智能清粪机器人系统的设计与试验

针对现代化封闭式养殖舍内漏粪板上粪污不能完全掉落至集粪槽的问题,设计了一种智能清粪机器人。设计基于ROS系统和激光雷达,以SLAM算法为基础,利用小型工控机为上层控制器,ARM系列芯片为底层控制器,融合红外和超声波传感器技术,实现所需功能;采用万向轮与两个对称驱动轮形成三点支撑行走架构,保持机体运行稳定;前后各设水喷头用于干固粪污的湿润及刮后漏粪板的清洗;刮粪板采用耐磨橡胶材质,避免与地面发生刮刺,影响漏粪板平整及刮粪板使用寿命,刮粪板置于机身前端下部,跟随整机行走,实现清粪功能。试验结果表明:清粪机器人能实现自动行走、自主建图、自动充电与加水,有较好的识别障碍物及路径规划功能,能实时清理猪舍粪污;在同等清洁度要求下,可减少人工,降低劳动强度。研究结果可为大栏畜禽养殖舍内漏粪板上粪污智能化清理设备提供参考。

猪舍清粪机器人控制系统的设计与试验

为了解决规模化养猪舍内漏粪板上粪污堆积需要人工定期清理的问题,试验设计了一款智能清粪机器人。该清粪机器人以工控机为上位机,STM32为底层控制器,融合多传感器信息,在ROS系统下利用即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法实现建图,利用运动控制(move-base)和自适应蒙特卡罗定位(adaptive monte carlo localization,amcl)功能包实现清粪机器人的导航和定位;清粪机器人机身选用不锈钢、刮粪板选用橡胶材质来适应猪舍复杂环境,达到耐腐蚀、耐碰撞、耐高低温环境变化的要求;搭建育肥猪舍测试环境对清粪机器人进行建图、导航、回充和清粪功能测试。结果表明:清粪机器人能实现自动建图、导航、回充和清粪功能。说明本研究设计的清粪机器人可有效清理规模化猪场内残留的粪污,具有一定的应用前景。