智能清粪机器人系统的设计与试验

针对现代化封闭式养殖舍内漏粪板上粪污不能完全掉落至集粪槽的问题,设计了一种智能清粪机器人。设计基于ROS系统和激光雷达,以SLAM算法为基础,利用小型工控机为上层控制器,ARM系列芯片为底层控制器,融合红外和超声波传感器技术,实现所需功能;采用万向轮与两个对称驱动轮形成三点支撑行走架构,保持机体运行稳定;前后各设水喷头用于干固粪污的湿润及刮后漏粪板的清洗;刮粪板采用耐磨橡胶材质,避免与地面发生刮刺,影响漏粪板平整及刮粪板使用寿命,刮粪板置于机身前端下部,跟随整机行走,实现清粪功能。试验结果表明:清粪机器人能实现自动行走、自主建图、自动充电与加水,有较好的识别障碍物及路径规划功能,能实时清理猪舍粪污;在同等清洁度要求下,可减少人工,降低劳动强度。研究结果可为大栏畜禽养殖舍内漏粪板上粪污智能化清理设备提供参考。

母猪分娩栏的防压结构分析与优化

为减少母猪在分娩及仔猪断奶前对仔猪的挤压、踩踏现象的发生,从而降低仔猪死亡率,切实提高猪场的养殖效益,本文从工程应用的角度,分析设计栏栅式和封板式2种分娩栏下的防压结构,运用有限元分析对设计的2种分娩栏防压结构进行受到撞击时的工况模拟分析,通过应力、位移分析云图寻找防压结构在此工况下易产生变形的位置,并进行对比分析,在满足工况的许用应力的强度要求前提下,选择更优的防压结构设计。结果表明,猪场采用此防压结构可有效地减少因母猪挤压、踩踏造成的仔猪死亡现象,从而大幅增加养殖经济效益。

猪场多级饲料输送系统分析及回料现象探讨

规模猪场多级饲料输送系统存在布置设计不合理、送料机之间饲料输送能力不匹配或控制方式的缺陷,因此产生大量回料,造成饲料输送管路堵塞,使送料机电机负载过大,导致驱动电机发热停机甚至烧毁的问题。文章讨论规模猪场多级饲料输送系统的应用,提出猪场多级饲料输送系统的送料机选配及常用的布置方式,阐述单一和多种饲料输送系统的工作原理,深入分析了饲料输送过程中产生回料的原因,从主、副送料机的设计布置及控制方式的角度,提出解决严重的“回料”问题的技术措施,为各种猪舍饲料输送系统的设计与选型提供参考。

规模舍饲羊场中自动称重分栏设备的设计与试验

养羊业正向规模化、现代化舍饲养殖模式转变,为实现精细饲养过程中羊只的自动称重和分栏管理,提高羊只福利化水平和羊场智能化程度,本文设计了单门双通道的动态称重分栏设备,能够在不干扰羊群正常生活作息条件下,单只分离、有序排队地进行称重分栏,实现精细饲养、销售交易过程中,快速分拣羊只的目的。现场试验表明,设备能够在1%的平均误差范围下稳定可靠工作,具有一定应用价值。

保育幼猪生长性能测定系统的研究与应用

繁殖性能优良的种猪是生猪产业获得良好经济效益的先决条件,选育优良的种猪必须开展种猪测定,而种猪测定的关键是精确测得种猪的采食量和体重。目前常用的生长性能测定系统多是针对30~100 kg阶段的育肥猪进行测定,而对保育期6~30 kg幼猪的测定系统则较少研究。保育阶段是猪生长发育的重要阶段,本文主要针对保育期幼猪研究设计了一种生长性能测定系统,系统能够在群养自由采食的情况下自动记录每头猪的身份信息、体重及采食行为。该测定系统不仅扩大了猪只生长性能测定范围,加快了种猪遗传育种的发展进程,还可用于新品种选育和精准饲料配方的分析实验,确定最佳饲养方案,提高饲料转化效率和养殖经济效益。

一种仔猪智能饲喂器的研制与试验

为降低仔猪断奶应激,提高饲料适口性,设计了一款仔猪智能饲喂器,由下料下水装置、破拱装置、下水下料触碰及料位感应装置、监控装置等部分组成。设备操作简单,自动按比例下料下水,还可以感应料槽料量,避免料槽饲料过多导致浪费。破拱试验结果表明,破拱装置可以破坏粉状饲料结拱,饲料能够流畅地落入料槽,保证猪只稳定采食。下料和下水稳定性试验表明,饲喂器下料和下水稳定,下料和下水变异系数分别为3.7%和1.6%,表明饲喂器可以较好地控制每次的下料和下水量。该研究为仔猪智能饲喂器的研发提供了参考。

病死畜运输拖车的研制与应用

本研究设计了一种畜场病死畜运输拖车,将病死畜自动装载到车上,同时可以在畜舍过道内自由移动,这样不仅可以方便的将病死畜运出畜舍,也减少了病死畜和畜场工作人员的接触,有利于畜场疫病防疫。

猪舍清粪机器人控制系统的设计与试验

为了解决规模化养猪舍内漏粪板上粪污堆积需要人工定期清理的问题,试验设计了一款智能清粪机器人。该清粪机器人以工控机为上位机,STM32为底层控制器,融合多传感器信息,在ROS系统下利用即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法实现建图,利用运动控制(move-base)和自适应蒙特卡罗定位(adaptive monte carlo localization,amcl)功能包实现清粪机器人的导航和定位;清粪机器人机身选用不锈钢、刮粪板选用橡胶材质来适应猪舍复杂环境,达到耐腐蚀、耐碰撞、耐高低温环境变化的要求;搭建育肥猪舍测试环境对清粪机器人进行建图、导航、回充和清粪功能测试。结果表明:清粪机器人能实现自动建图、导航、回充和清粪功能。说明本研究设计的清粪机器人可有效清理规模化猪场内残留的粪污,具有一定的应用前景。

鸭只生产性能测定系统设计和试验

为了自动测定群体养殖情况下个体鸭只采食量、体重、饲料转化率(料重比)等生产性能指标,试验设计了一种实时鸭只生产性能自动测定系统,该系统集成多台测定站,测定站由自动称重装置、自动给料装置、闸门装置、智能控制器组成;对系统进行了电子标签识别准确率、采食量和体重与实际测定值间的相对误差的测定及实际应用试验。结果表明:该系统可以稳定运行,鸭只电子标签识别准确率为99.97%,系统采食量相对误差在±1%以内,系统鸭只动态体重相对误差在±2.9%以内;系统能够自动测定群体养殖情况下个体鸭只采食次数、采食时间、采食量、增重、料重比数据,以电子标签尾号为77的个体鸭只为例,在23 d测定期内,该鸭只总采食次数为323次,总采食时长为12 h 43 min 39 s,总采食量为6.316 kg,总增重为3.125 kg,料重比为2.02∶1。说明系统在群体养殖情况下可以自动测定个体鸭只生产性能,具有很好的应用前景。