履带吊机技术|送料履带机器人

1.本实用新型涉及履带机器人领域，具体涉及一种给料履带机器人。

背景技术：

2.履带机器人主要是指由具有特定功能的执行装置和履带底盘组合而成的机器人。履带底盘具有良好的行驶和转向能力，作为通用的移动平台，广泛应用于步行条件恶劣的作业环境。

3.激光雷达是一种利用激光实现精确测距的传感器。激光雷达发射激光脉冲，遇到周围物体时会反射回来，通过测量激光到达每个物体并返回所需的时间，可以计算出到物体的精确距离。激光雷达每秒发射数千个脉冲，通过收集这些距离测量值，可以构建环境的三维模型，即点云。

4.专利文献：cn112167079a-一种全自动畜牧业饲喂设备及畜牧业饲喂方法，具体公开了一种车体和板体，车体包括储料桶、底板、支撑外壳、激光传感器和电机驱动的履带底盘；板体包括槽和电磁轨道条。利用agv的原理，激光传感器识别设置在其活动范围内的若干电磁履带定位标记，确定其坐标位置，从而控制履带底盘的运动，实现整机沿行驶路线的自动巡航。定位装置，并在路上。放料、铺设预定的电磁轨道条，可满足上料装置的自动巡航和送料。

5.上述饲养设备存在以下缺点：一是需要在农场铺设电磁铁轨，实现自动巡航；其次，饲料需要预先搅拌好，然后倒入储料桶中，供后续喂料；第三，储料桶只配备一个漏斗，饲料靠自重流出到料槽中，不能喷出饲料，喂料方式有限。

技术实施要素：

6.本实用新型旨在克服上述现有技术的不足，提供一种上料履带机器人，实现了各种物料的全自动混合混合上料、自主上料的效果。定点、区域覆盖投喂。 ，减少人工参与物料输送，提高生产效率。

7.本实用新型所采用的技术方案是一种给料履带机器人，包括履带底盘、底板、给料装置、工控机和激光雷达总成。进料装置和激光雷达总成安装在底板上，工控机安装在履带底盘上，底板安装在履带底盘上；进料装置包括进料筒、搅拌机构和出料装置；搅拌机构设置在进料桶内，用于物料混合；进料桶底部设有出料口；出料装置与出料口相连，将搅拌好的物料排出；工控机与上料装置、激光雷达组件和履带底盘电连接。

8.使用时，先将物料放入料斗，再启动机器人。工控机接收激光雷达组件的反馈信息，根据内部程序设置控制给料装置和履带底盘的动作。激光雷达组件不断扫描机器人周围的环境，以构建环境的 3D 模型。三维环境模型与相关算法相结合，使机器人能够在一定空间内自主规划路径、识别落点、避开障碍物，从而实现自主材料放置和区域覆盖放置。履带底盘按照工控机给出的路径移动，遇到路径上的障碍物自动旋转

开启。进料装置中的搅拌机构对物料进行搅拌混合；出料装置在有进料指令时工作，自动将进料斗中的物料弹出，完成物料的进料。进料装置内的物料消耗完后，机器人可自行返回预设点补料。

9. 优选地，所述进料装置包括隔板和控制阀。进料斗上部敞开，进料斗内部被隔板分隔成不同的区域；上料斗的上层至少为两层，上料斗的中层为搅拌区，设有搅拌机构；进料斗下层为成品区吊车，出料口位于底部；上、中、下层分别设置有控制卸荷的控制阀。

10.进料桶内的三个控制阀默认关闭，进料桶内的原料区、混合区和成品区相互独立分开。将饲料、药品、水等物料添加到多个平行布置的原料区进行暂存。当需要投入物料时，进行搅拌混合，实现了按需混合，避免了一次进料过度搅拌混合造成的浪费问题。控制阀通电打开后，进料桶上部区域的物料即可流入下部区域。通过控制控制阀的通电时间，可以间接控制出料量，实现物料按比例定量混合。

11.上料装置的具体工作流程如下：机器人启动后，原料区下方的控制阀在一定时间内有序开启控制工控机，然后关闭。依次定量进入搅拌区。搅拌机构通电启动，一段时间后停止搅拌。混合区下方的控制阀开启一定时间后关闭，混合后的物料进入成品区。出料装置收到工控机的出料指令后启动，出料装置将成品区的物料顶出，完成一次出料。送料装置自动重复上述过程，完成多次送料。另外，在卸料装置工作时，搅拌机构可以提前工作。当成品区没有物料时，混合区下方的控制阀打开，混合后的物料立即进入成品区，减少了下一次加料的等待时间。

12. 优选地，出料装置包括单螺杆泵和喷嘴，单螺杆泵的输入端与出料口相连，单螺杆泵的输出端与出料口相连。喷嘴。对于混合后呈粘稠状的物料，出料装置采用单螺杆泵的形式。单螺杆泵固定安装在底板上，喷嘴从底板边缘突出。单螺杆泵通电后，螺杆旋转将成品区物料带出，最后通过喷嘴甩出，完成物料输送。

13.进一步，喷头从履带底盘突出，喷头的方向垂直于履带底盘的前进方向。在养殖业中，通常需要将饲料放入长条状排列的饲料槽中。喷嘴位于机器人前进方向的一侧，使物料更容易进入料槽，实用性强。喷嘴从履带底盘突出一定距离，可以进一步防止抛出的物料溅到机器人表面。

14. 优选地，履带底盘前进方向为头部，激光雷达组件居中设置在底板头部。头部中央设置，降低了物料输送装置在扫描激光雷达组件周围环境时的干扰效应。

15.进一步，履带底盘的头部还设有超声波部件；超声波元件的检测方向向下倾斜；超声波元件与工控机电连接。由于激光雷达组件位于履带底盘上方的底板上，因此激光雷达组件无法扫描履带底盘靠近头部的部分，即扫描盲区。作为激光雷达组件的补充，超声波组件负责扫描盲区的扫描。超声波元件设置在履带底盘头部靠近地面的位置，其检测方向向履带底盘前进方向向下倾斜。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，从而改善机器人的3D环境模型。例如，机器人前进路径中存在障碍物，障碍物正好位于履带底盘靠近头部的位置，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障碍物。

如果机器人继续前进，它会撞到障碍物。

16.进一步，在底板的头部还设置有可旋转的摄像头，摄像头居中设置在激光雷达总成和投料斗之间；摄像头与工控机电连接。可旋转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，出料装置的喷嘴喷射物料。此外，通过进一步的图像识别算法，摄像头还可以识别机器人运动路径上的各种特征，可用于定位落点的精确位置或进一步完善激光雷达组件构建的三维环境模型。

17. 优选地，工控机具有无线通信功能和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。在室外环境下，通过无线通讯功能将预设的GPS路径信息传送给机器人。机器人收到信息后，通过导航算法和gps定位功能，按照预设路径自动前往多个送料点，完成送料。

18. 优选地，底板的长宽方向完全覆盖轨道底盘。履带底盘在运动过程中会飞溅灰尘、泥水等杂物，尤其是在野外环境中。完全覆盖后，底板也可用作挡泥板。底板上的激光雷达组件、摄像头等组件与履带底盘分离，可有效避免杂物飞溅，影响组件正常工作。

19. 优选地，履带底盘包括电池、电机、驱动模块和底盘。电池、电机、驱动模块和工控机安装在机箱内。该电机驱动履带底盘具有扭矩大、结构简单的优点。电池、电机、驱动模块和工控机均设置在底盘内，提高了轨道底盘的集成度和可靠性。机箱顶部开有开口，底板下表面与开口相配合。底板安装后，机箱内部密封防尘防水。底盘两侧有轨道。电池和驱动模块从开口处放置在机箱底部，工控机重叠在电池上方。工控机发出运动指令后，由驱动模块驱动电机运行，使履带底盘按照指令运动。电池为机器人的所有耗电设备供电。

20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21.通过集储料、混合、投料为一体的投料装置，实现各种物料的自动定量混合和喷涂，减少人工参与投料的程度。提高生产力。

22.通过上料装置与履带底盘的结合，实现灵活的多工位、多方向上料，提高了机动性和生产效率。

23.借助激光组件和相关算法，实现自主材料放置和区域覆盖放置，无需人工路径规划或额外的引导设备。

图纸说明

24. 图。附图说明图1为本实用新型实施例一的局部剖视图。

25. 图。图2为本发明实施例一的结构示意图。

26. 图。图3是图2中a位置的局部放大图。 1.

27. 图。图4为本发明实施例二的结构示意图。

28. 图。图5为本实用新型实施例二的分解图。

29.标签说明1：进料斗10、原料区11、混合区12、成品区13、隔板1< @4、排料口16、料斗盖17、混合机构20、调节阀30、阀体31、阀芯32、线圈33、开口34、出料装置70、单螺杆泵71、喷嘴72。

30.标签说明2：出料装置100、底板110、履带底盘120、底盘121、电机122、司机模式

块 123、电池 124、IPC 130、激光雷达组件 140、摄像头 150、超声波组件 160。

具体实现方法

31.本实用新型的附图仅用于示例性说明，不应理解为对本实用新型的限制。为了更好地说明以下实施例，附图中的某些部分可能会被省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，一些众所周知的结构及其在附图中的描述可能会被省略。可以理解。

32.示例 1

33.如图1、2所示，本实施例是一种物料混合喂料装置，用于喂入混合后的粘性和糊状饲料。一种物料混合加料装置，包括底板110、进料斗10、隔板14、搅拌机构20、控制阀30、出料装置70和控制。进料桶10上部敞开，进料桶10内部被隔板14分隔成不同的区域；上料桶10的上层为至少两个并排的原料区11。进料桶10的中层为搅拌区12，设有搅拌机构20；进料筒10的下层为成品区13，并设有出料口16。上、中、下层分别设有控制卸荷的控制阀30。出料装置70与出料口16相连，出料装置70用于将成品区13内的物料从出料口16排出；进料桶10、出料装置70和控制装置安装在底板110上，控制装置分别电连接搅拌机构20、控制阀30和出料装置70。

34.在本实施例中，进料桶10选择以滚筒为基础制作。内隔板14预成型后，通过焊接固定在滚筒内壁上，最终形成原料区1。 1、搅拌区12和成品区13。原料区数量为2个，体积比为1:1，适合喂入混合比为1:1的饲料。

35.进料桶10内的三个控制阀30默认关闭，原料区11、混合区12、成品区13之间进料桶10彼此分开。将饲料、药品、水等物料分别加入并列设置的多个原料区11中暂存。当需要投入物料时，进行搅拌混合，实现了按需混合，避免了一次进料过度搅拌混合造成的浪费问题。控制阀30通电后打开，进料斗10上部区域的物料即可流入下部区域。通过控制控制阀30的通电时间，可以间接控制出料量，实现物料按比例定量混合。

36.原料区11分别加入饲料、药品、水等物料后，本实施例的工作过程如下：设备启动，控制阀30下原料区11由控制装置控制。依次开启一定时间后关闭，各种物料同时或依次定量进入搅拌区12。搅拌机构20通电启动，一段时间后停止搅拌。搅拌区12下方的控制阀30开启一定时间后关闭，搅拌后的物料进入成品区13。出料装置70启动，出料装置70将成品区13内的物料顶出，完成一次出料。控制装置自动重复上述过程，完成多次物料输送。此外，当出料装置70工作时，搅拌机构20可提前工作。成品区13出料后，打开搅拌区12下方的控制阀30，搅拌后的物料立即进入成品区13，减少了下一次加料的等待时间。时间。

37.如图所示。如图3所示，优选地，控制阀30包括阀体3 阀芯32和线圈33；阀体31为侧壁上的直通开口34。阀芯32设置在阀体31内，可选择性地关闭或导通开口34，线圈33与控制装置电连接。线圈33通电后，吸入阀芯32在阀体31内运动，与开口34错开连接，开口34导通。线圈33通电，控制阀30打开，上下区相互连接，物料在重力作用下通过开口34从上区流向下区。线圈33断电，阀芯32在自重或弹簧的作用下自动返回，开口34被堵住，控制阀30关闭，上下区分开.

38.优选地，出料装置70包括单螺杆泵71和喷嘴72，单螺杆泵71的输入端连接至

排出口16连接，单螺杆泵71的输出端连接喷嘴72。对于混合后呈粘稠状的物料，出料装置70采用单螺杆泵的形式。单螺杆泵71固定安装在底板110上，喷嘴72突出于底板110的边缘。单螺杆泵71通电后，螺杆旋转将成品区13内的物料呈螺旋状带出，最后通过喷嘴72将物料甩出，完成物料的加料。

39. 优选地，进料斗10的上、中、下层之间的隔板14为漏斗形。上层为原料区11，中层为搅拌区12、下层为成品区13。物料从原料区11进入搅拌区12，或进入搅拌区12。从混合区12到成品区13，均靠自身重力流动。漏斗形隔板14可以保证上部区域的物料在自重的作用下完全流入下部区域，避免物料残留。

40. 优选地，搅拌机构20为电机一体化的搅拌桨组件，垂直居中设置在搅拌区12的底部。由于搅拌区12单次搅拌所要混合的物料数量不多，其搅拌功率低于一般的物料搅拌机，发热量也较小，因此集成电机的搅拌桨总成可以符合要求。搅拌桨组件包括转轴、桨叶、电机和外壳。叶片的结构类似于扇叶，多片叶片与转轴成一定角度倾斜，螺旋分布在转轴的圆周上。电机与轴相连。电机和转轴设置在机壳内。采用该搅拌桨组件，可以省去各种传动结构，简化了本实施例的进料筒10的结构设计。外壳固定在控制阀30的阀体31上。立式底部居中，保证物料充分混合搅拌。

41. 优选地，还包括进料桶盖17，进料桶盖安装在进料桶10的上部开口处。装料桶盖17的形状与装料桶10相匹配。进料桶盖17的边缘是折叠的。安装完成后，折边包围上料桶10的外壁，上料桶盖17整体盖住上料桶10的开口，使上部原料区11形成封闭空间，防止进料。免受污染。进料桶盖17顶部还设有把手，方便进料桶盖17的装卸。

42.示例 2

43.如图4、5所示，本实施例是以实施例1为送料装置的送料履带机器人。

44.送料履带机器人包括履带底盘120、底板110、送料装置100、工业计算机130和激光雷达组件140。物料输送装置100和激光雷达组件140安装在底板110上履带吊机技术，工控机130安装在履带底盘120上，底板110安装在履带底盘120上。工业计算机130分别电连接到材料输送装置100、激光雷达组件140和履带底盘120。工控机130作为送料装置100的控制装置。

45.使用时，先将物料放入上料斗10，再启动机器人。工控机130接收来自激光雷达组件140的反馈信息，并根据内部程序设置控制物料输送装置100和履带底盘120的动作。激光雷达组件140持续扫描机器人周围的环境以构建三维环境模型。三维环境模型与相关算法相结合，使机器人能够在一定空间内自主规划路径、识别落点、避开障碍物，从而实现自主材料放置和区域覆盖放置。履带底盘120按照工控机130给出的路径移动，并自动避开路径上的障碍物。进料装置100中的搅拌机构20对物料进行搅拌混合；出料装置70在有进料指令时工作履带吊机技术，自动将进料斗10内的物料弹出，完成物料的进料。进料装置100内的物料消耗完后，机器人可自行返回预设点补料。

46. 此外，喷嘴72从履带底盘120突出，喷嘴72的方向垂直于履带底盘120的行进方向。在养殖业中，饲料通常需要放入较长的料槽中，而喷嘴72位于机器人前进方向的一侧，这样更容易将物料放入料槽中，并且具有实用性强。喷嘴72从履带底盘120突出一定距离，可以进一步防止被抛物溅到机器人表面。

47.优选地，履带底盘120的前进方向为头部，激光雷达总成140居中布置在

底板110的头部。头部居中布置，减少了物料输送装置100扫描激光雷达组件140周围环境时的干扰效应。

48. 进一步地，履带底盘120的头部还设置有超声波部件160；超声波元件160的检测方向向下倾斜。超声波元件160与工控机130电连接。由于激光雷达组件140位于底板110上且底板110位于履带底盘120上方，因此激光雷达组件140无法扫描履带底盘120靠近头部的部分吊车，即扫描盲区超声波组件160作为激光雷达组件140的补充，负责扫描扫描盲区。超声波组件160设置在履带底盘120的头部接近地面的位置，其检测方向朝向履带底盘120的前方方向向下倾斜。超声波组件160的扫描范围覆盖扫描盲区，超声波组件160将扫描结果反馈给工控机130，从而改善机器人的三维环境模型。例如，机器人前进路径中出现障碍物，该障碍物位于履带底盘120靠近头部的位置，且该障碍物的高度低于底板110的高度。此时，位于基板110上的激光雷达组件140将无法扫描障碍物。如果机器人继续前进，就会撞到障碍物。

49.进一步地，底板110的头部还设置有可旋转的摄像头150，摄像头150居中设置在激光雷达组件140和投料斗10之间；摄像头150与工控机130电连接。可旋转摄像头150不仅可以记录机器人行进方向的现场情况，还可以记录侧面，出料装置70的喷嘴72喷射物料。此外，通过进一步的图像识别算法，摄像头150还可以识别机器人运动路径上的各种特征，可用于落点的精确定位或进一步完善机器人所构建的三维环境模型。激光雷达组件140。摄像头150的高度高于激光雷达组件140的上表面。

50. 优选地，工控机130具有无线通信功能和GPS定位功能。无线通讯功能用于工控机130的远程数据传输。 GPS定位功能用于提供机器人的位置信息。在室外环境下履带吊机技术|送料履带机器人，通过无线通讯功能将预设的GPS路径信息传送给机器人。机器人收到信息后，通过导航算法和gps定位功能，按照预设路径自动前往多个送料点，完成送料。

51. 优选地，底板110的长度和宽度方向完全覆盖履带底盘120。 The crawler chassis 120 may splash dust, muddy water and other sundries during movement, especially in the field environment. When fully covered, the bottom plate 110 also acts as a fender. Components such as the lidar assembly 140、camera 150 on the bottom plate 110 are separated from the crawler chassis 120, which can effectively prevent splashing sundries from sticking, thereby affecting the normal operation of the components. The bottom plate 110 is installed on the crawler chassis 120, and there is a proper space between the lower surface of the bottom plate 110 and the crawler of the crawler chassis 120, so as to ensure the normal operation of the crawler.

52. Preferably, the crawler chassis 120 includes a battery 124、motor 122、drive module 123、chassis 121; battery 124、 The motor 122、drive module 123 and the industrial computer 130 are arranged in the chassis 121 . The motor-driven crawler chassis 120 has the advantages of large torque and simple structure. The battery 124、motor 122、drive module 123 and the industrial computer 130 are arranged in the chassis 121 , which improves the integration and reliability of the crawler chassis 120 . The top of the chassis 121 has an opening, and the lower surface of the bottom plate 110 is matched with the opening. After the bottom plate 110 is installed, the interior of the chassis 121 is sealed against dust and water. The chassis 121 has tracks on both sides. The battery 124 and the drive module 123 are placed at the bottom of the chassis 121 from the opening, and the industrial computer 130 is overlapped above the battery 124 . After the industrial computer 130 issues a motion command, the motor 122 is driven to run by the drive module 123, thereby making the crawler chassis 120 move according to the command. The battery 124 powers all the power consuming devices of the robot.

53. Obviously, the above-mentioned embodiments of the present invention are only examples for clearly illustrating the technical solutions of the present invention, and are not intended to limit the specific implementations of the present invention. Any modifications, equivalent replacements and improvements made within the spirit and principles of the claims of the present invention shall be included in the protection scope of the claims of the present invention

within.