CN115104544B - 一种笼养动物精准饲喂装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种笼养动物精准饲喂装置及控制方法，所述饲喂装置包括设置在料斗底部的绞龙输料组件，用于反馈喂料机行车情况的定速行走反馈组件以及反馈通道饲料出料情况的通道变量反馈组件；所述控制方法通过定速巡航控制单元、精准喂料控制单元及单片机。绞龙输料组件主动推送饲料，解决饲料在料管中起拱堵塞的问题，避免出料障碍；单片机根据反馈的定速行走反馈信息和通道变量反馈信息，调控喂料机行车速度及喂料量，实现定速巡航及精准喂料，具有良好的实用及推广价值。

Description

一种笼养动物精准饲喂装置及控制方法

技术领域

本发明属于涉及自动化养殖技术，特别涉及一种笼养动物精准饲喂装置及控制方法。

背景技术

目前，蛋鸡、肉鸡、肉鸭、家兔等小型动物的自动化养殖模式多采用笼舍饲养，通过相关设备实现从喂料、饮水、调温，清粪等的自动化操作。为了提高土地及饲养笼舍的利用效率和提高饲养规模及效益，笼舍多设计成多层，喂料方式为通过依托轨道行走的行车式喂料机进行饲喂。该喂料方式通过料位器（匀料器）根据出料口与料槽底面的距离调节控制饲料出料厚度及出料量。

然而，现有的喂料机很难保证料槽内的饲料均匀度。主要原因如下：1）行车速度变化导致料槽内的饲料厚度产生误差。轨道变形引起的坡度、歪斜以及不同段轨道之间的接头障碍等会造成喂料机行进的阻力变化，进而引起喂料机行进速度变化；另外由于行走电机本身安装调试结构上的差异，相同PWM值条件下，行走速度也存在固有差异；在单位时间内出料量不变的情况下，行车速度变化，料槽内的饲料厚度也会产生误差。2）料槽偏移导致出料量误差。料槽偏移造成料位器与料槽底面之间的距离发生偏差，进而导致出料量存在误差，致使料槽内的饲料厚度不均匀；3）饲料重量变化导致出料误差。现有的喂料机饲料单靠重力下落，在喂料过程中，喂料机携带的饲料变少，饲料受到重量挤压力变小，因此饲料出料速度也会有变小，进而致使料槽内饲料厚度变小。实际生产中，行车轨道形变和料槽偏移是不可避免的，且料槽偏移严重的情况下还会造成出料口与料槽壁发生磕碰，影响正常出料；同时，饲料靠重力下落，容易在料管中起拱堵塞，造成出料障碍，这些均会导致饲养的动物投喂饲料不均匀，而饲养的鸡、鸭、兔等动物摄入的饲料量不同，会导致出栏体重或产蛋指标明显差异，影响合格率及产品品质。

此外，不同笼养动物在各个生理、生长阶段以及日内的各时段，其对饲料的需求量也是存在差异的；且环境温度、季节、光照等环境因素也会对笼养动物的采食需求产生影响；再者，不同阶层笼中动物的采食量可能也会存在差异，这就需要频繁、快捷的量化设置各阶段、各层笼位动物的饲喂量以达到精准喂料，而目前的喂料机也尚且不能实现这一功能。

因此，如何改进现有的喂料设备，达到均匀喂料，精准喂料，成为科学养殖十分必要且亟待解决的问题。

发明内容

针对上述存在的问题及为了达到上述的目的，本发明提供一种笼养动物精准饲喂装置及控制方法，通过在喂料仓下部安装电机绞龙输料结构和定速行走反馈调节单元，实现喂料机构定速行走及匀速出料，同时通过分层多通道变量反馈调节单元实现不同通道的喂料量的快捷的量化调节。具体技术方案如下：

首先，本发明提供一种笼养动物精准饲喂装置，包括用于容纳所养动物的多层笼具，每层笼具均设有对应的饲料槽，用于投喂饲料的行车式喂料机，其沿行车轨道行走进行饲料投喂；所述行车式喂料机的机架呈A字型或H型设置，其上带有多个料斗，且所述料斗与所述饲料槽一一对应；其中，所述料斗的底部均安装有绞龙输料组件，用于主动推送供料；所述行车式喂料机上设有定速行走反馈组件和通道变量反馈组件，用于反馈调节行车速度及投喂饲料量，实现定速巡航及精准喂料。

前述的笼养动物精准饲喂装置，每路绞龙输料组件均包括料管，设置在料管内主动推送饲料的实心绞龙，以及驱动实心绞龙转动的喂料电机；所述料管上设有饲料入口和饲料出口，所述饲料入口与料斗的出料口对接，所述饲料出口对准饲料槽，用于将饲料送入饲料槽内。

前述的笼养动物精准饲喂装置，所述定速行走反馈组件包括编码器和行走PWM调速器；所述编码器的计速轮设置在喂料机主动轮的一侧并与轨道接触，用于实时测定喂料机行走速度，并将信号反馈至单片机；所述行走PWM调速器用于根据单片机指令控制行车电机增减速度，进而控制喂料机行车速度，实现定速巡航。

前述的笼养动物精准饲喂装置，所述通道变量反馈组件包括霍尔传感器和喂料PWM调速器；所述霍尔传感器设置在喂料电机背部，用于测定喂料电机转速；所述喂料PWM调速器用于根据所属通道设置的喂料量及喂料机行车速度调控喂料电机增减速度，控制实心绞龙转动速度，进而控制出料量，实现精准喂料。

前述的笼养动物精准饲喂装置，该精准饲喂装置还包括异常报警组件，其包括异常断路器和警报器；当喂料机出现行车或投料故障时，异常断路器使单片机自动停机，并通过警报器发出报警信号。

其次，本发明一种笼养动物精准饲喂控制方法，该方法通过前述的精准饲喂装置实现定速巡航及精准喂料；其包括定速巡航控制单元、精准喂料控制单元及单片机；

1）所述定速巡航控制单元的控制方法具体为：

S1-1：初设行走PWM值：通过单片机设定喂料机行走速度，并测定该行走速度下行走PWM调速器的PWM值，作为喂料机行走PWM初始值；

S1-2：初设脉冲值：根据喂料机在初设的行走PWM值下的行走速度以及编码器计速轮的周长获得计速轮在初设行走PWM值下的转动圈数，进而获得编码器在PWM初始值下产生的对应脉冲数，作为初设脉冲值；

S1-3：探测实际速度：喂料机行走时，编码器的计速轮转动，探测喂料机行走的实际速度；同时编码器产生计速轮转动圈数对应的实际脉冲数，并将该实际脉冲数反馈给单片机；

S1-4：控制调速：单片机将编码器反馈的探测实际速度产生的实际脉冲数和初设脉冲值进行比较，并自动调整行走PWM值，控制行走电机增减速度，使喂料机运行速度保持稳定；

2）所述精准喂料控制单元的控制方法具体为：

S2-1：饲喂量校准：通过单片机设定喂料PWM调速器的PWM值，控制喂料电机驱动实心绞龙按照指定速度旋转，向外出料，并测定单位时间内出料的质量输入单片机；同时，喂料电机背部的霍尔传感器测定喂料电机转速，获得实心绞龙每旋转1圈，霍尔传感器输出的脉冲信号数，并反馈给单片机；单片机自动计算，得出每个脉冲数对应的出料量，作为饲喂量校准基础；

S2-2：各通道喂料量设置：根据每条喂料通道单位距离内饲养动物的数量、每只动物投喂的饲料量、喂料机行走速度以及每个脉冲数对应的出料量获得该喂料通道喂料电机上霍尔传感器单位时间内输出的喂料脉冲信号数；根据该喂料脉冲信号数反推获得喂料PWM值；喂料时，在单片机对应通道输入喂料PWM值，使该路喂料电机按照设定的脉冲信号数旋转工作，实现分通道设置喂料量；

S2-3：各通道喂料量反馈调节：在单片机内输入各通道喂料电机对应的喂料PWM值，喂料电机旋转，同时获得喂料电机上的霍尔传感器在该喂料PWM值下单位时间内输出的脉冲信号数，作为初设脉冲数；在喂料过程中，霍尔传感器实时测定的喂料电机的转速，并产生实际脉冲信号数，反馈给单片机；单片机比较霍尔传感器产生的实际脉冲信号数和初设脉冲数，并自动调整喂料PWM值，控制喂料电机增减速度，使实心绞龙出料量保持稳定。

前述的笼养动物精准饲喂控制方法，步骤S2-2中，各通道喂料量设置具体步骤如下：

设：实心绞龙每分钟转动对应的脉冲数为n个，其每分钟出料质量为m克，则每个脉冲数对应的出料量为w= m/n克；

并设：

每只动物的喂料量为x克；

每米距离饲养的动物数量为Q只；

喂料机行走速度为s米/分钟；

霍尔传感器每分钟输出的脉冲信号数为p个；

则：P=s*Q*x/w；

再设：实心绞龙转速为z，则：z= P/n；进而计算出对应通道的喂料PWM值。

优选地，编码器探测喂料机实际行车速度的频率和霍尔传感器探测喂料电机实时转速的频率均为0.5～2次/s；调整行走PWM值的频率和调整喂料PWM值的频率均为0.5～2次/s，行走PWM值调节幅度和喂料PWM值调节幅度均为0.5～2.5%。

前述的笼养动物精准饲喂控制方法，还包括报警控制单元，其具体控制方式为：

A）行车故障判断

当编码器探测10～15s内喂料机行走的平均速度低于设定速度值的70～80%时，则判定喂料机行车出现故障，单片机自动停机，停止喂料工作，并发出警报；

B）喂料故障判断

当某一路喂料电机上的霍尔传感器探测3～5s内电机旋转的平均速度低于设定速度值的70～80%时，则判定此路喂料电机运行现故障，单片机自动停机，停止喂料工作，并发出警报。

本发明有益效果：

1）本发明装置通过在料斗的底部均安装有绞龙输料组件，用于主动推送供料，解决料管堵塞，无法出料的问题；通过设置定速行走反馈组件反馈调节行车速度，使喂料机行车速度稳定，实现定速巡航；通过设置通道变量反馈组件，分通道根据饲料即喂养的动物数量及喂养需求，设置喂料量，并根据反馈调节投喂饲料量，实现精准喂料。

2）本发明绞龙输料组件能够根据需求通过控制器主动推送饲料，使饲喂均匀、精准，并可快速简便地量化设置喂料量，且还可通过控制器控制绞龙自动喂料机以少量多次的形式进行饲喂。

3）本发明定速行走反馈组件所使用的编码器技术成熟，计速轮直接与轨道接触，避免喂料机卡机主动轮空转，实时反馈喂料机行车速度，保证喂料机行车速度稳定，实现定速巡航。

4）本发明通道变量反馈组件通过霍尔传感器测定喂料电机转速，反馈实心绞龙实际转动出料量，并通过控制喂料电机转速调节控制出料量，实现均匀喂料及各通道独立控制喂料量，实现精准喂料。

5）本发明精准饲喂装置构造简单，可自动调节控制车速及投喂饲料量，解决行车速度变化及料槽偏移导致的料槽内的饲料厚度误差问题，同时避免行车故障及出料故障导致无效喂料，提醒饲养管理人员及时解决，确保饲养的动物摄入饲料均衡。

6）本发明控制方法通过定速巡航控制单元、精准喂料控制单元及单片机，调控喂料机行车速度及喂料量，实现定速巡航及精准喂料；并通过报警控制单元适时报警，避免无效喂料。其中，定速巡航控制单元单片机根据编码器反馈的实际脉冲数和初设脉冲值自动调整行走PWM值，控制行走电机增减速度，使喂料机运行速度保持稳定；精准喂料控制单元单片机比较霍尔传感器产生的实际脉冲信号数和初设脉冲数，自动调整喂料PWM值，控制喂料电机增减速度，使实心绞龙出料量保持稳定，原理清晰，操作性实时性强，具有良好的实用价值。

7）本发明控制方法据每条喂料通道单位距离内饲养动物的数量、每只动物投喂的饲料量、喂料机行走速度以及每个脉冲数对应的出料量获得该喂料通道喂料电机PWM值，使该路喂料电机按照设定的脉冲信号数旋转工作，实现分通道设置喂料量；并实现根据笼养动物各个生理、生长阶段以及采食需求控制饲喂量，真正达到精准饲喂、科学养殖的目的，提高饲养动物产品合格率及品质，具有良好的经济及推广价值。

附图说明

图1为本发明笼养动物精准饲喂装置的结构示意图；

图2为本发明笼养动物精准饲喂控制方法流程示意图；

图3为本发明定速巡航控制单元控制流程示意图；

图4为本发明精准喂料控制单元控制流程示意图；

图5为本发明饲喂量校准操作界面图；

图6为本发明喂料参数设置界面图。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明较佳实施例，而不是全部的实施例，亦并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用所揭示的技术内容加以变更或改型等同变化。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

具体实施例如下：

本实施例是一种笼养动物精准饲喂装置及控制方法，基于现有的用于多层笼具饲养模式的行车式喂料机及养殖模式进行改进，通过在喂料仓下部安装电机绞龙输料结构和定速行走反馈调节单元，实现喂料机构定速行走及匀速出料，同时通过分层多通道变量反馈调节单元实现不同通道的喂料量的快捷的量化调节。具体如下：

首先，介绍下本实施例所述的笼养动物精准饲喂装置。如图1所示，该精准饲喂装置包括现有的容纳所养动物的多层笼具及笼具对应设置的饲料槽，沿行车轨道行走进行饲料投喂的行车式喂料机；所述行车式喂料机的机架呈A字型或H型设置，其上带有多个料斗，且所述料斗与所述饲料槽一一对应。本实施例所述的笼养动物精准饲喂装置改进之处在于，所述料斗的底部均安装有绞龙输料组件，用于主动推送供料；所述行车式喂料机上设有定速行走反馈组件和通道变量反馈组件，用于反馈调节行车速度及投喂饲料量，实现定速巡航及精准喂料。具体介绍如下：

所述的绞龙输料组件，每路均包括料管，设置在料管内主动推送饲料的实心绞龙，以及驱动实心绞龙转动的喂料电机；所述料管上设有饲料入口和饲料出口，所述饲料入口与料斗的出料口对接，所述饲料出口对准饲料槽，用于将饲料送入饲料槽内，从而解决饲料单靠重力下落存在的料管堵塞无法出料的问题；并且通过绞龙主动推送，饲料布料免受料斗内饲料重量的影响，便于控制投料量，便于控制饲料槽内的饲料厚度均匀度。

所述的定速行走反馈组件包括编码器和行走PWM调速器。编码器的计速轮设置在喂料机主动轮的一侧并与轨道接触，用于实时测定喂料机行走速度，并将信号反馈至单片机；所述行走PWM调速器用于根据单片机指令控制行车电机增减速度，进而控制喂料机行车速度，从而解决轨道变形或轨道接头引起的喂料机行车速度不稳定的问题，实现定速巡航，进一步保证投入饲料槽内的饲料厚度的均匀度。

所述的通道变量反馈组件包括霍尔传感器和喂料PWM调速器。所述霍尔传感器设置在喂料电机背部，用于测定喂料电机转速；所述喂料PWM调速器用于根据所属通道设置的喂料量及喂料机行车速度调控喂料电机增减速度，控制实心绞龙转动速度，进而控制出料量，因此可不受料槽偏移度的影响，实现精准喂料。

此外，本实施例所述的笼养动物精准饲喂装置，还包括异常报警组件。所述异常报警组件包括异常断路器和警报器；当喂料机出现行车或投料故障时，异常断路器使单片机自动停机，并通过警报器发出报警信号，提醒养殖管理人员及时解决问题，恢复喂料，避免无效喂料的发生。

其次，介绍下本实施例所述的精准饲喂控制方法。基于上述的精准饲喂装置，本实施例所述的精准饲喂控制方法包括定速巡航控制单元、精准喂料控制单元及单片机，如图2所示。具体介绍如下：

1）如图3所示，所述定速巡航控制单元的控制方法流程如下：

S1-1：初设行走PWM值：通过单片机设定喂料机行走速度，并测定该行走速度下行走PWM调速器的PWM值，作为喂料机行走PWM初始值；

S1-2：初设脉冲值：根据喂料机在初设的行走PWM值下的行走速度以及编码器计速轮的周长获得计速轮在初设行走PWM值下的转动圈数，进而获得编码器在PWM初始值下产生的对应脉冲数，作为初设脉冲值；

S1-3：探测实际速度：喂料机行走时，编码器的计速轮转动，探测喂料机行走的实际速度；同时编码器产生计速轮转动圈数对应的实际脉冲数，并将该实际脉冲数反馈给单片机；

S1-4：控制调速：单片机将编码器反馈的探测实际速度产生的实际脉冲数和初设脉冲值进行比较，并自动调整行走PWM值，控制行走电机增减速度，使喂料机运行速度保持稳定。

举个例子：假设，理想状态下（一般为设备投入使用初期，轨道变形较小时测定；且测定时间简短，可忽略轨道接头引起的阻力变化及喂料所携带的饲料重量变化），单片机设定喂料机以速度为4m/min行走喂料，测定行走调速模块的PWM值为a，并且用此PWM值，作为喂料机行走喂料的初始设定值。假设，编码器的计速轮周长为20cm，其每走一圈对应编码器产生的脉冲数为600个；则在喂料机以速度为4m/min行走喂料的情况下，计速轮需以20圈/min速度转动，对应编码器产生的初设脉冲数为12000个脉冲，以此作为行走反馈脉冲的初设值。

喂料时，在单片机中输入行走PWM值a，控制喂料机以4m/min行走喂料；同时计速轮转动，编码器实际每分钟产生的脉冲数通过电路传给单片机，单片机将实际每分钟产生的脉冲数与初设脉冲数12000进行比较，当行走速度发生偏差时，实际脉冲数则与初设脉冲数不对应，此时单片机则自动发出指令调整行走PWM调速器的PWM值，进而控制电机增减速度，使喂料机运行速度保持稳定，实现定速巡航。

2）如图4所示，所述精准喂料控制单元的控制方法为：

S2-1：饲喂量校准：由于饲料的粒径、密度不同，出料速度存在差异，所以饲喂前首先需要对特定品种饲料的喂料量进行校准。具体方法为：通过单片机设定喂料PWM调速器的PWM值，控制喂料电机驱动实心绞龙按照指定速度旋转，向外出料，并测定单位时间内出料的质量输入单片机；同时，喂料电机背部的霍尔传感器测定喂料电机转速，获得实心绞龙每旋转1圈，霍尔传感器输出的脉冲信号数，并反馈给单片机；单片机自动计算，得出每个脉冲数对应的出料量，作为饲喂量校准基础。具体操作可以为：首先，通过单片机设定一个具体喂料PWM调速器的PWM值，同时将料仓中放满要使用的特定品种饲料，使绞龙组件的料管充盈；点击单片机界面上的校准按钮，单片机驱动喂料电机带动实心绞龙按照指定速度旋转向外出料1min；同时，喂料电机背部的霍尔传感器测定喂料电机转速，实心绞龙每旋转1圈，霍尔传感器输出定量的脉冲信号数，并反馈给单片机；1min结束后，单片机自动保存霍尔传感器1分钟内输出的总脉冲信号数；人工测定1min时间内喂料机出料的饲料质量，并填入校准界面中的称重值对话框中，如图5所示；单片机系统自动计算，得出每个脉冲数对应的出料量，填入对应的校准值对话框中，完成饲喂量校准工作。

S2-2：各通道喂料量设置：为了解决不同阶层笼养动物对饲料需求不同的问题，本实施例装置及方法实现各通道喂料量设置。具体为根据每条喂料通道单位距离内饲养动物的数量、每只动物投喂的饲料量、喂料机行走速度以及每个脉冲数对应的出料量获得该喂料通道喂料电机上霍尔传感器单位时间内输出的喂料脉冲信号数；根据该喂料脉冲信号数反推获得喂料PWM值；喂料时，在单片机对应通道输入喂料PWM值，使该路喂料电机按照设定的脉冲信号数旋转工作，实现分通道设置喂料量。其中，喂料通道单位距离内饲养动物的数量根据通道设备情况及所饲养的动物种类及大小决定，一般为每米距离3只；每只动物投喂的饲料量则根据笼养动物所处的生理生长阶段、日内喂料时段、以及环境温度、季节、光照等环境因素另行确定，视为已知值；各喂料参数直接填入单片机界面即可，如图6所示。所述喂料机行走速度经上述调控后，视为定速；每个霍尔传感器脉冲对应的出料量经上述饲喂量校准步骤也是已知的，因此可以确定所属喂料通道喂料电机上霍尔传感器单位时间内应该输出的喂料脉冲信号数，进而反推算出喂料PWM值，并以此值为初始值控制喂料电机旋转出料。

各通道喂料量设置的具体步骤如下：

首先设：实心绞龙每分钟转动对应的脉冲数为n个，其每分钟出料质量为m克，则每个脉冲数对应的出料量为w= m/n克；

并设：

每只动物的喂料量为x克；

每米距离饲养的动物数量为Q只；

喂料机行走速度为s米/分钟；

霍尔传感器每分钟输出的脉冲信号数为p个；

则：P=s*Q*x/w；

再设：实心绞龙转速为z，则：z= P/n；进而计算出对应通道的喂料PWM值。

S2-3：各通道喂料量反馈调节：和定速巡航反馈调节类似，确定所属喂料通道喂料电机上霍尔传感器单位时间内应该输出的喂料脉冲信号数，反推算出所属通道喂料PWM值后，在单片机内输入各通道喂料电机对应的喂料PWM值，控制喂料电机旋转；同时以喂料电机上的霍尔传感器在该喂料PWM值下单位时间内输出的脉冲信号数，作为初设脉冲数。在喂料过程中，霍尔传感器实时测定的喂料电机的转速，并产生实际脉冲信号数，反馈给单片机；单片机比较霍尔传感器产生的实际脉冲信号数和初设脉冲数，产生偏差时，单片机自动发出指令调整喂料PWM值，控制喂料电机增减速度，使实心绞龙出料量保持稳定。

本实施例所述的笼养动物精准饲喂控制方法，编码器探测喂料机实际行车速度的频率和霍尔传感器探测喂料电机实时转速的频率均为0.5～2次/s，均优选为1次/s。调整行走PWM值的频率和调整喂料PWM值的频率均为0.5～2次/s，优选为1次/s。行走PWM值调节和喂料PWM值调节是指调节导通时间占整个周期的比例，行走PWM值和喂料PWM值的调节幅度均控制为0.5～2.5%，优选为1%，以精确调节行车速度和喂料量。

此外，为了防止喂料机卡顿主动轮空转及防止料斗物料喂料机空机巡航造成的无效喂料，本实施例所述的笼养动物精准饲喂控制方法，还包括报警控制单元，其具体控制方式为：

A）行车故障判断

当编码器探测10～15s内喂料机行走的平均速度低于设定速度值的70～80%时，则判定喂料机行车出现故障，单片机自动停机，停止喂料工作，并发出警报；

B）喂料故障判断

当某一路喂料电机上的霍尔传感器探测3～5s内电机旋转的平均速度低于设定速度值的70～80%时，则判定此路喂料电机运行现故障，单片机自动停机，停止喂料工作，并发出警报。

本发明装置通过在料斗的底部均安装有绞龙输料组件，用于主动推送供料，解决料管堵塞，无法出料的问题；通过设置定速行走反馈组件反馈调节行车速度，使喂料机行车速度稳定，实现定速巡航；通过设置通道变量反馈组件，分通道根据饲料即喂养的动物数量及喂养需求，设置喂料量，并根据反馈调节投喂饲料量，实现精准喂料。

本发明控制方法通过定速巡航控制单元、精准喂料控制单元及单片机，调控喂料机行车速度及喂料量，实现定速巡航及精准喂料；并通过报警控制单元适时报警，避免无效喂料。其中，定速巡航控制单元单片机根据编码器反馈的实际脉冲数和初设脉冲值自动调整行走PWM值，控制行走电机增减速度，使喂料机运行速度保持稳定；精准喂料控制单元单片机比较霍尔传感器产生的实际脉冲信号数和初设脉冲数，自动调整喂料PWM值，控制喂料电机增减速度，使实心绞龙出料量保持稳定，原理清晰，操作性实时性强，具有良好的实用价值。

并且本发明控制方法据每条喂料通道单位距离内饲养动物的数量、每只动物投喂的饲料量、喂料机行走速度以及每个脉冲数对应的出料量获得该喂料通道喂料电机PWM值，使该路喂料电机按照设定的脉冲信号数旋转工作，实现分通道设置喂料量；并实现根据笼养动物各个生理、生长阶段以及采食需求控制饲喂量，真正达到精准饲喂、科学养殖的目的，提高饲养动物产品合格率及品质，具有良好的经济及推广价值。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种笼养动物精准饲喂控制方法，其特征在于：该方法通过精准饲喂装置实现定速巡航及精准喂料；所述精准饲喂装置包括：

用于容纳所养动物的多层笼具，每层笼具均设有对应的饲料槽，

用于投喂饲料的行车式喂料机，其沿行车轨道行走进行饲料投喂；

所述行车式喂料机的机架呈A字型或H型设置，其上带有多个料斗，且所述料斗与所述饲料槽一一对应；

所述料斗的底部均安装有绞龙输料组件，用于主动推送供料；

所述行车式喂料机上设有定速行走反馈组件和通道变量反馈组件，用于反馈调节行车速度及投喂饲料量，实现定速巡航及精准喂料；其中，

所述定速行走反馈组件包括编码器和行走PWM调速器；所述编码器的计速轮设置在喂料机主动轮的一侧并与轨道接触，用于实时测定喂料机行走速度，并将信号反馈至单片机；所述行走PWM调速器用于根据单片机指令控制行车电机增减速度，进而控制喂料机行车速度，实现定速巡航；

所述通道变量反馈组件包括霍尔传感器和喂料PWM调速器；所述霍尔传感器设置在喂料电机背部，用于测定喂料电机转速；所述喂料PWM调速器用于根据所属通道设置的喂料量及喂料机行车速度调控喂料电机增减速度，控制实心绞龙转动速度，进而控制出料量，实现精准喂料；

该控制方法通过单片机控制定速行走反馈组件和通道变量反馈组件实现定速巡航单元控制和精准喂料单元控制；具体如下：

1）定速巡航单元控制方法为：

S1-1：初设行走PWM值：通过单片机设定喂料机行走速度，并测定该行走速度下行走PWM调速器的PWM值，作为喂料机行走PWM初始值；

S1-2：初设脉冲值：根据喂料机在初设的行走PWM值下的行走速度以及编码器计速轮的周长获得计速轮在初设行走PWM值下的转动圈数，进而获得编码器在PWM初始值下产生的对应脉冲数，作为初设脉冲值；

S1-3：探测实际速度：喂料机行走时，编码器的计速轮转动，探测喂料机行走的实际速度；同时编码器产生计速轮转动圈数对应的实际脉冲数，并将该实际脉冲数反馈给单片机；

S1-4：控制调速：单片机将编码器反馈的探测实际速度产生的实际脉冲数和初设脉冲值进行比较，并自动调整行走PWM值，控制行走电机增减速度，使喂料机运行速度保持稳定；

2）精准喂料单元控制方法为：

S2-1：饲喂量校准：通过单片机设定喂料PWM调速器的PWM值，控制喂料电机驱动实心绞龙按照指定速度旋转，向外出料，并测定单位时间内出料的质量输入单片机；同时，喂料电机背部的霍尔传感器测定喂料电机转速，获得实心绞龙每旋转1圈，霍尔传感器输出的脉冲信号数，并反馈给单片机；单片机自动计算，得出每个脉冲数对应的出料量，作为饲喂量校准基础；

S2-2：各通道喂料量设置：根据每条喂料通道单位距离内饲养动物的数量、每只动物投喂的饲料量、喂料机行走速度以及每个脉冲数对应的出料量获得该喂料通道喂料电机上霍尔传感器单位时间内输出的喂料脉冲信号数；根据该喂料脉冲信号数反推获得喂料PWM值；喂料时，在单片机对应通道输入喂料PWM值，使该通道喂料电机按照设定的脉冲信号数旋转工作，实现分通道设置喂料量；

S2-3：各通道喂料量反馈调节：在单片机内输入各通道喂料电机对应的喂料PWM值，喂料电机旋转，同时获得喂料电机上的霍尔传感器在该喂料PWM值下单位时间内输出的脉冲信号数，作为初设脉冲数；在喂料过程中，霍尔传感器实时测定的喂料电机的转速，并产生实际脉冲信号数，反馈给单片机；单片机比较霍尔传感器产生的实际脉冲信号数和初设脉冲数，并自动调整喂料PWM值，控制喂料电机增减速度，使实心绞龙出料量保持稳定。

2.根据权利要求1所述的笼养动物精准饲喂控制方法，其特征在于：每路绞龙输料组件均包括料管，设置在料管内主动推送饲料的实心绞龙，以及驱动实心绞龙转动的喂料电机；所述料管上设有饲料入口和饲料出口，所述饲料入口与料斗的出料口对接，所述饲料出口对准饲料槽，用于将饲料送入饲料槽内。

3.根据权利要求1所述的笼养动物精准饲喂控制方法，其特征在于：该精准饲喂装置还包括异常报警组件，其包括异常断路器和警报器；当喂料机出现行车或投料故障时，异常断路器使单片机自动停机，并通过警报器发出报警信号。

4.根据权利要求1所述的笼养动物精准饲喂控制方法，其特征在于：

步骤S1-3中，编码器探测喂料机实际行车速度的频率为0.5～2次/s；

步骤S1-4中，所述自动调整行走PWM值的频率为0.5～2次/s，行走PWM值调节幅度为0.5～2.5%。

5.根据权利要求1所述的笼养动物精准饲喂控制方法，其特征在于：步骤S2-2中，各通道喂料量设置具体步骤如下：

设：实心绞龙每分钟转动对应的脉冲数为n个，其每分钟出料质量为m克，则每个脉冲数对应的出料量为w= m/n克；

并设：

每只动物的喂料量为x克；

每米距离饲养的动物数量为Q只；

喂料机行走速度为s米/分钟；

霍尔传感器每分钟输出的脉冲信号数为P个；

则：P=s*Q*x/w；

再设：实心绞龙转速为z，则：z=P/n；进而计算出对应通道的喂料PWM值。

6.根据权利要求1所述的笼养动物精准饲喂控制方法，其特征在于：步骤S2-3中，霍尔传感器探测喂料电机实时转速的频率为0.5～2次/s；所述自动调整喂料PWM值的频率为0.5～2次/s，喂料PWM值调节幅度为0.5～2.5%。

7.根据权利要求1所述的笼养动物精准饲喂控制方法，其特征在于：该方法还包括报警控制单元，其具体控制方式为：

A）行车故障判断

当编码器探测10～15s内喂料机行走的平均速度低于设定速度值的70～80%时，则判定喂料机行车出现故障，单片机自动停机，停止喂料工作，并发出警报；

B）喂料故障判断

当某一通道喂料电机上的霍尔传感器探测3～5s内电机旋转的平均速度低于设定速度值的70～80%时，则判定此通道喂料电机运行出现故障，单片机自动停机，停止喂料工作，并发出警报。