畜牧業自動化機器人機械結構設計

沈蘭蘭

摘 要：奶牛的喂養，棚舍的清理、消毒是奶牛養殖場最需要人力的幾個工作。畜牧業自動化機器人能夠代替人工完成這些工作，大大節省人力物力，提高工作效率。產品具有半自主奶牛飼養功能。能夠實現飼料的粉碎，攪拌混合，飼料的填充，剩余飼料的清理，牧場棚舍清理等功能。

關鍵詞：自動化;粉碎;清理

1 現狀分析

目前傳統的養殖形勢多為家庭小規模生產。產品相對單一，只能實現單一功能，存在以下問題：

（1）產品單一化，價格昂貴。

（2）產品噪音較大。

（3）技術不成熟，難以推廣。

2 總體思路

通過對畜牧業養殖地進行實地考察，產品具有半自主奶牛飼養功能。能夠實現飼料的粉碎，攪拌混合，飼料的填充，剩余飼料的清理，牧場棚舍清理等功能，并且能對這能對整個養殖場實行實時監控，在設計中，通過設計簡單可靠的弓片懸掛、框架式底盤作為載體，電力驅動，加設攪拌機構、送料機構、消毒掛載平臺、清理鏟平臺，軟件系統采用arduino進行控制，硬件系統采用模塊化電路設計;模型采用循跡自行方式進行工作，配備安全開關滿足生產安全要求。模型配合minecraft沙盤進行演示，能夠完整的演示拌料、巡線、監控、喂養等工作流程。如圖1所示

3 結構設計

車體結構主要由底盤，減震，后波箱，前轉向，傳動軸構成。承載機構采用常用載重車輛底盤設計，梯式底盤，鋼片彈簧減震，橋式懸掛，前拉桿式轉向，電機中置后輪驅動。該結構制造裝配工藝簡單，制造成本低。產品的維修維護方便。絞龍式攪拌結構。攪拌等功能機構也均選用標準件和標準型材進行加工裝配。針對奶牛養殖的周期長，機械需要長年用于奶牛養殖場，所以各結構采用模塊設計。承載機構可以選擇現有農牧機械掛載安裝的形式生產使用，也可以采用整體加工設計，推出專業機械交付養殖場使用。這樣不同規模的養殖廠可以根據自己的實際生產情況選擇不同形式的機械用于生產。提高了機械的利用率。解決了大型畜牧機械運輸困難，運輸成本高的問題。車體結構如圖2所示。

絞龍的作用是均勻攪拌飼料，同時還能定速推送草料，這樣的工作要求需要絞龍采用螺旋結構。采用了更加方便實用的葉片式絞龍。拌料機構選用減速電機驅動。攪拌機構由絞龍和梯形斗組成，這樣的結構非常適合短棒狀和粉狀飼料的攪拌。攪拌均勻，并且非常的方便將飼料推到下料口。下料絞龍的作用是定量下料。并且能夠有效的在機器運行在拌料狀態下能夠有效的封閉料斗。在飼料攪拌過程中，送料機構將下料口封死，攪拌機構配合倒梯形料斗能夠均勻攪拌飼料，并且飼料不易溢出。當送料過程中攪拌機構能夠將飼料推送到送料機構的絞龍位置，方便一次弄夠將所有草料全都能夠瀉出，也保證了送料機構的定量準確定量送料。

4 產品特點

本畜牧業自動化機器人加工工藝簡單，操作維護方便，并且安全可靠，適合于多種飼料，多種環境，特別適合基層大型養殖場的使用。本設計形成了了一個科學的養殖模式，對減少人力成本提高生產效率和奶源的質量有非常大的幫助。

（1）采用電動為系統動力源，結構簡單、安全，噪聲小，排放小，能耗低。

（2）實現飼料的粉碎混合，飼料填充，剩余飼料清理，棚舍清理的功能。

（3）結構合理，產業鏈結合，低碳環保。

（4）有針對性的設計，功能完善，模塊化設計，高實用性，方便調試。

（5）制作樣機，和硬件電路進行聯調，優化結構簡化加工，節約成本。

5 市場定位

根據市場調研及產品特點，我們決定將該產品定位主要在我國東北地區以及國外養殖廠，在這些地方對飼料需求大，同時牧草豐富，存在巨大的市場潛力，適合產品的推廣。

6 展望

隨著科技的不斷發展，不論是工業、農業、畜牧業都朝著自動化發展，這將是社會的主流發展趨勢，而在畜牧業這一塊，隨著人力資源成本的增長，減少人工，用機器去代替人工勞動力就成為了必不可缺的一部分，畜牧業自動化機器人低碳環保、結構簡單，安全、噪音小、實用性強、適合基層操作、能大大減少人力成本，提高工作效率，適合大量推廣。可根據實際應用在機器上增加必要的模塊，可以用用于各類養殖廠使用，推廣起來方便，市場潛力巨大。