CN113945417B - 用于奶牛饲料检测的智能采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于奶牛饲料检测的智能采样装置，包括采样机构和收纳机构、控制器和负压管，该收纳机构设有收纳罐，该收纳罐设有中转管和收料开关组件，该负压管与真空泵连通，在负压管与真空泵之间设有真空压力传感器和常闭补气电磁阀。在采样中，通过真空泵和负压管实现收料开关组件的触发，当收纳罐内的压强降低到第一预设值时，收料开关组件触发，负压管被封堵，中转管开放，中转管内的饲料进入收纳罐内，当负压管内压强降低至第二预设值时，收料开关组件复位，负压管开放，中转管被封堵，并利用真空压力传感器和控制器实现电机和真空泵的自动停机，实现样品重量的自动控制，提高了采样装置的智能化，提高了工作效率。

Description

用于奶牛饲料检测的智能采样装置

技术领域

本发明涉及采样设备技术领域，具体而言，涉及用于奶牛饲料检测的智能采样装置。

背景技术

奶牛饲料可分为：粗饲料、精饲料、多汁饲料、动物性饲料、矿物质饲料和饲料添加剂六大类。且奶牛饲料，主要包括雅津甜高粱秸秆饲料、青玉米饲料、苜蓿饲料、雅津蛋白桑饲料、燕麦饲料、玉米饲料等，奶牛饲料的选用对奶牛的生长和产奶量起着至关重要的作用，因此在奶牛饲料的生产和投喂的过程中需要对饲料进行采样收集检测。

现有已公开的专利名称为“一种奶牛饲料检测用采样装置”、公开号为CN213456231U的中国实用新型专利，该专利采用包括采样机构和收纳机构的采样装置，采样机构包括圆管、输送辊和锥形块，输送辊内置于圆管中，锥形块安装在圆管的底端，且锥形块内内置有驱动输送辊转动的电机，圆管顶端安装有液压伸缩缸一和连接环，液压伸缩缸一驱动连接环靠近或远离圆管顶端。收纳机构设有用于收储饲料的收纳罐，收纳罐内设有弹簧和堵块，利用弹簧驱动堵块封堵收纳罐口，且该收纳罐通过螺纹旋合在连接环上，当液压伸缩缸一缩进时，输送辊顶推收纳罐中的堵块，以开放收纳罐，输送辊将饲料传送至收纳罐中，实现饲料采样。

但是，上述专利在采样时，智能化程度不高，工作效率较低。

发明内容

本发明的目的包括提供一种用于奶牛饲料检测的智能采样装置，其针对用于奶牛饲料检测的智能采样装置而设计，能够提高采样装置的智能化，提高工作效率。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

用于奶牛饲料检测的智能采样装置，包括采样机构和收纳机构，该收纳机构设有收纳罐，该收纳罐可拆卸地固定于该采样机构；还包括控制器和负压管；该收纳罐设有中转管和收料开关组件，该负压管一端连通有真空泵，该负压管与该真空泵之间连接有真空压力传感器和常闭补气电磁阀，该负压管另一端延伸至该收纳罐内，该中转管置于该收纳罐内，且该中转管的入料端与该收纳罐的入口连通，该控制器分别与该真空压力传感器和该常闭补气电磁阀电性连接，该收料开关组件固定于该中转管，该收料开关组件用于封闭该中转管的出料端，当该收纳罐内的气压降低至第一预设值时，该收料开关组件开放该中转管的出料端，并封闭该负压管，当该负压管内的气压降低至第二预设值时，该真空压力传感器触发，该控制器控制该采样机构关停，延迟设定时间后，该控制器再控制该常闭补气电磁阀打开且控制该真空泵关停。

在本发明的一实施例中，所述采样机构包括圆管、输送辊、封闭组件和锥形块，该输送辊转动连接于该圆管内，该锥形块固定于圆管的一端，且该锥形块内设有用于驱动输送辊转动的输送电机，该输送电机与所述控制器电性连接，该圆管设有进料口，该封闭组件设于该圆管外部，该封闭组件用于可开放地封闭该进料口，所述收纳罐与该锥形块分别设于该圆管的两端。

在本发明的一实施例中，所述收料开关组件包括固定座、翘板结构和扭簧，该固定座固定于所述中转管，该翘板结构包括主动板和被动板，该主动板与该被动板连接，且该主动板与该被动板的连接处通过转轴与该固定座枢接，该主动板位于所述负压管的下方，该被动板封堵于该中转管的出料端，该扭簧套设于该转轴，且该扭簧用于驱动该翘板结构绕转轴向该中转管方向转动。

在本发明的一实施例中，所述被动板镶嵌有永磁铁。

在本发明的一实施例中，所述负压管内设有防护网。

在本发明的一实施例中，所述中转管的入料端配置为漏斗状。

在本发明的一实施例中，所述收纳罐还设有连接管，该连接管与所述圆管可拆卸地连接。

在本发明的一实施例中，所述封闭组件包括第一外筒、滑筒、第二外筒和驱动件，该第一外筒套设于所述圆管外壁，该第一外筒靠近所述收纳机构的一端固定于该圆管外壁，该第一外筒另一端为开口端，第一外筒内置有弹簧，该弹簧套设于该圆管外，该滑筒套设于该圆管，该滑筒插至该第一外筒的开口端内，且该滑筒可沿该圆管轴线方向移动，该弹簧用于驱动该滑筒移出该第一外筒，该第二外筒套设于该圆管，该第二外筒靠近所述锥形块的一端固定于该圆管外壁，该第二外筒另一端为开口端，该滑筒可插至该第二外筒内，该驱动件固定于该圆管，该驱动件与该滑筒连接，该驱动件用于驱动该滑筒向该第一外筒内移动，当该滑筒插至该第二外筒内时，该滑筒封罩该进料口，当该滑筒向该第一外筒内移动并离开该第二外筒时，该滑筒开放该进料口。

在本发明的一实施例中，所述驱动件包括收线轮和牵引绳，该收线轮设于所述圆管，该牵引绳一端卷绕于该收线轮上，该牵引绳另一端与所述滑筒固定。

在本发明的一实施例中，所述收纳罐还设有可拆卸地罐底。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明实施例设置包括中转管和收料开关组件的收纳罐，并且设置延伸至收纳罐内的负压管，负压管连通有真空泵和真空压力传感器，在常压下，本实施例利用收料开关组件封闭中转管的出料端，在采样中，通过真空泵和负压管实现收料开关组件的触发，进而使中转管内的饲料进入收纳罐内，在负压管被封堵后，当负压管内的压强降低至第二预设值时，利用真空压力传感器和控制器实现电机和真空泵的自动停机，实现样品重量的自动控制，提高了采样装置的智能化，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的外观示意图；

图2为图1中局部A的放大图；

图3为本发明中圆管、第一外筒和第二外筒的结构示意图；

图4为本发明中收纳罐的结构示意图；

图5为本发明的流程步骤图；

图6为本发明中输送辊和输送电机的示意图。

图标：11-圆管，111-进料口，12-输送辊，13-封闭组件，131-第一外筒，132-滑筒，133-第二外筒，134-收线轮，135-牵引绳，136-弹簧，14-锥形块，15-输送电机，2-收纳罐，21-中转管，22-收料开关组件，221-固定座，222-翘板结构，2221-主动板，2222-被动板，223-扭簧，24-永磁铁，25-连接管，26-罐底，4-负压管，5-防护网。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“配置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1至图4，本发明实施例提供一种用于奶牛饲料检测的智能采样装置，其包括采样机构、收纳机构、控制器(图未示)和负压管4。

请参照图4，收纳机构包括收纳罐2。收纳罐2安装在圆管11的一端，收纳罐2的入口处焊接有连接管25，连接管25通过螺纹连接或卡接实现与圆管11的可拆卸连接，而且为了实现与连接管25的安装，圆管11可延伸一定长度与连接管25连接，而且收纳罐2与锥形块14分别安装在圆管11的两端。

请参照图4，收纳罐2设有中转管21、收料开关组件22和罐底26。中转管21安装在收纳罐2内，中转管21的入料端与收纳罐2的入口连通，输送辊12传送出来的饲料经收纳罐2的入口今日中转管21中，中转管21的入料端配置为漏斗状，以便更有效的促使饲料颗粒进入中转管21，避免连接管25内滞留较多的饲料。罐底26通过螺纹旋合在收纳罐2底部，当饲料样品采集结束后，可拆除罐底26，以取出罐内的饲料。

请参照图4，收料开关组件22包括固定座221、翘板结构222和扭簧223。固定座221为抱箍结构，环抱在中转管21的出料端，并通过螺栓紧固。翘板结构222包括主动板2221和被动板2222，主动板2221与被动板2222可以通过焊接成型，也可以通过折弯成型，主动板2221与被动板2222的连接处设有转轴，翘板结构222通过转轴与固定座221枢接，并且主动板2221位于负压管4的下方，被动板2222位于中转管21的下方，转轴上安装有扭簧223，且扭簧223的一端与固定座221抵接，驱动翘板结构222绕转轴向中转管21方向转动，在本实施例中，也就是通过扭簧223使翘板结构222逆时针转动，由于中转管21的存在，被动板2222逆时针转动后抵接在中转罐的出料端，实现封堵中转管21的出料端，当饲料进入中转管21后，暂存在中转管21内。此外，被动板2222上镶嵌有永磁铁24，用于磁吸饲料中的铁杂质。

请参照图4，负压管4一端连通有真空泵，负压管4与真空泵之间连接有真空压力传感器(图未示)和常闭补气电磁阀(图未示)，负压管4另一端延伸至收纳罐2内，在采样时，通过真空泵抽排收纳罐2内的空气，以降低负压管4和收纳罐2内压强，并且利用真空压力传感器监测真空泵至负压管4之间管路中的压强，真空压力传感器测得的数据实时传送至控制器，该控制器采用现有技术即可，如电路板形式的控制板，控制器还控制驱动输送辊12的电机的启停，控制器内预置有第二预设压强值，常闭补气电磁阀也与控制器连接，常闭补气电磁阀连接在真空泵至负压管4之间管路上，在正常抽真空过程中，常闭补气电磁阀处于常闭状态，以维持管路的密封。而且在抽排收纳罐2内空气的过程中，为避免罐内饲料被吸入真空泵，负压管4内设有防护网5，以阻挡吸入负压管4内饲料颗粒。

在采样过程中，当真空压力传感器监测的压强值等于或小于第二预设压强值时，控制器控制输送电机停转，停止传送饲料，并控制器在延伸设定时长后关停真空泵并控制常闭补气电磁阀打开，以破解负压，使负压管4内的压强回升至大气压。

请参照图1至图3，以及图6，采样机构包括圆管11、输送辊12、封闭组件13和锥形块14，输送辊12转动地安装在圆管11内，锥形块14固定在圆管11的一端，且锥形块14内设有用于驱动输送辊12转动的输送电机，在采样时，将锥形块14的一端插至饲料堆中。需要说明的是，本实施例的采样装置在使用时，需水平插入饲料堆或略微倾斜向上地插入饲料堆。而且圆管11设有进料口111，封闭组件13安装在圆管11外部，利用封闭组件13封闭进料口111，并且封闭组件13能够实现进料口111的开放，当圆管11插至饲料堆内的设定深度时，通过封闭组件13实现进料口111的封闭，避免不需要饲料进入圆管11内，当圆管11插至设定深度后，再通过封闭组件13开放进料口111，以便所需的饲料通过进料口111进入圆管11。需要说明的是，采样机构中的圆管11、输送辊12、锥形块14和输送电机均采用现有技术即可，在现有专利CN213456231 U中已有详细描述。

请参照图1至图3，封闭组件13包括第一外筒131、滑筒132、第二外筒133和驱动件。第一外筒131套安装在圆管11外壁，具体的，第一外筒131靠近收纳机构的一端通过连接杆或连接块焊接在圆管11外壁上，或者第一外筒131靠近收纳机构的一端向筒内折边，再将该折边焊接在圆管11外壁上，而且第一外筒131另一端为开口端，以达到在圆管11外壁形成一个开放的类夹套结构的目的，使第一外筒131成为安装弹簧136的基座，也使第一外筒131成为封闭组件13的基座。第二外筒133同样套接圆管11外壁，第二外筒133与第一外筒131采用相互对称且相同的两个筒状结构，具体的，第二外筒133靠近锥形块14的一端焊接在圆管11外壁上，第二外筒133靠近第一外筒131的一端为开口端，滑筒132可插至第二外筒133内。

请参照图1至图3，弹簧136套在圆管11外，且弹簧136放置在第一外筒131内。滑筒132为两端均为开口端的筒状结构，滑筒132套在圆管11外，滑筒132的内径大于圆管11的外径，滑筒132的外径均小于第一外筒131与第二外筒133的内径，以便滑筒132沿圆管11轴线方向移动。本实施例利用弹簧136推动滑筒132移出第一外筒131，并插至第二外筒133内。

请参照图3，驱动件包括牵引电机、收线轮134和牵引绳135，牵引电机与收线轮134均安装在圆管11，利用牵引电机驱动收线轮134正转或反转，牵引绳135一端卷绕于收线轮134上，牵引绳135另一端与滑筒132固定，当收线轮134正转时，收线轮134收卷牵引绳135，牵引绳135驱动滑筒132向第一外筒131内移动，当收线轮134反转时，收线轮134释放牵引绳135，以便滑筒132在弹簧136的驱动下向第一外筒131外移动。

当本采样装置未启动时，或正在插至饲料堆的过程中时，滑筒132因弹簧136的驱动保持在初始位置，此时牵引电机关停，滑筒132的一端插至第一外筒131的开口端内，滑筒132的另一端插至第二外筒133的开口端内，滑筒132位于圆管11的进料口111处，以实现封罩进料口111，在插入饲料堆的过程中，避免不需要的饲料进入进料口111。当圆管11插至所需的深度时，启动本采样装置，启动牵引电机并正转，使滑筒132向第一外筒131内移动，进而圆管11的进料口111逐渐打开，当滑筒132移动了设定的距离后，牵引电机停转，利用牵引绳135和弹簧136对滑筒132的力使滑筒132保持平衡和静止，此时滑筒132保持在工作位置，进料口111完全打开，所需的饲料经进料口111进入圆管11内，输送电机驱动输送辊12，利用输送辊12将饲料送至收纳组件收纳。当采样结束时，牵引电机反转，使滑筒132从工作位置复位至初始位置，恢复进料口111封闭，以便在拔出圆管11的过程中，避免饲料进入圆管11。

本发明的工作原理是：当圆管11插至预定深度时，在控制器的控制下，开启牵引电机和输送电机，驱动滑筒132移动同时驱动输送辊12转动，以开放进料口111，饲料进入圆管11后再被输送辊12送至连接管25，再进入中转管21内暂存。在输送电机开启之后延迟设定时间，控制器再启动真空泵，通过负压管4抽排收纳罐2内的空气，以降低收纳罐2内的压强，由于中转管21与圆管11连通，圆管11与大气连通，所以在翘板结构222未转动前，中转管21内保持大气压强，当收纳罐2内的压强降低到第一预设值时，被动板2222在大气压的作用下被推动远离中转管21，即翘板结构222顺时针转动，此时中转管21的出料端开放，而主动板2221封堵住负压管4，并使翘板结构222保持该状态，以便中转管21内的饲料能尽数落入收纳罐2内。此后，由于负压管4被堵，真空泵与负压管4之间的管路形成封闭的管路，其管路中的压强持续下降，将真空压力传感器监测压强下降至第二预设值时，控制器控制输送电机停转，停止传送饲料，控制器在延伸设定时长后关停真空泵并控制常闭补气电磁阀打开，以破解负压，使负压管4内的压强回升至大气压，翘板结构222此时不再受大气压强的作用，只受扭簧223的作用，翘板结构222再次逆时针转动，被动板2222重新封堵中转管21，避免收纳罐2内饲料从中转管21泄露。当真空压力传感器监测管路中压强为大气压时，控制器控制常闭补气电磁阀复位关闭，并再次启动牵引电机，使滑筒132在弹簧136的作用下复位，以封闭进料口111。此后，操作者拆下收纳罐2便可取出罐中的饲料样品，或者再装上空收纳罐2，以进行下一次的采样。

需要说明的是，主动板2221与被动板2222的表面均粘贴有一层橡胶，以实现主动板2221与负压管4之间的密封和实现被动板2222与中转管21之间的密封。而且罐底26与收纳罐2之间也设有密封圈。

需要说明的是，本实施例中所述的第一预设值，不是预设在控制器中的压强值，而且当收纳罐2内压强降低至一定值时的压强值，该压强值与扭簧223的力矩、收纳罐2空间体积的大小相关。本实施例中所述的第二预设值，是预设在控制器中的压强值，本领域技术人员可根据实际情况更改。

本实施例设置包括中转管21和收料开关组件22的收纳罐2，并且设置延伸至收纳罐2内的负压管4，负压管4连通有真空泵和真空压力传感器，在常压下，本实施例利用收料开关组件22封闭中转管21的出料端，在采样中，通过真空泵和负压管4实现收料开关组件22的触发，进而使中转管21内的饲料进入收纳罐2内，在负压管4被封堵后，当负压管4内的压强降低至第二预设值时，利用真空压力传感器和控制器实现电机和真空泵的自动停机，实现样品重量的自动控制，提高了采样装置的智能化，提高了工作效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.用于奶牛饲料检测的智能采样装置，包括采样机构和收纳机构，该收纳机构设有收纳罐，该收纳罐可拆卸地固定于该采样机构；其特征在于，

还包括控制器和负压管；

该收纳罐设有中转管和收料开关组件，

该负压管一端连通有真空泵，该负压管与该真空泵之间连接有真空压力传感器和常闭补气电磁阀，该负压管另一端延伸至该收纳罐内，

该中转管置于该收纳罐内，且该中转管的入料端与该收纳罐的入口连通，

该控制器分别与该真空压力传感器和该常闭补气电磁阀电性连接，

该收料开关组件固定于该中转管，该收料开关组件用于封闭该中转管的出料端，

当该收纳罐内的气压降低至第一预设值时，该收料开关组件开放该中转管的出料端，并封闭该负压管，

当该负压管内的气压降低至第二预设值时，该真空压力传感器触发，该控制器控制该采样机构关停，延迟设定时间后，该控制器再控制该常闭补气电磁阀打开且控制该真空泵关停；

所述收料开关组件包括固定座、翘板结构和扭簧，

该固定座固定于所述中转管，

该翘板结构包括主动板和被动板，该主动板与该被动板连接，且该主动板与该被动板的连接处通过转轴与该固定座枢接，该主动板位于所述负压管的下方，该被动板封堵于该中转管的出料端，

该扭簧套设于该转轴，且该扭簧用于驱动该翘板结构绕转轴向该中转管方向转动。

2.根据权利要求1所述的用于奶牛饲料检测的智能采样装置，其特征在于，

所述采样机构包括圆管、输送辊、封闭组件和锥形块，该输送辊转动连接于该圆管内，该锥形块固定于圆管的一端，且该锥形块内设有用于驱动输送辊转动的输送电机，该输送电机与所述控制器电性连接，该圆管设有进料口，该封闭组件设于该圆管外部，该封闭组件用于可开放地封闭该进料口，

所述收纳罐与该锥形块分别设于该圆管的两端。

3.根据权利要求1所述的用于奶牛饲料检测的智能采样装置，其特征在于，

所述被动板镶嵌有永磁铁。

4.根据权利要求1所述的用于奶牛饲料检测的智能采样装置，其特征在于，

所述负压管内设有防护网。

5.根据权利要求1所述的用于奶牛饲料检测的智能采样装置，其特征在于，

所述中转管的入料端配置为漏斗状。

6.根据权利要求2所述的用于奶牛饲料检测的智能采样装置，其特征在于，

所述收纳罐还设有连接管，该连接管与所述圆管可拆卸地连接。

7.根据权利要求2所述的用于奶牛饲料检测的智能采样装置，其特征在于，

所述封闭组件包括第一外筒、滑筒、第二外筒和驱动件，

该第一外筒套设于所述圆管外壁，该第一外筒靠近所述收纳机构的一端固定于该圆管外壁，该第一外筒另一端为开口端，第一外筒内置有弹簧，该弹簧套设于该圆管外，

该滑筒套设于该圆管，该滑筒插至该第一外筒的开口端内，且该滑筒可沿该圆管轴线方向移动，该弹簧用于驱动该滑筒移出该第一外筒，

该第二外筒套设于该圆管，该第二外筒靠近所述锥形块的一端固定于该圆管外壁，该第二外筒另一端为开口端，该滑筒可插至该第二外筒内，

该驱动件固定于该圆管，该驱动件与该滑筒连接，该驱动件用于驱动该滑筒向该第一外筒内移动，

当该滑筒插至该第二外筒内时，该滑筒封罩该进料口，当该滑筒向该第一外筒内移动并离开该第二外筒时，该滑筒开放该进料口。

8.根据权利要求7所述的用于奶牛饲料检测的智能采样装置，其特征在于，

所述驱动件包括收线轮和牵引绳，

该收线轮设于所述圆管，

该牵引绳一端卷绕于该收线轮上，该牵引绳另一端与所述滑筒固定。

9.根据权利要求1所述的用于奶牛饲料检测的智能采样装置，其特征在于，

所述收纳罐还设有可拆卸的罐底。