一种刷圈机器人的制作方法

1.本实用新型属于畜牧养殖技术领域，尤其是涉及一种刷圈机器人。


背景技术：

2.在养猪生产过程中，每养一批猪过后都要对单元内部进行刷圈。因为哺乳舍圈内空间狭小，布局复杂，目前保育舍猪圈都是人手持高压水枪进行刷洗，劳动强度很大。
3.为了解决上述问题，在现有技术中，也有哺乳舍清洗装置，其包括电动推杆、手臂、手臂上连接的高压水管和手臂前端的与高压水管连接的高压喷头；工作时，电动推杆将手臂张开，通过手臂前端的高压喷头实现对哺乳舍进行冲洗。
4.但是，在实际工作中，因为哺乳舍清洗装置的手臂没有灵活的自由度，高压水距离清洗物太远导致雾化严重，所以清洗效果不佳。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型提供了一种刷圈机器人，有效的解决了因为高压水距离清洗物太远带来的雾化严重的问题，大大提高了清洗效果。
6.为达到上述目的，本实用新型公开了一种刷圈机器人，包括用于行走的移动底盘，所述移动底盘上设置有上支架，所述上支架上设有卷管器，所述卷管器上缠绕有柔性的输送管；所述上支架上还设置有用于安装水管的多轴机械臂，所述多轴机械臂设置有多个运动关节，使得其末端能够进行多自由度运动，所述末端设置有喷嘴，所述水管的进水口与所述输送管连接，所述水管的出水口连接喷嘴，以通过所述多轴机械臂的旋转、摆动和/或伸缩时，缩短所述喷嘴与目标物之间的距离。
7.由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：采用多轴机械臂，其大大提高了机械臂的自由度，方便对水管进行旋转、摆动或伸缩，不仅可以控制喷嘴靠近清洗物，解决因为喷嘴距离目标物太远，导致喷出的水柱雾化严重，清洗效果不佳的问题，而且扩大了清洗范围，清洗更全面，更符合实际清洗的需要。
8.另外，根据本实用新型提供的技术方案还可以具有如下技术特征：
9.上述任一技术方案中，所述上支架包括安装框架，所述安装框架设置有腔体，所述卷管器设置于所述腔体内，所述多轴机械臂固定于所述安装框架的顶部。
10.在该技术方案中看，提供了一种上支架的结构，可以实现对卷管器和多轴机械臂的合理布置。
11.上述任一技术方案中，所述输送管的进水端与进水管连接，所述进水管连接有电磁阀，用于控制是否进行喷水
12.在该技术方案中，通过在水管中加入电磁阀的设计，方便控制水管中水的启停；以当需要水管喷水时，通过电磁阀可以电动控制水管出水，不需要出水时，通过电磁阀可以电动控制水管停止出水
13.上述任一技术方案中，所述多轴机械臂的末端设有接头，所述接头上设有转弯头
和所述喷嘴，所述水管的出水口通过所述转弯头和所述接头连接所述喷嘴。
14.在该技术方案中，通过转弯头方便水管与接头连接，通过接头方便安装喷嘴，最终保证喷嘴通过接头安装在三轴机械臂的末端，同时与第二水管连通。
15.上述任一技术方案中，所述进水管和所述水管均为高压水管，所述接头为高压接头，所述喷嘴为高压喷嘴。
16.在该技术方案中，通过水管为高压水管，接头为高压接头，喷嘴为高压喷嘴的设计，可以匹配高压水的安装需要，通过卷管器中通入高压水，提高了喷嘴喷出的水柱的力度，进一步提高喷洗效率和效果。
17.上述任一技术方案中，所述安装框架上固定有旋转底座，所述多轴机械臂安装于所述旋转底座上，以使所述多轴机械臂旋转。
18.在该技术方案中，通过旋转底座的设计可以使多轴机械臂旋转，从而增加多轴机械臂的灵活性。
19.上述任一技术方案中，所述多轴机械臂包括多个机械臂段，所述多个机械臂段通过所述多个运动关节与所述旋转底座连接，所述机械臂段包括定长臂段和/或伸缩臂段。
20.在该技术方案中，通过多个运动关节的设置，可以有效提升机械臂的自由度，减小与目标物或目标区域之间的清洗距离。
21.上述任一技术方案中，所述多个机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述多个运动关节包括第一关节模组、第二关节模组和第三关节模组，所述第一关节模组安装于所述旋转底座上，所述第一机械臂通过第二关节模组与所述第一关节模组连接，所述第一机械臂通过所述第三关节模组与所述第二机械臂连接。
22.上述任一技术方案中，所述第二关节模组和第三关节模组为俯仰摆动关节。
23.在该技术方案中，通过第一关节模组可以使三轴机械臂相对于上支架在水平方向上旋转，即实现喷嘴水平方向旋转，可以对机器人四周的清洗物进行冲洗，通过第二关节模组可以使第一机械臂上下摆动，即实现喷嘴上下移动，可以对机器人上下的清洗物进行冲洗，通过第三关节模组可以实现第二机械臂左右伸缩，即实现喷嘴靠近或远离清洗物，可以对机器人远处的清洗物靠近冲洗。
24.上述任一技术方案中，还包括压力表，所述卷管器通过直通头连接三通阀，所述三通阀分别连接所述压力表和所述水管。
25.在该技术方案中，通过直通头方便三通连接卷管器，通过三通阀实现一侧连接压力表，一侧连接水管，通过压力表可以实时检测水管中的水压状态。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型实施例的一种刷圈机器人的结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例的三轴机械臂的结构示意图；
29.图3为本实用新型实施例的三轴机械臂一侧的剖视图；
30.图4为本实用新型实施例的三轴机械臂另一侧的剖视图。
31.附图标记如下：
32.1、移动底盘；2、上支架；3、卷管器；4、运动关节；41、第一关节模组；42、第二关节模组；43、第三关节模组；5、喷嘴；6、第一水管；7、第二水管；8、电磁阀；9、接头；10、转弯头；11、第一机械臂；12、第二机械臂；13、直通头；14、三通阀；15、压力表；16、固定支架；17、电磁阀支架；18、旋转底座。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.参照图1-2所示，本实用新型公开了一种刷圈机器人，包括用于行走的移动底盘1，移动底盘1可以为履带底盘或是四轮底盘，本新型优选用履带底盘，其相对于四轮底盘来说，适用于复杂的地面环境，行走稳定，不容易打滑，移动底盘1上设置有上支架2。上支架2上设有卷管器3，卷管器上缠绕有柔性的输送管。通过卷管器3的设计，其内部卷簧提供动力，用不到的水管可以自动缠绕，不会有多余的水管裸露在地面，便于机器人的行走。该刷圈机器人还包括设置于该上支架2上的用于安装水管的多轴机械臂。该多轴机械臂设置有多个运动关节，使得其末端能够进行多自由度运动，所述末端设置有喷嘴5，所述水管的进水口与所述输送管连接，水管的出水口连接喷嘴5，以通过多轴机械臂的旋转、摆动和/或伸缩运动过程，缩短喷嘴5与清洗物之间的距离。在一些实施例中，该多轴机械臂设置有多个运动关节，使得其末端能够实现水平旋转、上下摆动或左右摆动等。进一步，在该多轴机械臂的末端还可以设置伸缩结构，或者多轴机械臂的末端为，需要说明的是，多轴机械臂为现有技术，其自由度高，广泛的运用到机器人设计中。
35.在一些实施例中，该上支架2可以采用框架结构。安装框架设置有腔体，将卷管器设置于腔体内，并将多轴机械臂固定于该安装框架的顶部，从而实现对卷管器和多轴机械臂的合理安装。
36.以三轴机械臂为例，使用时，通过三轴机械臂可以对水管进行水平旋转、上下摆动或左右伸缩，不仅可以控制喷嘴靠近目标物（例如圈舍），解决因为喷嘴5距离清洗物太远，导致喷出的水柱雾化严重，清洗效果不佳的问题，而且扩大了清洗范围，清洗更全面，更符合实际清洗的需要。
37.在一些实施例中，该输送管的进水端与进水管连接，进水管连接有电磁阀，用于控制是否进行喷水。该进水管可以通过电磁阀连接供水水泵，以实现对供水压力的控制。
38.接上述实施例，为了方便说明，与卷管器主轴上的进水口连接的可以是第一水管6，设置于多轴机械臂上的水管可以是第二水管7，第一水管6一侧连接卷管器3主轴上缠绕的输送管，具体的，卷管器的主轴上设置有固定的进水口，该进水口可以连接输送管，输送管缠绕在该卷管器上，当使用时可以拉出，使用后，可以通过驱动（弹簧，电动，手摇）收回到盘卷状态，并且在拉出或收卷的状态下可以通水。第一水管的另一侧可以连接电磁阀8，从而实现供水控制。通过电磁阀8连接的设计，方便控制水的启停，以当需要水管喷水时，通过
电磁阀8可以电动控制水管出水，不需要出水时，通过电磁阀8可以电动控制水管停止出水。
39.第二水管7安装在三轴机械臂上，第二水管7的出水口连接喷嘴5。其中，电磁阀8通过电磁阀支架17安装在上支架2上，第二水管7通过固定支架16安装在三轴机械臂4上。
40.更具体的是，三轴机械臂的末端设有接头9，接头9上设有转弯头10和喷嘴5，第二水管7的出水口通过转弯头10连接接头9的进水口，接头9的出水口连接喷嘴5，使得第二水管7中的水可以通过喷嘴5喷出。
41.接上述实施例，更具体的方案是，如图3和图4所示，上支架2上方固定有旋转底座。在该旋转底座上安装有用于使机器人水平旋转的第一关节模组41.
42.第二关节模组42与第一关节模组41连接，用于使第一机械臂11上下摆动，第二关节模组42通过第一机械臂11连接用于使第二机械臂12左右伸缩的第三关节模组43，第二机械臂12连接接头9。工作时，第一关节模组41通过旋转底座18与上支架2连接，第一关节模组41工作时，可以使三轴机械臂水平旋转，即使得第二关节模组42、第三关节模组43、第一机械臂11和第二机械臂12水平旋转，使得喷嘴5水平方向旋转，可以对机器人四周的清洗物进行冲洗。
43.第二关节模组42工作时，可以带动第一机械臂11上下摆动，即带动第三关节模组43和第二机械臂12上下摆动，使得喷嘴5上下移动，可以对机器人四周上下的清洗物进行冲洗。
44.第三关节模组43工作时，可以带动第二机械臂12左右伸缩，使得喷嘴5在左右方向上运动，当第二机械臂12伸开时，实现喷嘴5靠近目标物，当第二机械臂12收缩时，实现喷嘴5远离清洗物。需要说明的是，关节为现有技术，本实用新型中用到的关节（rgm）型号为rr-ha-20和rr-ha-100，关节可以包括无框力矩电机、谐波减速机、制动器、输入端编码器和输出端编码器等。
45.可以理解的是，上述第一机械臂采用定长机械臂，第二机械臂采用可伸缩机械臂的结构仅仅是示例性的而非限制性的，本领域技术人员还可以将各机械臂结构均设置为可伸缩结构或定长结构。
46.接上述实施例，更优选的方案是，为了使机器人上的喷水组件（如接头、水管和喷嘴等）与高压水相匹配，使卷管器3中通入高压水，第一水管6和第二水管7均为高压水管，接头9为高压接头，喷嘴5为高压喷嘴。
47.接上述实施例，更优选的方案是，为了实时检测水管中水的压力，保证冲洗效果，还包括压力表15，卷管器6通过直通头13连接三通阀14，三通阀14分别连接压力表15和第一水管6。
48.综上所述，本实用新型在工作时，通过移动底盘1带动机器人移动，在移动底盘1上的上支架2安装有卷管器6，卷管器6一侧的进水口通过进水管连接在供水处，卷管器上缠绕的输送管通过水管接在喷嘴5处，达到实时供水；在移动底盘1移动过程中，根据清洗物的位置，三轴机械臂4工作，通过第一关节模组41实现喷嘴5的水平旋转，通过第二关节模组42实现喷嘴5的上下摆动，通过第三关节模组43实现喷嘴5的左右伸缩，不仅可以使喷嘴5靠近清洗物，有效的解决了因为高压水距离清洗物太远带来的雾化严重的问题，大大提高了清洗效果，而且清洗范围更大，清洗范围可覆盖整个猪圈。
49.需要说明的是，上述三轴机械臂仅仅是多轴连接器的一种示例，本领域技术人员
还可以根据实际需要设置其他形式的机械臂，例如六轴机械臂等。
50.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。