CN106379442A - 一种用于养殖场的升降式可移动电动平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，属于机械自动化技术领域，包括机架、转向机构和升降机构，所述机架包括设置在转向机构与升降机构之间的下面板，所述下面板上设置支撑件，所述支撑件上端固定连接有约束升降机构的中间板，所述转向机构包括四个车轮支架，所述车轮支架下方设置有可转动的车轮，所述车轮包括前后轮对和左右轮对，所述前后轮对和左右轮对之间呈菱形分布。该技术方案提供的四轮驱动形式可以有效解决原地转向问题，解决场地狭窄的转向问题，采用蜗轮丝杆升降机构使得本移动平台可以适用于不同高度的工作环境，另外，采用本平台的灵活性可以减少人类与养殖场内环境的直接接触，对人的健康和牲畜的养殖都有很大的益处。

Description

一种用于养殖场的升降式可移动电动平台

技术领域

本发明涉及一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，属于机械自动化技术领域。

背景技术

养殖业是利用畜禽等已经被人类驯化的动物，或者鹿、麝、狐、貂、水獭、鹌鹑等野生动物的生理机能，通过人工饲养、繁殖，使其将牧草和饲料等植物能转变为动物能，以取得肉、蛋、奶、羊毛、山羊绒、皮张、蚕丝和药材等畜产品的生产部门。是人类与自然界进行物质交换的极重要环节。养殖业是农业的主要组成部分之一。农业的重要组成部分，与种植业并列为农业生产的两大支柱。

在我国，养殖业的规模养殖体系目前仍处于不完善状态，养殖主要以个体户为主，都是一些小型规模的养殖，技术力量薄弱，技术投入少，生产效率低下，效益低，大规模养殖体系及标准的研究与制定成为亟待解决的事情。另一方面，在养殖业方面，国外市场已经出现了许多用于养殖业的自动化***，而我国在这个方面仍处于一个起步的阶段，市场上现有的自动喂料***、智能监测***等覆盖面都比较小，技术还不够成熟，价格昂贵，以至于难以为广大养殖户所接受。

目前，养殖过程中，喂料***、信息采集***需要附加在设备平台上才可正常工作，市场上现有的半自动手推式喂料机移动时灵活性欠佳，智能控制不完善，管道式喂料***价格昂贵且管道饲料有残留，信息监控***只能监控固定地点的实时情况，存在设备昂贵，安装、移动困难的问题。

发明内容

本发明旨在为养殖场提供一个平台，为解决现有技术中存在设备灵活性差的问题，本发明提供了一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，具体技术方案如下：

一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，包括机架、转向机构和升降机构，所述机架包括设置在转向机构与升降机构之间的下面板，所述下面板上设置支撑件，所述支撑件上端固定连接有约束升降机构的中间板，所述转向机构包括四个车轮支架，所述车轮支架下方设置有可转动的车轮，所述车轮包括前后轮对和左右轮对，所述前后轮对和左右轮对之间呈菱形分布。

作为上述技术方案的改进，所述转向机构还包括转向电机、驱动齿轮和从动齿轮，所述转向电机驱动驱动齿轮、进而带动从动齿轮实现车轮支架的转动。

作为上述技术方案的改进，所述车轮支架与下面板之间设置有第一推力轴承，所述车轮支架包括向下延伸的支架固定杆，所述支架固定杆下方固定连接有位于车轮两侧的支架固定块；所述前后轮对和左右轮对上设置有轮毂电机，所述轮毂电机中心设置有约束在支架固定块之间的电机转轴。

作为上述技术方案的改进，所述轮毂电机为直流无刷轮毂电机。

作为上述技术方案的改进，所述升降机构包括丝杆、升降电机和导柱，所述导柱上设置有上导套和下导套，所述丝杆上设置有上面板，所述丝杆与上面板之间设置有连接销，所述上面板下方固定设置有固定块，所述连接销与固定块卡合连接。

作为上述技术方案的改进，所述升降电机包括电机输出轴，所述电机输出轴末端为蜗杆结构，所述蜗杆结构上啮合连接到蜗轮，所述蜗轮内壁与丝杆螺纹配合。

作为上述技术方案的改进，所述丝杆上设置有第二推力轴承，所述第二推力轴承外侧设置有保护丝杆的丝杆保护壳。

作为上述技术方案的改进，所述第二推力轴承和丝杆保护壳之间设置有垫圈。

作为上述技术方案的改进，所述丝杆外套有固定连接在中间板下方的升降导套，所述上面板与上导套固定连接。

上述技术方案提供的四轮驱动形式可以有效解决原地转向问题，解决场地狭窄的转向问题，采用蜗轮丝杆升降机构使得本移动平台可以适用于不同高度的工作环境，另外，采用本平台的灵活性可以减少人类与养殖场内环境的直接接触，对人的健康和牲畜的养殖都有很大的益处，具有有益的技术效果和显著的实用价值。

附图说明

图1为本发明一种用于养殖场的升降式可移动电动平台的结构示意图；

图2为本发明中转向机构的结构示意图；

图3为本发明中升降机构的结构示意图；

图4为本发明中升降式移动平台控制***结构图；

图5为本发明中下位机控制***设计框图；

其中各部件编号如下：导柱3、升降导套4、丝杆5、升降电机6、车轮支架9、丝杆保护壳10、蜗轮18、上导套21、下导套22、连接销23、固定块24、第一推力轴承31、第二推力轴承32、垫圈33、升降机构40、支撑件50、前后轮对60、左右轮对60a、电机输出轴61、轮毂电机62、转向机构90、支架固定块91、支架固定杆92、机架100、上面板101、中间板102、下面板103、驱动齿轮105、从动齿轮106、转向电机107、电机转轴108。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，包括机架100、转向机构90和升降机构40，所述机架100包括设置在转向机构90与升降机构40之间的下面板103，所述下面板103上设置支撑件50，所述支撑件50上端固定连接有约束升降机构40的中间板102，所述转向机构90包括四个车轮支架9，所述车轮支架9下方设置有可转动的车轮，所述车轮包括前后轮对60和左右轮对60a，所述前后轮对60和左右轮对60a之间呈菱形分布，其中升降机构能够在竖直方向上调整高度，即可利用升降机构对平台进行支撑，以满足养殖过程中各种不同操作对高度的要求。

上述方案中，转向机构受到平台使用场合条件的限制，考虑到养殖场的养殖环境多样性，因此尽量设计出转向半径更小的转向机构，以提高设备的对工作环境兼容性，可以尽量缩小此移动平台的转弯半径，最终使平台的转弯半径为零，且可以任意转向。现有技术中，常使用的转向机构主要有四轮转向机构和全方位移动机构，其在转向过程中均会产生相应的转弯半径，为此设计出菱形分布车轮，实现菱形转向，当平台需要转向时，通过转向电机将前后轮旋转任意角度，由于四个车轮都在一个平面上，因此实现原地转向的功能，而且转弯半径为零。

如图2所示，转向机构的核心部件是的行星齿轮组成的传动机构，所述转向机构90还包括转向电机107、驱动齿轮105和从动齿轮106，所述转向电机107驱动驱动齿轮105、进而带动从动齿轮106实现车轮支架9的转动。

车轮支架9与下面板103之间设置有第一推力轴承31，所述车轮支架9包括向下延伸的支架固定杆92，所述支架固定杆92下方固定连接有位于车轮两侧的支架固定块91；所述前后轮对60和左右轮对60a上设置有轮毂电机62，所述轮毂电机62中心设置有约束在支架固定块91之间的电机转轴108。固定块91上设置有凹槽，将电机转轴108卡进固定块91的凹槽中即可。为了提高设备使用寿命，轮毂电机62可以采用直流无刷轮毂电机，这种四个车轮都应用轮毂电机62进行驱动的结构，能够提高平台转向时的灵敏性。车轮支架9、支架固定块91和支架固定杆92可以采用焊接、螺栓连接等固定连接方式进行连接。

升降机构40可以采用现有技术中升降结构进行自由选择，例如采用液压升降、气动升降或蜗轮丝杆升降，但是液压传动装置体积小，易于控制，动作快速，但液压传动***中存在泄漏损失、传动效率低等缺陷，且液压传动的精度不高，不适于本装置要求的升降精确定位，气动装置对负重较大的条件下工作稳定性不好，而蜗轮丝杆升降机具有噪声较低、运行平稳、传动可靠、并具备小动力大推力的特点，因此在实施例中以蜗轮丝杆升降结构为例进行介绍。

升降机构40包括丝杆5、升降电机6和导柱3，所述导柱3上设置有上导套21和下导套22，所述丝杆5上设置有上面板101，所述丝杆5与上面板101之间设置有连接销23，所述上面板101下方固定设置有固定块24，所述连接销23与固定块24卡合连接。连接销23上设置有凹槽，固定块24放置在连接销23的凹槽中，实现对连接销23的轴向固定，丝杆5通过连接销23能够带动上面板101竖向移动。上导套21和下导套22在于导柱3配合过程中起到导向作用，从而实现上面板101上下移动的稳定性，避免上面板101倾斜，特别是在上面板101在负载大重量时，运行可靠性更高。

丝杆5外套有固定连接在中间板102下方的升降导套4，上面板101与上导套21固定连接，升降导套4在丝杆5运动过程中起到扶持保护的作用。

如图3所示，升降电机6包括电机输出轴61，所述电机输出轴61末端为蜗杆结构，所述蜗杆结构上啮合连接到蜗轮18，所述蜗轮18内壁与丝杆5螺纹配合，该优选方案中升降电机6的电机输出轴61采用蜗杆配制，从而驱动蜗轮18转动，涡轮18内圈设置有公制螺纹，与丝杆5配合过程中，实现丝杆5的轴向移动，进而带动上面板101的竖向运动。

丝杆5上设置有第二推力轴承32，所述第二推力轴承32外侧设置有保护丝杆5的丝杆保护壳10；第二推力轴承32和丝杆保护壳10之间可以设置垫圈33，垫圈33用于推力球轴承32和丝杆保护壳10间的区域，用来调整涡轮的高度。丝杆保护壳10还起到为整个上面板101提供支撑的作用，升降机构40中丝杆5在上下移动时将上面板101所附加的外力传递给涡轮18，从而作用于丝杆保护壳10，此处设置的丝杆保护壳10厚度应足够厚，以达到支撑的作用。

此蜗轮丝杆升降机构在工作过程中，由单片机生成并发送电脉冲信号，步进电机（即本发明中升降电机6）将接收到的信号转变为机械角位移，使电机主轴（即本发明中的电机输出轴61）转动对应的角度，带动与电机主轴相配合的蜗轮旋转，蜗轮的转动带动丝杠上升，以此实现此移动平台的上升动作。此处使用的蜗轮丝杆升降机是利用内置螺纹的蜗轮蜗杆机构的大传动比实现减速，蜗轮的内螺纹结构作为螺母使丝杆上升，从而将电机的转动转化为丝杆的直线运动输出，并且蜗轮丝杆升降机还具有自锁的优点，可以有效防止移动平台下降。

如图4所示，该移动平台的控制***是由PC作为上位机和以单片机为核心的下位机两个部分组成，在控制终端使用传感器收集数据，并将采集到的数据送到单片机。通过无线网络通信模块将数据传送至上位机，同时对轮毂电机、升降电机和转向电机发送指令，实现升降式移动平台各个部件的协调工作，从而实现可移动平台的前进、后退、原地转向、升降等动作。

本升降平台的上位机使用设计软件进行设计，编写完成后直接安装在PC终端。本移动平台控制***的设计主要是针对下位机控制***的设计，其中下位机控制***设计框图可参照图5。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围，凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，其特征在于，包括机架（100）、转向机构（90）和升降机构（40），所述机架（100）包括设置在转向机构（90）与升降机构（40）之间的下面板（103），所述下面板（103）上设置支撑件（50），所述支撑件（50）上端固定连接有约束升降机构（40）的中间板（102），所述转向机构（90）包括四个车轮支架（9），所述车轮支架（9）下方设置有可转动的车轮，所述车轮包括前后轮对（60）和左右轮对（60a），所述前后轮对（60）和左右轮对（60a）之间呈菱形分布。

2.如权利要求1所述的一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，其特征在于，所述转向机构（90）还包括转向电机（107）、驱动齿轮（105）和从动齿轮（106），所述转向电机（107）驱动驱动齿轮（105）、进而带动从动齿轮（106）实现车轮支架（9）的转动。

3.如权利要求2所述的一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，其特征在于，所述车轮支架（9）与下面板（103）之间设置有第一推力轴承（31），所述车轮支架（9）包括向下延伸的支架固定杆（92），所述支架固定杆（92）下方固定连接有位于车轮两侧的支架固定块（91）；所述前后轮对（60）和左右轮对（60a）上设置有轮毂电机（62），所述轮毂电机（62）中心设置有约束在支架固定块（91）之间的电机转轴（108）。

4.如权利要求3所述的一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，其特征在于，所述轮毂电机（62）为直流无刷轮毂电机。

5.如权利要求1所述的一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，其特征在于，所述升降机构（40）包括丝杆（5）、升降电机（6）和导柱（3），所述导柱（3）上设置有上导套（21）和下导套（22），所述丝杆（5）上设置有上面板（101），所述丝杆（5）与上面板（101）之间设置有连接销（23），所述上面板（101）下方固定设置有固定块（24），所述连接销（23）与固定块（24）卡合连接。

6.如权利要求5所述的一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，其特征在于，所述升降电机（6）包括电机输出轴（61），所述电机输出轴（61）末端为蜗杆结构，所述蜗杆结构上啮合连接到蜗轮（18），所述蜗轮（18）内壁与丝杆（5）螺纹配合。

7.如权利要求6所述的一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，其特征在于，所述丝杆（5）上设置有第二推力轴承（32），所述第二推力轴承（32）外侧设置有保护丝杆（5）的丝杆保护壳（10）。

8.如权利要求7所述的一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，其特征在于，所述第二推力轴承（32）和丝杆保护壳（10）之间设置有垫圈（33）。

9.如权利要求5所述的一种用于养殖场的升降式可移动电动平台，其特征在于，所述丝杆（5）外套有固定连接在中间板（102）下方的升降导套（4），所述上面板（101）与上导套（21）固定连接。