[发明专利]一种牛场智能推翻草及环境因子检测机器人

说明书

本发明涉及畜牧业机械设备领域，公开了一种牛场智能推翻草及环境因子检测机器人，包括自主导航移动平台、推翻草装置、清扫装置、自动充电装置、环境因子检测模块和控制系统。自主导航移动平台上设置激光雷达，完成建图、定位、导航任务，确保小车按照预先规划的路径运动；移动平台前端和底部分别设置有推翻草装置和清扫装置，移动平台末端设置充电装置，与牛场设置的充电桩进行对接完成充电工作。环境因子检测模块设置在移动平台的上方，检测牛场的温度、湿度、氨气浓度、风速等环境因子，并将数据发送到控制终端。本发明一种牛场智能推翻草及环境因子检测机器人，可完成在牛场环境中推翻、清扫饲料及环境检测的工作，最大程度上解决牛场工作人员劳动强度大、工作时间长的问题，同时为牛场环境因子的精准调控奠定基础。

技术领域

本发明涉及畜牧业机械技术领域，公开一种牛场智能推翻草及环境因子检测机器人。

背景技术

现阶段我国奶业迅猛发展，奶牛养殖已为我国畜牧业做出重要贡献。但我国养殖业处于粗发展阶段，仍采用传统人工饲喂方式，即将牧草均匀放置于围栏底部。而牛在进食过程中会因为挑食出现打窝现象，将牧草推向远离围栏位置，这就需要人工利用挡板再次将牧草推向围栏底部。而奶牛的健康生长与牛场的环境有着密切的关系，因此实时对牛场进行环境因子检测有着重要的意义。针对这些问题，研发一种智能化的牛场推翻草及环境因子检测机器人，来代替人工，降低奶牛的饲喂成本和精准把握牛场环境因子，对实现养殖场的现代化、智能化、规模化养殖起着积极的作用。

发明内容

本发明目的在于提供一种牛场智能推翻草机器人，降低人工劳动强度，减少劳动作业时间，降低饲料投喂成本，精准检测牛场环境因子，提高养殖场产能。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

牛场智能推翻草及环境因子检测机器人，包括自主导航移动平台、推翻草装置、清扫装置、自动充电装置、环境因子检测模块和控制系统。其特征在于：

所述自主导航移动平台包括小车底盘、激光雷达、激光雷达支架，实现在牛场复杂环境下的精准移动。所述的小车底盘由小车支架、驱动轮、万向轮、减速编码电机、激光雷达支架组成。驱动轮设置于小车底盘前端的左右两侧，驱动轮上设有减速编码电机，万向轮设置于小车底盘后端的两侧。小车底盘中间位置设置激光雷达支架，激光雷达设置于支架上。所述的激光雷达主要用来实现采集数据建立地图，并根据小车周围的地图特征确定小车的位置。

所述推翻草装置包括绞龙、绞龙支架、减速电机、直线推杆电机。所述的绞龙设置于绞龙支架上，并于减速电机连接。绞龙支架设置于自主移动平台的前端，并以铰链相连接。所述的直线推杆电机固定于小车底盘，并与绞龙支架相连接，用以实现绞龙及其支架升降，实现机器人的推草过程。

所述的清扫装置包括两个边扫和减速电机，所述的边扫与减速电机通过联轴器连接，减速电机分别错位固定于移动平台底部，并且同向旋转，实现牧草向机器人一侧清扫。

所述的充电装置分为充电桩和机器人充电控制模块。充电桩设置于牛场的固定位置，充电桩包含蓄电池充电器、充电电路和充电电极。自主导航移动平台末端设置充电电极，充电过程中与充电桩的电极相连进行充电。

所述的环境因子检测模块包括温湿度传感器、光照传感器、氨气传感器、风速传感器和WI-FI 模块。所述的传感器用来检测环境的光照、温湿度、氨气浓度和风速，并将所得数据发送给WI-FI 模块；所述的WI-FI 模块与Arduino通过软串口进行通信，实现环境因子检测数据的上传，在控制终端显示传感器数据。

所述的控制系统包括树莓派、Arduino、电机驱动模块、电压稳定模块、蓄电池。所述的树莓派实现编写机器人模型、创建机器人基本功能节点、建立牛场地图导航及避障算法；所述的Arduino完成利用PWM控制小车速度、利用继电器控制推翻草及清扫装置；树莓派和Arduino通过USB串口实现通信。

本发明具有如下有益效果：