[发明专利]一种新型猪舍清理机器人及其清理方法

权利要求书

1.一种猪舍清理机器人的清理方法，其特征在于：所述猪舍清理机器人包括由上、中、下三层板组成的车体本体、在下层板(6)左右两侧设置的驱动轮(8)、设置在下层板(6)上的刮除装置、控制刮除装置刮除的升降装置(30)、控制刮除装置运行的第一动力装置、控制升降装置(30)运作的第二动力装置、控制驱动轮(8)行走的第三动力装置以及设置在中层板(4)上的PLC控制模块(14)、RFID通信模块(33)和设置在上层板(2)上的水箱(1)，所述的PLC控制模块(14)联合RFID通信模块(33)控制各装置的运作，所述的水箱(1)内的水通过喷洒装置将水源喷洒至刮除装置处；

所述的刮除装置包括对称设置在下层板(6)前端的两个拐臂(7)，每个拐臂(7)与一个推板(5)垂直固接，每个所述的拐臂(7)均带动相应的推板(5)绕下层板(6)上的轴转动设置，未工作状态下的两个拐臂(7)呈一条直线布置，两个推板(5)设置在下层板(6)的左右两侧，工作状态下的两个拐臂(7)平行布置，两个推板(5)设置在下层板(6)的前侧；

所述的升降装置(30)包括丝杆(36)、与丝杆(36)配合的丝母(37)、限制丝母(37)转动的导向轴承(38)、直线轴承(39)和传动导柱(40)，所述的第二动力装置包括步进升降电机(26)和升降电机驱动器(23)，所述的升降电机驱动器(23)控制步进升降电机(26)的运转，所述的丝杆(36)固定在步进升降电机(26)的输出轴上，所述的步进升降电机(26)固定在中空的电机支座(41)上部，所述的电机支座(41)下部固定在下层板(6)上，与丝杆(36)配合的丝母(37)设置在中空的电机支座(41)内，所述的丝母(37)与传动导柱(40)的一端固定连接，所述的传动导柱(40)的另一端穿过下层板(6)与前辅助轮(32)连接，所述的导向轴承(38)固定在电机支座(41)的内壁上，在中空的电机支座(41)的内壁与传动导柱(40)之间设置直线轴承(39)，所述的直线轴承(39)固定在下层板(6)上；

所述的第一动力装置包括两个转角减速电机(31)、左拐臂转角电机驱动器(24)、右拐臂转角电机驱动器(27)、拐臂限位传感器(18)、左拐臂复位传感器(21)和右拐臂复位传感器(19)，两个所述的转角减速电机(31)分别带动一个拐臂(7)转动，两个转角电机驱动器控制两个转角减速电机(31)的运转，拐臂限位传感器(18)和两个复位传感器控制两个拐臂(7)的转动角度；

所述的第三动力装置包括两个驱动轮减速电机(25)、左轮电机驱动器(29)和右轮电机驱动器(28)，两个所述的驱动轮减速电机(25)分别带动一个驱动轮(8)运转，左、右轮电机驱动器控制两个驱动轮减速电机(25)的运转；

所述的喷洒装置包括固定在下层板(6)上的水泵(22)、固定在中层板(4)上的水泵驱动器(17)，所述的水泵驱动器(17)控制水泵(22)的运转，在每一个推板(5)上均设有一个水管，所述的水泵(22)抽出水箱(1)中的水通过水管喷洒至刮除处；

在所述下层板(6)的后端设有一柱塞传感器(11)，在所述下层板(6)底部的前后端分别设有车头AGV磁导航传感器(20)和车尾AGV磁导航传感器(12)，在所述中层板(4)的前后端各设有一超声波传感器(35)，在下层板(6)上设有为各种用电装置供电的锂电池(13)，机器人正常行走状态下柱塞传感器(11)与地面不接触；

所述水箱(1)的顶部设有水箱盖(10)，所述水箱盖(10)的启闭由第四动力装置驱动控制，所述的第四动力装置包括带动水箱盖(10)转动的水箱盖电机(15)、水箱盖电机驱动器(16)和液位传感器(34)，所述的水箱盖电机(15)设置在水箱(1)上，所述的液位传感器(34)设置在水箱(1)的中下部，所有的电机和传感器均与PLC控制模块(14)电连接；

所述清理方法，包括

(1)机器人通电后，PLC控制模块(14)按初始状态运行，首先，利用柱塞传感器(11)和两个拐臂复位传感器将各驱动电机按要求找到零位状态，即机器人的下层板(6)在前辅助轮(32)和两个驱动轮(8)的支撑下成水平状态，两个拐臂(7)呈一条直线布置，两个推板(5)在下层板(6)的左右两侧，且两个推板(5)与地面不接触；

(2)启动第一动力装置，两个转角减速电机(31)分别驱动一组拐臂(7)和推板(5)向下层板(6)的前侧旋转，当两个拐臂(7)呈平行状态时，触发拐臂限位传感器(18)，拐臂限位传感器(18)响应动作，两个转角减速电机(31)停止运动，PLC控制模块(14)和RFID通信模块(33)协调控制第二动力装置启动，升降电机驱动器(23)驱动步进升降电机(26)运转，步进升降电机(26)运转带动丝杆(36)旋转，丝杆(36)带动丝母(37)运动，由于丝母(37)固定在传动导柱(40)上，传动导柱(40)固定在前辅助轮(32)上，前辅助轮(32)与地面接触，因此丝母(37)不动给出丝杆(36)反作用力使丝杆(36)旋转的同时带动电机支座(41)及下层板(6)前端下降，下层板(6)形成前低后高状态，此时两个推板(5)与地面接触；

(3)启动第三动力装置，两个驱动轮(8)带动机器人的推板(5)向前推刮地面杂物，在此推刮过程中，喷洒装置同步启动，水泵(22)抽出水箱(1)中的水通过水管喷洒至刮除处，使用少量水源实现沿某一方向的往复推刮动作，将地面杂物统一清理到指定位置；

(4)第二动力装置运作带动丝杆(36)反向旋转，下层板(6)前端下降，下层板(6)恢复水平状态，此时两个推板(5)与地面不接触，启动第一动力装置，两个转角减速电机(31)分别驱动一组拐臂(7)和推板(5)向下层板(6)的两侧旋转，当两个拐臂(7)呈一条直线状态时，触发两个拐臂复位传感器，两个拐臂复位限位传感器响应动作，两个转角减速电机(31)停止运动，机器人完成清理任务，待下一次使用。