一种物料投放履带机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及履带机器人领域，公开了一种物料投放履带机器人，包括履带底盘、底板、物料投放装置、工控机和激光雷达组件。物料投放装置和激光雷达组件安装在底板上，工控机安装在履带底盘内，底板安装在履带底盘上；所述物料投放装置包括投料桶、搅拌机构和出料装置；搅拌机构设置于投料桶内，用于物料搅拌；投料桶底部设置有出料口；出料装置与出料口连接，用于将搅拌后的物料喷出；工控机分别电连接物料投放装置、激光雷达组件和履带底盘。本实用新型专利技术达到了全自动多种物料混合搅拌投放，自主物料定点投放和区域覆盖投放的效果，减少物料投放的人工参与程度，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

A crawler robot for material delivery

【技术实现步骤摘要】
一种物料投放履带机器人


[0001]本技术涉及履带机器人领域，更具体地，涉及一种物料投放履带机器人。

技术介绍

[0002]履带机器人，主要指具有特定功能的执行装置与履带底盘相结合形成的机器人。履带底盘具有良好的行进和转向能力，作为常用的移动平台，广泛用于行走条件恶劣的作业环境。
[0003]激光雷达是一种利用激光来实现精确测距的传感器。激光雷达发出激光脉冲，这些脉冲遇到周围物体会被反射回来，通过测量激光到达每个物体和返回物体所需的时间，可以计算出物体的精确距离。激光雷达每秒发出成千上万个脉冲，通过收集这些距离测量值，可以构建三维环境模型，即点云。
[0004]专利文件：CN112167079A
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一种全自动的畜牧养殖用畜牧投喂设备及其投喂方法，具体公开了车体和板体，车体包括有储存桶、基座板、支撑壳体、激光传感器和电机驱动的履带底盘；板体包括有食槽和电磁轨道条。运用AGV原理，通过激光传感器识别设置在其活动范围内的若干个电磁轨道条定位标志来确定其坐标位置，从而控制履带底盘运动，实现整体装置沿着定位装置的路线自动化巡航，并在路途中投放饲料，铺设预定电磁轨道条可以满足投放装置的自动化巡航与投放饲料。
[0005]上述投喂设备存在以下不足：第一，需要在养殖场铺设电磁轨道条，才能实现自动化巡航；第二，饲料需要经过提前搅拌，再倒入储存桶进行后续投放饲料；第三，储存桶仅设置有漏斗，饲料通过自重流出至食槽中，无法喷撒饲料，投料方式局限。

技术实现思路

[0006]本技术旨在克服上述现有技术的不足，提供一种物料投放履带机器人，达到了全自动多种物料混合搅拌投放，自主物料定点投放和区域覆盖投放的效果，减少物料投放的人工参与程度，提高生产效率。
[0007]本技术采取的技术方案是，一种物料投放履带机器人，包括履带底盘、底板、物料投放装置、工控机和激光雷达组件。物料投放装置和激光雷达组件安装在底板上，工控机安装在履带底盘内，底板安装在履带底盘上；所述物料投放装置包括投料桶、搅拌机构和出料装置；搅拌机构设置于投料桶内，用于物料搅拌；投料桶底部设置有出料口；出料装置与出料口连接，用于将搅拌后的物料喷出；工控机分别电连接物料投放装置、激光雷达组件和履带底盘。
[0008]使用时，先将物料放入所述投料桶内，然后启动机器人。所述工控机接收激光雷达组件的反馈信息，按内部的程序设置控制物料投放装置和履带底盘的动作。激光雷达组件不停地扫描机器人周边的环境，构建三维环境模型。三维环境模型与相关算法结合，可以使机器人在一定空间内自主进行路径规划、投放点识别和障碍物躲避，从而实现自主物料定点投放和区域覆盖投放。履带底盘按工控机给出的路径移动，遇到路径上的障碍物自动绕
开。物料投放装置中的搅拌机构对物料进行搅拌混合；出料装置在有投放指令时工作，自动将投料桶中的物料喷出，完成物料投放。物料投放装置中的物料消耗完毕后，机器人可自行返回预设点，进行物料补充。
[0009]优选地，所述物料投放装置包括隔板、控制阀；所述投料桶的上部开口，投料桶的内部通过隔板分割为不同区域；投料桶的上层为至少两个并列设置的原料区；投料桶的中层为搅拌区，并设置有所述搅拌机构；投料桶的下层为成品区，其底部设置有所述出料口；上、中、下层之间分别设置有用于控制下料的控制阀。
[0010]投料桶内的三个控制阀默认为关闭状态，投料桶内的原料区、搅拌区、成品区之间相互独立分隔。饲料、药水、水等物料分别加入并列设置的多个原料区中，进行临时储存。当需要进行物料投放时，才进行搅拌混合，实现了物料按需混合，避免了饲料单次过多搅拌混合后，使用不完而造成了浪费的问题。控制阀通电后打开，投料桶内上方区域的物料可以流入下方区域。通过控制控制阀通电的时间，可以间接控制物料流出的数量，实现了物料按配比的定量混合。
[0011]所述物料投放装置的具体工作过程如下：机器人启动后，原料区下方的控制阀在工控机的控制下有序地打开一定时间后关闭，各类物料同时或依次定量地进入搅拌区。搅拌机构通电启动，混合搅拌一段时间后停止。搅拌区下方的控制阀打开一定时间后关闭，搅拌后的物料进入成品区。接收到工控机发出的物料投放指令后，出料装置启动，出料装置将成品区中的物料喷出，完成一次物料投放。物料投放装置自动重复以上过程，完成多次物料投放。此外，出料装置工作时，搅拌机构可以提前工作，待成品区无物料后，搅拌区下方的控制阀打开，搅拌后的物料立即进入成品区，减少下一次投放的等待时间。
[0012]优选地，所述出料装置包括单螺杆泵和喷嘴，单螺杆泵的输入端与所述出料口连接，单螺杆泵的输出端与喷嘴连接。对于混合后为粘稠糊状的饲料，出料装置采用单螺杆泵形式。单螺杆泵固定安装在底板上，喷嘴突出于底板的边缘。单螺杆泵通电后，螺杆旋转将成品区中的物料螺旋带出，最后经喷嘴抛撒，完成物料投放。
[0013]进一步，所述喷嘴凸出于所述履带底盘，喷嘴方向垂直于履带底盘的前进方向。养殖行业中，饲料通常需要投放到长条布置的饲料槽中，喷嘴位于机器人的前进方向的侧面，更容易将物料投放至饲料槽中，实用性强。喷嘴凸出于履带底盘一定距离，可以进一步防止投放的物料溅洒到机器人的表面。
[0014]优选地，所述履带底盘的前进方向为头部，所述激光雷达组件居中设置在所述底板的头部。头部居中设置，减少了物料投放装置对激光雷达组件进行周边环境扫描时的干扰影响。
[0015]进一步，所述履带底盘的头部还设置有超声波组件；超声波组件的探测方向为倾斜向下；超声波组件电连接所述工控机。由于激光雷达组件位于底板上，底板位于履带底盘的上方，激光雷达组件无法扫描到履带底盘靠近头部的部分区域，即扫描盲区。超声波组件作为激光雷达组件的补充，负责所述扫描盲区的扫描。超声波组件设置在履带底盘的头部靠近地面的位置，其探测方向倾斜向下，朝向履带底盘的前进方向。超声波组件的扫描范围覆盖扫描盲区，超声波组件将扫描结果反馈给工控机，进而完善机器人的三维环境模型。例如：在机器人前进路径中出现一个障碍物，该障碍物正好位于履带底盘靠近头部的位置，且障碍物的高度低于底板的高度。此时，位于底板上的激光雷达组件将无法扫描到该障碍物。
如果机器人继续进行前进，将撞上障碍物。
[0016]进一步，所述底板的头部还设置有可旋转的摄像头，摄像头居中设置在所述激光雷达组件和所述投料桶之间；摄像头电连接所述工控机。可旋转的摄像头不仅可以记录机器人前进方向的现场情况，还可以记录侧面，所述出料装置的喷嘴喷撒物料的情况。此外，通过进一步的图像识别算法，利用摄像头还可以识别出机器人移动路径上的各类特征事物，用于投放点精准位置定位或者进一步完善所述激光雷达组件构建的三维环境模型。
[0017]优选地，所述工控机具有无线通讯功能和GPS定位功能。无线通讯功能用于工控机的远程数据传输。GPS定位功能用于提供机器人的位置信息。在室外环境，通过无线通讯功能将预设的GPS路径信息传输至机器人。机器人接受信息后，通过导航算法和GPS定位功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物料投放履带机器人，包括履带底盘和底板，其特征在于，还包括物料投放装置、工控机和激光雷达组件；物料投放装置和激光雷达组件安装在底板上，工控机安装在履带底盘内，底板安装在履带底盘上；所述物料投放装置包括投料桶、搅拌机构和出料装置；搅拌机构设置于投料桶内，用于物料搅拌；投料桶底部设置有出料口；出料装置与出料口连接，用于将搅拌后的物料喷出；工控机分别电连接物料投放装置、激光雷达组件和履带底盘。2.根据权利要求1所述的一种物料投放履带机器人，其特征在于，所述物料投放装置还包括隔板、控制阀；所述投料桶的上部开口，投料桶的内部通过隔板分割为不同区域；投料桶的上层为至少两个并列设置的原料区；投料桶的中层为搅拌区，并设置有所述搅拌机构；投料桶的下层为成品区，其底部设置有所述出料口；上、中、下层之间分别设置有用于控制下料的控制阀。3.根据权利要求1所述的一种物料投放履带机器人，其特征在于，所述出料装置包括单螺杆泵和喷嘴，单螺杆泵的输入端与所述出料口连接，单螺杆泵的输出端与喷嘴连接。4.根据权利要求3所述的一种物料投放履带机...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫秀英，陈亮，彭健斌，曾凡晋，徐粤，李睿智，黄洁婷，彭小红，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：新型
国别省市：