自動飼喂機的國外研究現狀及發展趨勢

王利鶴，李 穎，趙永來

(內蒙古農業大學大學 職業技術學院，內蒙古 包頭 014109)

0 引言

近幾年，世界食物結構已經發生改變，朝著高蛋白低脂肪方向發展，羊肉因此備受消費者喜愛；同時肉羊養殖受到國際羊肉市場及我國畜牧業結構調整優化的影響，加快向標準化規模養殖轉型升級，裝備總量持續增長、機械化水平不斷提升。雖然我國是世界養羊大國，也擁有豐富的地方品種遺傳資源，但不同地區、畜種、養殖規模和生產環節機械化發展不平衡不充分,畜牧業機械化總體水平還不高等突出問題，嚴重制約了我國養羊業標準化、規模化養殖轉型升級和國民經濟的健康發展[1-5]。

為推動畜牧業機械化加快發展,農業農村部印發《關于加快畜牧業機械化發展的意見》(以下簡稱《意見》)，提出統籌設施裝備和畜牧業協調發展，著力推進主要畜種養殖、重點生產環節、規模養殖場(戶)的機械化；明確要求推進機械裝備與養殖工藝相融合、畜禽養殖機械化與信息化相融合、設施裝備配置與養殖場建設相適應、機械化生產與適度規模養殖相適應；強調以生豬、蛋雞、肉雞、奶牛、肉牛、肉羊等養殖為主要對象,制定發布規模化養殖設施裝備配套技術規范,推進畜種、養殖工藝、設施裝備集成配套,加強養殖全過程機械化技術指導,大力推進主要畜種養殖全程機械化。聚焦畜牧業主產區規模養殖場,鞏固提高飼草料生產與加工、飼草料投喂、環境控制等環節機械化水平,加強典型示范引導[6-10]。

1 固定式自動飼喂

挪威BioControl AS公司所設計的綿羊喂食器SF60(圖1)，主要由前后門、綿羊采食槽、料箱及控制器組成。綿羊喂食器SF60能根據用戶所做的設置并通過讀取RFID耳標信息向綿羊提供濃縮飼料，確保所有的綿羊都得到正確數量的濃縮飼料，并根據胚胎數量、預期產羔日期、體重、年齡等數據制定個別的喂養計劃。實現綿羊分組飼養，而對于每一組羊，用戶可以設定每日的配給量、喂養的頻率、喂養的時間以及喂食綿羊的速度。

圖1 綿羊喂食器SF60

當綿羊進入喂食器并讀取RFID標簽，喂食器將檢查是否符合喂食綿羊設置。如果確定要飼喂綿羊，后門會關閉，保證綿羊安靜地吃飼料。進食時間結束，后門就會打開，讓另一只綿羊進入。喂食器采用i-Man控制器，其程序易于調整，可以對飼喂時間和飼喂數量進行調整和設置，確保所有綿羊的準確和高效喂養。

德國LAMKING公司的DOUBLE BOX喂食器(圖2)，該設備繼承發展了Wasserbauer公司第一臺飼料喂養設備Kuh-Meister飼喂技術，成為具有許多獨特優勢的高科技產品。Double Box是一個經典的應答站，可以識別每只動物特征并有針對性地供應濃縮飼料和礦物質飼料。Double Box獨特的雙站設計能實現兩只動物可以同時進行分離喂食。Double Box的喂食碗由不銹鋼制成，形狀經過專門設計，確保動物可以更快、更完整地進食飼料。喂食碗經過合理的角度和曲面設計防止飼料殘留，避免發霉。氣動門通過動物檢測傳感器自動經過合理角度和曲面設計不會關閉。動物不會被推擠，并享受不受干擾的飲食。

圖2 DOUBLE BOX喂食器

2 懸掛式自動飼喂

荷蘭Triloliet HP 2300自動飼喂設備(圖3)是一個懸掛的、獨立的飼喂機器人。該機器人主要由3 m3料斗、2個立式攪龍(不銹鋼)、兩側卸料帶、滑動電源關閉系統、全電力驅動、安全保險杠、雙定位系統和無級調速帶及混合增強器組成。該喂料機器人可作為一個完全自動的送料系統，與一個固定的飼料混合機相配合。飼料在混合器中攪拌均勻后，由上料傳送帶輸送至Triomatic喂料機器人料斗內。進入料斗內的飼料在兩個垂直混合的增強器作用下，進行進一步的混合攪拌。料斗出料口對應橫向傳送帶，左右兩側同時卸料。該喂料機器人使用懸浮系統在谷倉附近移動，也可以通過升高躲避畜欄并進行撒稻草飼喂。

圖3 Triloliet HP 2300飼喂機器人

加拿大羅維貝克ROVIBEC公司SR系列自動飼喂機器人(圖4)，采用單軌系統實現牽引，允許的導軌類型在S4～S8均可，主馬達為2.2 kW的電動機，配送速度可變，在9～18 m·min-1之間。此外，還置配有1個S型680 kg稱重傳感器，飼料分配采用單螺桿或雙面皮帶輸送機，在沒有人為干預的情況下可喂養多達300只動物。

圖4 ROVIBEC 飼喂機器人

根據飼養規模和使用要求不同，加拿大羅維貝克(ROVIBEC)公司也推出不同尺寸類型的自動飼喂機器人。

3 導軌式自動飼喂

3.1 空中軌道引導式自動飼喂

WASSERBAUER GmbH 公司生產的MixMeister自動飼喂機器人(圖5)，該機器人全部重量由兩個輪子承載，可沿進料圍欄的支撐導軌行走，整體輕型設計且易于安裝。該裝置內部安裝有垂直切割器，可用于切割和混合從飼料箱進入的青儲飼料和精飼料，轉動速度可控從而提供最佳的飼料質量，糟量稱重系統確保了飼料施撒精度。根據量身定制的程序，可實現40組粗精飼料混合方式以及飼喂路徑規劃。此外，MixMeister每天執行幾次“管家”功能，即將已推回飼喂通道的飼料運送到飼喂槽中，然后將其與濃縮飼料混合以用作誘餌飼料。MixMeister全天候提供出色的飼喂服務，不僅節省大量時間和飼喂工作量，同時增進飼喂合理性，提高飼料攝入量、增加羊群育肥率。

圖5 WASSERBAUER GmbH MixMeister飼喂機器人

荷蘭Triloliet WP 2300智能飼喂機器人(圖6)，可驅動四個輪子，其中兩個輪子有差動轉向，使機器人能夠在飼料巷中實施飼喂工作。機器人有一個攪拌罐體約3 m3容量和兩個垂直鉆孔機。編程和操作由15 in觸摸屏控制。電源在電導軌上運行，卸料通過輸送帶實施，輸送帶可以按照要求進行延長。送料機器人集成了固定飼料攪拌器，配合飼料廚房或飼料儲存罐，可作為自動送料系統。此外，在機器人的兩側可以安裝一個進料推進裝置。利用這一技術，有可能實現在農家庭院里飼養不同的家畜。

圖6 Triloliet WP 2300飼喂機器人

3.2 地面軌道引導式自動飼喂

HETWIN SCHIENENLOS DURCH DEN STALL自動驅動進給機器人有兩個版本：ARANOM MIX(圖7)和ARANOM CUT&MIX。兩種型號均由電池供電，無需軌道系統即可通過谷倉行駛。擁有底盤驅動器的機器人通過放置在地板表面下方的小型參考磁體來遵循編程的路線。由于不使用滑軌有效節省了成本，并更容易安裝，尤其是在大型農場中。只需一臺機器更容易就可以實現稱重、切割、混合、定量和推料5個操作功能。且切割能力強大，擁有臥式切割混合系統和8 mm不銹鋼混合槽。能夠適應較長的飼料加工，例如裝載機青貯飼料、圓捆青貯飼料和干草等。

圖7 HETWIN ARANOM MIX飼喂機器人

美國萊力LELY Vector自動喂養機器人(圖8)與上述自動飼喂機器人不同在于飼料混合發生在料斗內，在預設路徑的條件下，通過識別路徑實現羊舍內自主移動和混合飼料的定量添加，加入飼料后可自行攪拌均勻，運輸到指定地點進行飼喂，保證羊只吃到新鮮飼料。一輪飼喂結束后，Vector機器人按照路徑返回充電樁自動充電，整個過程不需要人為參與。Vector機器人也可測量特定部分的飼料高度，以確定何時需要補充配給[3]，因此飼料柵欄上的進料量不會出現過多或過少問題。計算機管理系統記錄并顯示每只羊和每組的平均飼料攝入量，以此了解動物口糧變化的狀態，幫助用戶深入了解收益率。

圖8 LELY Vector飼喂機器人

4 傳送帶式自動飼喂

芬蘭佩隆(PELLON)公司生產的空中傳送帶式飼喂系統(圖9)，由填料單元和精料塔將飼料組放入固定式飼料攪拌裝置，攪拌好的飼料由提升傳送帶送至飼料傳送帶，并在傳送帶上滑動犁裝置(可在傳送帶上往復運動)的推力作用下，均勻灑在飼喂面上，完成飼喂作業。系統各組成部分的工作均由圖表式飼喂管理系統實現自動化控制。這種飼喂系統雖然實現了全過程自動化，但是其投料機構無法精確控制飼料的投送量。

圖9 PELLON空中傳送帶帶式飼喂系統

Agromaster的全自動地面帶式飼喂系統(圖10)，進料皮帶通常被安置在羊舍中間，因此動物可以在兩個方向同時被喂養，因占地面積小，適合所有羊場使用。此外，可以根據需求設置飼料傳送帶投放飼料的速度，當飼喂完成后可以將傳送帶上的剩余飼料進行回收，避免飼料的浪費，減少清潔工作量。羊群采食舒適，并且工作人員可以利用羊群采食過程很容易控制羊只來完成接種疫苗或標記的工作。

圖10 禽蛋年產量增長趨勢

5 結論

通過梳理國外大型企業的典型自動飼喂產品，國內科研人員在吸收國外的先進設計技術基礎上，應不斷改進和完善國內現有飼喂產品使用過程中存在的問題，為今后實現畜牧機械裝備科技創新及主要畜種規模養殖全程機械化奠定基礎。

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