畜牧业自动化机器人机械结构设计

沈兰兰

摘 要：奶牛的喂养，棚舍的清理、消毒是奶牛养殖场最需要人力的几个工作。畜牧业自动化机器人能够代替人工完成这些工作，大大节省人力物力，提高工作效率。产品具有半自主奶牛饲养功能。能够实现饲料的粉碎，搅拌混合，饲料的填充，剩余饲料的清理，牧场棚舍清理等功能。

关键词：自动化;粉碎;清理

1 现状分析

目前传统的养殖形势多为家庭小规模生产。产品相对单一，只能实现单一功能，存在以下问题：

（1）产品单一化，价格昂贵。

（2）产品噪音较大。

（3）技术不成熟，难以推广。

2 总体思路

通过对畜牧业养殖地进行实地考察，产品具有半自主奶牛饲养功能。能够实现饲料的粉碎，搅拌混合，饲料的填充，剩余饲料的清理，牧场棚舍清理等功能，并且能对这能对整个养殖场实行实时监控，在设计中，通过设计简单可靠的弓片悬挂、框架式底盘作为载体，电力驱动，加设搅拌机构、送料机构、消毒挂载平台、清理铲平台，软件系统采用arduino进行控制，硬件系统采用模块化电路设计;模型采用循迹自行方式进行工作，配备安全开关满足生产安全要求。模型配合minecraft沙盘进行演示，能够完整的演示拌料、巡线、监控、喂养等工作流程。如图1所示

3 结构设计

车体结构主要由底盘，减震，后波箱，前转向，传动轴构成。承载机构采用常用载重车辆底盘设计，梯式底盘，钢片弹簧减震，桥式悬挂，前拉杆式转向，电机中置后轮驱动。该结构制造装配工艺简单，制造成本低。产品的维修维护方便。绞龙式搅拌结构。搅拌等功能机构也均选用标准件和标准型材进行加工装配。针对奶牛养殖的周期长，机械需要长年用于奶牛养殖场，所以各结构采用模块设计。承载机构可以选择现有农牧机械挂载安装的形式生产使用，也可以采用整体加工设计，推出专业机械交付养殖场使用。这样不同规模的养殖厂可以根据自己的实际生产情况选择不同形式的机械用于生产。提高了机械的利用率。解决了大型畜牧机械运输困难，运输成本高的问题。车体结构如图2所示。

绞龙的作用是均匀搅拌饲料，同时还能定速推送草料，这样的工作要求需要绞龙采用螺旋结构。采用了更加方便实用的叶片式绞龙。拌料机构选用减速电机驱动。搅拌机构由绞龙和梯形斗组成，这样的结构非常适合短棒状和粉状饲料的搅拌。搅拌均匀，并且非常的方便将饲料推到下料口。下料绞龙的作用是定量下料。并且能够有效的在机器运行在拌料状态下能够有效的封闭料斗。在饲料搅拌过程中，送料机构将下料口封死，搅拌机构配合倒梯形料斗能够均匀搅拌饲料，并且饲料不易溢出。当送料过程中搅拌机构能够将饲料推送到送料机构的绞龙位置，方便一次弄够将所有草料全都能够泻出，也保证了送料机构的定量准确定量送料。

4 产品特点

本畜牧业自动化机器人加工工艺简单，操作维护方便，并且安全可靠，适合于多种饲料，多种环境，特别适合基层大型养殖场的使用。本设计形成了了一个科学的养殖模式，对减少人力成本提高生产效率和奶源的质量有非常大的帮助。

（1）采用电动为系统动力源，结构简单、安全，噪声小，排放小，能耗低。

（2）实现饲料的粉碎混合，饲料填充，剩余饲料清理，棚舍清理的功能。

（3）结构合理，产业链结合，低碳环保。

（4）有针对性的设计，功能完善，模块化设计，高实用性，方便调试。

（5）制作样机，和硬件电路进行联调，优化结构简化加工，节约成本。

5 市场定位

根据市场调研及产品特点，我们决定将该产品定位主要在我国东北地区以及国外养殖厂，在这些地方对饲料需求大，同时牧草丰富，存在巨大的市场潜力，适合产品的推广。

6 展望

隨着科技的不断发展，不论是工业、农业、畜牧业都朝着自动化发展，这将是社会的主流发展趋势，而在畜牧业这一块，随着人力资源成本的增长，减少人工，用机器去代替人工劳动力就成为了必不可缺的一部分，畜牧业自动化机器人低碳环保、结构简单，安全、噪音小、实用性强、适合基层操作、能大大减少人力成本，提高工作效率，适合大量推广。可根据实际应用在机器上增加必要的模块，可以用用于各类养殖厂使用，推广起来方便，市场潜力巨大。