自动饲喂机的国外研究现状及发展趋势

2021-10-15王利鹤赵永来

农机使用与维修 2021年10期

王利鹤，李颖，赵永来

(内蒙古农业大学大学职业技术学院，内蒙古包头 014109)

0 引言

近几年，世界食物结构已经发生改变，朝着高蛋白低脂肪方向发展，羊肉因此备受消费者喜爱；同时肉羊养殖受到国际羊肉市场及我国畜牧业结构调整优化的影响，加快向标准化规模养殖转型升级，装备总量持续增长、机械化水平不断提升。虽然我国是世界养羊大国，也拥有丰富的地方品种遗传资源，但不同地区、畜种、养殖规模和生产环节机械化发展不平衡不充分,畜牧业机械化总体水平还不高等突出问题，严重制约了我国养羊业标准化、规模化养殖转型升级和国民经济的健康发展[1-5]。

为推动畜牧业机械化加快发展,农业农村部印发《关于加快畜牧业机械化发展的意见》(以下简称《意见》)，提出统筹设施装备和畜牧业协调发展，着力推进主要畜种养殖、重点生产环节、规模养殖场(户)的机械化；明确要求推进机械装备与养殖工艺相融合、畜禽养殖机械化与信息化相融合、设施装备配置与养殖场建设相适应、机械化生产与适度规模养殖相适应；强调以生猪、蛋鸡、肉鸡、奶牛、肉牛、肉羊等养殖为主要对象,制定发布规模化养殖设施装备配套技术规范,推进畜种、养殖工艺、设施装备集成配套,加强养殖全过程机械化技术指导,大力推进主要畜种养殖全程机械化。聚焦畜牧业主产区规模养殖场,巩固提高饲草料生产与加工、饲草料投喂、环境控制等环节机械化水平,加强典型示范引导[6-10]。

1 固定式自动饲喂

挪威BioControl AS公司所设计的绵羊喂食器SF60(图1)，主要由前后门、绵羊采食槽、料箱及控制器组成。绵羊喂食器SF60能根据用户所做的设置并通过读取RFID耳标信息向绵羊提供浓缩饲料，确保所有的绵羊都得到正确数量的浓缩饲料，并根据胚胎数量、预期产羔日期、体重、年龄等数据制定个别的喂养计划。实现绵羊分组饲养，而对于每一组羊，用户可以设定每日的配给量、喂养的频率、喂养的时间以及喂食绵羊的速度。

图1 绵羊喂食器SF60

当绵羊进入喂食器并读取RFID标签，喂食器将检查是否符合喂食绵羊设置。如果确定要饲喂绵羊，后门会关闭，保证绵羊安静地吃饲料。进食时间结束，后门就会打开，让另一只绵羊进入。喂食器采用i-Man控制器，其程序易于调整，可以对饲喂时间和饲喂数量进行调整和设置，确保所有绵羊的准确和高效喂养。

德国LAMKING公司的DOUBLE BOX喂食器(图2)，该设备继承发展了Wasserbauer公司第一台饲料喂养设备Kuh-Meister饲喂技术，成为具有许多独特优势的高科技产品。Double Box是一个经典的应答站，可以识别每只动物特征并有针对性地供应浓缩饲料和矿物质饲料。Double Box独特的双站设计能实现两只动物可以同时进行分离喂食。Double Box的喂食碗由不锈钢制成，形状经过专门设计，确保动物可以更快、更完整地进食饲料。喂食碗经过合理的角度和曲面设计防止饲料残留，避免发霉。气动门通过动物检测传感器自动经过合理角度和曲面设计不会关闭。动物不会被推挤，并享受不受干扰的饮食。

图2 DOUBLE BOX喂食器

2 悬挂式自动饲喂

荷兰Triloliet HP 2300自动饲喂设备(图3)是一个悬挂的、独立的饲喂机器人。该机器人主要由3 m3料斗、2个立式搅龙(不锈钢)、两侧卸料带、滑动电源关闭系统、全电力驱动、安全保险杠、双定位系统和无级调速带及混合增强器组成。该喂料机器人可作为一个完全自动的送料系统，与一个固定的饲料混合机相配合。饲料在混合器中搅拌均匀后，由上料传送带输送至Triomatic喂料机器人料斗内。进入料斗内的饲料在两个垂直混合的增强器作用下，进行进一步的混合搅拌。料斗出料口对应横向传送带，左右两侧同时卸料。该喂料机器人使用悬浮系统在谷仓附近移动，也可以通过升高躲避畜栏并进行撒稻草饲喂。

图3 Triloliet HP 2300饲喂机器人

加拿大罗维贝克ROVIBEC公司SR系列自动饲喂机器人(图4)，采用单轨系统实现牵引，允许的导轨类型在S4～S8均可，主马达为2.2 kW的电动机，配送速度可变，在9～18 m·min-1之间。此外，还置配有1个S型680 kg称重传感器，饲料分配采用单螺杆或双面皮带输送机，在没有人为干预的情况下可喂养多达300只动物。

图4 ROVIBEC 饲喂机器人

根据饲养规模和使用要求不同，加拿大罗维贝克(ROVIBEC)公司也推出不同尺寸类型的自动饲喂机器人。

3 导轨式自动饲喂

3.1 空中轨道引导式自动饲喂

WASSERBAUER GmbH 公司生产的MixMeister自动饲喂机器人(图5)，该机器人全部重量由两个轮子承载，可沿进料围栏的支撑导轨行走，整体轻型设计且易于安装。该装置内部安装有垂直切割器，可用于切割和混合从饲料箱进入的青储饲料和精饲料，转动速度可控从而提供最佳的饲料质量，糟量称重系统确保了饲料施撒精度。根据量身定制的程序，可实现40组粗精饲料混合方式以及饲喂路径规划。此外，MixMeister每天执行几次“管家”功能，即将已推回饲喂通道的饲料运送到饲喂槽中，然后将其与浓缩饲料混合以用作诱饵饲料。MixMeister全天候提供出色的饲喂服务，不仅节省大量时间和饲喂工作量，同时增进饲喂合理性，提高饲料摄入量、增加羊群育肥率。

图5 WASSERBAUER GmbH MixMeister饲喂机器人

荷兰Triloliet WP 2300智能饲喂机器人(图6)，可驱动四个轮子，其中两个轮子有差动转向，使机器人能够在饲料巷中实施饲喂工作。机器人有一个搅拌罐体约3 m3容量和两个垂直钻孔机。编程和操作由15 in触摸屏控制。电源在电导轨上运行，卸料通过输送带实施，输送带可以按照要求进行延长。送料机器人集成了固定饲料搅拌器，配合饲料厨房或饲料储存罐，可作为自动送料系统。此外，在机器人的两侧可以安装一个进料推进装置。利用这一技术，有可能实现在农家庭院里饲养不同的家畜。

图6 Triloliet WP 2300饲喂机器人

3.2 地面轨道引导式自动饲喂

HETWIN SCHIENENLOS DURCH DEN STALL自动驱动进给机器人有两个版本：ARANOM MIX(图7)和ARANOM CUT&MIX。两种型号均由电池供电，无需轨道系统即可通过谷仓行驶。拥有底盘驱动器的机器人通过放置在地板表面下方的小型参考磁体来遵循编程的路线。由于不使用滑轨有效节省了成本，并更容易安装，尤其是在大型农场中。只需一台机器更容易就可以实现称重、切割、混合、定量和推料5个操作功能。且切割能力强大，拥有卧式切割混合系统和8 mm不锈钢混合槽。能够适应较长的饲料加工，例如装载机青贮饲料、圆捆青贮饲料和干草等。

图7 HETWIN ARANOM MIX饲喂机器人

美国莱力LELY Vector自动喂养机器人(图8)与上述自动饲喂机器人不同在于饲料混合发生在料斗内，在预设路径的条件下，通过识别路径实现羊舍内自主移动和混合饲料的定量添加，加入饲料后可自行搅拌均匀，运输到指定地点进行饲喂，保证羊只吃到新鲜饲料。一轮饲喂结束后，Vector机器人按照路径返回充电桩自动充电，整个过程不需要人为参与。Vector机器人也可测量特定部分的饲料高度，以确定何时需要补充配给[3]，因此饲料栅栏上的进料量不会出现过多或过少问题。计算机管理系统记录并显示每只羊和每组的平均饲料摄入量，以此了解动物口粮变化的状态，帮助用户深入了解收益率。

图8 LELY Vector饲喂机器人

4 传送带式自动饲喂

芬兰佩隆(PELLON)公司生产的空中传送带式饲喂系统(图9)，由填料单元和精料塔将饲料组放入固定式饲料搅拌装置，搅拌好的饲料由提升传送带送至饲料传送带，并在传送带上滑动犁装置(可在传送带上往复运动)的推力作用下，均匀洒在饲喂面上，完成饲喂作业。系统各组成部分的工作均由图表式饲喂管理系统实现自动化控制。这种饲喂系统虽然实现了全过程自动化，但是其投料机构无法精确控制饲料的投送量。

图9 PELLON空中传送带带式饲喂系统

Agromaster的全自动地面带式饲喂系统(图10)，进料皮带通常被安置在羊舍中间，因此动物可以在两个方向同时被喂养，因占地面积小，适合所有羊场使用。此外，可以根据需求设置饲料传送带投放饲料的速度，当饲喂完成后可以将传送带上的剩余饲料进行回收，避免饲料的浪费，减少清洁工作量。羊群采食舒适，并且工作人员可以利用羊群采食过程很容易控制羊只来完成接种疫苗或标记的工作。