专利名称：一种投料机器人自动控制装置和控制方法
技术领域：
本发明涉及一种投料机器，尤其涉及一种投料机器人自动控制装置和控制方法。
技术背景
对于渔业养殖来说，平时最重要的事情之一就是对养殖的水面进行各种投料喂食。由于不同养殖水面养殖的鱼类各不相同，投料的时间及地点和方式也不相同。所以，现在的投料基本仍是以人工为主，人能根据各水面养殖的不同种类的要求进行投料。但是，当养殖水面较大，需要投料的食料较多时，就需要耗费大量的人力和物力，而且还需要耗费大量的时间在如来回进行食料运输等辅助人力的事情上。消耗大，效率低。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种投料机器人自动控制装置和控制方法，解决现在人工投料方式人力物力消耗大，效率低的缺陷。
技术方案
一种投料机器人自动控制装置，其特征在于包括主机和控制模块及与控制模块相连并受其控制的各组件，所述控制模块包括与主机连接的信号传输模块，接收到主机控制信号后控制机器人运动组件的运动控制模块，控制投料组件的出料控制模块，投料点和投料量的数据采集模块；
所述运动控制模块包括直线电机，带动投料机器人运动组件的底部轮轴前后运动，和转向电机，带动底部轮轴转向运动；
所述出料控制模块包括出料口控制单元，出料口控制单元连接投料组件的投料泵和出料口，所述出料口设置有开关出料口的盖板，所述出料口控制单元通过控制盖板开关出料口 ；
所述数据采集模块包括设置在投料机器人上的距离传感器，和设置在投料机器人的盛装饵料的料斗内的重量传感器，所述距离传感器采用超声波或激光测距传感器，与设置在待投料路径的控制点上的反射板面向设置，所述设置在不同控制点上的反射板到所述距离传感器的距离均不相同；
所述信号传输模块将数据采集模块采集的距离和重量数据传送给主机，将主机发出的控制信号接收后传送给所述运动控制模块和出料控制模块。
进一步，所述出料口控制单元包括控制电路和继电器或控制连杆，所述控制电路通过继电器或控制连杆与盖板相连，控制盖板全开全关或部分开关出料口。
进一步，所述反射板设置在待投料路径的控制点的地面上，与所述距离传感器面向设置。
或者所述反射板设置在待投料路径的控制点的旁边，与所述距离传感器面向设置。
进一步，所述待投料路径上安装有轨道，所述投料机器人运动组件的底部轮轴设置在所述轨道上，沿所述轨道运动。
进一步，所述控制模块还包括命令输入输出模块，连接外置的输入输出组件。
所述输入输出组件为触摸屏组件。
一种采用如上述的投料机器人自动控制装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤(I)标定待投料路径的控制点上的各反射板到距离传感器的距离，确定反射板和控制点的对应关系，设置应投料时间、投料点、投料方式和投料量；(2)计算应投的总投料量，比较投料机器人的料斗内的现有料量是否超过总投料量，如果不够，发出警报；(3)确认是否到达投料时间，如果到达，即启动运动控制模块的电机，投料机器人前进；(4)运动控制模块控制投料机器人运动，由数据采集模块反馈的反射板距离数据确认是否到达指定控制点；(5)当到达指定控制点后，根据设置的对应控制点的投料方式确定控制信号给运动控制模块和出料控制模块，控制投料机器人的运动和投料；(6)投料完成后，判断是否全部完成，如果未完，则继续运动至下一控制点，如果完成，判断是否已到达终点，如果已到达终点，则停止运动控制模块的电机，等待下一次投料命令。
所述投料方式包括停止投料和连续投料，所述停止投料为固定在控制点投料，所述连续投料为从控制点开始一段路径上边走边投料。
有益效果
本发明的投料机器人自动控制系统采用超声波或激光测距传感器与反射板之间的距离来定位投料机器人，利用无线传输简化系统构成，减少因为系统复杂的原因导致的故障检修困难，而且避免因为投料路径复杂而需要设置很长的线缆，节约线缆成本，方便系统设置，效率高；采用超声波或激光测距传感器检测准确，采用出料口控制模块除了可以控制在控制点投料，还可以控制投料方式和投料量，能适合同时对投料要求不同的养殖水面进行投料。
图I为本发明投料机器人示意图。
图2为本发明针对的养殖水面和投料路径示意图。
图3为本发明控制模块示意图。
图4为采用本发明控制系统进行投料的控制方法和流程示意图。
其中1-出料口，2-触摸屏，3-料斗，4-料斗外壳，5-投料机器人运动组件，6-距离传感器，7-盖板，8-养殖水面，9-待投料路径，10-反射板。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。
一种投料机器人自动控制装置，包括主机和控制模块及与控制模块相连并受其控制的各组件，所述控制模块包括与主机连接的信号传输模块，接收到主机控制信号后控制机器人运动组件5的运动控制模块，控制投料组件的出料控制模块，投料点和投料量的数据采集模块；
所述运动控制模块包括直线电机，带动投料机器人运动组件5的底部轮轴前后运动，和转向电机，带动底部轮轴转向运动；
所述出料控制模块包括出料口控制单元，出料口控制单元连接投料组件的投料泵和出料口 1，所述出料口 I设置有开关出料口的盖板7，所述出料口控制单元通过控制盖板 7开关出料口 I ;
所述数据采集模块包括设置在投料机器人上的距离传感器6，和设置在投料机器人的盛装饵料的料斗3内的重量传感器，所述距离传感器6采用超声波或激光测距传感器， 与设置在待投料路径9的控制点上的反射板10面向设置，所述设置在不同控制点上的反射板10到所述距离传感器6的距离均不相同；
所述信号传输模块将数据采集模块采集的距离和重量数据传送给主机，将主机发出的控制信号接收后传送给所述运动控制模块和出料控制模块。
所述出料口控制单元包括控制电路和继电器或控制连杆，所述控制电路通过继电器或控制连杆与盖板7相连，控制盖板7全开全关或部分开关出料口，从而控制出料和出料量。
所述反射板10可以设置在待投料路径9的控制点的地面上，也可以设置在待投料路径9的控制点的旁边，与所述距离传感器6面向设置。
所述待投料路径9上还可以安装有轨道，所述投料机器人运动组件5的底部轮轴设置在所述轨道上，沿所述轨道运动。
所述控制模块还包括命令输入输出模块，连接外置的输入输出组件。所述输入输出组件可以采用触摸屏2。
本发明的投料机器人自动控制系统采用超声波或激光测距传感器与反射板之间的距离来定位投料机器人，利用无线传输简化系统构成，减少因为系统复杂的原因导致的故障检修困难，而且避免因为投料路径复杂而需要设置很长的线缆，节约线缆成本，方便系统设置，效率高；采用超声波或激光测距传感器检测准确，采用出料口控制模块除了可以控制在控制点投料，还可以控制投料方式和投料量，能适合同时对投料要求不同的养殖水面进行投料。
无线传输距离可达到5公里，减少人力需求，并增加安全性；反射板可随意更改距离也可以单独安装，使得距离调节更方便。可以采用蓄电池供电。
本发明的投料机器人控制装置，机器人行走可在地面，墙面，屋顶等位置设置，行走方式可使用轨道或其他结构；还可以实现无人控制，定时控制。减少人力，又可以精确投料。
附图4是采用本发明的控制系统进行投料的控制流程示意图，投料方式为同时有两种定点投料和连续投料。包括以下步骤(1)标定待投料路径的控制点上的各反射板到距离传感器的距离，确定反射板和控制点的对应关系，设置应投料时间、投料点、投料方式和投料量；(2)计算应投的总投料量，比较投料机器人的料斗内的现有料量是否超过总投料量，如果不够，发出警报；(3)确认是否到达投料时间，如果到达，即启动运动控制模块的电机，投料机器人前进；(4)运动控制模块控制投料机器人运动，由数据采集模块反馈的反射板距离数据确认是否到达指定控制点；(5)当到达指定控制点后，根据设置的对应控制点的投料方式确定控制信号给运动控制模块和出料控制模块，控制投料机器人的运动和投料；(6)投料完成后，判断是否全部完成，如果未完，则继续运动至下一控制点，如果完成， 判断是否已到达终点，如果已到达终点，则停止运动控制模块的电机，等待下一次投料命6令。
所述投料方式包括停止投料和连续投料，所述停止投料为固定在控制点投料，所述连续投料为从控制点开始一段路径上边走边投料。
停止投料具体为停止机器人，启动投料程序，打开出料口，开始投料；通过重量传感器判断出料量，当达到设定值，停止投料，关闭出料口 ；机器人继续运行。
连续投料具体为启动投料程序，打开出料口，开始投料，通过重量传感器判断出料量，当达到设定值，停止投料，关闭出料口 ；期间机器人不停止运行。
连续投料，要根据连续投料时间和投料量来计算，来判断出料口的大小。
投料完成后机器人回到停止点，停止，并进行充电，补料等操作。
图中P为控制点，投料方式I为停止投料，投料方式2为连续投料。
权利要求
1.一种投料机器人自动控制装置，其特征在于包括主机和控制模块及与控制模块相连并受其控制的各组件，所述控制模块包括与主机连接的信号传输模块，接收到主机控制信号后控制机器人运动组件的运动控制模块，控制投料组件的出料控制模块，投料点和投料量的数据采集模块；所述运动控制模块包括直线电机，带动投料机器人运动组件的底部轮轴前后运动，和转向电机，带动底部轮轴转向运动；所述出料控制模块包括出料口控制单元，出料口控制单元连接投料组件的投料泵和出料口，所述出料口设置有开关出料口的盖板，所述出料口控制单元通过控制盖板开关出料 Π ；所述数据采集模块包括设置在投料机器人上的距离传感器，和设置在投料机器人的盛装饵料的料斗内的重量传感器，所述距离传感器采用超声波或激光测距传感器，与设置在待投料路径的控制点上的反射板面向设置，所述设置在不同控制点上的反射板到所述距离传感器的距离均不相同；所述信号传输模块将数据采集模块采集的距离和重量数据传送给主机，将主机发出的控制信号接收后传送给所述运动控制模块和出料控制模块。
2.如权利要求I所述的投料机器人自动控制装置，其特征在于所述出料口控制单元包括控制电路和继电器或控制连杆，所述控制电路通过继电器或控制连杆与盖板相连，控制盖板全开全关或部分开关出料口。
3.如权利要求I所述的投料机器人自动控制装置，其特征在于所述反射板设置在待投料路径的控制点的地面上，与所述距离传感器面向设置。
4.如权利要求I所述的投料机器人自动控制装置，其特征在于所述反射板设置在待投料路径的控制点的旁边，与所述距离传感器面向设置。
5.如权利要求I所述的投料机器人自动控制装置，其特征在于所述待投料路径上安装有轨道，所述投料机器人运动组件的底部轮轴设置在所述轨道上，沿所述轨道运动。
6.如权利要求I所述的投料机器人自动控制装置，其特征在于所述控制模块还包括命令输入输出模块，连接外置的输入输出组件。
7.如权利要求6所述的投料机器人自动控制装置，其特征在于所述输入输出组件为触摸屏组件。
8.一种采用如权利要求I所述的投料机器人自动控制装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤(I)标定待投料路径的控制点上的各反射板到距离传感器的距离，确定反射板和控制点的对应关系，设置应投料时间、投料点、投料方式和投料量；(2)计算应投的总投料量，比较投料机器人的料斗内的现有料量是否超过总投料量，如果不够，发出警报；(3)确认是否到达投料时间，如果到达，即启动运动控制模块的电机，投料机器人前进；(4) 运动控制模块控制投料机器人运动，由数据采集模块反馈的反射板距离数据确认是否到达指定控制点；(5)当到达指定控制点后，根据设置的对应控制点的投料方式确定控制信号给运动控制模块和出料控制模块，控制投料机器人的运动和投料；(6)投料完成后，判断是否全部完成，如果未完，则继续运动至下一控制点，如果完成，判断是否已到达终点，如果已到达终点，则停止运动控制模块的电机，等待下一次投料命令。
9.如权利要求8所述的投料机器人自动控制方法，其特征在于所述投料方式包括停止投料和连续投料，所述停止投料为固定在控制点投料，所述连续投料为从控制点开始一段路径上边走边投料。
全文摘要
本发明涉及一种投料机器，用于水产养殖领域或工业领域。一种投料机器人自动控制装置，其特征在于包括主机和控制模块及其各控制组件，所述控制模块包括信号传输模块，所述信号传输模块将数据采集模块采集的数据传送给主机，将主机发出的控制信号传送给运动控制模块和出料控制模块；所述运动控制模块包括直线电机和转向电机，带动底部轮轴运动；所述出料控制模块包括投料泵和出料口，所述出料控制模块通过控制盖板开关出料口；所述数据采集模块包括设置在投料机器人上的距离传感器，和设置在投料机器人的料斗内的重量传感器，所述距离传感器与设置在待投料路径的控制点上的反射板面向设置，不同控制点上的反射板到距离传感器的距离均不相同。
文档编号G05D1/02GK102934621SQ201210457708
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者张业韡, 宿墨, 顾川川 申请人:中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所