新能源多功能草料投喂车设计*

2021-11-13王林万先起徐一魏鼎才李光辉蒋金巧

四川农业与农机 2021年5期

王林万先起徐一魏鼎才李光辉蒋金巧

四川省农业机械研究设计院，四川成都

本文针对四川养殖现状，设计了一款可实现室内饲料投放、室外物资运输等多功能的草料投喂车。该投喂车采用太阳能作为主要动力来源，可在太阳能资源丰富的中小养殖场替代人工投喂草料（青贮饲料），有效解决噪声、适用范围窄等问题，能提高工作效率，大大减少人工劳动量和，降低劳动强度。

1 设计原则及组成

1.1 设计原则

1）适用于中小养殖场圈舍养殖，能实现物料运输、草料投喂等功能。

2）为牛舍提供定量充足饲料，投料流量稳定不堵塞，同时，不会因饲料过剩造成饲料堆积发酵变质。

3）投料车噪音小，移动灵活，适用于圈舍养殖。

4）采用太阳能作为主要动力来源，外接充电电源作为辅助动力来源。

5）结构简单，易于维修保养。

6）功耗低、功能多、性价比高。

1.2 组成

新能源多功能草料投喂车如图1所示。

图1 新能源多功能草料投喂车示意图

1）动力组成。以太阳能电池板加外接充电电源和蓄电池做为动力来源，驱动行走单元实现行走运输，投料装置实现定点定量投料工作。

2）控制器。控制器采用行走、投料分级控制，太阳能充电自动控制。

3）行走装置。行走装置采用后置驱动，前置手动转向。

4）投料装置。投料装置由料斗、输送绞龙、投料绞龙和料槽组成。投料装置与机架采用螺栓螺母连接，可快速拆卸安装与载货箱交替使用。

5）太阳能充电装置。太阳能充电装置主要由左右太阳能电池板及支架、充放电控制器组成。支架用于支撑太阳能电池板、调节太阳能电池板角度和收纳。

2 设计方案

新能源多功能草料投喂车主要由动力系统、控制系统、转向及行走系统、投料系统组成。

2.1 动力系统

现有可供选择的动力方案有柴油发动机、汽油发动机和蓄电池。

1）柴油发动机。柴油发动机作为动力来源适用于高载重、高速、远距离输送物料。柴油发动机用于牛舍投料车，存在动力过剩、资源浪费、增加成本等问题。同时，柴油发动机在工作时会产生很大的噪音和较多的废气，易惊扰牛舍内的牛和污染牛舍内的空气，影响牛的生长。

2）汽油发动机。汽油发动机作为动力同样适用于较大载重、中高速、长远距离运送物料。汽油发动机在工作中也会产生噪音和废气，不利于牛舍内牛的生长发育。

3）蓄电池。蓄电池作为动力源适用于低载重、低速短距离运输，在运行过程中噪音低，不产生废气，同时，又有质量轻、结构简单、易于维修保养等优点。

综上所述，本投料车为低载重、低速、短距离运输的轻型机械，采用蓄电池驱动可以简化结构、降低成本、减少能源浪费、不污染牛舍及周边环境，具有污染少、噪音小、适合牛舍使用等优点。同时，在中小养殖场实用性强，能切实降低劳动强度，提高工作效率。

2.2 控制系统

1）投料车行走单元控制器。行走单元需要实现启动、停止、前进、倒退等控制，同时，还需要实现调节电动机转速、控制行走速度；小车刹车保护在停车时，切断电源保护电动机；电源电压检测、保护提示充电和充电完成自动断电等功能。

2）投料车投料单元控制器。投料单元主要实现投料绞龙和输送绞龙同步运行，完成启动停止、正转反转，调节低、中、高三速运行，按照操作指令控制运转速度和时间，以实现定量投料；同时，也要保护电动机和电源在停止时及时切断电源。

3）太阳能充电装置。太阳能充电装置主要由支架、太阳能电池板和充放电控制器组成。支架与机架相连实现支撑作用，同时，通过滑轨与太阳能电池板连接，实现支撑太阳能电池板和调节太阳能电池板平铺角度，实现太阳光最大利用。充放电控制器主要实现过充、过放保护作用，保护蓄电池，在蓄电池电压过低时，自动充电或报警，在完成充电后自动断开。太阳能电池板作为动力来源，在阳光充足的时候收集太阳能，实现新能源利用。