一种宠物自动投食器及其控制方法与流程

本发明涉及一种动物食物投放装置及其控制方法，特别是涉及一种针对家庭宠物的食物投放的自动装置。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，养宠物成为了越来越多人的爱好。养宠物既是一种爱好，很多时候也是人们一种感情的寄托，现在很多家已经视自家饲养的宠物为家庭生活中的一员了。一旦主人上班或者外出出差、旅游，就无法很好地照顾自己的宠物，按时给宠物喂食。为了让能够安心出门，人们通常或把宠物寄养在宠物店，或送朋友家照看，这样做对宠物的进食和身体情况不能直观了解。为了解决上面的问题，各种宠物自动投食器应孕而生，有了自动投食器，可以实现按时自动进行喂食(预设)，或者由主人通过远程遥控进行喂食。但现有的自动投食器也存在很多问题，例如，投食过程容易出现卡死现象，导致食物无法按时供应给宠物；或是宠物吃完上顿，一直趴着不动，还没有消耗，看到投食器中定时投放的下一顿食物，就接着吃，导致宠物积食生病；或是由于投食种类单一，无法实现精细化喂养，等等。因此，需要对现有的自动投食器进行改进，使其运行更为顺畅，更为精细化，以提高自动投食效果。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提出了一种宠物自动投食器及其控制方法，宠物自动投食器包括：投食器主体结构、投食控制模块。

主体结构包括壳体、基座以及食盘，所述壳体位于基座的上表面，所述食盘可由伸缩电机驱动从壳体上的食盘推出口推出或者收回；壳体1内部上侧设置若干个储料盒，储料盒是上宽下窄的漏斗形状，其内腔的下部设置有一个出料口；在储料盒下部出料口的斜上方设置送料驱动轮，所述送料驱动轮由送料电机驱动，沿逆时针旋转；在储料盒下方对应设置用于定量投喂食料的分配室，所述分配室的下方设置一个由伸缩电机驱动的食盘；

所述储料盒的左侧壁上设置一个扰动片，所述扰动片包括弹性元件，弹性元件的一端固定连接到储料盒的左侧的内壁上，所述扰动片的第二端以如下方式可操作地关联所述送料驱动轮的叶片：当送料驱动轮的一片叶片旋转至扰动片的第二端附近时，叶片与扰动片第二端抵接，叶片继续旋转，迫使扰动片的第二端朝向储料盒的侧壁偏转以使扰动片弯曲变形，叶片继续旋转，扰动片会被释放，弯曲的扰动片在恢复力矩作用下迅速回复，朝向储料盒的内部移动，搅动储存在其中的食料；

所述储料盒还包括邻近所述扰动片的第二端设置的防卡元件，以防止食料阻塞在送料驱动轮的已经包含有食料的供给空间与扰动片之间；所述防卡元件具有朝向储料盒的内部的斜面，以便朝向储料盒的供给通道引导食料；防卡元件还具有面对送料驱动轮的曲面，以便允许叶片的顶端行经防卡元件。

所述投食控制模块设置在壳体内部，包括通信系统以及微控制系统，通信系统提供基于互联网的远程操作，可将设置在投食器壳体内的微控制系统与宠物主人的手机内app连接；

所述通信系统还将自动投食器与宠物项圈上的计步器或体脂计连接，将宠物活动状态数据或热量消耗数据上传至微控制系统和/或宠物主人的手机app中，微控制系统可根据宠物的运动量或是消耗量主动启动投食程序，或提醒宠物主人通过app远程控制启动投食程序。

优选的，用于定量下食料的所述分配室的底部设置有重量传感器，以及放料闸门，所述放料闸门由卸料电机驱动，所述卸料电机由微控制系统控制。

优选的，所述扰动片或者至少扰动片的第二端由磁性材料构成，或者涂有磁性材料，且设置压力传感器，并在储料盒中设置电磁体，所述电磁体的通、断电时机由微控制系统控制。

优选的，将储料盒中的一个或者多个的容料腔体的厚度设置成稍小于两粒颗药品粒径的厚度，并在出料口设置光传感器。

可选的，将储料盒中的一个或者多个设置成如下结构：储料主体为长方体结构，所述长方体结构的顶部是可移除的盖板，盖板上设置具有预应力的压簧，长方体下端可容纳推送装置在其中移动，推送装置是上下两端开口的长方体结构，在推送装置后侧面板的上部固定连接一块后侧顶板，后侧顶板连接药品伸缩驱动电机，推送装置的内部空间每次只能容纳一粒保健药品颗粒。

优选的，包括设置在食盘等待投食位置下方基座上的重量传感器、设置在食盘左上方的推板以及设置在餐盘右侧的残食回收槽，推板可由推板电机驱动进行上下、左右方向的移动，清理食盘中的残食。

优选的，包括设置在食盘等待投食位置上方的喷嘴，用于在投食前向食盘喷洒少量易挥发的消毒水，以确保宠物进食的安全性。

优选的，设置恒温控制装置对储料盒进行保温和/或设置除湿装置对储料盒进行除湿的。

优选的，在壳体外侧设置摄像头、扬声器以及显示模块，摄像头、扬声器以及显示模块与微控制系统电连接。

优选的，微控制系统中具有多种投食程序，其中，根据是否定时投食，分为两种模式：常规定时模式和按需投食模式，在按需投食模式中，所述通信系统将宠物活动状态数据或热量消耗数据上传至微控制系统和/或宠物主人的手机app中，微控制系统可根据宠物的运动量或是消耗量主动启动投食程序，或提醒宠物主人通过app远程控制启动投食程序。

优选的，所述投食程序可根据投放食物的配比，分为常规单一食料模式、常规混合食料模式、以及添加药物模式三档。

上述投食程序根据如下方式设置，一方面，根据是否定时投食，分为两种模式：常规定时模式和按需投食模式。在常规定时模式中，可分别选择定上午、下午、晚上三个时间段中的某个点进行三餐定时投食；在按需投食模式中，根据宠物消耗的卡路里的多少，其中，消耗量由宠物项圈上的计步器等提供至为控制系统中的数据采集处理模块，进行估算，达到预设的消耗上限值，则由微控制系统系统自动启动或者提醒宠物主人远程启动按需投食模式。另一方面，根据投放食物的配比，分为常规单一食料模式、常规混合食料模式、以及添加药物模式三档，在上述三种模式下，均可对每个投料盒对应的分配室中可添加食料设多档不同重量，设置好后的各档位重量可存入数据库管理模块，待下次投食时直接调用，也可重新编辑，宠物主人可以根据宠物的状态选择设置/重新编辑设置：如根据宠物的大小、近几日的进食状态等；常规混合食料模式与常规单一食料模式的控制方式大致相同，不同之处在于，可在多个储料盒中分别放入口味的食料，投食时可将这些食料按比例投放或按餐轮流投放，例如：储料盒一投放15g，储料盒投放15g，或是早餐投放储料盒一30g，午餐投放出料盒30g等。在添加药物模式中，微控制系统会启动药物储料盒的电机，将鱼油、钙片、卵磷脂等保健品按预设数量投放至食盘中，与常规食料混合投喂。

本发明的有益效果集中体现在：

1、投食模式多样化，可以定时定量投喂，使宠物主人安心在外；也可按需投喂，使得投喂时机的选择更为人性化、精细化，使得宠物进食更为科学的同时，满足不同宠物主人的个性化需求。另外，投食模式中增加了混合喂食模式，使宠物能够在主人多日在外的情况下，仍能获得不同口味的食料，提高进食质量；增加了添加药品模式，无需宠物主人再单独对宠物进行药物或者保健品的喂食，保证宠物能够及时、规律地获取营养素，使得宠物更健康。

2、对储料盒的出料结构进行了改进，设置了搅动储料的扰动板，以及防止食料阻塞的防卡元件，使得出料过程更为顺畅，提高投食效率。

3、设置了清理剩余食料的推板结构，使得宠物每次进食的食料均是由储料盒中投放的新鲜食料，避免宠物进食在食盘中残剩几日的食料。同时，设置了食盘消毒装置，进一步提高宠物进食环境，保证宠物的健康进食。

附图说明

图1为宠物自动投食器整体结构示意图(食盘回收状态)；

图2为宠物自动投食器整体结构示意图(食盘推出状态)；

图3为宠物自动投食器内部结构示意图；

图4为储料盒的内部结构示意图；

图5a为驱动轮与扰动板刚抵接的示意图；

图5b为驱动轮推动扰动板弯曲变形的示意图；

图5c为驱动轮与扰动板分开的示意图；

图6分配室的结构示意图；

图7a、7b为用于投放保健药品的储料盒和分配盒的另一个结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的原理和特点作进一步详细描述，所举实例只是用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

自动投食器包括主体结构和投食控制模块。

自动投食器的主体结构包括壳体1和基座2，图1示出了食盘3回收状态的下的宠物自动投食器整体结构示意图，图2示出了食盘3推出状态(即投食状态)的下的宠物自动投食器整体结构示意图，壳体1位于基座2的上表面，食盘3盛装食料300后，可被伸缩电机31驱动，从壳体1上的食盘推出口4中推出，停留在基座2的上方，供宠物进食。

图3示出了宠物自动投食器内部结构，包括，设置在壳体内部上侧的用于存储食料的若干个储料盒，为了确保储料盒中食料的质量，可设置对储料盒进行保温的恒温控制装置和/或对储料盒进行除湿的除湿装置(图中未示出)。图中示出了3个储料盒11、12、13，也可设置多于3个或者少于3个。对应设置在储料盒下方的用于定量下食料的分配室21、22、23，分配室21、22、23的下方设置一个由伸缩电机31驱动推动的前后移动的食盘3，伸缩电机固定在食盘基座34的上表面。食盘3的左上方设置有可上下、左右移动的推板30，推板30由推板电机32、33驱动，推板电机32设置在推板电机33的伸缩杆的前端，推板电机33设置在与壳体1固定连接的支架上。食盘3下方的食盘基座34上设置多个重量传感器。当某个投食模块被启动，食盘3由推出状态回复至等待投食位置后，基座34上方的重量传感器将此时食盘3的重量数据发送至微控制系统的数据采集处理模块，数据采集处理模块将将数据与原先储存的食盘的空盘重量进行比较，判断食盘中是否存在需要清除的残食。若结果为是，数据采集处理模块将需要清除的控制指令发送至微控制系统的驱动模块，驱动推板电机32、33驱动推板30先朝食盘3向下下降至与食盘3表面接触，随后驱动推板30向右侧移动，将食盘3中的残食推至残食回收槽6中，之后推板30沿原路径返回，当推板30回复至原位(即食盘3的左上方)，微控制系统控制喷嘴5向食盘3喷洒少量易挥发的消毒水，然后等待接收食料，以确保宠物进食的安全性。消毒水可储存在设置在食盘基座34上方的一个容器中，通过软管与喷嘴5相连，以提供消毒水。

图4示出了其中一个储料盒11的内部结构示意图。储料盒11是上宽下窄的漏斗形状，其通过位于其后侧的支架连接至壳体1.储料盒11内腔的下部设置有一个出料口14；在储料盒下部出料口14的斜上方设置送料驱动轮15，该送料驱动轮15由送料电机16驱动，沿逆时针旋转。送料电机16与微控制系统电性连接，受其控制。驱动轮15上均布多个叶片100，每两个叶片之间的供给空间可容纳食料，当驱动轮15转动时，可将落入该供给空间的食料从储料盒的上部带到储料盒的出料口14处，进而从出料口14进入与其对应的分配室21。

为了使得食料可以从储料盒11中顺利落入分配器21中，在储料盒11的左侧壁上设置一个扰动片。扰动片可操作地与储料盒11关联，以搅动储存在储料盒11中的食料。在本实施例中，扰动片包括弹性元件17，弹性元件17的一端170通过固定件固定连接到储料盒的左侧的内壁上。扰动片的第二端171以如下方式可操作地关联驱动轮15的叶片100：当驱动轮15的一片叶片100旋转至扰动片的第二端171附近时，叶片100与扰动片第二端抵接，如图5a，接着，叶片100继续旋转，迫使扰动片的第二端171朝向储料盒11的侧壁偏转以使扰动片弯曲变形，如图5b，之后，叶片100继续旋转，扰动片会被释放，如图5c，此时，弯曲的扰动片在恢复力矩作用下迅速回复，朝向储料盒的内部移动，并轻微冲击储存在其中的食料，避免食料堆积堵塞。

优选的，扰动片或者至少扰动片的第二端171由磁性材料构成，或者涂有磁性材料，且设置压力传感器，并在储料盒中设置电磁体，当叶片抵接第二端171时，压力传感器将压力变化数据上传至微控制系统的数据采集处理模块，从而控制对电磁体通电时，电磁体产生的磁场引起扰动片的第二端朝向储料盒的壁偏转，以使扰动片弯曲变形。当叶片离开第二段171时，微控制系统切断电磁体的电流，释放扰动片的第二端，允许弯曲变形的的扰动片在恢复力矩作用下朝向储料盒的内部移动。

优选的，储料盒还包括位于驱动轮15上方并邻近扰动片的防卡元件18，以防止食料阻塞在驱动轮的已经包含食料的供给空间与扰动片之间。防卡元件18具有朝向储料盒的内部的斜面181，以便朝向储料盒的供给通道引导食料。防卡元件还具有对着驱动轮的曲面182，以便允许叶片的顶端行经防卡元件，并进一步避免过多食料同时挤入驱动轮的叶片之间的供给空间，导致驱动轮旋转至某一位置出现卡死。

图6示出了分配室21的结构示意图，在分配室21的底部设置有重量传感器22，重量传感器22可将检测到的食料重量实时连续反馈至微控制系统，当分配室的食料重量达到预选重量时，微控制系统先控制送料电机16停止转动，进而使送料驱动轮15停止转动。接着，微控制系统会判断食盘是否已准备好，包括是否清理好上顿剩食以及是否完成消毒。若已经准备好，则控制卸料电机23旋转，控制放料闸门24打开，使定量食料落入分配室21下方的食盘3中。

上述送料电机15、卸料电机23均设置在储物盒、分配室的后侧的支架上。

优选的，当其中的某一个或几个储料盒装的是药物或者保健药品时，由于每次投放的保健药品数量较少，为了更为精确控制投放量，可将储料盒的容料腔体的厚度设置得小一些，最好是设置成稍小于两粒颗药品粒径的厚度，并在出料口设置光传感器，例如，红外线传感器，从而精确确定药品从储料盒进入分配室的数量。光传感器将检测结果反馈至微控制系统，从而控制驱动轮的动作，直至通过出料口的食料数量达到预设的数目。另外，如果在驱动轮旋转期间，如果传感器识别的连续空闲的供给空间的数量超出预定数量，则微控制系统确定该储料盒为空。优选地，在驱动轮的旋转期间，如果传感器识别多于六个连续空闲的供给空间转过分配室的入口，则微控制系统确定储料盒为空。一旦储料盒为空，微控制系统发出提示信息，提示用户补充药品。

也可采用其他结构对保健药品进行储存、投放，如图7a、7b所示，可将保健药品的储存、定量投放结构设置成如下结构：长方体结构7，其内容量使得保健药品300以单列的形式存储，长方体结构7的顶部是可移除的盖板71，盖板71上设置具有预应力的压簧72，长方体下端具有前后贯通的开口，以容纳推送装置73，推送装置73是上、下两端开口的长方体结构，待投食状态下，见图7a上端开口与长方体结构的贯通开口连通，以接收从长方体结构中落入的药品，下端开口用于投放药品；在推送装置73后侧面板的上部固定连接一块后侧顶板74，后侧顶板74连接药品伸缩驱动电机，推送装置73的内部空间每次只能容纳一粒保健药品颗粒。当微控制系统接收到投放药品的指令，药品伸缩驱动电机推动后侧顶板74向前移动，进而向前推动推送装置73至投放位置，此时，一粒药品依靠自身重力，从推送装置下端开口落入食盘中，见图7b，而后侧顶板74此时正好封闭长方体结构7的贯通开口的上顶面，使其中的药品不能继续落下，之后，伸缩驱动电机将后侧顶板74拉回，推送装置恢复至起始位置，此时，位于长方体结构7最下端的一粒药品在重力和弹簧的压力的作用下，填充至推送装置73中，等待下一次投放程序。

宠物的食盘3设置在壳体内部的下端，食盘的后侧设置有伸缩电机31，由微控制系统控制，使食盘可以具有宠物进食的伸出状态以及准备粮食的回收状态。图7示出了食盘3的具体结构图，食盘采用具三个边框，一边无遮挡的方形结构，以便于推板将剩下的食料从无遮挡的一边推出。

接下来，介绍投食控制模块。投食控制模块包括通信系统以及微控制系统。

通信系统提供基于互联网的远程操作，可将设置在投食器壳体外侧前端设置有摄像头81和扬声器82与宠物主人的手机内app连接，宠物主人可以通过手机内下载的app与其连接，从而看到宠物的进食状态，或者召唤宠物进食。

通信系统还将自动投食器与宠物项圈上的计步器或是体脂计连接，将宠物活动状态数据，热量消耗数据上传至微控制系统和/或宠物主人的手机中。微控制系统可根据宠物的运动量或是消耗量主动启动相应的投食程序，或是提示宠物主人远程启动手动投食程序。从而使得投食时机更为人性化。

微控制系统包括驱动程序模块、数据采集处理模块、数据库管理模块、自动控制模块、手动控制模块、语音控制模块、显示模块。驱动程序模块是投食器中各个驱动电机和微控制系统之间的桥梁，使得各个驱动电机，包括送料电机、卸料电机、伸缩电机以及驱动推板电机等可以被程序所调用。数据采集处理模块负责接收、处理来自各个终端数据，包括电机数据、传感器数据以及远程操作数据，并发送出控制指令。自动控制模块可根据接收到的数据激活预先设置的某个定时、定量的投食程序，进行自动控制投食。语音控制负责投食器的语音控制。数据库管理模块负责数据的存储、提供查询、增加、删除、修改的服务。显示模块优选为设置在宠物自动投食器前侧的触摸屏83，显示模块与微控制系统的其他模块连接。

下面，将详细介绍本发明的储存在微控制系统的数据库管理模块中的投食程序。投食程序具有多种可选择模式，一方面，根据是否定时投食，分为两种模式：常规定时模式和按需投食模式。在常规定时模式中，可分别选择定上午、下午、晚上三个时间段中的某个点进行三餐定时投食；在按需投食模式中，根据宠物消耗的卡路里的多少，其中，消耗量由宠物项圈上的计步器等提供至为控制系统中的数据采集处理模块，进行估算，达到预设的消耗上限值，则由微控制系统系统自动启动或者提醒宠物主人远程启动按需投食模式。另一方面，根据投放食物的配比，分为常规单一食料模式、常规混合食料模式、以及添加药物模式三档，在上述三种模式下，均可对每个投料盒对应的分配室中可添加食料设多档不同重量，设置好后的各档位重量可存入数据库管理模块，待下次投食时直接调用，也可重新编辑，宠物主人可以根据宠物的状态选择设置/重新编辑设置：如根据宠物的大小、近几日的进食状态等；常规混合食料模式与常规单一食料模式的控制方式大致相同，不同之处在于，可在多个储料盒中分别放入口味的食料，投食时可将这些食料按比例投放或按餐轮流投放，例如：储料盒一投放15g，储料盒投放15g，或是早餐投放储料盒一30g，午餐投放出料盒30g等。在添加药物模式中，微控制系统会启动药物储料盒的电机，将鱼油、钙片、卵磷脂等保健品按预设数量投放至食盘中，与常规食料混合投喂。

以上虽然参考了示例性实施例以及附图对本发明进行了详细地描述，但应当可以理解的是，本发明并不限于该示例性实施例或者结构。相反，本发明意在涵盖各种改变及等同设置。此外，虽然以各种组合及构造示出了该示例性实施例的各种元件，但其仅是示意性质，包括更多、更少或仅单一元件的其他组合及构造也落入本发明的主旨及范围内。