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去年暑假,科技活动小组的同学去宁乡县青龙寨生态养殖园考察,发现养殖场使用了一种新型环保养殖设施:利用发酵床内米糠锯末中的放线菌分解粪便来防止污染。
为提高发酵床的活性和效率,使粪便与米糠锯末等填料均匀混合,一般需要2至3天翻耕使其降温。传统的方式是采用人力、用钉耙翻耙,既费力耗时且效果不佳。为解决这些问题,我们研制了发酵养殖床服务机器人。
一、控制系统设计
以高性能、低功耗的cortexA8单片机构成主控系统,通过机器视觉、超声和电子鼻技术,实时检测发酵床粪便堆积图像、温湿度及功能菌活性,通过物联网遥控或全自动工作模式,准确寻找粪便源,按照“之”字形或“回”字形路线实施均匀疏散翻耕。
1.控制系统与单片机操作系统选择
由于控制器不仅控制电机,还要接收各种传感器数据,将数据发送至远程控制中心,同时接收远程机器人控制指令,因此要求其具有较高的速度,能运行Linux系统,采用先进的片内AMBA总线技术,进行多任务处理。控制系统框如图1。
3.运动与避障功能测试
主要器材:自制的模拟发酵养殖床、发酵养殖床疏散翻耕机器人、小矿泉水瓶、智能手机等。
实验过程:根据样机运动功能测试试验结果,选择双前驱电机安装模式;利用超声波传感器的声波发送与接收原理实现避障试验(在模拟发酵养殖床内放置4个小矿泉水瓶作为障碍物)。
实验表明,发酵养殖床疏散翻耕机器人能顺利避开障碍物。
4.铺垫、疏散、抛洒、翻耕、平整和收集功能测试
实验场及器材:同上。
实验过程:铺垫发酵养殖床填料;疏散抛洒粪便;将发酵养殖床填料翻耕平整;收集发酵成熟的发酵养殖床填料。
实验表明,上述功能均能达到设计要求。(指导老师:段家铁 蒋银生)
为提高发酵床的活性和效率,使粪便与米糠锯末等填料均匀混合,一般需要2至3天翻耕使其降温。传统的方式是采用人力、用钉耙翻耙,既费力耗时且效果不佳。为解决这些问题,我们研制了发酵养殖床服务机器人。
一、控制系统设计
以高性能、低功耗的cortexA8单片机构成主控系统,通过机器视觉、超声和电子鼻技术,实时检测发酵床粪便堆积图像、温湿度及功能菌活性,通过物联网遥控或全自动工作模式,准确寻找粪便源,按照“之”字形或“回”字形路线实施均匀疏散翻耕。
1.控制系统与单片机操作系统选择
由于控制器不仅控制电机,还要接收各种传感器数据,将数据发送至远程控制中心,同时接收远程机器人控制指令,因此要求其具有较高的速度,能运行Linux系统,采用先进的片内AMBA总线技术,进行多任务处理。控制系统框如图1。

3.运动与避障功能测试
主要器材:自制的模拟发酵养殖床、发酵养殖床疏散翻耕机器人、小矿泉水瓶、智能手机等。
实验过程:根据样机运动功能测试试验结果,选择双前驱电机安装模式;利用超声波传感器的声波发送与接收原理实现避障试验(在模拟发酵养殖床内放置4个小矿泉水瓶作为障碍物)。
实验表明,发酵养殖床疏散翻耕机器人能顺利避开障碍物。
4.铺垫、疏散、抛洒、翻耕、平整和收集功能测试
实验场及器材:同上。
实验过程:铺垫发酵养殖床填料;疏散抛洒粪便;将发酵养殖床填料翻耕平整;收集发酵成熟的发酵养殖床填料。
实验表明,上述功能均能达到设计要求。(指导老师:段家铁 蒋银生)