大型羊場自走式羊糞清理機的設計

雷福祥等

摘要：養羊業是新疆兵團畜牧業的主體，羊場清糞主要采用人工方式，效率低，且清理效果不理想。針對羊場人工糞便清理中存在的問題，利用SolidWorks軟件建立羊場糞便清理機三維模型，為今后羊糞清理機的仿真優化及實體驗證提供理論依據。

關鍵詞：羊糞清理機；三維建模；設計；SolidWorks

中圖分類號：S220 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2015）01-0030-03

養羊業是兵團畜牧業的主體，其生產水平影響著兵團畜牧業的整體水平。目前，兵團大力發展圈養與傳統養羊相結合的養羊模式，羊場糞便清理基本采用人工，清理效率低、清理效果不理想、羊糞回收率不高，資源浪費現象嚴重。然而，國內關于大型羊圈糞便清理機械的研制基本處于空白階段。為此，研究一種羊糞的清理機械，其清掃裝置動力由小型內燃機提供，以便后續羊糞的儲存、轉運及有機肥料生產。利用Solidworks三維實體軟件對羊糞清理機進行設計。

1 羊糞清理機零部件設計

1.1 板式運輸機設計

板式輸送機的鏈板為牽引鏈條（單鏈式、雙鏈式）與承載構件（即底板）的總成。牽引鏈條是鏈式輸送機的關鍵部件，選用國家標準規定的通用輸送鏈及有關構件。底板是板式輸送機的承載構件，有平板和鱗板（一般由帶擋邊的鱗狀槽體組成）兩種，底板與牽引構件大多采用螺栓和焊接聯接。

工作原理：輸入動力后，鏈輪開始轉動，鱗板繞圖示軌跡圍繞輪輪運動，將物料由低端運送到頂端。

羊糞顆粒密度為50 kg/m2，刮板葉片長0.4 m，車運行速度3～4 km/h，則羊糞堆積量經計算確定為80 kg。

1.3 傳動系統設計

動力由小型內燃機提供，內燃機裝在整車機架上，一部分動力通過皮帶傳到水箱清洗裝置，另一部分傳到輸送帶上。傳動系統結構見圖4。

2 整機三維實體建模

清除機基本工作過程為：將清除機運送到工作場地，啟動刷子組刮板開關，刷子組由液壓升降系統控制，待運動到指定位置后鎖定；開啟板式運輸機機構開關，待板式機運行機構運行平穩（約5 min），推動整機按照指定的路線前行，開始工作。

清除機工作時，通過旋轉葉片將羊糞顆粒撥到板式運輸機底端，通過板式運輸機將糞便送到裝料槽里；顆粒狀羊糞由輸送機構輸送到裝料槽，粉末狀和粘在地面的羊糞經噴水系統沖洗后，隨水順著羊圈的排水溝排出；最后一道工序是噴藥，作用是防御動物傳染疾病。

清除機的刷子由小型電動機帶動，將羊糞刮到運輸帶上。清除機的升降機構為液壓缸，通過伸縮來控制刷子機架的上升與下降。工作時刷子機架下降至地面清除廢棄物，不工作時機架上升。

清除機的總動力由燃油機提供，通過皮帶輪帶動運輸帶的傳輸與水箱的噴灑，車輪軸為齒輪軸，齒輪與齒輪軸嚙合，而齒輪連接小型在電動機上，從而實現清除機的自走運動。

清除機的機架模型及整機模型分別見圖5和圖6。

3 結論

利用SolidWorks三維實體軟件對大型羊場羊糞清理機械進行設計，提出羊糞清理的措施。清理機自備動力源，運動靈活，單人操作，能邊運動邊將羊糞收集起來。收集起來的羊糞可以做肥料，也可以做發酵原料，或者經過處理做成動物肥料。

目前，國內對清糞機的研究基本上集中于刮板清糞機的設計，清理出的羊糞大多堆積在圈舍中央，最終由人工清理運輸。例如上海市農機研究所設計的鉤形鏈牽引機構的清糞機、廣西農學院研究的適用于雞舍的往復式全行程式刮糞車清糞機、上海市農機所針對清糞過程凈度下降和運行不穩定現象做的關于可調式清糞機探討等。國外如歐美國家人力成本較高，因此一般采用自動化較高的清糞工藝，包括水沖工藝、漏糞工藝、刮板工藝、機器人清糞工藝。國內清糞工藝還處于人工清糞、人工與機械清糞相結合階段，如人工清糞工藝、鏟車清糞工藝等。

總體來看，國內外的研究機構都致力于清糞機運行過程穩定、清糞凈度等純機械改良研究，均未涉及自走式清糞領域，導致相關設計處于空白階段。因此，該設計有良好發展和應用前景。利用該機進行實體驗證，可為以后的整機優化設計、功能改進提供參考。

參考文獻

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Abstract： Sheep industry is the main body of animal husbandry in Xinjiang corps. Sheep dung cleaning is mainly manually handled， the efficiency is low and the effect is not good. In the article， it considered the existing problems in manual dung cleaning in sheep field， used SolidWorks software to set up 3D model of sheep dung cleaning machine， provided theoretical basis for simulation optimization of sheep dung cleaning machine and entity verification.

Key words： sheep dung cleaning machine； 3D model； design； SolidWorks