智能宠物投食弹射器 – 自动发射零食、球类与玩具
项目灵感
作者爱犬进食过快,尝试过慢食球、撒食法均无效,遂设计此弹射装置:将狗粮/零食抛向远处,迫使宠物奔跑寻找,延长进食时间并增加运动量。
核心组件
- Arduino UNO ×1
- 180° 舵机 ×2 – 分别控制触发锁扣与投食转管
- 360° 连续旋转舵机 ×1 – 作为绞盘拉回弹射臂
- 微动限位开关 ×1 – 检测弹射臂拉回到位
- 10kΩ 电阻 ×1 – 限位开关下拉
- AA 电池盒(4节) ×1 – 供电舵机
- 6V 方块电池或 5节 AA 串联 ×1 – 供电 Arduino
- 拨动开关 ×2 – 分别控制主电源与舵机电源
- 面包板、跳线、弹簧、钓鱼线、PVC 管、铝型材等结构件
机械结构设计
投食机构
参考 Hackster 上的 IoT 宠物喂食器,采用 PVC 管 + 轴承支撑的转管结构,由 180° 舵机驱动旋转,将狗粮送入弹射臂头部的容器。
弹射机构
- 弹射臂:2 美元购买的网球发射器改装
- 动力源:旧弹簧(需根据舵机扭矩与弹射距离匹配)
- 拉回系统:钓鱼线绕在连续旋转舵机输出轴上,经滑轮、导向环拉动弹射臂
- 触发锁扣:第二个 180° 舵机控制挡块,锁住/释放弹射臂
- 限位开关:安装在弹射臂拉回终点,信号反馈给 Arduino 停止绞盘
电子电路
三路舵机信号线分别接 D2(绞盘)、D4(触发)、D5(投食),限位开关接 D3(内部上拉)。舵机独立供电(4×AA),Arduino 单独供电(6V 方块电池),共地。面包板验证后可改为万用板焊接固定。
工作流程
- 绞盘舵机顺时针转动,拉回弹射臂直到触发限位开关
- 触发舵机转至“锁住”位置,挡住弹射臂
- 绞盘舵机反向转动回原位,松开钓鱼线张力
- 投食舵机转动转管,送入一粒狗粮到弹射臂容器
- 触发舵机转至“释放”位置,弹簧弹射狗粮
- 延时(可调)后进入下一循环
代码要点
核心逻辑在 loop() 中通过状态机实现:
- 限位开关轮询控制绞盘启停
- 固定延时控制各舵机动作顺序
- 可通过修改
FoodDeliveryReleasePosition、TriggerReleasePosition等常量适配不同舵机行程
经验教训与改进方向
- 狗粮偶尔卡在转管内 – 可增加振动电机或优化转管内径
- 结构强度需匹配宠物体型 – 大型犬建议全金属框架
- 弹簧疲劳会导致飞行距离衰减 – 定期更换或改用可调张力设计
- 计划加入 WiFi/蓝牙模块,实现手机定时/远程投喂
- 外观美化:3D 打印外壳、集成电池充电管理
安全提示
弹射距离可达 10 米以上,请确保使用区域开阔、无易碎物品,避免击中人或宠物眼睛。首次调试时建议用轻质泡沫球测试。
制造工艺
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