一種生物及環(huán)境監(jiān)測智能機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于畜牧機械技術領域，特別涉及一種生物及環(huán)境監(jiān)測智能機器人。
【背景技術】
[0002]自動化家禽籠養(yǎng)模式是我國家禽養(yǎng)殖業(yè)的主要模式，在產(chǎn)蛋量、飼料轉換率、存活率等諸多方面具有顯著的優(yōu)點，目前國內(nèi)大規(guī)模的養(yǎng)雞場中，自動化、智能化設備已成為禽業(yè)前進方向。但在“病死雞檢測”方面仍采用人工的方式，還沒有達到全自動化的養(yǎng)殖理念。
[0003]“病死雞”是指籠養(yǎng)模式下的養(yǎng)殖過程中需要及時被淘汰清除的生病雞和死亡雞。在規(guī)?；?、集約化的養(yǎng)雞場中，“病死雞”帶來的危害是巨大的，如易傳染疾病、危害食品安全、危害人體健康等特點，如果“病死雞”不能被及時的發(fā)現(xiàn)與清除，會給整個養(yǎng)雞場帶來災難性的后果。
[0004]一些研宄學者已經(jīng)有針對性的解決上述問題，如鄭雙陽等研宄了基于機器視覺對高階直立式雞籠蛋雞的監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:攜行系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)及遠程控制系統(tǒng)；彭彥松等研宄了基于支持向量機的養(yǎng)雞場死雞檢測方法，采用了一種基于統(tǒng)計學習理論一一支持向量機(SVM)的死雞檢測算法；王紅英等設計了一種用于畜禽舍籠養(yǎng)系統(tǒng)的電動觀察車，以便工作人員觀察。但上述設計還遠未實現(xiàn)脫離人工的自動監(jiān)測。正大平谷蛋雞項目正在應用的檢測肉雞的健康狀態(tài)的智能機器人在我國現(xiàn)階段國情下因其成本高、造價高的特點而受到推廣的限制。
[0005]在畜禽舍環(huán)境監(jiān)測方面，宋銳等設計了一種標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)；徐麗佳等設計一種通過采集系統(tǒng)中多點布局的采集節(jié)點采集雞舍環(huán)境參數(shù)，并將數(shù)據(jù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡傳輸至上位機的監(jiān)控系統(tǒng)；魏瑞成等設計了一種適用于舍飼雞舍環(huán)境指標智能化監(jiān)控決策系統(tǒng)。但上述設計為定點監(jiān)測，不能實現(xiàn)實時、多方位的在線監(jiān)測。
[0006]因此，有必要設計一種成本低廉、時刻檢測雞只的健康狀態(tài)、巡視雞舍環(huán)境狀況的生物監(jiān)測智能機器人。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的是為了對高度集約化的家禽養(yǎng)殖舍病死雞、環(huán)境狀況自動監(jiān)測，提供一種生物及環(huán)境監(jiān)測智能機器人。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0009]一種生物及環(huán)境監(jiān)測智能機器人，其包括滾珠絲杠控制機構、敲擊機構、換向機構、行走機構、溫濕度環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和病死雞識別系統(tǒng)，其中，
[0010]所述滾珠絲杠控制機構，包括平移電機1、水平桿2、升降電機3、豎直桿4和擊板支架5，其中，豎直桿4的頂端固定有升降電機3，升降電機3的輸出軸連接有沿著該豎直桿4延伸的豎直滾珠絲杠，水平桿2的一端固定在該豎直滾珠絲杠的可移動端上，水平桿2的另一端固定有平移電機1，平移電機I的輸出軸連接有沿著該水平桿2延伸的水平滾珠絲杠，擊板支架5固定在該水平滾珠絲杠的可移動端上；
[0011]所述敲擊機構包括擊板6、敲擊驅(qū)動電機17、第一敲擊轉桿18、擊板銜接桿19、第二底座軸承22、大齒輪23、第二轉軸24、第二敲擊轉桿25、滑塊26、第一底座軸承32、第一轉軸33、第三底座軸承34和小齒輪35 ;敲擊驅(qū)動電機17固定在擊板支架5的一側，擊板支架5的底面上設置一對第一底座軸承32、一對第二底座軸承22和一個第三底座軸承34，通過一對第一底座軸承32固定的第一轉軸33與敲擊驅(qū)動電機17的輸出軸連接，通過一對第二底座軸承22固定的第二轉軸24與第一敲擊轉桿18 —端固定連接，第一敲擊轉桿18的另一端與第二敲擊轉桿25的一端鉸接，第二敲擊轉桿25的另一端與滑塊26鉸接，第一轉軸33固定連接的小齒輪35與第二轉軸24固定連接的大齒輪23嚙合，擊板銜接桿19的一端固定安裝在第三底座軸承34上，另一端連接滑塊26，擊板6固定于滑塊26上；
[0012]所述換向機構包括豎直桿固定盤9、換向電機12、階梯軸21和軸套20，豎直桿固定盤9固定連接在豎直桿4下端，豎直桿固定盤9的下方固定安裝有階梯軸21，階梯軸21通過聯(lián)軸器27連接于換向電機12的輸出軸，階梯軸21下方的外側設置一支撐于底盤10上的軸套20，階梯軸21和軸套20中間安裝有深溝球軸承和推力軸承；階梯軸21上方安裝有帶底座軸承28，該帶底座軸承28支撐于底盤10上。
[0013]所述行走機構，包括轉向輪13、驅(qū)動輪30、行走電機11、底盤10、驅(qū)動軸29、連桿31和轉向電機15，底盤10上固定有蓄電池14、單片機16、計算機8、行走電機11、轉向電機15、換向電機12，通過驅(qū)動軸29連接的兩個驅(qū)動輪30固定于底盤10的后端，通過連桿31連接的兩個轉向輪13固定于底盤10的前端，行走電機11通過鏈條與兩個驅(qū)動輪30連接。
[0014]所述病死雞識別系統(tǒng)，包括攝像頭7、計算機8，擊板支架5的下方固定有支架，用于安裝攝像頭7 ;計算機8安裝在底盤10的后端。
[0015]所述溫濕度環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括嵌入在水平桿2上和豎直桿4頂端的溫度傳感器、濕度傳感器。
[0016]所述行走電機11、轉向電機15、換向電機12、升降電機3、平移電機I敲擊驅(qū)動電機17均為由單片機16控制的步進電機。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:
[0018]1、自動化程度高:實現(xiàn)了雞只籠養(yǎng)模式下病死雞的自動識別、環(huán)境參數(shù)的在線監(jiān)測，極大地節(jié)省了集約化家禽養(yǎng)殖的勞動力。
[0019]2、適用性佳:采用圓柱坐標型機器人基本構型，其能前后上下移動，軀體還能繞著軸旋轉，可進行立體作業(yè)，從而使該機器人可以用于疊層籠養(yǎng)和階梯籠養(yǎng)兩種養(yǎng)殖模式下不同籠層雞只的監(jiān)測。
[0020]3、智能型:通過單片機控制機器人的行走、停止、換向、轉向，同時控制敲擊機構的上下、左右驅(qū)動，這兩大特點使本發(fā)明具備了“機器腿”和“機器手”，實現(xiàn)了一個監(jiān)測智能機器人。用一個機器人代替操作工，實現(xiàn)智能化監(jiān)測。相對于人工操作，還具有多點采集環(huán)境參數(shù)的功能。
[0021]4、多點操作采集:通過步進電機配合滾珠絲杠裝置實現(xiàn)機器人控制移動，充分利用走道的縱向空間，可實現(xiàn)機器人平穩(wěn)運行、高精度定位和多點環(huán)境數(shù)據(jù)的采集。
[0022]本發(fā)明將智能機器人用于家禽籠養(yǎng)模式，充分整合了單片機控制技術、傳感器技術、計算機圖像采集識別技術。雖然這些技術已經(jīng)在畜牧養(yǎng)殖設備中有所應用，如精確飼喂、個體識別、自動擠奶、雞蛋碼盤等，但在我國的家禽籠養(yǎng)設備中還沒有涉及?？梢哉f，本發(fā)明標志著我國家禽籠養(yǎng)設備的研發(fā)重點逐步告別簡單的材料加工、裝配、以及配備傳動機構，正在向高精化、智能化的方向發(fā)展，其自動化水平正在向發(fā)達國家靠攏。本發(fā)明使我國家禽籠養(yǎng)模式下必須通過人工來識別病死雞和監(jiān)測環(huán)境成為歷史，其將大大減輕養(yǎng)殖工人的勞動強度，改善工人的工作條件及動物福利，提高畜禽產(chǎn)業(yè)的智能化、自動化水平，提高規(guī)模養(yǎng)雞業(yè)的綜合經(jīng)濟效益，為蛋雞養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)性、健康發(fā)展提供技術保證，打破了集約化養(yǎng)殖領域的又一瓶頸，具有極高的行業(yè)價值和應用價值。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的生物及環(huán)境監(jiān)測智能機器人的結構示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明的生物及環(huán)境監(jiān)測智能機器人的敲擊機構的結構示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明的生物及環(huán)境監(jiān)測智能機器人的換向機構底端部位的結構示意圖。
[0026]附圖標記:
[0027]I平移電機2水平桿3升降電機
[0028]4豎直桿5擊板支架6擊板
[0029]7攝像頭8計算機9豎直桿固定盤
[0030]10底盤11行走電機12換向電機
[0031]13轉向輪14蓄電池15轉向電機
[0032]16單片機17敲擊驅(qū)動電機 18第一敲擊轉桿
[0033]19擊板銜接桿20軸套21階梯軸
[0034]22第二底座軸承 23大齒輪24第二轉軸
[0035]25第二敲擊轉桿 26滑塊27聯(lián)軸器
[0036]28底座軸承29驅(qū)動軸30驅(qū)動輪
[0037]31連桿32第一底座軸承 33第一轉軸
[0038]34第三底座軸承 35小齒輪
【具體實施方式】
[0039]下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0040]如圖1所示，生物及環(huán)境監(jiān)測智能機器人包括滾珠絲杠控制機構、敲擊機構、換向機構、行走機構、溫濕度環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、病死雞識別系統(tǒng)。
[0041]滾珠絲杠控制機構，包括平移電機1、水平桿2、升降電機3、豎直桿4和擊板支架5，其中，豎直桿4的頂端固定有升降電機3，升降電機3的輸出軸連接有沿著該豎直桿4延伸的豎直滾珠絲杠，水平桿2的一端固定在該豎直滾珠絲杠的可移動端上，從而使水平桿2上下移動；水平桿2的另一端固定有平移電機1，平移電機I的輸出軸連接有沿著該水平桿2延伸的水平滾珠絲杠，擊板支架5固定在該水平滾珠絲杠的可移動端上。滾珠絲杠控制機構能夠使擊板支架5在升降電機3和平移電機I的共同作用下，實現(xiàn)豎直和水平方向的移動。
[0