智能自动猫砂更换装置的制作方法
本发明是一种运用于自动处理废旧猫砂并铺放新猫砂的装置，属于智能机器设计领域。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，宠物猫逐渐走入人们的日常生活，成为许多家庭中的一员，然而如何处理宠物猫的排泄物却成为了许多人必须面临的问题。为此，便需要一种智能自动猫砂更换装置。该装置可以自动监测装置中的猫砂的状态，并且当猫砂需要更换时，该装置可以自动将废旧猫砂及时处理并且及时将新的猫砂铺放到设备当中。尤其是对于工作繁忙的人群以及行动不便的残疾人士和老年人，该装置可以提供极大的帮助。综上所述，该装置可以极大地方便人民的生活。
技术实现要素：
智能自动猫砂更换装置是一台主要用于自动清理废旧猫砂以及更换新猫砂的装置。智能自动猫砂更换装置主要由三部分构成，即其主体结构、猫砂铺放装置及废旧猫砂处理装置。主体结构由各种板件搭建而成，整体形状呈现出一个836mm×414mm×351mm的长方体。猫砂铺放装置是由漏斗、滚珠丝杠及从动杆件组成。废旧猫砂处理装置则是由传送带、流水线滚筒及废旧猫砂收纳盒组成。智能自动猫砂更换装置的控制系统，选用的是stm32rct6单片机作为主控制器，再搭配红外光幕传感器、温湿传感器及气体传感器，搭建成一个较为简单的反馈系统，完成对智能自动猫砂更换装置的控制。它能够完成自动监测猫砂状态，当猫砂需要更换时将废旧猫砂及时清理并将新猫砂及时铺放于装置当中的功能。
本发明采用的技术方案为智能自动猫砂更换装置，由装置主体结构(1)、支撑座(2)、猫砂铺放装置(3)、固定座(4)、连接块(5)、一号螺钉(6)、一号螺栓(7)、一号螺母(8)和废旧猫砂处理装置(9)组成；支撑座(2)、固定座(4)均通过一号螺栓(7)和一号螺母(8)与装置主体结构(1)相连接，装置主体结构(1)的作用是支撑猫砂铺放装置(3)和废旧猫砂处理装置(9)，并且通过安装在装置主体结构(1)上的红外传感器、温湿传感器及气体传感器实时监测装置中的猫砂的状态；猫砂铺放装置(3)通过支撑座(2)、固定座(4)与主体结构相连接，猫砂铺放装置(3)的作用是铺放新猫砂；废旧猫砂处理装置(9)与装置主体结构(1)侧壁上的孔相配合，并置于装置主体结构(1)空腔之中，废旧猫砂处理装置(9)的作用是通过该装置中各机构的相互配合从而对废旧猫砂进行初步处理。
猫砂铺放装置(3)由螺母座(10)、杆件滑块(11)、二号螺钉(12)、从动杆件(13)、漏斗主体(14)、漏斗封板(15)、一号直流电机(16)、三号螺钉(17)、一号电机支撑座(18)、四号螺钉(19)、联轴器(20)、一号紧固螺钉(21)、二号直流电机(22)、五号螺钉(23)、丝杆螺母(24)、一号杆件(25)、二号杆件(26)、六号螺钉(27)、漏斗隔板(28)和丝杆(29)组成。螺母座(10)通过六号螺钉(27)与漏斗主体(14)相连接；杆件滑块(11)通过插入螺母座(10)与螺母座内孔相配合，并且通过二号螺钉(12)与螺母座相连接，作用是支撑漏斗主体，并与从动杆件相配合，能够带动漏斗主体沿从动杆件方向滑动；漏斗主体(14)是由各种板件通过焊接连接而成；漏斗封板(15)通过铰链与漏斗主体(14)相连接，一号杆件(25)一端与二号直流电机(22)通过一号紧固螺钉(21)相连接，另一端通过铰链与二号杆件(26)相连接，二号杆件(26)的一端和一号杆件(25)通过铰链相连接，另一端与漏斗封板(15)通过铰链相连接；漏斗封板(15)、一号杆件(25)、二号杆件(26)及漏斗主体(14)形成四连杆机构，通过该四连杆机构实现对漏斗口的自动开闭功能；一号电机支撑座(18)一方面通过四号螺钉(19)与一号直流电机(16)相连接，另一方面通过三号螺钉(17)与装置主体结构(1)的侧壁相固定；一号直流电机(16)通过联轴器(20)与丝杆(29)相连接，一号直流电机(16)为丝杆(29)的旋转提供动力，从而实现漏斗主体(14)的运动；二号直流电机(22)通过五号螺钉(23)与漏斗主体(14)相连接，二号直流电机(22)为四杆机构提供动力；丝杆螺母(24)通过插入螺母座(10)与螺母座内孔相配合，并且通过二号螺钉(12)与螺母座相连接，丝杆螺母(24)的作用是支撑漏斗主体(14)，并与丝杆(29)通过螺纹连接，带动漏斗主体(14)沿丝杆(29)滑动；漏斗隔板(28)通过焊接与漏斗主体(14)相连接，其作用是将漏斗中的猫砂与四杆机构分隔开，保证四杆机构能够正常工作。
废旧猫砂处理装置(9)由收纳盒(30)、从动辊子(31)、二号螺母(32)、一号垫圈(33)、传送带(34)、主动辊子(35)、七号螺钉(36)、二号电机支撑座(37)、三号直流电机(38)、八号螺钉(39)、一号锥齿轮(40)、二号紧固螺钉(41)、二号锥齿轮(42)、把手(43)、张紧辊子(44)和三号螺母(45)组成。收纳盒(30)各种板材通过连接块(5)、一号螺钉(6)、三号螺母(45)相连接拼接而成，其主要作用是收纳废旧猫砂，且收纳盒中设置有斜置挡板，将废猫砂滑落至收纳盒的中后部，避免废猫砂堆积，且收纳盒底板设计有条状滑块，在装置底板上的滑槽中运动；从动辊子(31)通过与装置主体结构(1)的侧壁上的孔相配合连接，从动辊子(31)内部含有轴承；传送带(34)套在从动辊子(31)、张紧辊子(44)、主动辊子(35)之上，既可承接猫砂，又可运送废旧猫砂；主动辊子(35)一端与嵌套在装置主体结构侧壁上的孔中的轴承相配合，另一端穿过嵌套在装置主体结构另一侧壁上的孔中的轴承后通过二号紧固螺钉(41)与二号锥齿轮(42)相连接；二号电机支撑座(37)通过七号螺钉(36)与装置主体结构侧壁相连接，其作用在于支撑三号直流电机(38)；三号直流电机(38)通过八号螺钉(39)与电机支撑座(37)相连接，其作用在于为主动辊子提供动力；一号锥齿轮(40)通过二号紧固螺钉(41)与三号直流电机(38)相连接；一号锥齿轮(40)与二号锥齿轮(42)相啮合，从而达到传递动力的作用；把手(43)通过螺钉与收纳盒(30)相连接；张紧辊子(44)通过与装置主体结构侧壁上的条状孔槽相配合，并通过二号螺母(32)、一号垫圈(33)与装置主体结构(1)的侧壁固定，张紧辊子(44)能够在条状孔槽中上下滑动，从而实现对传送带的张紧作用。
装置主体结构(1)由猫踏板(46)、装置主体支撑结构(47)、九号螺钉(48)、十号螺钉(49)、红外传感器(50)、传感器支撑座(51)、气体传感器(52)、温湿传感器(53)、装置顶盖(54)、猫砂挡圈(55)、传送带支撑板(56)和猫砂挡板(57)组成。猫踏板(46)通过铰链与装置主体支撑结构(47)相连接，猫踏板(46)的表面贴有毡条，毡条作用在于防止猫砂被宠物猫带出装置，另外也能够帮助宠物猫进入装置；传感器支撑座(51)通过九号螺钉(48)与装置主体支撑结构(47)相连接；红外传感器(50)通过十号螺钉(49)与传感器支撑座(51)相连接，红外传感器(50)的作用在于当猫砂铺放装置工作时，监测是否有宠物猫进入装置内部；气体传感器(52)、温湿传感器(53)均通过螺钉与装置顶盖(54)相连接，它们的作用分别在于监测猫砂由于存在宠物猫的排泄物而散发出的氨气等气体和装置中的湿度；装置顶盖(54)通过铰链与装置主体支撑结构(47)相连接；猫砂挡圈(55)通过焊接与装置主体支撑结构(47)相连接，猫砂挡圈与传送带表面之间存在一定间隙，既可保证传送带正常工作，又可减少猫砂从传送带与装置主体支撑结构间的间隙下漏量；猫砂挡板(57)与装置主体支撑结构(47)通过焊接连接，挡板设计成楔形。
该智能自动猫砂更换装置工作时，温湿传感器和气体传感器会综合检测装置中猫砂的状态，当猫砂需要更换时，根据两类传感器传递的信息，控制废旧猫砂处理装置(9)运作。三号直流电机(38)启动带动一号锥齿轮(40)转动，一号锥齿轮(40)与二号锥齿轮(42)相啮合，进而可驱动传送带主动辊子(35)转动，传送带(34)将废猫砂运送至收纳盒(30)中。收纳盒(30)中含有斜板，废猫砂可滑至收纳盒的中部或者另一端，从而避免猫砂堆积，增大收纳盒的利用率。另外当传送带需要张紧时可通过调节张紧辊子(44)进行张紧。猫砂铺放装置(3)工作时一号直流电机(16)启动带动主动丝杆(29)转动，从而带动漏斗主体(14)沿直线运动，本装置采用一根主动丝杆和一根从动光滑杆件，可避免漏斗运动时发生卡死现象。另外，当猫砂铺放装置(3)工作时，若有宠物猫误入装置，该装置的红外传感器会将信号传送给主控制系统，主控制系统从而控制猫砂铺放装置(3)及时停止工作，避免误伤宠物猫。
智能自动猫砂更换装置设计有如下几个特点：
(1)该智能自动猫砂更换装置可以自动检测猫砂状态，各类传感器可以将猫砂的状态及时传递给主控制系统；
(2)该智能自动猫砂更换装置可以实现自动处理废旧猫砂，并将新猫砂自动铺放于装置当中；
(3)该智能自动猫砂更换装置在铺放新猫砂时若有猫误入其中，该装置可以及时停止工作，避免给猫带来伤害。
附图说明
图1为智能自动猫砂更换装置的整体结构示意图；
图2为智能自动猫砂更换装置的猫砂铺放装置结构的示意图；
图3为智能自动猫砂更换装置的废旧猫砂处理装置结构的示意图；
图4为智能自动猫砂更换装置的主体结构示意图；
图5为本装置结构示意图。
具体实施方式
智能自动猫砂更换装置的整体结构如图1所示，其主要由装置主体结构(1)、支撑座(2)、猫砂铺放装置(3)、固定座(4)、连接块(5)、一号螺钉(6)、一号螺栓(7)、一号螺母(8)和废旧猫砂处理装置(9)组成；支撑座(2)、固定座(4)均通过一号螺栓(7)和一号螺母(8)与装置主体结构(1)相连接，装置主体结构(1)的作用是支撑猫砂铺放装置(3)和废旧猫砂处理装置(9)，并且通过安装在装置主体结构(1)上的红外传感器、温湿传感器及气体传感器实时监测装置中的猫砂的状态；猫砂铺放装置(3)通过支撑座(2)、固定座(4)与主体结构相连接，猫砂铺放装置(3)的作用是铺放新猫砂；废旧猫砂处理装置(9)与装置主体结构(1)侧壁上的孔相配合，并置于装置主体结构(1)空腔之中，废旧猫砂处理装置(9)的作用是通过该装置中各机构的相互配合从而对废旧猫砂进行初步处理。
智能自动猫砂更换装置的猫砂铺放装置结构如图2所示，其主要由螺母座(10)、杆件滑块(11)、二号螺钉(12)、从动杆件(13)、漏斗主体(14)、漏斗封板(15)、一号直流电机(16)、三号螺钉(17)、一号电机支撑座(18)、四号螺钉(19)、联轴器(20)、一号紧固螺钉(21)、二号直流电机(22)、五号螺钉(23)、丝杆螺母(24)、一号杆件(25)、二号杆件(26)、六号螺钉(27)、漏斗隔板(28)和丝杆(29)组成。螺母座(10)通过六号螺钉(27)与漏斗主体(14)相连接；杆件滑块(11)通过插入螺母座(10)与螺母座内孔相配合，并且通过二号螺钉(12)与螺母座相连接，作用是支撑漏斗主体，并与从动杆件相配合，能够带动漏斗主体沿从动杆件方向滑动；漏斗主体(14)是由各种板件通过焊接连接而成；漏斗封板(15)通过铰链与漏斗主体(14)相连接，一号杆件(25)一端与二号直流电机(22)通过一号紧固螺钉(21)相连接，另一端通过铰链与二号杆件(26)相连接，二号杆件(26)的一端和一号杆件(25)通过铰链相连接，另一端与漏斗封板(15)通过铰链相连接；漏斗封板(15)、一号杆件(25)、二号杆件(26)及漏斗主体(14)形成四连杆机构，通过该四连杆机构实现对漏斗口的自动开闭功能；一号电机支撑座(18)一方面通过四号螺钉(19)与一号直流电机(16)相连接，另一方面通过三号螺钉(17)与装置主体结构(1)的侧壁相固定；一号直流电机(16)通过联轴器(20)与丝杆(29)相连接，一号直流电机(16)为丝杆(29)的旋转提供动力，从而实现漏斗主体(14)的运动；二号直流电机(22)通过五号螺钉(23)与漏斗主体(14)相连接，二号直流电机(22)为四杆机构提供动力；丝杆螺母(24)通过插入螺母座(10)与螺母座内孔相配合，并且通过二号螺钉(12)与螺母座相连接，丝杆螺母(24)的作用是支撑漏斗主体(14)，并与丝杆(29)通过螺纹连接，带动漏斗主体(14)沿丝杆(29)滑动；漏斗隔板(28)通过焊接与漏斗主体(14)相连接，其作用是将漏斗中的猫砂与四杆机构分隔开，保证四杆机构能够正常工作。
智能自动猫砂更换装置的废旧猫砂处理装置结构如图3所示，该装置主要由收纳盒(30)、从动辊子(31)、二号螺母(32)、一号垫圈(33)、传送带(34)、主动辊子(35)、七号螺钉(36)、二号电机支撑座(37)、三号直流电机(38)、八号螺钉(39)、一号锥齿轮(40)、二号紧固螺钉(41)、二号锥齿轮(42)、把手(43)、张紧辊子(44)和三号螺母(45)组成。收纳盒(30)各种板材通过连接块(5)、一号螺钉(6)、三号螺母(45)相连接拼接而成，其主要作用是收纳废旧猫砂，且收纳盒中设置有斜置挡板，将废猫砂滑落至收纳盒的中后部，避免废猫砂堆积，且收纳盒底板设计有条状滑块，在装置底板上的滑槽中运动；从动辊子(31)通过与装置主体结构(1)的侧壁上的孔相配合连接，从动辊子(31)内部含有轴承；传送带(34)套在从动辊子(31)、张紧辊子(44)、主动辊子(35)之上，既可承接猫砂，又可运送废旧猫砂；主动辊子(35)一端与嵌套在装置主体结构侧壁上的孔中的轴承相配合，另一端穿过嵌套在装置主体结构另一侧壁上的孔中的轴承后通过二号紧固螺钉(41)与二号锥齿轮(42)相连接；二号电机支撑座(37)通过七号螺钉(36)与装置主体结构侧壁相连接，其作用在于支撑三号直流电机(38)；三号直流电机(38)通过八号螺钉(39)与电机支撑座(37)相连接，其作用在于为主动辊子提供动力；一号锥齿轮(40)通过二号紧固螺钉(41)与三号直流电机(38)相连接；一号锥齿轮(40)与二号锥齿轮(42)相啮合，从而达到传递动力的作用；把手(43)通过螺钉与收纳盒(30)相连接；张紧辊子(44)通过与装置主体结构侧壁上的条状孔槽相配合，并通过二号螺母(32)、一号垫圈(33)与装置主体结构(1)的侧壁固定，张紧辊子(44)能够在条状孔槽中上下滑动，从而实现对传送带的张紧作用。
智能自动猫砂更换装置的主体结构如图4所示，该结构主要由猫踏板(46)、装置主体支撑结构(47)、九号螺钉(48)、十号螺钉(49)、红外传感器(50)、传感器支撑座(51)、气体传感器(52)、温湿传感器(53)、装置顶盖(54)、猫砂挡圈(55)、传送带支撑板(56)和猫砂挡板(57)组成。猫踏板(46)通过铰链与装置主体支撑结构(47)相连接，猫踏板(46)的表面贴有毡条，毡条作用在于防止猫砂被宠物猫带出装置，另外也能够帮助宠物猫进入装置；传感器支撑座(51)通过九号螺钉(48)与装置主体支撑结构(47)相连接；红外传感器(50)通过十号螺钉(49)与传感器支撑座(51)相连接，红外传感器(50)的作用在于当猫砂铺放装置工作时，监测是否有宠物猫进入装置内部；气体传感器(52)、温湿传感器(53)均通过螺钉与装置顶盖(54)相连接，它们的作用分别在于监测猫砂由于存在宠物猫的排泄物而散发出的氨气等气体和装置中的湿度；装置顶盖(54)通过铰链与装置主体支撑结构(47)相连接；猫砂挡圈(55)通过焊接与装置主体支撑结构(47)相连接，猫砂挡圈与传送带表面之间存在一定间隙，既可保证传送带正常工作，又可减少猫砂从传送带与装置主体支撑结构间的间隙下漏量；猫砂挡板(57)与装置主体支撑结构(47)通过焊接连接，一方面其作用在于可以减少新猫砂过多的从传送带与装置主体支撑结构间的间隙下漏量，另一方面猫砂挡板与传送带表面存在适当间隙，可以保证废猫砂和排泄物可以随传送带的运动成功被输送到收纳盒中，另外挡板设计成楔形，方便废猫砂和排泄物充分下漏。
该智能自动猫砂更换装置工作时，温湿传感器和气体传感器会综合检测装置中猫砂的状态，当猫砂需要更换时，主控制系统会根据两类传感器传递的信息，控制废旧猫砂处理装置(9)运作。三号直流电机(38)启动带动一号锥齿轮(40)转动，一号锥齿轮(40)与二号锥齿轮(42)相啮合，进而可驱动传送带主动辊子(35)转动，传送带(34)将废猫砂运送至收纳盒(30)中。收纳盒中含有斜板，废猫砂可滑至收纳盒的中部甚至另一端，从而可以避免猫砂堆积，增大收纳盒的利用率。另外当传送带需要张紧时可通过调节张紧辊子(44)进行张紧。猫砂铺放装置(3)工作时一号直流电机(16)启动带动主动丝杆(29)转动，从而带动漏斗主体(14)沿直线运动，本装置采用一根主动丝杆和一根从动光滑杆件，可避免漏斗运动时发生卡死现象。另外，当猫砂铺放装置(3)工作时，若有宠物猫误入装置，该装置的红外传感器会将信号传送给主控制系统，主控制系统从而控制猫砂铺放装置(3)及时停止工作，避免误伤宠物猫。
技术特征：
技术总结
本发明公开了智能自动猫砂更换装置，主要由三部分构成，即其主体结构、猫砂铺放装置及废旧猫砂处理装置。主体结构主要由由各种板材搭建而成。猫砂铺放装置是由漏斗、滚珠丝杠及从动杆件组成。废旧猫砂处理装置则是由传送带、流水线滚筒及废旧猫砂收纳盒组成。智能自动猫砂更换装置的控制系统，选用的是STM32RCT6单片机作为主控制器，再搭配红外光幕传感器、温湿传感器及气体传感器，搭建成一个较为简单的反馈系统，完成对智能自动猫砂更换装置的控制。该装置能够完成自动监测猫砂状态，当猫砂需要更换时将废旧猫砂及时清理并将新猫砂及时铺放于装置当中的功能。并对智能自动猫砂更换装置处理废旧猫砂和铺放新猫砂功能进行了详细说明。
技术研发人员：孙树文;王旭;刘汉;毛硕;马英伦;黄柄荔
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2018.12.26
技术公布日：2019.03.12
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网址: 智能自动猫砂更换装置的制作方法 https://m.mcbbbk.com/newsview336910.html
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