CN112241838B - 一种规模化肉牛养殖场的设计系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种规模化肉牛养殖场的设计系统及方法，系统包括：信息接收模块，用于接收输入的设计信息；分析模块，用于基于所述设计信息计算出养殖场所需的参数组，根据所述参数组选择相应的设备进行组合，生成设备清单，根据所述设计信息和/或参数组选择相应的养殖场规划图；方案生成模块，用于利用所述养殖场规划图和设备清单生成肉牛养殖场建设方案。本发明能够针对不同的养殖规模、养殖模式和养殖方式提供科学合理的肉牛养殖场建设方案，实现符合现代化肉牛养殖的个性化设计和标准化建设，此外，能够根据用户需求和养殖阶段实时调节养殖场的参数方案，确保高效、准确、规范地调整肉牛养殖场建设方案。

Description

一种规模化肉牛养殖场的设计系统及方法
技术领域
本发明涉及牛养殖技术领域，具体涉及一种规模化肉牛养殖场的设计系统及方法。
背景技术
肉牛是以生产牛肉为主的牛类，我国主要有西门塔尔牛、鲁西黄牛、夏洛莱牛、利木赞牛等。肉牛的特点为体躯丰满、增重快、饲料利用率高、产肉性能好、肉质口感好。肉牛不仅为人们提供肉用品，还能够被加工为多种副食品，故具有广阔的市场和可观的经济价值。
国内的肉牛养殖区域主要有中原、东北、西北和西南四大肉牛区，各肉牛区的养殖方式、管理模式、养殖场建设方案存在差异。并且，对于不同养殖规模的肉牛饲养，尤其是50头牛以下的散户养殖，在规划面积、牛舍搭建、设施配套上存在明显差异，有些甚至无法达到合理的配置要求，不符合基本的设计原则，导致肉牛的屠宰率、产肉性能低，不利于肉牛养殖场的规模化建设和管理。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种规模化肉牛养殖场的设计系统和设计方法，能够针对不同养殖规模、养殖模式、养殖方式等实际需求，提供养殖场建设面积、养殖场区域划分、牛舍搭建方式、设施设备配置方案，为建设、规划肉牛养殖场，调整养殖场规模提供指引，提高养殖场的设计效率，并且科学、合理地构建肉牛养殖场，保障较高的肉牛屠宰率和产肉性能。
本发明通过下述技术方案实现：
一种规模化肉牛养殖场的设计系统，包括：
信息接收模块，用于接收输入的设计信息；
分析模块，用于基于所述设计信息计算出养殖场所需的参数组，根据所述参数组选择相应的设备进行组合，生成设备清单，根据所述设计信息和/或参数组选择相应的养殖场规划图；
方案生成模块，用于利用所述养殖场规划图和设备清单生成肉牛养殖场建设方案。
本技术方案中，设计系统主要包括信息接收模块、分析模块和方案生成模块。
信息接收模块用于接收设计信息或者经用户反馈修改或实时采集后的更新的设计信息。在部分实施例中，所述设计信息包括养殖规模、养殖模式、养殖方式、养殖场选址、牛体重。其中，养殖规模为养殖场计划养殖的肉牛数量，养殖模式主要包括育肥牛、繁殖母牛和自繁自育。养殖方式主要包括舍饲、放牧、半舍饲半放牧。养殖场选址一方面排除不得建场的区域例如水保护区、旅游区、自然保护区、洪涝区、畜禽疫病高发区，另一方面，通过选址信息对生成的肉牛养殖场建设方案进行调节，以进一步优化建设方案。在一个或多个实施例中，养殖场选址需要根据选址的地势，当季或常年风向，基于生活区、管理区、生产区、粪污处理区、病畜管理区地势依次降低以及风向顺风的原则调整肉牛养殖场建设方案中各区域的分布。牛体重反映当前养殖场的养殖阶段，且牛体重直接与养殖场需要的饲料进食量、粪污重量相关，通过定期采集牛体重，能够对养殖场的饲料进食量、粪污重量进行计算和预估，进而定期修正肉牛养殖场建设方案以适应不同的养殖阶段。
分析模块对输入的设计信息进行计算和分析。在获取养殖规模、养殖模式、养殖方式、养殖场选址、牛体重等设计信息后，分析模块通过设计信息能够计算出参数组中的各项参数。在部分实施例中，所述参数组中的参数包括养殖场建设面积、牛舍建筑面积、饲料进食量、粪污重量。具体地，根据养殖规模能够计算出牛舍的建筑面积。养殖模式、养殖方式和牛体重能够用于调节牛舍的建筑面积，在一个或多个实施例中，根据牛体重与标准值的差异，调整牛舍建筑面积，例如对于体型较小的土种黄牛，其体重约在600斤左右，低于标准值1000斤，则在牛舍建筑面积的基础上调整比例，调整比例的方式可以是等比例调节，也可以通过其他的加权方法计算得到，同理地，对于体型较大的西门塔尔牛，其体重大于标准值，也可以在牛舍建筑面积的基础上等比例扩大。养殖场建设面积的计算方式可以与牛舍建筑面积的计算方式相似，在明确养殖规模后，采用牛的数量和当前养殖规模的档位对应的每头存栏牛的养殖场建设面积的乘积得到养殖场建设总面积，再利用牛体重、养殖模式和养殖方式进一步调节，得到最终的养殖场建设面积。在一个实施例中，先计算得到牛舍建筑面积，再根据养殖模式和养殖方式，在牛舍建筑面积的基础上乘以修正值，得到养殖场建设面积。在一个或多个实施例中，基于牛体重和养殖规模，可以计算得到养殖场当前养殖阶段的饲料进食量和粪污重量，再利用养殖模式和养殖方式能够对饲料进食量和粪污重量进行调整和修正。
分析模块在完成养殖场建设面积、牛舍建筑面积、饲料进食量、粪污重量的计算后，根据上述参数值选择设备的型号和数量，得到设备清单。设备清单的数量可以是一份，也可以是多份。
分析模块根据设计信息和/或参数组选择相应的养殖场规划图。具体地，分析模块中可以预设有针对不同养殖规模、养殖模式、养殖方式的养殖场规划图模板。养殖场规划图模板包括生活区、管理区、生产区、粪污处理区和病畜管理区。在一个或多个实施例中，首先根据养殖规模、养殖模式、养殖方式选择对应的养殖场规划图模板，再通过养殖场建设面积、牛舍建筑面积、饲料进食量、粪污重量增减养殖场规划图模板中生产区、粪污处理区和病畜管理区的面积，进而完成养殖场刚需区域的规划，最后通过用户端修改生活区、管理区的面积，从而形成养殖场规划图。在本技术方案中，用户端可以根据养殖场机械化程度、工人数量、生活区文化活动面积等信息综合规划生活区和管理区的面积。养殖场规划图的数量可以是一份，也可以是多份。
方案生成模块获取养殖场规划图和设备清单后，将养殖场规划图和设备清单中的设备进行组合，生成至少一个肉牛养殖场建设方案呈现给用户端。
通过上述设置，能够针对不同的养殖规模、养殖模式和养殖方式提供科学合理的肉牛养殖场建设方案，基于养殖场的建设面积、牛舍建筑面积、饲料进食量、粪污重量等参数，选择所需的设施、设备型号和数量，以及符合要求的养殖场规划图，实现符合现代化肉牛养殖的个性化设计和标准化建设，此外，能够根据用户需求和养殖阶段实时调节养殖场的参数方案，确保高效、准确、规范地调整肉牛养殖场建设方案。
进一步地，所述分析模块包括计算单元、设备数据库和规划图数据库；
所述计算单元用于基于所述设计信息计算参数组中的参数；
所述设备数据库用于利用预设的参数组与设备的第一映射关系列出相应的设备型号和数量，生成设备清单；
所述规划图数据库用于根据预设的设计信息与养殖场规划图的第二映射关系，和/或参数组与养殖场规划图的第三映射关系选择养殖场规划图。
计算单元基于设计信息得到参数组中的各项参数后，将参数组发送至设备数据库以生成设备清单，同时将参数组和/或设计信息发送至规划图数据库以生成养殖场规划图。
本技术方案中，设备数据库中预设的设备包括牛舍设备、饲喂设备、饲料存储设备、饲料生产加工设备、粪污处理设备、称重设备。其中，牛舍设备包括牛颈枷、牛舍墙体结构、食槽、水槽、漏缝板、顶棚等牛舍中的基本的设施设备；饲喂设备包括饲喂车、TMR饲料站等；饲料生产加工设备包括青贮池、裹包机、揉丝机、铡草机等；粪污处理设备包括旋转隔离带、清粪机、刮粪板等设施设备；称重设备可以采用定点定轨迹称重通道，进而定期掌握肉牛生长情况，确定养殖阶段。
参数组与设备的第一映射关系用于在获知参数信息后快速定位设备群以及设备群中各设备的型号，并进一步确定该型号设备所需的数量。例如，在计算得到当前牛舍的粪污总重量后，基于粪污总重量和粪污处理设备的第一映射关系，确定清粪机的型号，并根据清粪机的处理量计算得到该型号的清粪机所需的数量。例如，在计算得到当前牛舍的饲料进食量后，基于饲料进食量和饲料生产加工设备的第一映射关系，确定青贮池、裹包机、揉丝机、铡草机的型号及数量，基于饲料进食量和饲喂车的第一映射关系，根据饲料装载量、饲料通道面积确定饲喂车的型号。
规划图数据库中存储有养殖场规划图，养殖场规划图根据养殖规模、养殖模式、养殖方式进行分类。根据养殖规模、养殖模式、养殖方式的不同，养殖场规划图中的牛舍类型、各区域的面积、各区域的分布均不同。
设计信息与养殖场规划图的第二映射关系在于根据设计信息确定对应的牛舍方案，再在养殖场规划图模板中检索具有该牛舍方案的模板。牛舍方案可以根据用户的优先级状态进行选择，例如用户端确定以半舍饲半放牧的养殖方式作为优先，则牛舍方案为具有较大的活动区的开放式牛舍；用户端确定以10头能繁母牛的养殖规模作为优先，则牛舍方案采用单列式砖混结构的半开放式牛舍。在养殖场规划图模板确定后，再通过养殖场建设面积、牛舍建筑面积、饲料进食量、粪污重量增减养殖场规划图模板中生产区、粪污处理区和病畜管理区的面积，进而完成养殖场刚需区域的规划，最后通过用户端修改生活区、管理区的面积，从而形成养殖场规划图。
参数组与养殖场规划图的第三映射关系在于养殖场建设面积、牛舍建筑面积确定后，计算养殖场建设面积和牛舍建筑面积的面积比，并在养殖场规划图模板中检索面积比接近的养殖场规划图模板，之后再根据饲料进食量、粪污重量确定生产区、粪污处理区和病畜管理区的面积，完成养殖场刚需区域的规划，再根据养殖场机械化程度、工人数量、生活区文化活动面积等信息综合规划生活区和管理区的面积，生成养殖场规划图。
通过上述设置，计算单元完成参数值计算后，能够基于设备数据库中预设的参数组与设备的第一映射关系，规划图数据库中预设的设计信息与养殖场规划图的第二映射关系、参数组与养殖场规划图的第三映射关系高效、准确地生成设备清单和养殖场规划图，且在养殖场规划图的选择中，以用户端的优先级为引导，同时加入刚需区域规划外的生活区和管理区的自定义设计，使得生成的养殖场规划图不仅能够保障更高的肉牛屠宰率和产肉性能，而且贴合用户的实际需求。
进一步地，所述方案生成模块根据预设的设备清单和养殖场规划图的第四映射关系，将设备清单中的设备划入至养殖场规划图的相应的区域中，生成肉牛养殖场建设方案。方案生成模块中存储有设备清单和养殖场规划图的第四映射关系，基于第四映射关系，能够将设备清单中所列设备通过判断其所属的类别，将其放入规划图中对应的区域中。例如，饲喂车放入至管理区中；食槽、水槽、牛颈枷放入生产区的牛舍中；裹包机、揉丝机、铡草机放入生产区的辅助区域中；定点定轨迹称重通道连接至牛舍，引导肉牛进入称重区中称重；粪污处理设备设置于粪污处理区中。上述设置使得用户端能够直观地掌握肉牛养殖场建设方案的各区域面积、规划布置以及设备的位置，便于用户端根据需求更改设备型号、调节设备数量和位置，在更好地满足客户端需求的同时进一步地提高了养殖场的建设效率。
进一步地，所述方案生成模块接收设备清单和养殖场规划图后，依据第一因素对设备清单进行排序，依据第二因素对养殖场规划图进行排序，将排序更高的设备清单与排序更高的养殖场规划图两两组合得到肉牛养殖场建设方案，并对肉牛养殖场建设方案进行排序。本技术方案中，第一因素、第二因素既可以仅受用户主观选择，也可仅基于客观数据，也可以是两者的结合。通过将设备清单和养殖场规划图进行排序后，将排序靠前的一定数量的设备清单与排序靠前的一定数量的养殖场规划图进行组合，在考虑了设备清单与规划图之间的兼容性后，生成多个肉牛养殖场建设方案，并根据第一因素、第二因素的排序，对肉牛场养殖建设方案进行排序，以便于快速定位符合要求的优化的肉牛养殖场建设方案。
进一步地，该系统还包括修正模块，所述修正模块根据用户端的反馈信息、养殖场的采集数据更新设计信息，并将更新后的设计信息发送至信息接收模块。在肉牛养殖场建设方案使用一段时间后，随着养殖阶段、气候、风向、种草面积的变化，以及用户对设备的更换和使用评价，肉牛养殖场建设方案需要进行调整以更好地满足变化后的需求。为了解决上述问题，在设计系统中设置修正模块，修正模块的输入信息包括客观采集数据和主观评价数据。其中，客观采集数据为当前养殖场的采集数据，例如养殖场中肉牛的平均重量、养殖场的温度、选址地点的主导风向。主观评价数据在于建设方案实际运行中的意见反馈以及下阶段规划，例如从理论上讲虽然需要两台饲喂车运送饲料至牛舍，但综合考虑设备的维护费、运行费，可采用一台饲喂车多次运送饲料。例如下阶段的肉牛养殖场需要更换牛的种类或体重等。将主观评价数据输入至修正模块，不仅有利于更新部分设计信息，还能够修正第一、第二、第三、第四映射关系，为后续生成更优化的肉牛养殖场建设方案提供数据基础。
本发明基于上述设计系统，还提供一种规模化肉牛养殖场的设计方法，包括以下步骤：
接收输入的设计信息；
基于所述设计信息计算出养殖场所需的参数组，根据所述参数组选择相应的设备进行组合，生成设备清单，根据所述设计信息和/或参数组选择相应的养殖场规划图；
基于所述养殖场规划图和设备清单生成肉牛养殖场建设方案。
进一步地，还包括修正步骤，所述修正步骤包括以下步骤：接收客观采集数据和主观评价数据，根据客观采集数据、主观评价数据更新设计信息，并基于更新的设计信息生成肉牛养殖场建设方案；根据主观评价数据修正参数组与设备的第一映射关系、设计信息与养殖场规划图的第二映射关系、参数组与养殖场规划图的第三映射关系、和/或设备清单和养殖场规划图的第四映射关系。
本发明的另一个目的在于提供一种通过上述设计系统和设计方法设计出的规模化肉牛养殖场，该肉牛养殖场的牛舍中配备的饲喂系统代替传统的饲喂设备、TMR饲料站和饲喂车，在牛需要进食时，能够通过触碰牛颈枷上开关控制移载机构从饲喂系统中抓取饲料并移动至食槽中，从而实现无人化饲喂，不仅降低了工作人员的劳动强度而且减少了人员与肉牛的接触，有利于防疫工作的开展和肉牛养殖规模化的推进。
具体地，所述饲喂设备包括传送系统和移载机构，所述传送系统贯穿牛舍的饲料通道，传送系统用于运载饲料，所述移载机构安装于牛舍的牛颈架上，移载机构在触发后能够由收缩状态切换至延伸状态，在延伸状态下，移载机构延伸至传送系统上并获取饲料，之后移载机构从延伸状态向收缩状态切换的过程中，移载机构上获取的饲料落入移载机构下方的食槽中。
本技术方案中，饲喂设备包括传送系统和移载机构两部分。传送系统整体贯穿牛舍的饲料通道，将牛舍外部的饲料运送至牛舍内部，位于传送系统上的饲料依次从食槽面前通过。安装于牛颈架上的移载机构在受到触发后能够从收缩状态切换至延伸状态，延伸至传送系统上获取饲料，之后移载机构由延伸状态向收缩状态切换，在切换的过程中，移载机构上的获取饲料落入至移载机构下方的食槽中。
在部分实施例中，移载机构包括处理器、计时单元以及设置在牛颈架上的触发单元。触发单元可以是按钮，也可以是压力传感器，当按钮被摁下或者压力传感器采集到的压力大于阈值时，处理器控制移载机构由收缩状态向延伸状态切换，同时向计时单元发送第一时间信号和第二时间信号，计时单元接收信号后开始对第一时间和第二时间进行计时，当第一时间达到阈值时，计时单元向处理器发送信号，处理器控制移载机构由延伸状态向收缩状态切换。当第二时间达到阈值时，计时单元向处理器发送监测信号，处理器在接收到该监测信号后，方能进行下一次控制移载机构由收缩状态向延伸状态切换。
在饲喂时间，通过传送系统将饲料运送至牛舍的饲喂通道中，槽位中的牛有进食饲料的需求后，会向牛颈架移动并触发移载机构的处理器启动，从而实现移载机构向延伸状态切换并从传送系统上获取饲料，经过第一时间后，移载机构向收缩状态切换，在切换过程中移载机构上的饲料落入下方的食槽中。在第二时间内，移载机构不再受触发获取饲料，过了第二时间后，牛可通过再次挤压按钮或压力传感器触发移载机构获取饲料，以此往复实现饲料获取。
在部分实施例中，处理器还电连接有计数单元，所述计数单元用于计算移载机构的触发次数，处理器控制移载机构向延伸状态切换的同时向计数单元发送计数信号，所述计数单元接收到计数信号后，累计次数加一。
在一个或多个实施例中，按钮或压力传感器也可以设置在食槽内的舔砖中，在饲喂时间，牛在舔舐舔砖的过程中，即可触发移载机构从传送系统上获取饲料。
通过上述设置，槽位中的牛能够根据需要触发移载机构从传送系统上获取饲料，从而实现无人化饲喂，降低了工作人员劳动强度的同时减少了人牛接触，有利于防疫工作的开展和肉牛养殖规模化的推进；此外，通过计数单元能够直观地监测到各槽位牛的饲料获取次数，判断出牛的采食量，从而判断出牛的健康和精神状态，进而有针对性管理肉牛。
作为移载机构的一个优选实施方式，所述移载机构包括卸料箱，所述卸料箱的底部设置有第二驱动装置，卸料箱中设置有卸料口和延伸板，第二驱动装置的活塞杆与延伸板的底部连接；牛颈架上设置有第一驱动装置，所述第一驱动装置的输出端上连接有输出轴，所述输出轴通过连杆与卸料箱连接；获取饲料时，延伸板在第二驱动装置的驱动下，延伸至卸料箱外部，并延伸至传送系统上方获取饲料；回收饲料时，延伸板在第一驱动装置的驱动下收缩至卸料箱内部，之后第一驱动装置通过输出轴、连杆带动卸料箱向上翻转一定角度，使得延伸板上的饲料进入卸料箱中后，从卸料箱的卸料口中落至下方的食槽内。
本技术方案中，卸料箱的一个侧面为开口端，延伸板通过该开口端进出卸料箱内。延伸板在第二驱动装置的驱动下水平延伸至传送系统上获得饲料，之后同样是在第二驱动装置的驱动下，延伸板带动其上的饲料一起回收至卸料箱内。当饲料位于卸料箱中后，第一驱动装置控制卸料箱翻转一定角度，以使得卸料箱中靠近传送系统一侧的饲料能够向靠近牛颈架的一侧移动，最终通过卸料口落入至卸料箱下方。上述设置不但能够可靠、稳定地从传送系统上获得饲料，而且在卸料时，通过第一驱动装置的翻转，饲料在向卸料口归集的同时，能够呈抛物线下落，进而均匀地洒落至食槽中，便于肉牛采食。
进一步地，延伸板的侧壁上设置有凹槽，所述凹槽内设置有翼板，所述翼板与凹槽之间设置有弹簧，翼板靠近卸料箱的一侧为斜面；当移载机构处于收缩状态下时，翼板位于凹槽内并与卸料箱的侧壁抵接，此时弹簧处于压缩状态；当移载机构处于延伸状态下时，翼板在弹簧的作用力下延伸至凹槽外部。在一个或多个实施例中，延伸板的两侧均设置有翼板，在一个实施例中，延伸板上仅面向饲料前进方向的一侧上设置有翼板。当延伸板从延伸状态向收缩阶段切换时，翼板的斜面与卸料箱的侧壁接触，在侧壁作用力的横向分力的作用下，斜面逐步向凹槽内移动，最终完全位于凹槽内。通过设置翼板不仅能够使延伸板更加顺畅地装载饲料，而且装载面积更大，延伸板上堆积的饲料更高，移载机构单次获取的饲料量更大。
作为传送机构的优选实施方案，所述传送机构包括环形的工作台，工作台上设置有传送带，所述传送带用于运载饲料；工作台包括两段平直段和连接两段平直段的U形段，其中，平直段位于牛舍的饲料通道内，U形段位于牛舍外，所述U形段上设置有补料仓，所述补料仓用于填补传送带上被移载机构移除的饲料。通过设置补料仓，能够确保传送带上的各处始终堆叠有饲料，避免出现移载机构无法从传送带上获取饲料或者饲料量明显较少的情况。
进一步地，所述补料仓包括壳体，所述壳体位于传送带上方，壳体的顶部设置有进料口，壳体的底部设置有出料口，壳体内设置有推料件，所述推料件用于将壳体中的饲料推至出料口，以使得饲料能够通过出料口落至传送带上。本技术方案中，出料口与传送带之间的距离基本等于传送带上饲料堆叠的高度，当通过出料口下方的传送带上的饲料高度不够，或者没有饲料时，壳体内的饲料即从出料口中掉落出并填补缺口区域；当通过出料口下方的传送带上的饲料高度等于出料口与传送带之间的距离时，壳体内的饲料无法通过出料口落至传送带上方。
进一步地，壳体的底部设置有调整件，所述调整件用于调节饲料的堆叠高度，以使得传送带上各处的饲料高度基本一致，从而确保移载机构每次移载的饲料量基本一致，进而客观地反映出肉牛的采食量。优选地，所述调整件为橡胶或毛刷。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明能够针对不同的养殖规模、养殖模式和养殖方式提供科学合理的肉牛养殖场建设方案，基于养殖场的建设面积、牛舍建筑面积、饲料进食量、粪污重量等参数，选择所需的设施、设备型号和数量，以及符合要求的养殖场规划图，实现符合现代化肉牛养殖的个性化设计和标准化建设，此外，能够根据用户需求和养殖阶段实时调节养殖场的参数方案，确保高效、准确、规范地调整肉牛养殖场建设方案；
2、本发明的计算单元完成参数值计算后，能够基于设备数据库中预设的参数组与设备的第一映射关系，规划图数据库中预设的设计信息与养殖场规划图的第二映射关系、参数组与养殖场规划图的第三映射关系高效、准确地生成设备清单和养殖场规划图，且在养殖场规划图的选择中，以用户端的优先级为引导，同时加入刚需区域规划外的生活区和管理区的自定义设计，使得生成的养殖场规划图不仅能够保障更高的肉牛屠宰率和产肉性能，而且贴合用户的实际需求；
3、本发明将设备清单和养殖场规划图进行排序后，将排序靠前的一定数量的设备清单与排序靠前的一定数量的养殖场规划图进行组合，在考虑了设备清单与规划图之间的兼容性后，生成多个肉牛养殖场建设方案，并根据第一因素、第二因素的排序，对肉牛场养殖建设方案进行排序，以便于快速定位符合要求的优化的肉牛养殖场建设方案；
4、本发明通过设计饲喂设备，使得槽位中的牛能够根据需要触发移载机构从传送系统上获取饲料，从而实现无人化饲喂，降低了工作人员劳动强度的同时减少了人牛接触，有利于防疫工作的开展和肉牛养殖规模化的推进；此外，通过计数单元能够直观地监测到各槽位牛的饲料获取次数，判断出牛的采食量，从而判断出牛的健康和精神状态，进而有针对性管理肉牛；
5、本发明的饲喂设备的移载机构不但能够可靠、稳定地从传送系统上获得饲料，而且在卸料时，通过第一驱动装置的翻转，饲料在向卸料口归集的同时，能够呈抛物线下落，进而均匀地洒落至食槽中，便于肉牛采食；
6、本发明的传送系统通过设置补料仓，能够确保传送带上的各处始终堆叠有饲料，避免出现移载机构无法从传送带上获取饲料或者饲料量明显较少的情况。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明具体实施例中设计系统的结构框图；
图2为本发明具体实施例中设计方法的流程框图；
图3为本发明具体实施例中牛颈枷的结构示意图；
图4为本发明具体实施例中移载机构在收缩状态下的结构示意图；
图5为本发明具体实施例中移载机构在延伸状态下的结构示意图；
图6为本发明具体实施例中移载机构延伸至传送带上的示意图；
图7为本发明具体实施例中翼板位于延伸板中的结构示意图；
图8为本发明具体实施例中翼板位于延伸板外的结构示意图；
图9为本发明具体实施例中配置有饲喂系统的牛舍的示意图；
图10为本发明具体实施例中补料仓的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-横杆，2-竖杆，3-限位架，4-移载机构，5-触发单元，6-第一驱动装置，7-输出轴，8-连杆，9-传动箱，10-卸料箱，11-卸料斗，12-延伸板，13-食槽，14-第二驱动装置，15-传送带，16-工作台，17-翼板，18-弹簧，19-槽位，20-补料仓，21-壳体，22-进料口，23-出料口，24-推料件，25-调整件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本文中所使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(例如第一驱动装置、第二驱动装置，第一映射关系、第二映射关系、第三映射关系和第四映射关系等)只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。
实施例1：
如图1所示的一种规模化肉牛养殖场的设计系统，包括：
信息接收模块，用于接收输入的设计信息；
分析模块，用于基于所述设计信息计算出养殖场所需的参数组，根据所述参数组选择相应的设备进行组合，生成设备清单，根据所述设计信息和/或参数组选择相应的养殖场规划图；
方案生成模块，用于利用所述养殖场规划图和设备清单生成肉牛养殖场建设方案。
在部分实施例中，所述设计信息包括养殖规模、养殖模式、养殖方式、养殖场选址、牛体重。其中，养殖规模为养殖场计划养殖的肉牛数量，在一个实施例中，养殖规模分为五档，10头牛以下的养殖规模主要为能繁母牛养殖，11至50头牛的养殖规模主要为散户养殖，51至100的养殖规模主要为育肥牛舍，101至500头牛的中型养殖，500头牛以上的大型养殖。在一个或多个实施例中，也可以根据地区、政策、产业，根据实际需求划分养殖规模的档位。
在一个或多个实施例中，养殖场选址需要根据选址的地势，当季或常年风向，基于生活区、管理区、生产区、粪污处理区、病畜管理区地势依次降低以及风向顺风的原则调整肉牛养殖场建设方案中各区域的分布。
在部分实施例中，所述参数组中的参数包括养殖场建设面积、牛舍建筑面积、饲料进食量、粪污重量。
在一个或多个实施例中，对于养殖规模在11～50头牛的散户养殖，按每头牛5平米计算得到牛舍的建筑面积；对于养殖规模在101～500头牛的中型养殖，由于匹配的辅助设备更多，所需公共区域更大，按每头牛7平米计算得到牛舍的建筑面积；按照该逻辑，用户可以根据实际需求预设不同养殖规模所对应的牛舍建筑面积。
在一个或多个实施例中，根据牛体重与标准值的差异，调整牛舍建筑面积，例如对于体型较小的土种黄牛，其体重约在600斤左右，低于标准值1000斤，则在牛舍建筑面积的基础上调整比例，调整比例的方式可以是等比例调节，也可以通过其他的加权方法计算得到，同理地，对于体型较大的西门塔尔牛，其体重大于标准值，也可以在牛舍建筑面积的基础上等比例扩大。
在一个或多个实施例中，先计算得到牛舍建筑面积，再根据养殖模式和养殖方式，在牛舍建筑面积的基础上乘以修正值，得到养殖场建设面积。在一个或多个实施例中，基于牛体重和养殖规模，可以计算得到养殖场当前养殖阶段的饲料进食量和粪污重量，再利用养殖模式和养殖方式能够对饲料进食量和粪污重量进行调整和修正。
在部分实施例中，设备清单的数量为多份，多份设备清单发送至方案生成模块中备用；在部分实施例中，养殖场规划图的数量为多份，多份养殖场规划图发送至方案生成模块中备用。
在一个或多个实施例中，首先根据养殖规模、养殖模式、养殖方式选择对应的养殖场规划图模板，再通过养殖场建设面积、牛舍建筑面积、饲料进食量、粪污重量增减养殖场规划图模板中生产区、粪污处理区和病畜管理区的面积，进而完成养殖场刚需区域的规划，最后通过用户端修改生活区、管理区的面积，从而形成养殖场规划图。
通过上述设置，能够针对不同的养殖规模、养殖模式和养殖方式提供科学合理的肉牛养殖场建设方案，基于养殖场的建设面积、牛舍建筑面积、饲料进食量、粪污重量等参数，选择所需的设施、设备型号和数量，以及符合要求的养殖场规划图，实现符合现代化肉牛养殖的个性化设计和标准化建设，此外，能够根据用户需求和养殖阶段实时调节养殖场的参数方案，确保高效、准确、规范地调整肉牛养殖场建设方案。
实施例2：
在实施例1的基础上，分析模块包括计算单元、设备数据库和规划图数据库；
所述计算单元用于基于所述设计信息计算参数组中的参数；
所述设备数据库用于利用预设的参数组与设备的第一映射关系列出相应的设备型号和数量，生成设备清单；
所述规划图数据库用于根据预设的设计信息与养殖场规划图的第二映射关系，和/或参数组与养殖场规划图的第三映射关系选择养殖场规划图。
计算单元基于设计信息得到参数组中的各项参数后，将参数组发送至设备数据库以生成设备清单，同时将参数组和/或设计信息发送至规划图数据库以生成养殖场规划图。
本实施例中，设备数据库中预设的设备包括牛舍设备、饲喂设备、饲料存储设备、饲料生产加工设备、粪污处理设备、称重设备。其中，牛舍设备包括牛颈枷、牛舍墙体结构、食槽、水槽、漏缝板、顶棚等牛舍中的基本的设施设备；饲喂设备包括饲喂车、TMR饲料站等；饲料生产加工设备包括青贮池、裹包机、揉丝机、铡草机等；粪污处理设备包括旋转隔离带、清粪机、刮粪板等设施设备；称重设备可以采用定点定轨迹称重通道，进而定期掌握肉牛生长情况，确定养殖阶段。
本实施例中，参数组与设备的第一映射关系用于在获知参数信息后快速定位设备群以及设备群中各设备的型号，并进一步确定该型号设备所需的数量。设计信息与养殖场规划图的第二映射关系在于根据设计信息确定对应的牛舍方案，再在养殖场规划图模板中检索具有该牛舍方案的模板，在养殖场规划图模板确定后，再通过养殖场建设面积、牛舍建筑面积、饲料进食量、粪污重量增减养殖场规划图模板中生产区、粪污处理区和病畜管理区的面积，进而完成养殖场刚需区域的规划，最后通过用户端修改生活区、管理区的面积，从而形成养殖场规划图。参数组与养殖场规划图的第三映射关系在于养殖场建设面积、牛舍建筑面积确定后，计算养殖场建设面积和牛舍建筑面积的面积比，并在养殖场规划图模板中检索面积比接近的养殖场规划图模板，之后再根据饲料进食量、粪污重量确定生产区、粪污处理区和病畜管理区的面积，完成养殖场刚需区域的规划，再根据养殖场机械化程度、工人数量、生活区文化活动面积等信息综合规划生活区和管理区的面积，生成养殖场规划图。
在部分实施例中，方案生成模块根据预设的设备清单和养殖场规划图的第四映射关系，将设备清单中的设备划入至养殖场规划图的相应的区域中，生成肉牛养殖场建设方案。基于第四映射关系，能够将设备清单中所列设备通过判断其所属的类别，将其放入规划图中对应的区域中。使得用户端能够直观地掌握肉牛养殖场建设方案的各区域面积、规划布置以及设备的位置，便于用户端根据需求更改设备型号、调节设备数量和位置，在更好地满足客户端需求的同时进一步地提高了养殖场的建设效率。
在部分实施例中，方案生成模块接收设备清单和养殖场规划图后，依据第一因素对设备清单进行排序，依据第二因素对养殖场规划图进行排序，将排序更高的设备清单与排序更高的养殖场规划图两两组合得到肉牛养殖场建设方案，并对肉牛养殖场建设方案进行排序。在一个实施例中，第一因素可以是设备来源地、设备使用寿命、设备费用、设备间的兼容性、设备与规划图的匹配度，在一个实施例中，第一因素可以是设备的历史选择频率、设备好评率等。在一个或多个实施例中，第二因素可以是养殖场规划图的评分、修改频率、使用频率等。
实施例3：
在上述实施例的基础上，如图1所示，设计系统还包括修正模块，所述修正模块根据用户端的反馈信息、养殖场的采集数据更新设计信息，并将更新后的设计信息发送至信息接收模块。
本实施例中，修正模块的输入信息包括客观采集数据和主观评价数据，客观采集数据为当前养殖场的采集数据，在一个实施例中，通过修建与牛舍连通的定点定轨迹称重通道，实现定期的牛体重检测，获得现阶段养殖场的牛的平均重量，并将该牛体重作为更新后的设计信息输入至信息接收模块，从而完成后续的计算参数值、生成设备清单、选择养殖场规划图、生成建设方案的步骤。在一个实施例中，通过获得选址地点的风向变化，获得当前季度的主导风向，将主导风向作为更新后的设计信息输入至信息接收模块，从而调节养殖场规划图中各区域的位置或大小关系。主观评价数据在于建设方案实际运行中的意见反馈以及下阶段规划。在一个或多个实施例中，将主观评价数据输入至修正模块，不仅有利于更新部分设计信息，还能够修正第一、第二、第三、第四映射关系，为后续生成更优化的肉牛养殖场建设方案提供数据基础。
实施例4：
如图2所示的一种规模化肉牛养殖场的设计方法，包括以下步骤：
接收输入的设计信息；
基于所述设计信息计算出养殖场所需的参数组，根据所述参数组选择相应的设备进行组合，生成设备清单，根据所述设计信息和/或参数组选择相应的养殖场规划图；
基于所述养殖场规划图和设备清单生成肉牛养殖场建设方案。
在部分实施例中，还包括修正步骤，所述修正步骤包括以下步骤：接收客观采集数据和主观评价数据，根据客观采集数据、主观评价数据更新设计信息，并基于更新的设计信息生成肉牛养殖场建设方案；根据主观评价数据修正参数组与设备的第一映射关系、设计信息与养殖场规划图的第二映射关系、参数组与养殖场规划图的第三映射关系、和/或设备清单和养殖场规划图的第四映射关系。
实施例5：
在上述实施例的基础上，提供一种饲喂设备，该饲喂设备使得槽位中的牛能够根据需要触发移载机构从传送系统上获取饲料，从而实现无人化饲喂，降低了工作人员劳动强度的同时减少了人牛接触，有利于防疫工作的开展和肉牛养殖规模化的推进。
具体地，如图3至图10所示的饲喂设备，包括传送系统和移载机构4，所述传送系统贯穿牛舍的饲料通道，传送系统用于运载饲料，所述移载机构4安装于牛舍的牛颈架上，移载机构4在触发后能够由收缩状态切换至延伸状态，在延伸状态下，移载机构4延伸至传送系统上并获取饲料，之后移载机构4从延伸状态向收缩状态切换的过程中，移载机构上获取的饲料落入移载机构下方的食槽中。
在部分实施例中，移载机构包括处理器、计时单元以及设置在牛颈架上的触发单元5。触发单元5可以是按钮，也可以是压力传感器，当按钮被摁下或者压力传感器采集到的压力大于阈值时，处理器控制移载机构由收缩状态向延伸状态切换，同时向计时单元发送第一时间信号和第二时间信号，计时单元接收信号后开始对第一时间和第二时间进行计时，当第一时间达到阈值时，计时单元向处理器发送信号，处理器控制移载机构由延伸状态向收缩状态切换。当第二时间达到阈值时，计时单元向处理器发送监测信号，处理器在接收到该监测信号后，方能进行下一次控制移载机构由收缩状态向延伸状态切换。进一步地，处理器还电连接有计数单元，所述计数单元用于计算移载机构的触发次数，处理器控制移载机构向延伸状态切换的同时向计数单元发送计数信号，所述计数单元接收到计数信号后，累计次数加一。通过计数单元能够直观地监测到各槽位牛的饲料获取次数，判断出牛的采食量，从而判断出牛的健康和精神状态，进而有针对性管理肉牛。
在饲喂时间，通过传送系统将饲料运送至牛舍的饲喂通道中，槽位中的牛有进食饲料的需求后，会向牛颈架移动并触发移载机构的处理器启动，从而实现移载机构向延伸状态切换并从传送系统上获取饲料，经过第一时间后，移载机构向收缩状态切换，在切换过程中移载机构上的饲料落入下方的食槽中。在第二时间内，移载机构不再受触发获取饲料，过了第二时间后，牛可通过再次挤压按钮或压力传感器触发移载机构获取饲料，以此往复实现饲料获取。
实施例6：
在实施例5的基础上，如图4至图6所示，移载机构4包括卸料箱10，所述卸料箱10的底部设置有第二驱动装置14，卸料箱10中设置有卸料口和延伸板12，第二驱动装置14的活塞杆与延伸板12的底部连接；牛颈架上设置有第一驱动装置6，所述第一驱动装置6的输出端上连接有输出轴7，所述输出轴7通过连杆8与卸料箱10连接；获取饲料时，延伸板12在第二驱动装置14的驱动下，延伸至卸料箱10外部，并延伸至传送系统上方获取饲料；回收饲料时，延伸板12在第一驱动装置14的驱动下收缩至卸料箱10内部，之后第一驱动装置6通过输出轴7、连杆8带动卸料箱10向上翻转一定角度，使得延伸板12上的饲料进入卸料箱10中后，从卸料箱10的卸料口中落至下方的食槽内。
在部分实施例中，如图6所示，卸料口上设置有卸料斗11。
在部分实施例中，所述第一驱动装置为伺服电机或步进电机；第二驱动装置为液压缸；第一驱动装置和第二驱动装置与移载机构的处理器电连接。
上述设置不但能够可靠、稳定地从传送系统上获得饲料，而且在卸料时，通过第一驱动装置的翻转，饲料在向卸料口归集的同时，能够呈抛物线下落，进而均匀地洒落至食槽中，便于肉牛采食。
实施例7：
在上述实施例的基础上，如图7和图8所示，延伸板12的侧壁上设置有凹槽，所述凹槽内设置有翼板17，所述翼板17与凹槽之间设置有弹簧18，翼板17靠近卸料箱10的一侧为斜面；当移载机构处于收缩状态下时，翼板17位于凹槽内并与卸料箱10的侧壁抵接，此时弹簧18处于压缩状态；当移载机构处于延伸状态下时，翼板17在弹簧18的作用力下延伸至凹槽外部。
在一个或多个实施例中，延伸板的两侧均设置有翼板，在一个实施例中，延伸板上仅面向饲料前进方向的一侧上设置有翼板。
当延伸板从延伸状态向收缩阶段切换时，翼板的斜面与卸料箱的侧壁接触，在侧壁作用力的横向分力的作用下，斜面逐步向凹槽内移动，最终完全位于凹槽内。通过设置翼板不仅能够使延伸板更加顺畅地装载饲料，而且装载面积更大，延伸板上堆积的饲料更高，移载机构单次获取的饲料量更大。
实施例8：
在上述实施例的基础上，如图9和图10所示，传送机构包括环形的工作台，工作台上设置有传送带，所述传送带用于运载饲料；工作台包括两段平直段和连接两段平直段的U形段，其中，平直段位于牛舍的饲料通道内，U形段位于牛舍外，所述U形段上设置有补料仓，所述补料仓用于填补传送带上被移载机构移除的饲料；补料仓20包括壳体21，所述壳体21位于传送带15上方，壳体21的顶部设置有进料口22，壳体21的底部设置有出料口23，壳体21内设置有推料件24，所述推料件24用于将壳体21中的饲料推至出料口23，以使得饲料能够通过出料口23落至传送带15上。
在部分实施例中，壳体21的底部设置有调整件25，所述调整件25用于调节饲料的堆叠高度，以使得传送带上各处的饲料高度基本一致，从而确保移载机构每次移载的饲料量基本一致，进而客观地反映出肉牛的采食量。优选地，所述调整件25为橡胶或毛刷。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种规模化肉牛养殖场的设计系统，其特征在于，包括：
信息接收模块，用于接收输入的设计信息；
分析模块，包括计算单元、设备数据库和规划图数据库；所述计算单元用于基于所述设计信息计算出养殖场所需的参数组中的参数；所述设备数据库用于利用预设的参数组与设备的第一映射关系列出相应的设备型号和数量，生成设备清单；所述规划图数据库用于根据预设的设计信息与养殖场规划图的第二映射关系，和/或参数组与养殖场规划图的第三映射关系选择养殖场规划图；
方案生成模块，用于根据预设的设备清单和养殖场规划图的第四映射关系，将设备清单中的设备划入至养殖场规划图的相应的区域中，生成肉牛养殖场建设方案，所述方案生成模块接收设备清单和养殖场规划图后，依据第一因素对设备清单进行排序，依据第二因素对养殖场规划图进行排序，将排序更高的设备清单与排序更高的养殖场规划图两两组合得到肉牛养殖场建设方案，并对肉牛养殖场建设方案进行排序；
所述设备数据库中的设备包括牛舍设备、饲喂设备、饲料存储设备、饲料生产加工设备、粪污处理设备、称重设备；
其中：所述饲喂设备包括传送系统和移载机构，所述传送系统贯穿牛舍的饲料通道，传送系统用于运载饲料，所述移载机构安装于牛舍的牛颈架上，移载机构在触发后能够由收缩状态切换至延伸状态，在延伸状态下，移载机构延伸至传送系统上并获取饲料，之后移载机构从延伸状态向收缩状态切换的过程中，移载机构上获取的饲料落入移载机构下方的食槽中；
所述移载机构(4)包括卸料箱(10)，所述卸料箱(10)的底部设置有第二驱动装置(14)，卸料箱(10)中设置有卸料口和延伸板(12)，第二驱动装置(14)的活塞杆与延伸板(12)的底部连接；牛颈架上设置有第一驱动装置(6)，所述第一驱动装置(6)的输出端上连接有输出轴(7)，所述输出轴(7)通过连杆(8)与卸料箱(10)连接；获取饲料时，所述延伸板(12)在第二驱动装置(14)的驱动下，延伸至卸料箱(10)外部，并延伸至传送系统上方获取饲料；回收饲料时，延伸板(12)在第一驱动装置(6)的驱动下收缩至卸料箱(10)内部，之后第一驱动装置(6)通过输出轴(7)、连杆(8)带动卸料箱(10)向上翻转一定角度，使得延伸板(12)上的饲料进入卸料箱(10)中后，从卸料箱(10)的卸料口中落至下方的食槽内。
2.根据权利要求1所述的一种规模化肉牛养殖场的设计系统，其特征在于，还包括修正模块，所述修正模块根据用户端的反馈信息、养殖场的采集数据更新设计信息，并将更新后的设计信息发送至信息接收模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种规模化肉牛养殖场的设计系统，其特征在于，所述设计信息包括养殖规模、养殖模式、养殖方式、养殖场选址、牛体重。
4.根据权利要求1或2所述的一种规模化肉牛养殖场的设计系统，其特征在于，所述参数组中的参数包括养殖场建设面积、牛舍建筑面积、饲料进食量、粪污重量。
5.根据权利要求1所述的一种规模化肉牛养殖场的设计系统，其特征在于，所述移载机构包括处理器、计时单元以及设置在所述牛颈架上的触发单元(5)，所述处理器用于在触发单元被触发后控制移载机构由收缩状态切换至延伸状态，同时触发单元向所述计时单元发送第一时间信号和第二时间信号，所述计时单元接收第一时间信号后开始统计第一时间，当第一时间达到阈值时，计时单元向处理器发送信号，控制所述移载机构由延伸状态切换至收缩状态，所述计时单元接收第二时间信号后开始统计第二时间，当第二时间达到阈值时，所述计时单元向处理器发送监测信号，所述处理器在接收到监测信号后方能再次控制移载机构由收缩状态向延伸状态切换。
6.根据权利要求5所述的一种规模化肉牛养殖场的设计系统，其特征在于，所述处理器电连接有计数单元，所述计数单元用于计算移载机构的受触发切换至延伸状态的次数。
7.一种规模化肉牛养殖场的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收输入的设计信息；
计算单元基于所述设计信息计算出养殖场所需的参数组中的参数，设备数据库利用预设的参数组与设备的第一映射关系列出相应的设备型号和数量，生成设备清单，规划图数据库根据预设的设计信息与养殖场规划图的第二映射关系，和/或参数组与养殖场规划图的第三映射关系选择养殖场规划图；
基于所述养殖场规划图和设备清单，依据第一因素对设备清单进行排序，依据第二因素对养殖场规划图进行排序，将排序更高的设备清单与排序更高的养殖场规划图两两组合得到肉牛养殖场建设方案，并对肉牛养殖场建设方案进行排序，生成肉牛养殖场建设方案；
所述设备数据库中的设备包括牛舍设备、饲喂设备、饲料存储设备、饲料生产加工设备、粪污处理设备、称重设备；
其中：所述饲喂设备包括传送系统和移载机构，所述传送系统贯穿牛舍的饲料通道，传送系统用于运载饲料，所述移载机构安装于牛舍的牛颈架上，移载机构在触发后能够由收缩状态切换至延伸状态，在延伸状态下，移载机构延伸至传送系统上并获取饲料，之后移载机构从延伸状态向收缩状态切换的过程中，移载机构上获取的饲料落入移载机构下方的食槽中；
所述移载机构(4)包括卸料箱(10)，所述卸料箱(10)的底部设置有第二驱动装置(14)，卸料箱(10)中设置有卸料口和延伸板(12)，第二驱动装置(14)的活塞杆与延伸板(12)的底部连接；牛颈架上设置有第一驱动装置(6)，所述第一驱动装置(6)的输出端上连接有输出轴(7)，所述输出轴(7)通过连杆(8)与卸料箱(10)连接；获取饲料时，所述延伸板(12)在第二驱动装置(14)的驱动下，延伸至卸料箱(10)外部，并延伸至传送系统上方获取饲料；回收饲料时，延伸板(12)在第一驱动装置(6)的驱动下收缩至卸料箱(10)内部，之后第一驱动装置(6)通过输出轴(7)、连杆(8)带动卸料箱(10)向上翻转一定角度，使得延伸板(12)上的饲料进入卸料箱(10)中后，从卸料箱(10)的卸料口中落至下方的食槽内；延伸板(12)的侧壁上设置有凹槽，所述凹槽内设置有翼板(17)，所述翼板(17)与凹槽之间设置有弹簧(18)，翼板(17)靠近卸料箱(10)的一侧为斜面；当移载机构处于收缩状态下时，翼板(17)位于凹槽内并与卸料箱(10)的侧壁抵接，此时弹簧(18)处于压缩状态；当移载机构处于延伸状态下时，翼板(17)在弹簧(18)的作用力下延伸至凹槽外部。
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