遇障信号触发装置、养殖场作业机器人及其避障方法与流程

1.本发明涉及畜牧场领域，尤其涉及一遇障信号触发装置、养殖场作业机器人及其避障方法。


背景技术：

2.由于猪瘟疫情和其他疾病正成为影响养殖场生物安全的主要问题，尤其规模以上养殖场内人员在各饲养舍之间流动成为病毒传播的途径之一，养殖场尝试通过自动化避免人员过多直接参与饲养舍内工作；老龄化问题逐渐突出，加上养殖场污浊、高强度的作业，用工问题逐渐尖锐、人力成本持续增加；同时近几年产业升级，养殖场也在尝试精准、高效的高度自动化及智能化。
3.在此背景下，饲养舍清洗、消毒、巡检等机器人逐渐进入养殖场，比如在养养殖场的市场需求明显，同时因养殖场内存在大量栏位、饲喂管线、电线等障碍物、干扰物，尤其带机械臂机器人进去作业收到局限较多，因此对障碍物的识别成为非常关键的功能。现有的养殖场还存在如下技术问题：首先，养殖场建模，直接标记障碍区域并绕开，机器人定点定位进行动作设计，但养殖场标准化程度差、建模操作复杂、外来人员不便进入养殖场，难以投入使用；其次，使用红外、超声波技术、激光雷达探照识别，管线粗细不同、探照范围内存在前后距离不同管线容易获取非目标障碍物信息，受饲养舍内光线、水雾等外界噪音影响大，或探测幅宽较小对传感器配置数量需求高而无法使用；第三，采用视觉系统，需进行养殖场改造，根据不同饲养舍和作业功能增加识别物，清洗作业时的水雾会影响视觉功能。


技术实现要素：

4.本发明的一个主要优势在于提供一遇障信号触发装置、养殖场作业机器人及其避障方法，其中所述遇障信号触发装置在养殖场中检测接触到的障碍物，并生成相应的障碍物信号，以便所述养殖场作业机器人根据所述障碍物信号进行遇障处理，提高了所述养殖场作业机器人的工作稳定性。
5.本发明的另一个优势在于提供一遇障信号触发装置、养殖场作业机器人及其避障方法，其中所述遇障信号触发装置通过接触检测的方式检测养殖场内的障碍物，不受环境因素干扰，提高了检测结果的准确性。
6.本发明的另一个优势在于提供一遇障信号触发装置、养殖场作业机器人及其避障方法，其中所述遇障信号触发装置遇到障碍物时，当障碍物接触到所述遇障信号触发装置时，根据所述遇障信号触发装置的张力值判断是否存在障碍物，并生成相应的遇障信号。
7.本发明的另一个优势在于提供一遇障信号触发装置、养殖场作业机器人及其避障方法，其中所述遇障信号触发装置适于所述养殖场作业机器人，所述遇障信号触发装置随所述作业机器人同步移动，以便由所述遇障信号触发装置检测所述作业机器人前方的障碍物，有利于提高养殖场作业机器人作业效率。
8.本发明的另一个优势在于提供一遇障信号触发装置、养殖场作业机器人及其避障
方法，其中所述养殖场作业机器人包括至少一作业臂，所述遇障信号触发装置被设置于所述作业臂，由所述遇障信号触发装置检测所述作业臂周围遇到的障碍物信号，并根据所述障碍物信号由所述养殖场作业机器人调整运行方向，有利于提高所述养殖场作业机器人的工作稳定性。
9.本发明的另一个优势在于提供一遇障信号触发装置、养殖场作业机器人及其避障方法，其中所述遇障信号触发装置遇障时发出障碍物信息，所述养殖场作业机器人根据所述障碍物信息反向转动，避免损坏养殖场内的管线或机器人损伤。
10.本发明的另一个优势在于提供一遇障信号触发装置、养殖场作业机器人及其避障方法，其中所述遇障信号触发装置无需昂贵的检测设备，也无需复杂的机械结构。因此，本发明为养殖场作业机器人的作业提供了一种经济有效的解决方式。
11.本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。
12.依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一遇障信号触发装置，其特征在于，包括：
13.一支架；
14.至少一张力绳，其中所述张力绳被设置于所述支架，由所述支架支撑所述张力绳；以及
15.至少一传感器，其中所述传感器与所述张力绳相连接，由所述传感器检测所述张力绳的张力，其中所述传感器预设一标准检测张力值，当所述张力绳与所述障碍物接触，若所述传感器检测的所述张力值大于所述标准检测张力值时，则触发所述障碍信号。
16.根据本发明的一个实施例，所述张力绳以环绕所述支架的方式被设置于所述支架外周，并且所述张力绳处于张紧状态。
17.根据本发明的一个实施例，所述支架包括一支架近端支撑单元和一支架远端支撑单元，其中所述张力绳别支撑在所述支架的所述架近端支撑单元和所述支架远端支撑单元。
18.根据本发明的一个实施例，所述张力绳进一步包括至少一张力单元，其中各所述张力单元被设置于所述支架的所述支架近端支撑单元和所述支架远端支撑单元之间，并且各所述张力单元的至少一端与所述传感器相连接，由所述传感器检测各所述张力单元的张力。
19.根据本发明的一个实施例，所述张力绳的数量为二或以上，其中所述二张力绳被设置于所述支架的上端和下端和/或前端和后端，以使得所述遇障信号触发装置检测正向移动和反向移动时遇到的障碍物，或者检测所述遇障信号触发装置上方或下方的障碍物。
20.根据本发明的一个实施例，所述遇障信号触发装置进一步包括至少一滑轮，其中所述滑轮被设置于所述支架的端部，其中所述张力绳绕在所述滑轮，并通过所述滑轮支撑所述张力绳，以使得所述张力绳处于张紧状态。
21.根据本发明的一个实施例，所述遇障信号触发装置进一步包括至少一缓冲器，所述缓冲器被可伸缩地设置于所述张力绳，当所述张力绳所受到的张力变大，其中所述缓冲器被所述张力绳拉伸变形，防止张力绳受力过度变形。
22.根据本发明的一个实施例，所述缓冲器被实施为一气弹簧或者拉伸弹簧。
23.根据本发明的一个实施例，所述传感器选自由张力传感器、拉力传感器以及拉绳传感器组成的传感器组。
24.根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一养殖场作业机器人，其包括：
25.一机器人本机；和
26.至少一遇障信号触发装置，其中所述遇障信号触发装置被设置于所述机器人本机，其中所述遇障信号触发装置包括：
27.一支架；
28.至少一张力绳，其中所述张力绳被设置于所述支架，由所述支架支撑所述张力绳；以及
29.至少一传感器，其中所述传感器与所述张力绳相连接，由所述传感器检测所述张力绳的张力，其中所述传感器预设一标准检测张力值，当所述张力绳与所述障碍物接触，若所述传感器检测的所述张力值大于所述标准检测张力值时，则触发所述障碍信号；
30.其中，并且所述遇障信号触发装置与所述机器人本机通信地连接，由所述机器人本机基于所述遇障信号控制作业状态。
31.根据本发明的一个实施例，所述张力绳以环绕所述支架的方式被设置于所述支架外周，并且所述张力绳处于张紧状态。
32.根据本发明的一个实施例，所述支架包括一支架近端支撑单元和一支架远端支撑单元，其中所述张力绳别支撑在所述支架的所述架近端支撑单元和所述支架远端支撑单元。
33.根据本发明的一个实施例，所述张力绳进一步包括至少一张力单元，其中各所述张力单元被设置于所述支架的所述支架近端支撑单元和所述支架远端支撑单元之间，并且各所述张力单元的至少一端与所述传感器相连接，由所述传感器检测各所述张力单元的张力。
34.根据本发明的一个实施例，所述张力绳的数量为二或以上，其中所述二张力绳被设置于所述支架的上端和下端和/或前端和后端，以使得所述遇障信号触发装置检测正向移动和反向移动时遇到的障碍物，或者检测所述遇障信号触发装置上方或下方的障碍物。
35.根据本发明的一个实施例，所述遇障信号触发装置进一步包括至少一滑轮，其中所述滑轮被设置于所述支架的端部，其中所述张力绳绕在所述滑轮，并通过所述滑轮支撑所述张力绳，以使得所述张力绳处于张紧状态。
36.根据本发明的一个实施例，所述遇障信号触发装置进一步包括至少一缓冲器，所述缓冲器被可伸缩地设置于所述张力绳，当所述张力绳所受到的张力变大，其中所述缓冲器被所述张力绳拉伸变形，防止张力绳受力过度变形。
37.根据本发明的一个实施例，所述缓冲器被实施为一气弹簧或者拉伸弹簧。
38.根据本发明的一个实施例，所述传感器选自由张力传感器、拉力传感器以及拉绳传感器组成的传感器组。
39.根据本发明的一个实施例，所述机器人本机包括一车体和被设置于所述车体的至少一机械臂，其中所述遇障信号触发装置被设置于所述机械臂。
40.根据本发明的一个实施例，所述机器人本机进一步包括一避障调整机构，其中所述避障调整机构被可调整地设置于所述车体和所述机械臂之间，由所述避障调整机构基于
一避障调整信号调整所述机械臂的位置，以躲避遇到的障碍物。
41.根据本发明的一个实施例，进一步包括一控制系统，所述控制系统与所述遇障信号触发装置和所述机器人本机通信地连接，由所述控制系统基于所述遇障信号触发装置的检测结果得到对应的避障控制指令，并调整所述机器人本机的工作状态。
42.根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一养殖场作业机器人的避障方法，其中所述避障方法包括如下步骤：
43.(1)检测一遇障信号触发装置的一张力绳的张力值f；
44.(2)基于检测的张力值判断所述遇障信号触发装置是否触及障碍物，并当判断遇到障碍物时生成一避障控制指令；以及
45.(3)驱动一机器人主机的一机械臂按遇障相反方向转动，以脱离障碍。
46.根据本发明的一个实施例，所述避障方法进一步包括步骤：
47.预设一检测标准张力值f0，其中当检测到所述张力绳的张力值f≥f0，判断为遇到障碍物；当检测到所述张力绳的张力值f＜f0，判断为没有遇到障碍物。
48.根据本发明的一个实施例，所述预设的所述张力值f大于所述张力绳张紧状态时最小张力值。
49.通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
50.本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
51.图1是根据本发明的第一较佳实施例的一养殖场作业机器人的示意图。
52.图2是根据本发明上述第一较佳实施例的所述养殖场作业机器人的一遇障信号触发装置的示意图。
53.图3是根据本发明上述第一较佳实施例的所述养殖场作业机器人的框架示意图。
54.图4是根据本发明上述第一较佳实施例的所述养殖场作业机器人的作业布置示意
55.图5是根据本发明上述第一较佳实施例的所述养殖场作业机器人遇到障碍避障装置工作状态示意。
56.图6是根据本发明的第二较佳实施例的一养殖场作业机器人的示意图。
57.图7是根据本发明的第三较佳实施例的一养殖场作业机器人的示意图。
58.图8是根据本发明的第三较佳实施例的一养殖场作业机器人的另一可选实施方式的示意图。
59.图9是根据本发明上述较佳实施例的所述养殖场作业机器人避障流程框图。
具体实施方式
60.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
61.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、
“
下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
62.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
63.参照本发明说明书附图之图1至5所示，依照本发明第一较佳实施例的一养殖场作业机器人在接下来的描述中被阐明。所述养殖场作业机器人包括一机器人本机10和被设置于所述机器人本机10的至少一遇障信号触发装置20，其中所述遇障信号触发装置20被通信地连接于所述机器人本机10，由所述遇障信号触发装置20检测所述机器人本机10周围存在的障碍物。当障碍物触发所述遇障信号触发装置20时，由所述遇障信号触发装置20生成对应于所述障碍物的一障碍物信号，并由所述遇障信号触发装置20将产生的障碍物信号发送至所述机器人本机10。所述机器人本机10根据所述遇障信号触发装置20进行相应地避障操作，比如停机处理，发出警报信号，控制所述机器人本机10改变运行轨迹或者反向运动，以躲避所述障碍物。
64.如图1至图3所示，所述养殖场作业机器人可在一养殖场100作业，其中所述养殖场可以为猪舍、牛舍、羊舍等，或者为饲养动物的保育舍、育肥舍、妊娠舍等。值得一提的是，所述养殖场100被存在以管道或管线布置的障碍物，其中所述管道或管线被布置用以饲养所述养殖场的动物。所述养殖场作业机器人可以被实施为清洗、消毒、巡检等作业机器，其中所述养殖场作业机器人在所述养殖场内作业，并由所述遇障信号触发装置20检测所述养殖场作业机器人作业过程中遇到的障碍物。本领域技术人员可以理解的是，所述养殖场内的障碍物也可以是其它能够阻挡所述养殖场作业机器人的物体。
65.所述养殖场作业机器人的所述机器人本机10包括一车体11和被设置于所述车体11的至少一机械臂12，由所述车体11带动所述机械臂12行走。值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述机械臂12被所述车体11驱动完成相应的作业任务，比如，所述机械臂12可以被实施为清洗装置，所述车体11驱动所述机械臂12进行所述养殖场100的清洁任务；或者，所述机械臂12被实施为消毒装置，所述车体11驱动所述机械臂12移动，并进行所述养殖场100的消毒任务；或者，所述机械臂12被实施为巡检装置，所述车体11驱动所述机械臂12移动，并在移动过程中进行所述养殖场的巡检任务。值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述养殖场作业机器人的具体类型和作用不做限制，并且所述机械臂12的数量和功能不做限制。
66.所述遇障信号触发装置20被设置于所述机器人本机10的所述车体11或所述机械臂12，并且所述遇障信号触发装置20在随所述机器人本机10移动的过程中，由所述遇障信号触发装置20检测所述机器人本机10附近是否遇到障碍物，并且当遇到障碍物时生成相应的障碍物信息。所述机器人本机10根据所述遇障信号触发装置20检测的障碍物信息控制所述车体11的行进和所述机械臂12的作业动作，以避免所述机器人本机10和/或所述遇障信号触发装置20与所述障碍物碰撞，从而损坏所述养殖场作业机器人或所述养殖场内的设备，比如损坏养殖场内的管线或管道。
67.所述机器人本机10进一步包括一避障调整机构13，其中所述避障调整机构13被可调整地设置于所述车体11和所述机械臂12之间，由所述避障调整机构13基于一避障调整信号调整所述机械臂12的位置，以躲避遇到的障碍物。
68.优选地，在本发明的该优选实施例中，所述避障调整机构13被实施为一转向装置，其中所述机械臂12被可枢转地连接于所述避障调整机构13。当所述遇障信号触发装置20检测到障碍物时，所述避障调整机构13基于一调整信号调整所述机械臂12的位置，以使得所述机械臂12和所述遇障信号触发装置20躲避所述障碍物。
69.所述机械臂12通过所述避障调整机构13可枢转地设置于所述车体11，其中所述避障调整机构13可沿一转轴方向周向地驱动所述机械臂12的转动。作为示例的，在本发明的该优选实施例是，所述避障调整机构13可沿一正向转动方向转动所述机械臂12，使得所述机械臂12处于所述养殖场的适当的工作位置。当所述遇障信号触发装置12检测到障碍物存在时，所述避障调整机构13沿一反向转动，以驱动所述机械臂12反向转动，以便于所述机械臂12和所述遇障信号触发装置20脱离或躲避所述障碍物。
70.值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述机器人本机10的所述避障调整机构13的具体实施方式在此不做限制，在本发明的其他可选实施方式中，所述避障调整机构13还可被实施为沿上下方向的驱动装置，或者折叠装置等。
71.如图1至图3所示，所述遇障信号触发装置20通过接触的方式检测是否遇到障碍物。详细地说，所述遇障信号触发装置20被设置于所述机械臂12，其中所述遇障信号触发装置20随所述机械臂12同步移动。在移动的过程中，若存在障碍物触碰所述遇障信号触发装置20时，所述遇障信号触发装置20生成对应于该障碍物的障碍物信号。
72.所述养殖场作业机器人进一步包括一控制系统30，其中所述控制系统30与所述机器人本机10和所述遇障信号触发装置20相通信地连接，所述控制系统30被用以控制所述机器人本机10的运行，比如控制所述机器人本机10作业，调整所述机器人本体10的所述避障调整机构13的转动方向等。所述遇障信号触发装置20将产生的障碍物信号传输至所述控制系统30，所述控制系统30基于所述遇障信号触发装置20发出的障碍物信号生成一避障控制指令，并根据所述避障控制指令控制所述机器人本机10的运动。
73.如图1至图3所示，所述遇障信号触发装置20包括一支架21、被设置于所述支架21的至少一张力绳22，以及至少一传感器23，其中所述传感器23被设置于所述张力绳22，由所述传感器23检测所述张力绳22的张力或拉力。优选地，在本发明的该优选实施例中，所述遇障信号触发装置20被设置于所述机器人本机10的所述机械臂12，并且所述遇障信号触发装置20岁所述机械臂12同步移动。所述遇障信号触发装置20沿所述机械臂12的轴向方向设置，并且所述遇障信号触发装置20位于所述机械臂12的外周，当所述机器人本机10在作业过程中遇到障碍物存在时，所述遇障信号触发装置20在所述机械臂12的外侧首先会触及到所述障碍物。
74.值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述遇障信号触发装置20与所述障碍物接触时，所述障碍物触及所述遇障信号触发装置20，由所述遇障信号触发装置20根据所述张力绳22的张力或拉力的变化判断所述遇障信号触发装置是否遇到障碍物。本领域技术人员可以理解的是，在本发明的该优选实施例中，所述遇障信号触发装置20通过接触的方式检测障碍物的存在，因此所述养殖场100内的光线、水雾等对所述遇障信号触发装置20
不会造成影响。换言之，本发明的所述遇障信号触发装置20能够适应复杂的养殖场环境，不会因为环境变化而影响到检测的准确性。值得一提的另一方面，由于所述遇障信号触发装置20位于所述机械臂12的外周，因此由所述遇障信号触发装置20阻挡所述机械臂12与所述障碍物的碰撞，从而有利于保护所述机器人本机10和所述养殖场内的各管线或管道。可以理解的是，所述遇障信号触发装置20遇到所述养殖场100内的管线或管道时，可将所述养殖场100内的各管道或管线作为障碍物，进而生成对应的避让信号，从而由所述控制系统30控制所述机器人本机10躲避所述障碍物，避免所述机器人本机10对所述养殖场100内的给管道或管线造成影响。
75.所述张力绳22绕所述支架21设置，并且所述张力绳22处于张紧状态，并且由所述传感器23实时地检测所述张力绳22的张力或拉力。当所述张力绳22遇到障碍物时，所述张力绳22受所述障碍物阻挡，其张力或拉力增大。所述传感器23检测到所述张力绳22的张力或拉力的变化，并根据张力或拉边变化值判断所述遇障信号触发装置20是否遇到障碍物。
76.优选地，在本发明的该优选实施例中，所述张力绳22为钢丝绳，其中所述张力绳22被设置于所述支架21的外侧，并且所述张力绳22与所述机器人本机10的所述机械臂12同向设置，由所述张力绳22阻挡所述障碍物触碰所述机械臂12。换言之，在本发明的该优选实施例中，所述张力绳22被所述支架21支撑，且所述张力绳22沿所述机械臂12的方向被所述支架21张紧，其中所述传感器检测所述张力绳22的张力或拉力。
77.可选地，在本发明的其他可选实施方式中，所述张力绳22被实施为高分子纤维材料的弹性绳、链条、或皮带等。所述张力绳22具有一定张力和柔软度。
78.优选地，在本发明的该优选实施例中，所述传感器23为张力传感器或拉力传感器。
79.优选地，在本发明的该优选实施例中山那个，所述支架21被固定于所述机械臂12，且由所述机械臂12带动所述支架21同步移动。所述支架21围设在所述机械臂12的外侧，由所述支架21支撑所述张力绳22，使得所述张力绳22张紧在所述机械臂12的外周。所述支架21可被实施为环状结构、滚筒状结构长方体框架结构等，其中所述机械臂12位于所述支架21内部，由所述支架21支撑所述张力绳22形成一防撞空间，即所述机械臂12位于所述支架21和所述张力绳22形成的所述防撞空间内。
80.可选地，在本发明的该优选实施例中，所述支架21被固定至所述机器人本机10，或所述支架21被可枢转地连接于所述避障调整机构13，由所述避障调整机构13驱动所述支架21转动。值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述支架21位于所述机械臂12的前方，即沿所述机器人本机10移动方向，所述支架21位与所述机械臂12的前方。
81.所述支架21包括一支架近端支撑单元211和一支架远端支撑单元212，其中所述张力绳22别支撑在所述支架21的所述支架近端支撑单元211和所述支架远端支撑单元212之间。所述张力绳22在所述支架近端支撑单元211和所述支架远端支撑单元212被张紧，并且所述张力绳22的一端与所述传感器23相传动地连接，当所述张力绳22的张力超过预设的张力值时，所述传感器23将检测结果传输至所述控制系统30，再由所述控制系统30根据检测的张力值判断障碍物的存在。
82.值得一提的是，所述张力绳22进一步包括至少一张力单元221，其中各所述张力单元221被设置于所述支架21的所述支架近端支撑单元211和所述支架远端支撑单元212之间，并且各所述张力单元221的至少一端与所述传感器23相连接，由所述传感器23检测各所
述张力单元221的张力。
83.所述遇障信号触发装置20进一步包括至少一滑轮24，其中所述滑轮24被设置于所述支架21的端部，即所述支架棱角处，其中所述张力绳22绕在所述滑轮24，并通过所述滑轮24支撑所述张力绳22，以使得所述张力绳22处于张紧状态。
84.优先地，在本发明的该优选实施例中，所述滑轮24被设置于所述支架21的所述支架近端支撑单元211和所述支架远端支撑单元212的拐角处，其中所述张力绳22经所述滑轮24缠绕于所述支架21的外周。
85.所述遇障信号触发装置20进一步包括至少一缓冲器25，所述缓冲器25被可伸缩地设置于所述张力绳22，当所述张力绳22触碰所述障碍物被阻挡时，所述张力绳22受力变形，并且所述张力绳22所受到的张力变大，其中所述缓冲器25被所述张力绳22拉伸变形，防止张力绳22受力过度变形。
86.优选地，在本发明的该优选实施例中，所述缓冲器25被实施为一气弹簧或者拉伸弹簧，其中所述缓冲器25被设置于所述支架21，并且与所述张力绳22相连接，以缓冲所述张力绳22受到的张力或拉力。简言之，所述缓冲器25为弹性缓冲器，被用于缓冲所述张力绳22受到的作用力，避免所述张力绳22被过度拉伸变形。
87.更优选地，在本发明的该优选实施例中，所述缓冲器25位于所述支架远端支撑单元212，所述传感器23位于所述支架近端支撑单元211。换言之，所述缓冲器25和所述传感器23被所述张力绳22连接，并固定在所述支架21。
88.值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述张力绳22和其他部件连接被配置由张紧装置，以使得所述张力绳22在触碰障碍物前和脱离障碍物后均处于张紧状态。
89.所述传感器23预设一检测标准张力值f0，其中所述传感器23检测所述张力绳22的张力值f，并根据检测到的所述张力值和所述检测标准张力值f0比较。若f≥f0时，则说明所述遇障信号触发装置20遇到障碍物，且障碍物的阻力超过设定值，需要调整所述机器人主机10的工作状态，或调整所述机器人主机10的所述机械臂12，以避让所述障碍物。相反地，若f＜f0时，则说明所述遇障信号触发装置20没有遇到障碍物，则由所述控制系统30控制所述机器人主机10正常作业。
90.优选地，当所述遇障信号触发装置20遇到障碍物时，即所述传感器23检测到所述张力值f≥f0时，由所述机器人主机10的所述避障调整机构13驱动所述机械臂12反向转动，即朝反向于所述障碍物的方向转动，以使得所述机械臂12和所述遇障信号触发装置20躲避或脱离所述障碍物，避免管线设施或机器人损伤。
91.如图4和图5所示，所述养殖场作业机器人在养殖场的布置方式，其中所述养殖场作业机器人在所述养殖场100的通道地作业，并且所述养殖场作业机器人的所述机器人本机10在所述通道内移动，其中所述机器人本机10的所述机械臂12延伸至所述养殖场100的一作业区域，比如产床、养殖区、消毒区等。所述养殖场100被布置由管线110，其中所述管线110自上而下布置，其中所述管线110的上端固定于所述养殖场100的天花板。所述养殖场作业机器人在作业过程中，所述机器人本机10的所述机械臂12可能会触及所述管线。
92.当机器人向前行驶时，所述障碍信号触发装置20的所述张力绳22碰到管线(即障碍物)，其中所述传感器23检测所述张力绳22的张力，当所述传感器23检测到的张力大于设定的检测标准张力值f0时，由所述控制系统30触发遇障信号。所述控制系统30基于所述遇
障信号生成一避让控制指令，并且由所述控制系统30根据所述避让控制指令控制所述机器人本机10。
93.本实施例所述控制系统30基于所述避让控制指令控制所述避障调整机构13，其中所述避障调整机构13在触发信号后按遇障相反方向转动脱离障碍，避免管线设施或机器人损伤。
94.值得一提的是，所述张力绳22应存在张紧装置，避免松弛，影响遇障检测效果。所述传感器23的量程最小值f应大于钢丝绳张紧力，避免因机械震动、路面颠簸、张紧钢丝等带来的张力变化信号输出。由于所述缓冲器25受力拉伸，所述张力绳22存在一定挠曲变化，避免机器人不能及时停止导致管线或机器人损伤。
95.参照本发明说明书附图之图6所示，依照本发明第二较佳实施例的一养殖场作业机器人在接下来的描述中被阐明。所述养殖场作业机器人包括一机器人本机10和被设置于所述机器人本机10的至少一遇障信号触发装置20，其中所述遇障信号触发装置20被通信地连接于所述机器人本机10，由所述遇障信号触发装置20检测所述机器人本机10周围存在的障碍物。当障碍物触发所述遇障信号触发装置20时，由所述遇障信号触发装置20生成对应于所述障碍物的一障碍物信号，并由所述遇障信号触发装置20将产生的障碍物信号发送至所述机器人本机10。所述机器人本机10根据所述遇障信号触发装置20进行相应地避障操作，比如停机处理，发出警报信号，控制所述机器人本机10改变运行轨迹或者反向运动，以躲避所述障碍物。
96.所述遇障信号触发装置20包括一支架21、被设置于所述支架21的至少二张力绳22，以及至少二传感器23，其中所述传感器23被设置于所述张力绳22，由所述传感器23检测所述张力绳22的张力或拉力。所述遇障信号触发装置20进一步包括至少一滑轮24，其中所述滑轮24被设置于所述支架21的端部，即所述支架棱角处，其中所述张力绳22绕在所述滑轮24，并通过所述滑轮24支撑所述张力绳22，以使得所述张力绳22处于张紧状态。所述遇障信号触发装置20进一步包括至少一缓冲器25，所述缓冲器25被可伸缩地设置于所述张力绳22，当所述张力绳22触碰所述障碍物被阻挡时，所述张力绳22受力变形，并且所述张力绳22所受到的张力变大，其中所述缓冲器25被所述张力绳22拉伸变形，防止张力绳22受力过度变形。与上述第一较佳实施例不同的是所述传感器23和所述张力绳22的安装方式。
97.详细地说，在本发明的该有线实施例中，所述张力绳22的数量为二或以上，并且各所述传感器23被设置于所述张力绳22。所述张力绳22被设置于所述支架21的对称侧，比如所述支架21的上端和下端和/或所述支架21的前端和后端。作为示例的，在本发明的该优选实施例中，所述张力绳22和所述传感器23的数量分别为二，其中一个所述张力绳22被设置于所述支架21的前端，即所述机械臂12移动方向的前端，另一所述的张力绳22位于所述支架21的后端，即所述机械臂12移动方向的后侧。因此，当所述机器人本机10在向前移动或向后移动时，所述遇障信号触发装置20能够检测正向移动和反向移动时遇到的障碍物。当所述张力绳22被设置于所述支架21的上端和下方时，所述传感器23能够检测到所述机械臂12上方和/或下方的障碍物。
98.本实施例的所述养殖场作业机器人可识别障碍物相对所述机械臂12的前后位置，并可检测识别与行走方向无关的上下方位障碍位置。
99.参照本发明说明书附图之图7和图8所示，依照本发明第三较佳实施例的一养殖场
作业机器人在接下来的描述中被阐明。所述养殖场作业机器人包括一机器人本机10和被设置于所述机器人本机10的至少一遇障信号触发装置20，其中所述遇障信号触发装置20被通信地连接于所述机器人本机10，由所述遇障信号触发装置20检测所述机器人本机10周围存在的障碍物。当障碍物触发所述遇障信号触发装置20时，由所述遇障信号触发装置20生成对应于所述障碍物的一障碍物信号，并由所述遇障信号触发装置20将产生的障碍物信号发送至所述机器人本机10。所述机器人本机10根据所述遇障信号触发装置20进行相应地避障操作，比如停机处理，发出警报信号，控制所述机器人本机10改变运行轨迹或者反向运动，以躲避所述障碍物。
100.所述遇障信号触发装置20包括一支架21、被设置于所述支架21的至少二张力绳22，以及至少二传感器23，其中所述传感器23被设置于所述张力绳22，由所述传感器23检测所述张力绳22的张力或拉力。所述遇障信号触发装置20进一步包括至少一滑轮24，其中所述滑轮24被设置于所述支架21的端部，即所述支架棱角处，其中所述张力绳22绕在所述滑轮24，并通过所述滑轮24支撑所述张力绳22，以使得所述张力绳22处于张紧状态。
101.与上述第一较佳实施例不同的是，所述传感器23在本发明的该优选实施例中被实施为拉绳传感器，其中所述传感器23具有弹性拉伸性能，其被设置于所述张力绳22。在本发明的该优选实施例中，所述传感器23检测所述张力绳22的张力或拉力，并且当所述张力绳22触碰所述障碍物被阻挡时，所述张力绳22受力变形，并且所述张力绳22所受到的张力变大，其中所述传感器23被所述张力绳22拉伸变形，防止张力绳22受力过度变形。与上述第一较佳实施例不同的是所述传感器23和所述张力绳22的安装方式。
102.简言之，在本发明的该优选实施例中，所述遇障信号触发装置不在设置张紧装置和缓冲器。
103.在本发明的该优选实施例中，所述张力绳22的一端被固定至所述支架21的一端，所述张力绳22的另一端被固定至所述传感器23，并且在所述支架22的棱角处设有所述滑轮24。可以理解的是，在本发明的该优选实施例中，所述滑轮24的数量相较于第一较佳实施例中的所述遇障信号触发装置少一个滑轮24。
104.换言之，所述传感器23末端可无需滑轮，而直连于所述支架21，所述张力绳22接触障碍物后出现挠曲变化，通过位移量变化判断是否遇到障碍物并进行处理。与张力传感器类似，位移变化设定有效识别值，机器人遇障触发信号允许最小位移值s(或传感器自身参数的量程最小值s)，s>0。当所述传感器23的移动值＞设定的最小位移值s时，由所述控制系统30判断所述遇障信号触发装置20遇到障碍物。
105.如图8所示，依照本发明第三较佳实施例的一养殖场作业机器人的另一可选实施方式在接下来的描述中被阐明。与上述第三较佳实施例相同的是，所述传感器23为拉绳传感器。所述支架21包括一支架近端支撑单元211和一支架远端支撑单元212，其中所述张力绳22别支撑在所述支架21的所述支架近端支撑单元211和所述支架远端支撑单元212之间。值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述遇障信号触发装置20不再设有取消滑轮和弹性缓冲器，并且无需张紧装置。本实施例机器人控制系统可识别障碍物相对机械臂的前后位置，并可检测识别与行走方向无关的上下方位障碍位置。
106.参照本发明说明书附图之图9所示，依照本发明另一方面的一养殖场作业机器人作业的避障方法在接下来的描述中被阐明。当所述养殖机器人行驶过程中，所述养殖机器
人的所述张力绳22触碰障碍物，其中所述传感器23检测所述张力绳22的张力值的实时变化值。所述控制系统30根据所述传感器23检测到的实时张力值判断是否遇到障碍物，若判断为遇到障碍物时，所述控制系统30生成一遇障控制指令，其中所述控制系统30根据所述遇障控制指令控制所述机器人本机10停机和/或控制所述机器人本机10的所述机械臂12反向移动，以避免所述机械臂12和/或障碍物损坏。
107.所述养殖场作业机器人作业的所述避障方法包括如下步骤：
108.(1)检测一遇障信号触发装置20的一张力绳22的张力值f；
109.(2)基于检测的张力值判断所述遇障信号触发装置20是否触及障碍物，并当判断遇到障碍物时生成一避障控制指令；以及
110.(3)驱动一机器人主机10的一机械臂12按遇障相反方向转动，以脱离障碍。
111.在上述避障方法中，进一步包括步骤：
112.预设一检测标准张力值f0，其中当检测到所述张力绳22的张力值f≥f0，判断为遇到障碍物；当检测到所述张力绳22的张力值f＜f0，判断为没有遇到障碍物。
113.在上述避障方法的所述步骤中，其中所述预设的所述张力值f大于所述张力绳张紧状态时最小张力值。避免因机械震动、路面颠簸、张紧钢丝等带来的张力变化信号输出。所述张力绳22的张力值被传输至一控制系统30，由所述控制系统生成所述避障控制指令，其中所述控制系统30基于所述避障控制指令控制所述机器人主机10停机和/或控制所述机器人主机10的所述避障调整机构13反向转动，借以所述避障调整机构13调整所述机械臂12反向转动，以脱离所述障碍物。
114.本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。