本实用新型涉及机械控制技术领域，特别涉及一种新型挤牛奶机器人。
背景技术：
挤牛奶机器人(又名：机器人挤奶机)属于乳品生产设备，是奶牛养殖挤奶必不可少的一部分，通过人工或脉动气吸的方式实现挤奶，效率低，人工劳动强度大，随着人工成本的提高，不利于奶牛大型农场化养殖，同时没有详细的数据资料分析，无法提高奶牛养殖的智能化水平。
现有技术中，机器人挤奶机包括机器人本体，主体箱的两侧对称设置有机械臂；所述机械臂包括连杆一，所述主体箱的外侧壁上固定有连杆一，所述滑轨的一端固定设置有上夹块，所述滑块上固定设置有下夹块，所述上夹块和下夹块上均开设有半圆槽，所述主体箱上设置有行程开关，所述行程开关和机械臂电性连接；所述主体箱内设置有贮奶罐，所述贮奶罐连通有多个伸缩软管，所述伸缩软管贯穿于主体箱侧壁开设的通孔并连通有挤奶杯，所述挤奶杯内设置有内衬，所述内衬围成挤奶腔，所述挤奶杯和内衬之间围成隔间腔。
然而，在使用现有技术中的机器人挤奶机的过程中，仍然存在较为明显的缺陷：控制方式不合理，机构移动无效范围大，重复次数多，效率低。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种新型挤牛奶机器人，以解决现有技术存在的控制方式不合理、机构移动无效范围大、重复次数多以及效率低的缺陷。
本实用新型提供了一种新型挤牛奶机器人，包括工控机、运动控制器、伺服驱动器和运动机构，其中：
所述工控机与所述运动控制器连接，将目标对象的位置信息发送给所述运动控制器；所述运动控制器与所述伺服驱动器连接，向所述伺服驱动器下发运动指令；所述伺服驱动器根据所述运动指令，驱动所述运动机构完成挤奶动作。
可选地，所述的新型挤牛奶机器人，还包括：
摄像头，与所述工控机连接，将所述目标对象的图像信息发送给所述工控机；
距离传感器，与所述工控机连接，将所述目标对象与所述新型挤牛奶机器人之间的距离发送给所述工控机；
所述工控机根据所述图像信息和所述距离，确定所述目标对象在三维空间的相对位置，将所述相对位置发送给所述运动控制器。
可选地，所述运动机构包括x轴直线运动机构、z轴垂直运动机构和绕z轴旋转运动机构，其中：
所述x轴直线运动机构驱动机械臂沿x轴移动，所述z轴垂直运动机构驱动机械臂沿z轴移动，所述绕z轴旋转运动机构驱动机械臂绕z轴旋转。
可选地，所述x轴直线运动机构包括x轴运动伺服电机、x轴运动减速机、z轴运动固定框、x轴运动模组、x轴运动导轨和x轴运动固定框。
可选地，所述z轴垂直运动机构包括z轴运动模组、z轴运动联轴器、z轴运动减速机、z轴运动伺服电机、z轴旋转运动框架和z轴运动导轨。
可选地，所述绕z轴旋转运动机构包括第二级旋转伺服电机、第一级旋转伺服电机、第二级旋转电缸、第一级旋转电缸、第一级旋转轴、第二级过渡转臂、轴承、机械大臂、连杆、轴承盖、机械小臂和第二级旋转轴。
可选地，所述转轴安装有角度传感器。
可选地，所述的新型挤牛奶机器人，还包括贮奶罐和废奶罐。
可选地，所述的新型挤牛奶机器人，还包括电器元件柜，所述电器元件柜包括电柜外壳和电脑显示屏。
可选地，所述的新型挤牛奶机器人，还包括无线射频识别系统和挤奶栏框架。
本实用新型提供一种新型挤牛奶机器人，无需人工干预，安装调试后，使用简单，机构移动范围小，一次移动到位，挤奶更高效、出奶效率更高，并避免废奶与优质奶混杂，提高产奶质量；通过对奶牛的挤奶时间、挤奶间隔时间、挤奶量、奶牛体重进行统计，拟合单头奶牛和整个农场奶牛每月、每季、每年的各种性能曲线，对农场的奶牛科学喂养提供数据支撑，增加奶牛科学喂养，提高农场奶牛的产奶量，降低人工劳动强度，促进家畜养殖自动化水平。
附图说明
图1为本实用新型实施例中的一种新型挤牛奶机器人的框图；
图2为本实用新型实施例中的一种新型挤牛奶机器人的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中的电器元件柜的结构示意图；
图4为本实用新型实施例中的x轴直线运动机构的结构示意图；
图5为本实用新型实施例中的z轴垂直运动机构的结构示意图；
图6为本实用新型实施例中的绕z轴旋转运动机构的结构示意图；
图7为本实用新型实施例中的一种新型挤牛奶机器人的使用方法流程图。
具体实施方式
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。
本实用新型实施例提供了一种新型挤牛奶机器人，如图1所示，包括工控机、运动控制器、伺服驱动器和运动机构，工控机与运动控制器连接，运动控制器与伺服驱动器连接，其中：
工控机，用于获取目标对象(例如，奶牛)的位置信息，将位置信息发送给所述运动控制器；
运动控制器，用于根据位置信息，确定机械臂的运动路径，并根据运动路径向伺服驱动器下发运动指令；
伺服驱动器，用于根据运动指令，驱动运动机构完成挤奶动作。
其中，运动机构包括：
x轴直线运动机构，用于驱动机械臂沿x轴移动；
z轴垂直运动机构，用于驱动机械臂沿z轴移动；
绕z轴旋转运动机构，用于驱动机械臂绕z轴旋转
进一步地，上述新型挤牛奶机器人还包括：
摄像头，与工控机连接，用于采集所述目标对象的图像信息，将所述目标对象的图像信息发送给所述工控机；
距离传感器，与工控机连接，用于检测所述目标对象与所述新型挤牛奶机器人之间的距离，将所述目标对象与所述新型挤牛奶机器人之间的距离发送给工控机；
相应地，上述工控机，具体用于根据所述图像信息和所述距离，确定所述目标对象在三维空间的相对位置，将所述相对位置发送给所述运动控制器。
基于上述新型挤牛奶机器人，在奶牛进入挤奶栏框架前，装在挤奶栏框架上的无线射频识别系统rfid工作，接收奶牛耳位处的耳号信息，识别确认奶牛信息，经过与该奶牛过往信息比对，确认奶牛挤奶间隔时间和奶牛健康状况，判断是否打开挤奶栏框架，发送指令气缸工作，预留不需挤奶奶牛通道。在奶牛进入挤奶栏框架后，采集奶牛挤奶时的各种信息，对乳量、挤奶时间间隔和奶牛体重等统计，分析奶牛健康状况，以及奶产量的数据积累，提升奶牛养殖的智能化水平。
具体地，在奶牛进入挤奶栏框架后，无线射频识别系统读取奶牛耳号，发送至上位机，上位机比对该奶牛的历史数据，确定是否适合挤奶，合适的真空度以及脉动频率。相应地，可以通过电动脉动器实现脉动频率调节，通过调节真空泵的作业频率实现真空度调节，控制运动机构达到理想值。上述新型挤牛奶机器人还包括贮奶罐和废奶罐，贮奶罐和废奶罐各连通一个奶管和一个真空管，真空管另一侧连通真空罐，奶管通过一个电控三通阀和集乳器连通多个奶管，各个奶管再通过三通连接两个电控两通阀，一个电控两通阀连接伸缩奶管，另一个电控两通阀连通大气，伸缩奶管通过机械臂上的奶盘连通挤奶杯，挤奶杯内设置有内衬，内衬围成挤奶腔，挤奶杯和内衬之间围成隔间腔，挤奶腔连通伸缩奶管，隔间腔连通有脉动管，脉动管通过电控两通阀连通于脉动器，脉动器固定在真空罐上，真空罐上装配的还有真空压力表和真空调节器，真空罐通过软管连接真空泵。
此外，运动控制器根据牛奶的电导率，确定是否为合格的牛奶，控制不合格牛奶流入废奶罐，控制合格牛奶流入贮奶罐。运动控制器实时监测挤奶作业时的牛奶流量，当流量小于设定值时，可停止挤奶作业并脱杯。
如图2所示，本实用新型实施例中的新型挤牛奶机器人，包括电器元件柜1、z轴垂直运动机构2、第一级z轴旋转运动机构3、无线射频识别系统rfid4、挤奶栏框架5、x轴直线运动机构6、奶盘装配7、第二级z轴旋转运动机构8和开关门气缸9。
其中，电器元件柜包括电柜外壳301和电脑显示屏302，如图3所示。
x轴直线运动机构，用于驱动机械臂沿x轴移动，如图4所示，包括x轴运动伺服电机11、x轴运动减速机12、z轴运动固定框13、x轴运动模组14、x轴运动导轨15和x轴运动固定框16。
z轴垂直运动机构，用于驱动机械臂沿z轴移动，如图5所示，包括z轴运动模组101、z轴运动联轴器102、z轴运动减速机103、z轴运动伺服电机104、z轴旋转运动框架105和z轴运动导轨106。
绕z轴旋转运动机构，用于驱动机械臂绕z轴旋转，如图6所示，包括第二级旋转伺服电机201、第一级旋转伺服电机202、第二级旋转电缸203、第一级旋转电缸204、第一级旋转轴205、第二级过渡转臂206、轴承207、机械大臂208、连杆209、轴承盖210、机械小臂211和第二级旋转轴212。
具体地，绕z轴旋转运动机构由两个关节组成，分两级驱动机械臂绕z轴旋转，转轴安装角度传感器，反馈形成闭环控制机械臂末端位移，通过图像识别确认奶牛乳头位置，实现精确按摩、套杯、挤奶和脱杯。
基于上述新型挤牛奶机器人，本实用新型实施例提供了一种新型挤牛奶机器人的使用方法，如图7所示，包括以下步骤：
步骤701，工控机获取目标对象的位置信息，将位置信息发送给运动控制器；
步骤702，运动控制器根据位置信息，确定机械臂的运动路径，并根据运动路径向所述伺服驱动器下发运动指令；
步骤703，伺服驱动器根据运动指令，驱动运动机构完成挤奶动作。
其中，新型挤牛奶机器人还包括摄像头和距离传感器；工控机获取挤奶对象的位置信息之前，还包括：摄像头采集所述目标对象的图像信息，距离传感器检测所述目标对象与所述新型挤牛奶机器人之间的距离；相应地，工控机根据所述图像信息和所述距离，确定所述目标对象在三维空间的相对位置。
本实用新型实施例为家庭农场和大规模养殖奶牛农场提供一种新型挤牛奶机器人，无需人工干预，安装调试后，使用简单，机构移动范围小，一次移动到位，挤奶更高效、出奶效率更高，并避免废奶与优质奶混杂，提高产奶质量；通过对奶牛的挤奶时间、挤奶间隔时间、挤奶量、奶牛体重进行统计，拟合单头奶牛和整个农场奶牛每月、每季、每年的各种性能曲线，对农场的奶牛科学喂养提供数据支撑，增加奶牛科学喂养，提高农场奶牛的产奶量，降低人工劳动强度，促进家畜养殖自动化水平。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
1.一种新型挤牛奶机器人，其特征在于，包括工控机、运动控制器、伺服驱动器和运动机构，其中：
所述工控机与所述运动控制器连接，将目标对象的位置信息发送给所述运动控制器；所述运动控制器与所述伺服驱动器连接，向所述伺服驱动器下发运动指令；所述伺服驱动器根据所述运动指令，驱动所述运动机构完成挤奶动作。
2.如权利要求1所述的新型挤牛奶机器人，其特征在于，还包括：
摄像头，与所述工控机连接，将所述目标对象的图像信息发送给所述工控机；
距离传感器，与所述工控机连接，将所述目标对象与所述新型挤牛奶机器人之间的距离发送给所述工控机；
所述工控机根据所述图像信息和所述距离，确定所述目标对象在三维空间的相对位置，将所述相对位置发送给所述运动控制器。
3.如权利要求1所述的新型挤牛奶机器人，其特征在于，所述运动机构包括x轴直线运动机构、z轴垂直运动机构和绕z轴旋转运动机构，其中：
所述x轴直线运动机构驱动机械臂沿x轴移动，所述z轴垂直运动机构驱动机械臂沿z轴移动，所述绕z轴旋转运动机构驱动机械臂绕z轴旋转。
4.如权利要求3所述的新型挤牛奶机器人，其特征在于，所述x轴直线运动机构包括x轴运动伺服电机、x轴运动减速机、z轴运动固定框、x轴运动模组、x轴运动导轨和x轴运动固定框。
5.如权利要求3所述的新型挤牛奶机器人，其特征在于，所述z轴垂直运动机构包括z轴运动模组、z轴运动联轴器、z轴运动减速机、z轴运动伺服电机、z轴旋转运动框架和z轴运动导轨。
6.如权利要求3所述的新型挤牛奶机器人，其特征在于，所述绕z轴旋转运动机构包括第二级旋转伺服电机、第一级旋转伺服电机、第二级旋转电缸、第一级旋转电缸、第一级旋转轴、第二级过渡转臂、轴承、机械大臂、连杆、轴承盖、机械小臂和第二级旋转轴。
7.如权利要求6所述的新型挤牛奶机器人，其特征在于，所述转轴安装有角度传感器。
8.如权利要求1所述的新型挤牛奶机器人，其特征在于，还包括贮奶罐和废奶罐。
9.如权利要求1所述的新型挤牛奶机器人，其特征在于，还包括电器元件柜，所述电器元件柜包括电柜外壳和电脑显示屏。
10.如权利要求1所述的新型挤牛奶机器人，其特征在于，还包括无线射频识别系统和挤奶栏框架。
技术总结