牛舍智能清粪机器人技术手册.pptxVIP

养殖智能化主讲人：于桂阳

模块七智能化操作指导手册

7.17基于磁带导航的牛舍智能清粪机器人核心技术介绍

清粪机器人包括上位机和下位机两部分。上位机负责路径规划和任务管理；下位机为自主导引作业车，包括导引系统、运动控制系统、行走机构、安全装置、液压系统等。上位机规划整个系统执行任务的流程，通过无线通讯使上位机和下位机之间进行指令控制和信息传输。

1.机器人的控制和执行机构主要采用液压控制系统。优化设计的机器人结构紧凑，可灵活适用于牛舍等狭窄的作业场所；由电磁阀控制的液压执行系统，具有响应迅速、执行可靠和使用寿命长的优点，能够方便地应用在机器人的遥控系统执行端。2.基于VC++开发的上位机控制系统集成了路径规划、任务管理、实时视频采集与显示、模糊PID控制、云台和机械控制等多种功能，具有可视化的优点；采用心跳包机制传输数据和有限状态机算法解析数据，提高了数据传输的可靠性；由上位机控制系统、中转无线传输系统和下位机控制系统构成机器人的控制系统。

3.基于磁带导航的AGV控制系统开发。对整个控制系统采用模块化设计，主要分为导航模块、通讯模块、运动控制模块、安全防撞模块、电源管理模块等，本项目对各个模块进行开发研制与调试，经过实际测试和运行，AGV样机及其控制管理系统均达到预期的要求。

7.17基于磁带导航的牛舍智能清粪机器人应用场景

在大型或中性标准化养牛场，根据实际场地情况，在牛舍和储粪池铺设导航磁带，规划清粪机器人的作业路径，实现清粪机器人的粪便收集和排放的自动化作业。

7.17基于磁带导航的牛舍智能清粪机器人应用效果

1.500头的牧场粪污清理如果依靠人工，需要5人全天作业。而一台5m3的清粪机器人1~1.5小时即可完成500头牧场的粪污清理。清粪效果如图所示。2.牛粪的清洁率达到98%，远大于《DG/T055—2019清粪机》畜类粪便清洁率85%的要求，作业效果良好。3.通过在养殖场内搭建的WIFI局域网，可以在监控中心对机器人进行路径规划和作业监控，1人可同时监控4~6台清粪机器人，作业效率高，劳动强度小。

7.17基于磁带导航的牛舍智能清粪机器人发展前景

随着我国经济的快速发展，牛养殖业正向规模化、现代化、集约化和标准化的养殖方式转变。截至2016年底，我国的牛存栏头数达10667.9万头，中国每年将会产生11.7亿吨鲜牛粪、5.84亿吨尿液。我国绝大多数规模化养殖牛场缺乏必要的污染防治设备和措施，产生的粪污基本上未得到及时处理，大量未经处理的粪污对地下水、土壤和大气环境造成较大危害，成为重要水源、江河和湖泊富营养化的主要原因，同时也会对畜牧业本身和人类健康造成巨大威胁。

粪污收集是粪污处理过程中的首个环节，目前国内规模奶牛养殖场的粪污收集方式主要为：人工清粪、水冲清粪、刮板清粪和铲车清粪等。人工清理费时费力，且工作效率低，劳动强度大；水冲清粪污水处理量比较大，且成本较高；刮粪板清理会导致清理不尽，且刮粪板维修困难；铲车清理噪音大,且受畜舍的影响,只适用于大型养殖场。随着劳动力的减少，开发一种既能清粪又能对畜牧的活动情况进行监视的清粪机器人，对于治理粪便污染和恢复生态环境具有重要意义。