(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210809548.5 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 浙江省农业科 学院 地址 310021 浙江省杭州市德胜中路2 98号 (72)发明人 周昕　周卫东　肖华　刘凯歌　 潘梓博　吉洪湖　徐杏　谢传奇　 蔡静　 (74)专利代理 机构 南京智造力知识产权代理有 限公司 32382 专利代理师 王军丽 (51)Int.Cl. A47L 11/28(2006.01) A47L 11/38(2006.01) A47L 11/40(2006.01) B08B 3/02(2006.01)B08B 3/08(2006.01) B08B 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人及 作业方法 (57)摘要 本发明公开了一种畜禽舍自适应避障双臂 清洗机器人及作业方法， 该机器人由移动小车、 避障清洗单元、 控制系统和电源组成。 避障清洗 单元包括两个相同的自适应避障清洗机构， 分别 左右对称设置在移动小车顶部， 自适应避障清洗 机构包括旋转平台单元、 竖直运动单元、 水平运 动单元、 喷洒单元和避障感应单元， 喷洒单元包 括喷头、 摆动机构和旋转座， 避障感应单元包括 感应触杆和感应传感器。 喷头每次周 期摆动后， 移动小车沿通道间歇前进喷头水射流打击面直 径长度的距离， 避障感应单元和旋转平台单元的 配合， 实现了避障清洗机构的自适应仿形避障， 整个避障期间， 喷头摆动平面的位置实时不变， 实现了清洗作业无需停歇、 杜绝了遗漏清洗现 象， 保证了清洗效果。 权利要求书6页 说明书12页 附图18页 CN 115089057 A 2022.09.23 CN 115089057 A 1.一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人， 其特征在于： 包括移动小车(1)、 避障清洗 单元(2)、 控制系统(46)和电源(45)； 所述避障清洗单元(2)包括两个相同的自适应避障清 洗机构(3)， 分别左右对称设置在移动小车(1)顶部； 所述自适应避障清洗机构(3)包括旋转 平台单元(6)、 竖直运动单元(8)、 水平运动单元(13)、 喷洒单元(15)和避障感应单元(4)， 旋 转平台单元(6)安装于移动小 车(1)顶部， 竖直运动单元(8)的一端安装于旋转平台单元(6) 的旋转面上， 水平运动单元(13)的一端垂直安装于竖直运动单元(8)的移动件(9)上， 喷洒 单元(15)安装于水平运动 单元(13)的滑台(14)上， 避障感应单元(4)安装于水平运动 单元 (13)框架上， 控制系统(46)和电源(45)安装于移动小车(1)车体内。 2.根据权利要求1所述的一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人， 其特征在于： 所述避 障感应单元(4)包括感应触杆(12)和感应传感器(11)， 感应触杆(12)呈弧形且弦长大于水 平运动单元(13)长度， 感应触杆(12)的一端安装于感应传感器(11)上， 感应传感器(11)安 装于水平运动单元(13)框架上靠近移动小车(1)位置， 并使感应触杆(12)位于水平运动单 元(13)靠近移动小车(1)行进的一侧， 同时保证感应触杆(12)弦长与水平运动单元(13)的 中心轴线构成的平面与水平地 面平行。 3.根据权利要求1所述的一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人， 其特征在于： 所述喷 洒单元(15)包括喷头(16)、 摆动机构(19)和旋转座(17)， 喷头(16)安装于摆动机构(19)的 摆动面上， 摆动机构(19)安装于旋转座(17)的旋转面上， 旋转座(17)安装于水平运动单元 (13)的滑台(14)上， 并使旋转 面与水平地 面平行。 4.根据权利要求1所述的一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人， 其特征在于： 所述旋 转平台单元(6)包括箱体 I(7)、 电机A(21)、 主动齿轮A1(24)、 从动齿轮A2(25)、 霍尔角度传感 器X1(23)和磁铁感应片X2(22)， 箱体I(7)安装于移动小车(1)顶部， 电机A(21)安装于箱体I (7)内， 主动齿轮A1(24)安装 于电机A(21)的输出轴上， 从动齿轮A2(25)可转动地安装 于箱体 I(7)内， 并与主动齿轮A1(24)啮合， 从动齿轮A2(25)的齿面可带动 旋转平台单元(6)的旋转 面同轴旋转， 磁铁感应片X2(22)同轴安装于电机A(21)输出轴端面上， 霍尔角度传感器X1 (23)安装于箱体I(7)内， 并与磁铁感应片X2(22)同轴相对应但不接触。 5.根据权利要求3所述的一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人， 其特征在于： 所述喷 洒单元(15)的旋转座(17)包括箱体II(18)、 电机B(28)、 主动 齿轮B1(29)、 从动 齿轮B2(30)， 霍尔角度传感器Y1(26)和磁铁感应片Y2(27)， 箱体II(18)安装于水平运动单元(13)的滑台 上， 电机B(28)安装于箱体II(18)内， 主动齿轮B1(29)安装于电机B(28)的输出轴上， 从动齿 轮B2(30)可转动地安装于箱 体II(18)内， 并与主动齿轮B1(29)啮合， 从动齿轮B2(30)的齿 面 可带动旋转座(17)的旋转面同轴旋转， 磁铁感应片Y2(27)同轴安装于电机B(28)输出轴端 面上， 霍尔角度 传感器Y1(26)安装 于箱体II(18)内， 并与磁铁感应片Y2(27)同轴相对 应但不 接触。 6.根据权利要求3所述的一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人， 其特征在于： 所述摆 动机构(19)包括箱体 III(20)、 电机C(31)、 主动齿轮C1(33)、 从动齿轮C2(34)， 霍尔角度传感 器Z1(35)、 磁铁感应片Z2(32)， 箱体 III(20)安装 于喷洒单元(15)旋转座(17)的旋 转面上， 电 机C(31)安装于箱体III(20)内， 主动齿轮C1(33)安装于电机C(31)的输出轴上， 从动齿轮C2 (34)可转动地安装于箱体III(20)内， 并与主动齿轮C1(33)啮合， 同时保证从动齿轮C2(34) 的齿面与水平面垂直， 喷头(16)安装于从动齿轮C2(34)的齿面上， 并使喷头(16)喷射方向权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115089057 A 2与齿面平行， 从动齿轮C2(34)的转动可驱动喷头(16)摆动， 磁铁感应片Z2(32)同轴安装 于电 机C(31)输出轴端面上， 霍尔角度传感器Z1(35)安装于箱体III(20)内， 并与磁铁感应片Z2 (32)同轴相对应但不接触。 7.根据权利要求1所述的一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人， 其特征在于： 所述机 器人在非清洗工作状态时， 水平运动单元(13)的方向与移动小车(1)前进方向v相反， 即水 平运动单 元(13)的位置角度α 为90 °。 8.根据权利要求1所述的一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人， 其特征在于： 所述机 器人在正常清洗工作状态时， 移动小 车(1)沿通道(52)直线间歇前进， 水平 运动单元(13)的 方向与移动小车(1)前进方向v垂直， 朝向小车两边， 即水平运动单元(13)的位置角度α为 0°， 此时喷洒单元(15)的摆动机构(19)的摆动面与移动小车(1)前进方向v垂直， 即摆动面 的位置角度β 为0 °。 9.根据权利要求8所述的一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人， 其特征在于： 所述机 器人在正常清洗工作状态时， 喷洒单元(15)的喷头(16)每完成N次摆动后， 移动小车(1)沿 通道(52)间歇前进距离ΔL， 如此反复循环， ΔL＝D， D为水射流(53)打击面直径， N为正整 数。 10.根据权利要求2所述的一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人， 其特征在于： 所述 避障感应单元(4)的感应传感器(11)为力感应传感器， 当感应触杆碰到障碍物(50)时， 力感 应传感器感应到的受力F≥设定的阈值F0时， 电机A(21)驱动主动齿轮A1(24)， 进而使 旋转平 台单元(6)带动水平 运动单元(13)旋转一定角度Δα， 使位置角度α 逐渐增大， 当感应到的受 力F＜设定的阈值F0时， 旋转平台单元(6)带动水平运动单元(13)反向旋转一定角度 Δα， 使 位置角度α 逐渐减小， 随着移动小车(1)的间歇前进， 如此反复循环， 直至感应触杆(12)末端 经过障碍物(50)后不再受力， 即水平 运动单元(13)整个通过障碍物(50)， 旋转平台单元(6) 继续带动水平运动单元(13)反向旋转一定角度， 使位置角度α 逐渐减小， 直至恢复至0 °， 从 而能够实现自适应避障清洗 机构(3)的自适应仿形避障。 11.根据权利要求5所述的一种畜禽舍自适应避障双臂清洗机器人， 其特征在于： 所述 机器人在自适应避障清洗机构(3)的整个自适应仿形避障期间， 电机B(28)实时驱动主动齿 轮B1(29)， 进而使旋转座(17)带动摆动机构(19)旋转一定角度， 使摆动机构(19)的摆动面 始终与移动小车(1)前进方向v垂直， 即位置角度β ＝0 °， 即电机B(28)的实时旋转角度βB满 足 其中αA为电机A(21)的实时旋转角度值， 其由霍尔角度传感器X1 (23)实时测得， 为主动齿轮A1(24)的齿数， 为从动齿轮A2(25)的齿数， 为主动齿 轮B1(29)的齿数， 为从动齿轮B2(30)的齿数， 从而保证整个自适应仿形避障期间， 喷洒 作业无