[发明专利]一种基于UWB定位的猪场巡检机器人

权利要求书

1.一种基于UWB定位的猪场巡检机器人，其特征在于，包括机器人本体、减震行走机构、避障机构(11)、超声波避障系统、UWB定位系统、监控摄像系统以及主控制系统，其中：

机器人本体包括底盘(8)，底盘(8)上方通过支架安装有支撑板(17)，支撑板(17)上方设置有立架(21)；

减震行走机构包括设置在底盘(8)底部四个角处的减震驱动轮，所述的减震驱动轮包括底架，底架的一侧设置有侧架(5)，另一侧设置有减震弹簧(7)；底架侧面安装有滚轮(1)，并在底架上设置有电机座(3)，电机座(3)上安装第一驱动电机(4)及转向机构(2)，第一驱动电机(4)、转向机构(2)与所述的滚轮(1)连接；所述的侧架(5)上设置有铰链(6)，铰链(6)以及所述的减震弹簧(7)均连接至底盘(8)底部；

避障机构(11)设置在底盘(8)上方的四个角处，避障机构(11)包括固定在底盘(8)上的固定柱(9)，固定柱(9)上沿径向开设通孔，穿过通孔装配有滑杆(111)，滑杆(111)的前端固定有两个端部连接且相互垂直的避障挡板(112)，每个避障挡板(112)与其最接近的底盘(8)的侧面平行；滑杆(111)的后端设置有挡块(113)，在挡块(113)与固定柱(9)之间的滑杆(111)上套装有复位弹簧(10)；

超声波避障系统包括多个分布于底盘(8)侧面的(10)个超声波模块(12)，编号为A至J，其位置分别为：A在底盘(8)前侧中部，B在底盘(8)后侧中部，C在底盘(8)前左侧，D底盘(8)后左侧，E在底盘(8)前右侧，F在底盘(8)后右侧，G在底盘(8)左前侧，H在底盘(8)右前侧，I在底盘(8)左后侧，J在底盘(8)右后侧；

所述的UWB定位系统包括设置在底盘(8)上方的UWB定位标签(14)，以及设置在猪场周围的四个基站；利用UWB定位技术，UWB定位标签(14)与四个基站实时测距，根据测距结果求出机器人的空间位置，以达到定位目的；

监控摄像系统包括升降架(25)，升降架(25)由设置在立架(21)内部的升降驱动机构驱动；升降驱动机构包括设置在立架(21)顶部、底部之间的丝杆(20)以及多根光轴(22)，其中，丝杆(20)上设置有驱动板(24)，在所述的支撑板(17)底部设置第二驱动电机(18)，第二驱动电机(18)通过联轴器(19)连接丝杆(20)；所述的驱动板(24)上开设螺纹孔，驱动板(24)通过螺纹孔装配在丝杆(20)上；所述的升降架(25)的底板(26)上设置有与驱动板(24)连接的滑套(23)，滑套(23)套装在所述的光轴(22)上；升降架(25)的顶板(28)上通过径向轴承(27)安装有摄像头(29)；所述的立架(21)的前侧面上设置有显示器(30)，支撑板(17)上设置有氨气检测模块(16)；

主控制系统包括主控制器(13)以及工控机(15)，主控制器(13)负责机器人的整体调控，所述的第一驱动电机(4)、第二驱动电机(18)、超声波模块(12)、UWB定位标签(14)、氨气检测模块(16)、工控机(15)、摄像头(29)、显示器(30)均与主控制器(13)连接；工控机(15)则用于对摄像头(29)采集的猪的图像信息进行处理，以获取猪的生长情况信息。

2.如权利要求1所述的基于UWB定位的猪场巡检机器人，其特征在于，所述的主控制器(13)内设置有避障算法，避障算法为：

机器人在行走时，通过超声波模块(12)A获取前方最近的障碍物距离L1，如L1大于设定值，则认为前方没有障碍物，保持设定的巡检路线行走；当L3至L10中任意一个值发生变化时，则表明发生变化的位置存在障碍物，此时控制机器人暂停行走，然后使机器人的减震驱动轮转向，向存在障碍物所在位置的相反方向移动以避开障碍物，之后再使减震驱动轮转回原来的方向继续移动；

其中，所述的L3至L10，是指编号为C至J的超声波模块(12)与其最接近的避障挡板(112)的距离。