基于二维激光SLAM的奶牛场螺旋式推翻料机器人设计与试验

【作者】 杨术明； 王伟伟； 马驰； 李进海；

【机构】 宁夏大学机械工程学院；

【摘要】 针对奶牛场饲料推送存在大量依靠人工驾驶改装机具开展、推送不及时、劳动强度大、生产成本高和导航方式不适用等问题,设计了一款针对奶牛养殖环境的螺旋式推翻料机器人。基于两轮差速与万向轮的三点支撑机械结构,利用激光雷达和轮式里程计实现环境感知与定位,并在工控机上搭建ROS系统作为上层控制架构,单片机作为底层驱动控制器。通过Cartographer算法结合二维激光雷达与里程计信息构建奶牛场饲喂环境地图,并采用A*算法进行全局路径规划,同时支持多点导航以满足复杂工况下的自动行走需求,对提升自动推翻料机器人在奶牛饲喂场景中的作业效率具有重要意义。结果表明:当单螺旋输送器转速为85 r/min、机具前进速度为0.35 m/s时,推料效果最佳,平均推送率达96.28%;螺旋式推翻料机器人可通过奶牛场养殖环境的10°斜坡,平均工作续航时间为5.42 h,满足规模化奶牛场推翻料作业要求。更多还原