本发明专利技术公开了一种禽畜养殖场用的粪便清理装置，具体涉及养殖场领域，包括车壳，所述车壳的两侧表面均设置有万向轮，所述车壳的一侧设置有清粪机构，所述清粪机构的一端顶部设置有固定板，所述固定板中间底部设置有超声波传感器。本发明专利技术通过设有惯性传感器，与现有技术相比取消了激光雷达和过多的外部传感器，总成本仅为搭载导航级别的激光雷达价格的10％，大大减少了中小型养殖场的经济负担，且惯性传感器IMU数据也是由原始数据做矩阵运算后，经过卡尔曼滤波后得出，数据精度本身得以保证，再将得出的数据在与里程计融合进行卡尔曼滤波的方式，使导航精度得以明确的保证，且解决了过往过度依赖外部定位辅助技术，造成的额外成本。本。本。
【技术实现步骤摘要】
一种禽畜养殖场用的粪便清理装置
[0001]本专利技术涉及养殖场领域，更具体地说，本专利技术涉及一种禽畜养殖场用的粪便清理装置。
技术介绍
[0002]养殖场是将一定数量的畜禽等驯化动物或者鹿、麝、狐、貂、水獭、鹌鹑等野生动物集中到特定区域内统一饲养、繁殖的场所。
[0003]现有技术中，仍旧存在较多缺点，如单台清粪机器人成本过高，一台精度较高，可用于实际自动导航作业的激光雷达价格均在万元级别以上，使得整体的成本较高，不便于推广使用。
技术实现思路
[0004](一)解决的技术问题
[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种禽畜养殖场用的粪便清理装置，通过设有惯性传感器，与现有技术相比，采用惯性传感器作为导航的手段，取消了激光雷达和过多的外部传感器，总成本仅为搭载导航级别的激光雷达价格的10％，大大减少了中小型养殖场的经济负担，且惯性传感器IMU数据也是由原始数据做矩阵运算后，经过卡尔曼滤波后得出，数据精度本身得以保证，再将得出的数据在与里程计融合进行卡尔曼滤波的方式，使导航精度得以明确的保证，且解决了过往过度依赖外部定位辅助技术，造成的额外成本，例如：布置基站、布置感应卡等在人力、物力、财力方便的浪费，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种禽畜养殖场用的粪便清理装置，包括车壳，所述车壳的两侧表面均设置有万向轮，所述车壳的一侧设置有清粪机构，所述清粪机构的一端顶部设置有固定板，所述固定板中间底部设置有超声波传感器，所述超声波传感器的两端分别设置有左传感器以及右左传感器。
[0008]所述清粪机构包括弧形刮铲，所述弧形刮铲位于车壳的一侧，所述弧形刮铲靠近车壳的一侧设置有电动推杆，所述电动推杆与弧形刮铲固定连接，所述车壳的内部设置有底层控制器，所述底层控制器的连接端与清粪机构中的电动推杆相连接，所述底层控制器的连接端通过DMA连接有惯性传感器，所述底层控制器的连接端通过RS458与超声波传感器相连接，所述底层控制器的连接端通过CAN连接有编码器，所述底层控制器设置为STM32F103型，所述万向轮的数量为两个。
[0009]具体实施方式：采用惯性传感器作为导航的手段，取消了激光雷达和过多的外部传感器，总成本仅为搭载导航级别的激光雷达价格的10％，大大减少了中小型养殖场的经济负担，且惯性传感器IMU数据也是由原始数据做矩阵运算后，经过卡尔曼滤波后得出，数据精度本身得以保证，再将得出的数据在与里程计融合进行卡尔曼滤波的方式，使导航精
度得以明确的保证，且解决了过往过度依赖外部定位辅助技术，造成的额外成本，例如：布置基站、布置感应卡等在人力、物力、财力方便的浪费。
[0010]在一个优选的实施方式中，所述车壳的一端内壁设置有单轴加速计，以及车壳的两侧内壁分别设置有单轴陀螺仪以及单轴磁力计，所述单轴加速计、单轴陀螺仪和单轴磁力计分别与车壳内壁固定连接，且数量均为三个。
[0011]在一个优选的实施方式中，所述车壳的内壁两侧分别设置有左电机以及右电机，所述左电机以及右电机分别与两个万向轮相连接。
[0012]在一个优选的实施方式中，所述车壳的一端表面设置有孔洞，所述孔洞的内部设置有圆块，所述圆块与车壳活动连接。
[0013]在一个优选的实施方式中，所述电动推杆贯穿圆块，所述电动推杆的一侧设置有电驱板，所述电驱板位于车壳的内部，且电驱板与底层控制器相连接。
[0014]在一个优选的实施方式中，所述底层控制器的连接端连接有电源模块，所述编码器的连接端分别连接有驱动电机以及电驱控制器，所述编码器与惯性传感器相连接。
[0015]在一个优选的实施方式中，所述底层控制器的连接端设置有上层控制器，所述上层控制器的连接端连接有蜂鸣器。
[0016]在一个优选的实施方式中，所述电动推杆的一端延伸至车壳的外侧，所述弧形刮铲的底端与万向轮的底部表面为水平共线设置，且底端为尖锐设置。
[0017]在一个优选的实施方式中，所述超声波传感器、左传感器和右左传感器为倾斜设置，且高度大于弧形刮铲的高度。
[0018]在一个优选的实施方式中，所述惯性传感器可以提供较为准确的角度和角速度，所以采用卡尔曼滤波(KF)来消除由于惯性器件在整体装置长时间运行中引发的环境退化问题。获取精确的位置信息，具体流程如下：
[0019]1.预测：
[0020][0021]2.更新：先计算卡尔曼增益K
[0022][0023]然后计算后验概率的分布：
[0024][0025][0026]上述所得的既是修正之后的位置信息其中：为k时刻系统的状态变量，u
k
为k时刻系统的控制变量；
[0027]B为系统输入控制矩阵，为系统k
‑
1时刻的估计状态；
[0028]A
k
和C
k
分布为系统状态转移矩阵和测量矩阵；
[0029]R和Q
k
分布为过程噪声矩阵和测量噪声矩阵；
[0030]表示上一次协方差矩阵，为当前状态协方差矩阵；
[0031]z
k
和k时刻传感器的测量向量，为系统k时刻的估计状态。
[0032](三)有益效果
[0033]本专利技术提供了一种禽畜养殖场用的粪便清理装置，具备以下有益效果：
[0034]1、本专利技术通过设有惯性传感器，与现有技术相比，采用惯性传感器作为导航的手段，取消了激光雷达和过多的外部传感器，总成本仅为搭载导航级别的激光雷达价格的10％，大大减少了中小型养殖场的经济负担，且惯性传感器IMU数据也是由原始数据做矩阵运算后，经过卡尔曼滤波后得出，数据精度本身得以保证，再将得出的数据在与里程计融合进行卡尔曼滤波的方式，使导航精度得以明确的保证，且解决了过往过度依赖外部定位辅助技术，造成的额外成本，例如：布置基站、布置感应卡等在人力、物力、财力方便的浪费；
[0035]2、本专利技术通过设有弧形刮铲，与现有技术相比，由于弧形刮铲的底端与万向轮的底端为水平共线设置，可以让弧形刮铲与地面接触在一起，通过弧形刮铲对地面进行刮动，采用刮铲式清粪作业结构，有效解决畜禽养殖场粪便板结凝固问题。
附图说明
[0036]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0037]图2为本专利技术的固定板与超声波传感器底视图。
[0038]图3为本专利技术的整体控制系统图。
[0039]图4为本专利技术的电动推杆与车壳俯视图。
[0040]图5为本专利技术的超声波传感器、左传感器和右传感器流程图。
[0041]附图标记为：1车壳、2万向轮、3清粪机构、4固定板、5超声波传感器、6左传感器、7右左传感器、8弧形刮铲、9电动推杆、10底层控制器、11惯性传感器、12编码器、13单轴加速计、14单轴陀螺仪、15单轴磁力计、16左电机、17右电机、18孔洞、19圆块、20本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种禽畜养殖场用的粪便清理装置，包括车壳(1)，其特征在于：所述车壳(1)的两侧表面均设置有万向轮(2)，所述车壳(1)的一侧设置有清粪机构(3)，所述清粪机构(3)的一端顶部设置有固定板(4)，所述固定板(4)中间底部设置有超声波传感器(5)，所述超声波传感器(5)的两端分别设置有左传感器(6)以及右左传感器(7)；所述清粪机构(3)包括弧形刮铲(8)，所述弧形刮铲(8)位于车壳(1)的一侧，所述弧形刮铲(8)靠近车壳(1)的一侧设置有电动推杆(9)，所述电动推杆(9)与弧形刮铲(8)固定连接，所述车壳(1)的内部设置有底层控制器(10)，所述底层控制器(10)的连接端与清粪机构(3)中的电动推杆(9)相连接，所述底层控制器(10)的连接端通过DMA连接有惯性传感器(11)，所述底层控制器(10)的连接端通过RS458与超声波传感器(5)相连接，所述底层控制器(10)的连接端通过CAN连接有编码器(12)，所述底层控制器(10)设置为STM32F103型，所述万向轮(2)的数量为两个。2.根据权利要求1所述的一种禽畜养殖场用的粪便清理装置，其特征在于：所述车壳(1)的一端内壁设置有单轴加速计(13)，以及车壳(1)的两侧内壁分别设置有单轴陀螺仪(14)以及单轴磁力计(15)，所述单轴加速计(13)、单轴陀螺仪(14)和单轴磁力计(15)分别与车壳(1)内壁固定连接，且数量均为三个。3.根据权利要求1所述的一种禽畜养殖场用的粪便清理装置，其特征在于：所述车壳(1)的内壁两侧分别设置有左电机(16)以及右电机(17)，所述左电机(16)以及右电机(17)分别与两个万向轮(2)相连接。4.根据权利要求1所述的一种禽畜养殖场用的粪便清理装置，其特征在于：所述车壳(1)的一端表面设置有孔洞(18)，所述孔洞(18)的内部设置有圆块(19)，所述圆块(19)与车壳(1)活动连接。5.根据权利要求4所述的一种禽畜养殖场用的粪便清理装置，其特征在于：所述电动推杆(9)贯穿圆块(19)，所述电动推杆(9)的一侧设置有...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋佳城，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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