16实现驱动,在超声波传感器、ZED双目摄像头的辅助下,可以更加精确的按照原有设定的路线沿着牧场围栏行驶;旋转外壳在旋转的过程中将饲料推向围栏。

在奶牛出圈准备进行挤奶时,本机器人可以代替人工驱赶奶牛进入挤奶室,当有奶牛停滞在奶牛专用通道时,机器人通过ZED双目摄像头识别奶牛停滞信息后,通过伺服电机Ⅰ和伺服电机Ⅲ配合驱动机械臂,将低压电棍10调整到奶牛臀部,刺激停滞不前的奶牛,使其继续前行,在奶牛换圈时可实现相同的驱赶功能,在不用时能够收进基座内,有利于减小机器人体积。

若在驱赶过程中有奶牛跑出牛圈,总控制器根据ZED双目摄像头的识别信息,触发报警器进行报警,提示工作人员将奶牛赶回牛圈。

当然,上述说明也并不仅限于上述举例,本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述;以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制,参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨,也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

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