一种基于UWB定位的猪场巡检机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于UWB定位的猪场巡检机器人，包括机器人本体、减震行走机构、避障机构、超声波避障系统、UWB定位系统、监控摄像系统以及主控制系统；在检机器人巡检过程中，通过超声波避障系统、UWB定位系统的配合，可使得巡检机器人按照设定的巡检线路行走，实现更高效的巡检；在此过程中，利用监控摄像系统采集周围环境信息、猪的图像信息等进行后续的分析处理；本实用新型专利技术的巡检机器人较现有装置显著提升行走的准确率，提高了机器人巡检过程的安全系数，实现安全快速智能巡检，使得巡检效率得以有效提高。

A pig farm inspection robot based on UWB positioning

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB定位的猪场巡检机器人
本技术涉及猪场智慧巡检
，具体涉及一种基于UWB定位的猪场巡检机器人。
技术介绍
当下规模化智慧猪场已经开始实际应用于中国各个省份，规模化猪场对监测人员要求高，需要对其进行消毒隔离，减少外部病菌进入猪场。由于监测具体目标个体有明显差异、并且目标所在的环境也持续变化，因此对拍摄的要求很高。目标监测通常对目标动作即刻做出反应，因此巡检实时性也是应被满足的。但在，实际应用中机器人无法在不同猪场中进行智慧巡检，其原因为目前使用的猪场巡检机器人无法在不同环境中实时调整，以便于应用于不同环境的猪场中。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于UWB定位的猪场巡检机器人，以提高猪场巡检效率。为了实现上述任务，本技术采用以下技术方案：一种基于UWB定位的猪场巡检机器人，包括机器人本体、减震行走机构、避障机构、超声波避障系统、UWB定位系统、监控摄像系统以及主控制系统，其中：机器人本体包括底盘，底盘上方通过支架安装有支撑板，支撑板上方设置有立架；减震行走机构包括设置在底盘底部四个角处的减震驱动轮，所述的减震驱动轮包括底架，底架的一侧设置有侧架，另一侧设置有减震弹簧；底架侧面安装有滚轮，并在底架上设置有电机座，电机座上安装第一驱动电机，及转向机构，第一驱动电机、转向机构与所述的滚轮连接；所述的侧架上设置有铰链，铰链以及所述的减震驱动轮均连接至底盘底部；避障机构设置在底盘上方的四个角处，避障机构包括固定在底盘上的固定柱，固定柱上沿径向开设通孔，穿过通孔装配有滑杆，滑杆的前端固定有两个端部连接且相互垂直的避障挡板，每个避障挡板与其最接近的底盘的侧面平行；滑杆的后端设置有挡块，在挡块与固定柱之间的滑杆上套装有复位弹簧；所述的超声波避障系统用于在巡检机器人行走时进行障碍物的规避；所述的UWB定位系统用于在巡检机器人行走时进行定位；监控摄像系统包括升降架，升降架由设置在立架内部的升降驱动机构驱动；升降驱动机构包括设置在立架顶部、底部之间的丝杆以及多根光轴，其中，丝杆上设置有驱动板，在所述的支撑板底部设置第二驱动电机，第二驱动电机通过联轴器连接丝杆；所述的驱动板上开设螺纹孔，驱动板通过螺纹孔装配在丝杆上；所述的升降架的底板上设置有与驱动板连接的滑套，滑套套装在所述的光轴上；升降架的顶板上通过径向轴承安装有摄像头；所述的立架的前侧面上设置有显示器，支撑板上设置有氨气检测模块；主控制系统包括主控制器，所述的第一驱动电机、第二驱动电机、超声波避障系统、UWB定位系统、氨气检测模块、摄像头、显示器均与主控制器连接。本技术具有以下技术特点：1.本技术的巡检机器人较现有装置显著提升行走的准确率，提高了机器人巡检过程的安全系数，实现安全快速智能巡检，使得巡检效率得以有效提高。2.本技术的巡检机器人，结构简便、降低成本、性价比高，将巡检机器人工作流程中各节点串联起来，使整体工作流程更高效。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的侧视结构示意图；图3为减震行走机构的结构示意图；图4为避障机构的结构示意图；图5为机器人通过栏杆区域时的示意图；图6为机器人行走过程中避障测距的示意图；图7为机器人进行UWB定位的示意图；图8为机器人工作过程示意图。图中标号说明：1滚轮，2转向机构，3电机座，4第一驱动电机，5侧架，6铰链，7减震弹簧，8底盘，9固定柱，10复位弹簧，11避障挡板，111滑杆，112避障机构，113挡块，12超声波模块，13主控制器，14UWB定位标签，15工控机，16氨气检测模块，17支撑板，18第二驱动电机，19联轴器，20丝杆，21立架，22光轴，23滑套，24驱动板，25升降架，26底板，27径向轴承，28顶板，29摄像头，30显示器。具体实施方式本技术公开了一种基于UWB定位的猪场巡检机器人，如图1至图8所示，包括机器人本体、减震行走机构、避障机构11、超声波避障系统、UWB定位系统、监控摄像系统以及主控制系统，其中：1.机器人本体机器人本体包括底盘8，底盘8上方通过支架安装有支撑板17，支撑板17上方设置有立架21；其中，底盘8底部用于安装减震行走机构，底盘8上方用于安装避障机构11、超声波避障系统、UWB定位系统以及主控制系统等；而监控摄像系统则安装在立架21上。本实施例中，所述的支架、立架21均为矩形框架结构。2.减震行走机构减震行走机构包括设置在底盘8底部四个角处的减震驱动轮，所述的减震驱动轮包括底架，底架的一侧设置有侧架5，另一侧设置有减震弹簧7；滚轮1安装在底架侧面，底架上设置有电机座3，电机座3上安装第一驱动电机4，及转向机构2，第一驱动电机4、转向机构2与所述的滚轮1连接；所述的侧架5上设置有铰链6，铰链6以及所述的减震弹簧7均连接至底盘8底部。本方案中设计的减震行走机构中，包含四个减震驱动轮，减震驱动轮采用活动式连接方式与底盘8连接，即一方面通过具有一定转动自由度的铰链6连接底盘8，另一方面则通过减震弹簧7连接。滚轮1由第一驱动电机4驱动，转向机构2则用于控制滚轮1转向。转向机构2在现有技术中多有应用，在此不赘述。在机器人行走路面坑洼或凸起处时，由于铰链6作用，使得底架与底盘8之间的角度发生改变，在此过程中，所述的减震弹簧7压缩或伸张，由此使得滚轮1在保持与地面稳定接触的同时，也能保证底盘8平稳行进，达到良好的减震效果。3.避障机构11本方案中在底盘8上方的四个角处各设置一个避障机构11，如图所示，每个避障机构11包括固定在底盘8上的固定柱9，固定柱9上沿径向开设通孔，穿过通孔装配有滑杆111，滑杆111的前端固定有两个端部连接且相互垂直的避障挡板112，每个避障挡板112与其最接近的底盘8的侧面平行；滑杆111的后端设置有挡块113，在挡块113与固定柱9之间的滑杆111上套装有复位弹簧10。由于猪场环境中多处存在一些比较细小的障碍物，例如猪圈的栏杆等，超声波模块12发出的超声波对细小障碍物的检测效果不够理想，为了提升检测效果，另一方为了保护机器人在行走时不会因撞到障碍物而导致损害，本方案中设计了避障机构11。如图所示，本方案中底盘8为矩形结构，四个角处各设置一个避障机构11，避障机构11中的滑杆111的轴向在底盘8对角线的延长线上；这样滑杆111前端的避障挡板112则位于底盘8的不同侧，如图所示。在机器人行走过程中，如因超声波避障系统未检测出细小的障碍物而导致机器人与细小障碍物发生碰触，则由于避障挡板112所在位置突出于机器人外表面，最容易与障碍物接触；与障碍物接触后，所述的复位弹簧10拉伸，滑杆111沿轴向移动；这一方面使得机器人与障碍物碰触能得到弹性缓冲，保护机器人本体，另一方面则可通过检测避障挡板112的位置，来确定障碍物的位置，从而为超声波避障系统提供必要的信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UWB定位的猪场巡检机器人，其特征在于，包括机器人本体、减震行走机构、避障机构(11)、超声波避障系统、UWB定位系统、监控摄像系统以及主控制系统，其中：/n机器人本体包括底盘(8)，底盘(8)上方通过支架安装有支撑板(17)，支撑板(17)上方设置有立架(21)；/n减震行走机构包括设置在底盘(8)底部四个角处的减震驱动轮，所述的减震驱动轮包括底架，底架的一侧设置有侧架(5)，另一侧设置有减震弹簧(7)；底架侧面安装有滚轮(1)，并在底架上设置有电机座(3)，电机座(3)上安装第一驱动电机(4)及转向机构(2)，第一驱动电机(4)、转向机构(2)与所述的滚轮(1)连接；所述的侧架(5)上设置有铰链(6)，铰链(6)以及所述的减震弹簧(7)均连接至底盘(8)底部；/n避障机构(11)设置在底盘(8)上方的四个角处，避障机构(11)包括固定在底盘(8)上的固定柱(9)，固定柱(9)上沿径向开设通孔，穿过通孔装配有滑杆(111)，滑杆(111)的前端固定有两个端部连接且相互垂直的避障挡板(112)，每个避障挡板(112)与其最接近的底盘(8)的侧面平行；滑杆(111)的后端设置有挡块(113)，在挡块(113)与固定柱(9)之间的滑杆(111)上套装有复位弹簧(10)；/n所述的超声波避障系统用于在巡检机器人行走时进行障碍物的规避；/n所述的UWB定位系统用于在巡检机器人行走时进行定位；/n监控摄像系统包括升降架(25)，升降架(25)由设置在立架(21)内部的升降驱动机构驱动；升降驱动机构包括设置在立架(21)顶部、底部之间的丝杆(20)以及多根光轴(22)，其中，丝杆(20)上设置有驱动板(24)，在所述的支撑板(17)底部设置第二驱动电机(18)，第二驱动电机(18)通过联轴器(19)连接丝杆(20)；所述的驱动板(24)上开设螺纹孔，驱动板(24)通过螺纹孔装配在丝杆(20)上；所述的升降架(25)的底板(26)上设置有与驱动板(24)连接的滑套(23)，滑套(23)套装在所述的光轴(22)上；升降架(25)的顶板(28)上通过径向轴承(27)安装有摄像头(29)；所述的立架(21)的前侧面上设置有显示器(30)，支撑板(17)上设置有氨气检测模块(16)；/n主控制系统包括主控制器(13)，所述的第一驱动电机(4)、第二驱动电机(18)、超声波模块(12)、UWB定位标签(14)、氨气检测模块(16)、摄像头(29)、显示器(30)均与主控制器(13)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB定位的猪场巡检机器人，其特征在于，包括机器人本体、减震行走机构、避障机构(11)、超声波避障系统、UWB定位系统、监控摄像系统以及主控制系统，其中：
机器人本体包括底盘(8)，底盘(8)上方通过支架安装有支撑板(17)，支撑板(17)上方设置有立架(21)；
减震行走机构包括设置在底盘(8)底部四个角处的减震驱动轮，所述的减震驱动轮包括底架，底架的一侧设置有侧架(5)，另一侧设置有减震弹簧(7)；底架侧面安装有滚轮(1)，并在底架上设置有电机座(3)，电机座(3)上安装第一驱动电机(4)及转向机构(2)，第一驱动电机(4)、转向机构(2)与所述的滚轮(1)连接；所述的侧架(5)上设置有铰链(6)，铰链(6)以及所述的减震弹簧(7)均连接至底盘(8)底部；
避障机构(11)设置在底盘(8)上方的四个角处，避障机构(11)包括固定在底盘(8)上的固定柱(9)，固定柱(9)上沿径向开设通孔，穿过通孔装配有滑杆(111)，滑杆(111)的前端固定有两个端部连接且相互垂直的避障挡板(112)，每个避障挡板(112)与其最接近的底盘(8)的侧面平行；滑杆(111)的后端设置有挡块(113)，在挡块(113)与固定柱(9)之间的滑杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾志雄，吕恩利，陆华忠，肖冬冬，邬锡权，王飞仁，林伟加，张凯旋，沈昊，董冰，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44