双螺带式搅拌器的搅拌特性及关键结构参数研究

运用Fluent软件对双螺带搅拌器的混合过程进行模拟,利用多功能搅拌实验平台进行功耗测试,验证仿真模型的合理性。结合实例,分析了边界间隙、螺带直径以及螺距对搅拌特性的影响。针对混合效果和效率(经济功耗)的定量评价难点,提出用功耗因子与轴向功耗因子的数值,表征高黏度流体混合时的能量利用效果与整体混合效果,并以此为依据对螺带式搅拌器关键几何参数进行优化。实例的模拟结果表明:当螺带直径为1 200 mm时,即螺带直径达到罐体直径0.8倍时,轴向功耗因子最大为0.232 6 s,表明轴向流体宏观混合效果最好;螺距为1 350 mm时,即螺距与螺带直径之比为1(螺旋升角为45°)时,轴向功耗因子达到最大为0.180 6 s,表明轴向流体宏观混合效果最好;随着边界间隙的减小,罐壁总速度峰值增大,表明防附着效果增强,罐壁内侧的热边界层减薄。

分离禽蛋壳膜粉碎装置刀片的设计与试验

为高效分离回收蛋壳膜,设计了一款采用剪切和碾压的粉碎方式专用于分离禽蛋壳膜的粉碎装置。采用干燥的蛋壳膜进行试验,通过理论分析和预试验确定刀片类型、刀片间隙、转子转速、筛网目数为主要影响因素,根据实际生产情况确定各因素的试验水平,以分离率和损耗率为评价指标进行四因素三水平响应面试验;利用Design-Expert 12.0对试验结果进行响应面分析,研究不同影响因素对评价指标的影响规律。验证试验结果表明:当调整转子转速为1374r/min、安装2目筛网、刀片间隙为1mm的50°剪切式刀片时,分离率为86.72%,损耗率为3.71%,大粒径蛋膜较多。试验装置有效提高了粉碎蛋壳膜后蛋膜的分离效果,降低了损耗率,具有极大的优越性。

石墨烯新材料在畜禽生产中的应用研究进展

石墨烯被称为“二十一世纪新材料之王”,在化工、材料、医药等领域都表现出了广阔的应用前景。近年来,石墨烯新材料在畜禽养殖生产中也得到了广泛应用。笔者总结了石墨烯及其衍生物在畜禽繁殖、畜禽环境监测、畜禽产品有害物残留监测、病原体检测、畜禽免疫中的研究和应用情况,分析了石墨烯新材料的生物安全性,指出了石墨烯在畜禽生产领域应用中的问题,并且对石墨烯在畜禽生产领域的应用前景进行了展望,旨在为石墨烯在畜禽生产领域中的应用提供理论基础。

母猪精准养殖智能感知技术研究进展

母猪的生长状况、繁殖性能与健康状况是猪场管理的重要生产要素,直接关系到猪场的经济效益。我国母猪养殖还存在生产管理智能化水平低、健康管理效率低、生产力水平低等突出问题,制约了我国养殖业的高质量发展。本文从母猪生长信息感知技术、繁殖行为监测技术、健康状态感知技术等3个方面,总结了母猪精准养殖管理中生长、生理、健康监测的研究和发展现状,分析了母猪精准养殖技术的薄弱环节,对母猪养殖智慧管控系统的建设提出了建议,并对未来的发展趋势进行了展望,以期为我国养猪业绿色高效智能转型升级与智能养猪工厂的建设提供参考。

蛋鸡养殖智能设备生产与应用现状调研分析

为了解我国蛋鸡智能养殖设备的生产和应用情况,试验采取随机抽样的方法,对全国18家蛋鸡智能设备生产企业和45家规模化蛋鸡养殖场进行问卷调研。对设备生产企业的调研内容主要包括基本情况以及智能设备生产情况,智能设备涉及到饲喂、环境控制、行为监测、疾病诊断、粪污处理等多环节。对养殖场的调研内容主要包括基本情况以及饲喂、环境控制、粪污处理、智能设备应用等,并选取部分养殖场进行现场走访。结果显示:年营业收入2000万元以上的大规模企业生产的环控设备和行为监测设备功能更为齐全,年存栏量10万只蛋鸡及以上的大规模蛋鸡养殖场在保温、光照控制和粪污处理方面的机械设备应用情况优于中小规模养殖户。进一步分析发现,不同规模企业生产的二氧化碳监测环控设备和打斗、啄羽以及产蛋行为监测设备的比例存在显著差异(P<0.05),规模水平对笼具类型、保温设备、自动光照控制和传送带清粪设备应用有显著影响(P<0.05)。研究提示:蛋鸡生产规模影响企业生产的智能养殖设备功能种类,大规模场养殖设备整体智能化水平优于中小规模场。

车载巷道式胚蛋孵化器优化设计

【目的】在现代化禽类养殖业中,孵化器是一种模拟孵化所需要的温度、湿度、通风等各种因素的仿生设备,市面上主流孵化器孵化方式较为单一,未考虑胚蛋孵化完成的后续运输问题,如生物制药企业,需要胚蛋制作抗病毒疫苗,对胚蛋要求较高,所需求的孵化任务与周期也有所不同。【方法】目前市面上主流的孵化器主要为箱体式孵化器与巷道式孵化器,其中巷道式孵化器使用更为广泛,课题组通过对胚蛋孵化原理特性和箱体孵化器进行深入研究,提出一种车载巷道式胚蛋孵化器的优化设计。【结果】通过对孵化器结构上的设计与对孵化特性的研究,孵化器能够确保在运输过程中保持胚蛋的活性与孵化状态。【结论】设计与改良后的孵化器,能满足胚蛋孵化完成后的运输要求。

畜禽机器人技术研究进展与未来展望

随着现代畜禽养殖业面临的挑战日益增加,包括提高生产效率、降低成本、确保动物福利以及应对环境变化等,机器人技术的应用成为推动该行业转型的关键。文章综述了畜禽养殖机器人技术的研究进展,涵盖了饲喂机器人、清洁机器人、巡检机器人、挤奶机器人以及其他相关领域的研究现状和技术特点。机器人技术在提升畜禽养殖业自动化和智能化水平中具有重要作用。其中,饲喂机器人通过精准控制饲料投放,提高了饲喂效率和养殖动物健康水平;清洁机器人能有效地管理畜牧环境,提升养殖场卫生条件;巡检机器人通过实时监测环境和动物健康状况,优化了养殖管理;挤奶机器人则实现了奶牛养殖自动化,提高了生产效率。探讨了畜禽养殖机器人技术面临的挑战与机遇,并对未来的发展趋势进行了展望。

基于CFD与TRNSYS的圆形猪舍内环境控制研究

为了给寒冷地区密闭圆形猪舍提供内环境控制策略,试验以地处寒冷地区的张家口市某在建密闭圆形猪舍为研究对象,通过ANSYS FLUENT软件搭建计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真模型,利用CFD模型计算猪舍在最低通风量标准条件下舍内污染气体质量浓度与风速分布,研究通风量对舍内污染气体质量浓度的影响;利用TRNSYS 17软件搭建猪舍温控仿真模型,以月舍温、月舒适时间占比和月暖通不保证率为评价指标,研究非供热策略、供热策略和调整养殖密度策略下猪舍全年通风量对舍内环境温度与舒适性的影响,筛选较为合适的猪舍全年温控策略,并对最适温控策略进行优化研究。结果表明:在圆形猪舍内每60°布置一组送、排风侧立管的“上送侧排”通风方案中,污染气体浓度随通风量增大而降低;在全年最低通风量[0.35 m~3/(h·kg)]标准条件下,养殖区域猪只背部高度平面的平均风速为0.3 m/s,猪只呼吸高度平面NH_(3)、H_(2)S、CO_(2)质量浓度最大值分别为1.02,0.021,525 mg/m~3,上述参数均满足猪舍养殖环境要求,即通风量、污染物浓度、猪只吹风感之间得到较好平衡。调整养殖密度策略比供热策略的全年平均月舒适时间占比高1.5百分点,全年平均月暖通不保证率低0.2百分点;调整养殖密度策略在夏季的平均月舒适时间占比比非供热策略高4.3百分点,月平均舍温低0.3℃,因此育肥猪舍采用调整养殖密度策略调节猪舍温度更为合适。猪舍采用调整养殖密度策略调节猪舍温度时,将5,9月份的通风量从0.50 m~3/(h·kg)提升至0.68 m~3/(h·kg),使这两个月份的月平均舍温均下降2.3℃,月暖通不保证率分别从1.6%和7.2%下降至0.9%和3.6%,月舒适时间占比分别从35.9%和26.1%提升至70.4%和59.4%;夏季采用遮光板辅助降温措施可使午间猪舍温度降低0.3~1.2℃,使猪舍温度更加舒适。说明应用新风全热交换器和湿帘-风机系统并适当调整通风量或养殖密度可以达到密闭圆形猪舍的环境控制要求。

基于模糊PID控制的粉碎机转速和位置自适应控制研究

为提高粉碎机的控制性能,提出一种基于模糊PID控制的粉碎机转速和位置自适应控制算法。方法以粉碎机STM86步进电机控制为研究对象,构建粉碎机驱动电机数学模型,并结合PID控制和模糊控制设计基于模糊PID控制算法,以实现粉碎机的自适应控制。结果表明,模糊PID控制算法对粉碎机速度和位置控制的超调量分别为4.20%和0.13%,调节时间分别为0.21 s和0.02 s、平均跟随误差分别为0.02 mm和0.01 r/min;相较于PID控制、模糊滑模控制、模糊自抗干扰控制算法,模糊PID控制算法具有更低的超调量,更短的调节时间和更小的平均跟随误差。由此得出,模糊PID控制方法可实现更优异的粉碎机自适应控制,且具有一定的实际应用价值。

新型小农户拼装式育肥猪舍的应用

生猪产业向集约化、规模化发展是必然趋势,但受技术、资金、自然环境和社会经济条件的影响,以户为单位的小规模养猪生产还将在四川长期存在,并且这种生产方式是当前和今后一定时期内欠发达地区巩固脱贫攻坚成果和实现乡村振兴的重要方式。在实施乡村振兴、推进新农村建设以及地震灾后重建过程中,部分有意养猪的农户存在无地可用、无圈可养的问题,有的农户虽然尚有圈舍,但圈舍非常简陋,存在阴暗潮湿、通风不良、保温条件差、采光不足、粪污无法处理和利用等问题。

计算机图像智能识别下的割草机器人设计研究

为了提升割草机器人的工作效率、安全及自主性,基于堆叠降噪自动编码机设计了智能图像识别算法,用于实现割草机器人进行作业时自动化识别环境,以进一步提高工作效率。将割草机器人视觉传感器所采集的草地图像作为输入信号,通过叠加多层自动降噪编码机组成深度神经网络,可以深入挖掘草地图像所携带的信息,识别并提取图像特征。通过训练所建立网络,获得稳定输出,提高了割草机器人识别目标准确率。试验结果表明:本算法可进一步提高割草机器人识别准确率,从而提高工作效率。

模块化培养方案下草业机械课程教学改革——以《草业机械与设备》课程为例

模块化培养方案是顺应国家发展战略对人才双创能力要求的背景下提出的,旨在通过减少理论教学时数,增加实践教学时数来提升学生创新实践能力的培养。本文以草业科学专业《草业机械与设备》课程教学改革为例,阐述在新的培养方案下,课程改革和教学实施对人才创新思维和创新能力培养的举措,旨在为高校专业课程教学改革提供一定的参考。

水产养殖智能投饵技术研究进展

在水产养殖中,投喂成本占总养殖成本的40%~80%,是影响水产养殖效益的主要因素。因此,如何做到科学投喂是降低养殖成本、增加养殖经济效益的关键。智能投饵就是利用各类传感器获取鱼群摄食过程中的全局信息,结合相关算法与模型将信息反馈给控制系统动态调整投饵策略的投喂方式,是做到科学投喂、提高配合饲料利用率的有效手段。近年来,水产养殖智能投饵研究取得了一定成果,但由于实际养殖存在诸多不确定因素,实现智能投饵仍面临挑战。文章介绍了自动投饵机与自动投饵系统的研究现状,主要综述了基于机器视觉、声学、水质参数和生物模型等技术的智能投饵方法,指出了各方法的优缺点并进行总结。今后,应加强对水产养殖动物摄食过程中的图像、声音、环境因子、生物模型等信息的综合分析与运用,以提高智能投饵系统对摄食强度评估的准确性以及与养殖环境的匹配度。

基于专利信息分析的猪舍清粪设备研发现状与展望

基于Incopat专利数据库信息,梳理了猪舍清粪设备主要技术,并从全球专利申请趋势、申请地域分布和中国的申请情况3个层面对专利信息进行挖掘,明确猪舍清粪设备研发现状,最后对猪舍清粪设备技术发展进行展望。得出结论:猪舍清粪设备专利申请目前处于平稳发展阶段,在全球专利申请中我国的专利申请量最大,但技术创新水平仍有待提高,猪舍清粪设备相关专利的转化率较低,国际化专利布局不足,在猪舍清粪设备领域的技术创新主要由企业、科研院所和大专院校主导,国内的相关申请量将持续增长,尤其在信息化、智能化等方面的技术创新仍有较大的研发空间。

仔猪拨片式饲喂装置排料单元优化设计

为了解决规模化仔猪饲喂过程中出现的饲料浪费和饲喂装置排料不均匀等问题,试验设计了一种仔猪拨片式饲喂装置的排料单元(包括饲料挡板、套筒和排料拨片)并对其结构参数进行了优化;以分散度为指标评价了采用直线型、曲线型、前曲后直型排料拨片的饲喂装置的排料性能,筛选出最佳排料拨片形状;在最佳排料拨片形状下,以排料拨片转速、套筒半径及排料拨片叶数为因素,以流量(指饲喂装置的排料速率)和离散系数(指饲喂装置的排料均匀性)为指标分析排料单元最佳结构参数组合。结果表明:排料单元中饲料挡板设计为直径160 mm、厚度为4 mm的圆盘,且排料拨片采用前曲后直型更有助于提高饲喂装置的排料速率和排料均匀性;当排料拨片转速为62 r/min、套筒半径为91.4 mm、排料拨片叶数为4叶时饲喂装置的排料性能最优,此时流量和离散系数分别为158.65 g/s和4.26%。说明优化后的仔猪饲喂装置的排料单元有效实现了均匀排料且排料速率较高。

退化草地改良工艺与装备发展综述

中国有90%以上的草地处于退化或正在退化状态,严重影响畜牧业和生态环境的可持续发展,退化草地改良十分关键。目前,草地改良技术相关科学研究、草地改良生产实践、草地改良机械研发等与实际存在一定的脱节现象,限制了中国草地改良的整体推进。针对以上问题,该研究对24种目前常见的草地改良技术进行总结,归纳了改良技术特点及适用条件。对草地改良技术进行系统分析,建立草地改良技术分类框架,形成草地综合改良工艺流程。在所建立的4类草地改良原理框架下,分析了相应改良技术作业工艺及相关作业机械的特点,并指出相关作业机械和设备的研发方向。基于目前草地退化还未彻底遏制的现状,未来草地保护和退化草地的机械化改良应重点开展以下工作:1)加强草地保护,增加草地退化预防环节,坚持走用草养地相结合的道路。2)草地改良工艺方面,在现有免耕直播改良工艺基础上重组和优化改良工艺,研发和推广复式改良机械。3)在草地机械化改良技术方面,应强化基础研究,弥补现有改良机械的技术短板,充分发挥特色技术优势。4)在草地保护和改良政策方面,应加强政策支持和对基层的技术指导,提高基层对草地保护和草地改良的积极性。该研究可为退化草地改良工艺方案制定、相关作业机械选择、相关政策制定等提供参考,为草地改良机械设备的研发提供借鉴。

基于TRIZ理论的肉羊饲喂机械研究

针对目前肉羊饲喂机械化技术发展缓慢,饲喂工作主要靠人工来完成,存在劳动强度大、饲养精度低、经济效益差等问题。首先运用TRIZ创新方法对肉羊饲喂工作进行研究,分析肉羊饲喂机械装备存在缺陷问题,然后基于TRIZ创新方法理论中功能分析、原因分析、资源分析、最终对肉羊饲喂过程中机械装备功能适配情况进行解析,同时采用物场模型、技术矛盾、物理矛盾、裁剪等创新方法,获得相应创新方法的解决方案。根据TRIZ方案评价原理,结合工程实际情况,最终将给料装置设计为双给料螺旋搅龙,搅龙叶片等螺距排列方式焊接在螺旋轴上。通过设计控制系统将各个功能部件整合,使得肉羊饲喂装置可以快速给料,并可根据肉羊个体情况不同控制饲喂物料的供给量,提高了肉羊产品质量、饲喂效率和饲喂精度,可为肉羊相关饲喂作业机械装备研究提供参考。

畜禽呼吸测热装置的研究进展

近年来随着呼吸测热装置的不断发展,不仅可应用于畜禽能量代谢,也在反刍动物温室气体测定等方面得到广泛应用。本文综述了呼吸测热装置的研究概况、呼吸面罩及呼吸室等的设计原理、装置构造和使用注意事项等方面的进展及其应用情况,以期为畜禽能量代谢测定研究提供参考。

青贮甘蔗尾茎剪切与压缩特性研究

试验旨在提高青贮甘蔗尾茎粉碎机械的粉碎质量,研究青贮甘蔗尾茎的剪切与压缩特性。以广西地区广泛种植的桂糖42号作为研究对象,利用WDW-T100型万能试验机对青贮甘蔗尾茎进行剪切和压缩试验。试验通过中心组合设计试验(CCD)研究加载速度、含水率、取样位置对青贮甘蔗尾茎剪切强度的影响,通过单因素试验研究压缩速度、有无茎节、压缩方向对压缩特性的影响。结果显示:青贮甘蔗尾茎剪切强度为0.66~0.95 MPa,其剪切过程可以分为3个阶段,最大剪切力出现在第一阶段;通过Design-Expert 12.0软件分析确定含水率和取样位置均对剪切强度影响显著(P<0.05),加载速度对剪切强度影响不显著(P>0.05);最大压缩力随加载速度增加而减小;有茎节部分的最大压缩力大于无茎节部分,轴向最大压缩力大于横向最大压缩力。研究表明,试验结果可为青贮甘蔗尾茎粉碎机械设备的设计优化提供参考。

肉鸡平养鸡舍自走式粪污清收装袋一体机研制

针对肉鸡平养鸡舍粪污表层结饼、地面不平、清收量大等问题,该研究研制了可实现舍内粪污表层破碎、收集装袋和地面清扫等功能的自走式清粪装袋一体机。通过优选作业形式,结合功能需求和平养鸡舍尺寸,设计了整机关键机构的结构形式和工作参数;通过ANSYS/LS-DYNA模块仿真粪污破碎过程,分析了破碎过程中刀具的受力情况,当破碎力大于165.32 N时可实现粪污表层的破碎,刀具的仿真阻力均值与计算值的相对误差为1.10%,刀具结构参数设计合理;利用ANSYS静力学模块和振动模态分析模块验证机架强度和稳定性。根据优化结果试制机样机,通过粪污清收预试验和舍内清收试验验证整机和清收效果。试验结果表明,机具行走速度为0.10 m/s、工作部件转速为240 r/min时,地面洁净率为95.38%,清收速率为178.02 m^(2)/h,满足肉鸡平养鸡舍粪污清收作业要求。研究成果可为肉鸡等地面平养畜禽的粪污清收装备研发提供理论指导和技术支撑。