CN204722004U - 红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，包括固定支架、位于固定支架内上半部的饲料储料罐、位于固定支架内下半部的粥料盆、饲料搅拌装置，还包括位于粥料盆上方两侧的红外感应传感器、固定在固定支架外侧上部的微控制器、粥料溢出检测装置；饲料储料罐的两侧分别通过紧定螺栓和支撑衬板固定在固定支架上；粥料盆及粥料溢出检测装置主要用来盛放成型的猪用粥料并防止粥料溢出。本实用新型结构简单，安装方便，由于采用了热释电红外感应传感器和基于MCU的控制器进行实时监控，当有猪头进入料盆时可以立即启动投料程序，充分考虑了生猪的主动进食需求，当生猪进食完成后离开时，系统关闭给料装置，有效降低了饲料的浪费。

Description

红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置

技术领域

本实用新型涉及牲畜养殖自动化设备领域，特别是涉及一种红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置。

背景技术

目前，国内的大中型生猪养殖场普遍采用人工拌料或者半自动的喂料方式，人工喂料方式完全依赖人工操作，工人将固体颗粒饲料与清水按一定比例混合成糊状后，每天按时并定量投放到饲料槽中；半自动的喂料方式一般采用定时定量给料，不管生猪需不需要进食。对于人工喂养模式，其缺点是一方面人工饲养的工作量较大，喂养效率低，单纯依赖人工投料，固体颗粒和水混合前没有经过研磨环节造成粥料颗粒成分较多，不利于营养吸收；另一方面，每次的投食量靠人工控制，可能造成投料过多或过少的情况，投料过多可能造成饲料变质，进而造成浪费，投料过少可能造成生猪进食较少，不利于生猪生长。对于半自动的喂料模式，水和颗粒状的饲料在混合前有一定的研磨，但是其投料的原则是定时定量，同样没有考虑生猪自身进食需求，也有可能造成饲料的变质浪费。

因此亟需提供一种新型的猪用饲料自动搅拌及投喂装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，能够自动感应是否有猪靠近料盆觅食，提高生猪的养殖效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，包括固定支架、位于固定支架内上半部的饲料储料罐、位于固定支架内下半部的粥料盆、饲料搅拌装置，还包括位于粥料盆上方两侧的红外感应传感器、固定在固定支架外侧上部的微控制器、粥料溢出检测装置；

饲料储料罐的两侧分别通过紧定螺栓和支撑衬板固定在固定支架上；

饲料搅拌装置包括位于其中部的直流电机、搅拌轴、搅拌混合池、焊接在搅拌轴中下部的打料叶片及螺旋送料绞龙、固定在搅拌轴下端的三叶旋转铰刀、水管、设置在水管上端的电磁水阀，搅拌混合池位于固定支架上半部与下半部之间的分界横杆中部，搅拌混合池上部还设有搅拌混合池上盖，搅拌轴的一端连接直流电机，另一端伸入搅拌混合池中，水管设置在固定支架内部，其末端伸向搅拌混合池；

微控制器设置在由控制盒支撑板支撑的控制盒内部；

粥料溢出检测装置包括位置调节器、粥料溢出检测信号线，粥料溢出检测信号线的一端连接在微控制器上，另一端伸向粥料盆，位置调节器套装在粥料溢出检测信号线的末端，其末端伸向粥料盆。

在本实用新型一个较佳实施例中，红外感应传感器倾斜固定在固定支架上，其检测半径大于粥料盆的半径，其中，红外感应传感器采用热释电红外感应传感器，用于实时检测是否有需要进食的生猪猪头探入。

在本实用新型一个较佳实施例中，直流电机设置在位于饲料储料罐上部的直流电机支撑板上，其外部装有电机罩，以便将直流电机固定在饲料储料罐中。

在本实用新型一个较佳实施例中，微控制器采用嵌入式微控制器STC15F16S2，内部资源丰富，作为红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置的控制核心。

在本实用新型一个较佳实施例中，搅拌混合池上盖通过紧定螺钉固定在饲料储料罐的底部，可通过紧定螺钉调节搅拌混合池上盖与搅拌混合池之间的间隙大小。

在本实用新型一个较佳实施例中，位置调节器包括多节螺旋连接套管，粥料的设定位置通过调节位置调节器的螺旋连接套管来实现。

在本实用新型一个较佳实施例中，粥料溢出检测信号线设置在固定支架内部，其一端连接在微控制器内部的系统电源正极上。

在本实用新型一个较佳实施例中，粥料盆为中部凸起的结构，且与粥料控制器内部的系统电源负极连接，粥料盆的材料为金属，实现信号传递。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，安装方便，由于采用了热释电红外感应传感器和基于MCU的微控制器进行实时监控，当有生猪猪头探入料盆寻求进食时可以立即启动投料程序，当生猪进食完成后离开时，系统关闭给料装置，有效降低了饲料的浪费，同时，颗粒饲料和水混合前经过充分研磨成粉，保证了粥料成糊状，便于饲料养分被生猪充分吸收，相比于人工饲养方式和半自动的饲养方式，充分考虑生猪的主动进食需求，有利于提高养殖效率，并节约养殖场的人工成本；

同时为防止某些生猪的过度进食，在固定的某几个时段内让控制器进入休眠，有利于减少饲料的浪费，考虑到某些瘦弱的生猪进食需求，在夜间的某些时间段内主动下料一段时间，保证瘦弱生猪得到充分的进食。

附图说明

图1是本实用新型红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置一较佳实施例的结构示意图。

图2是所述红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置的硬件结构框图。

图3是所述红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置中系统电源、红外检测模块、微控制器及时钟模块的电路原理图。

图4是所述红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置中水阀及电机控制模块的电路原理图。

附图中各部件的标记如下：1、固定支架，11、分界横杆，2、饲料储料罐，21、紧定螺栓，22、支撑衬板，23、直流电机支撑板，3、粥料盆，4、饲料搅拌装置，41、直流电机，42、搅拌轴，43、搅拌混合池，44、打料叶片，45、螺旋送料绞龙，46、三叶旋转铰刀，47、水管，48、电磁水阀，49、搅拌混合池上盖，5、红外感应传感器，6、微控制器，61、控制盒，62、控制盒支撑板，7、粥料溢出检测装置，71、位置调节器，711、螺旋连接套管，72、粥料溢出检测信号线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本实用新型实施例包括：

一种红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，包括固定支架1、位于固定支架1内上半部的饲料储料罐2、位于固定支架1内下半部的粥料盆3、饲料搅拌装置4、位于粥料盆3上方两侧的红外感应传感器5、固定在固定支架1外侧上部的微控制器6、粥料溢出检测装置7。

固定支架1由方钢焊接而成，底部采用角钢焊接，利用地脚螺栓固定于地基上，其内部分为上下两部分，上半部与下半部的比例大概为3:1，两者之间通过一分界横杆11隔开，固定支架1主要实现对整个自动搅拌及投喂装置的牢固固定。饲料储料罐2采用塑料制成，整体呈漏斗状，其两侧分别通过紧定螺栓21和支撑衬板22固定在固定支架上。两个红外感应传感器5按一定的角度安装在粥料盆3的上方，倾斜固定在固定支架1上，其检测半径大于粥料盆3的半径，其中，红外感应传感器5采用热释电红外感应传感器，用于实时检测是否有需要进食的生猪猪头探入。

饲料搅拌装置4包括位于其中部的直流电机41、搅拌轴42、搅拌混合池43、焊接在搅拌轴42中下部的打料叶片44及螺旋送料绞龙45、固定在搅拌轴42下端的三叶旋转铰刀46、水管47、设置在水管47上端的电磁水阀48。所述自动搅拌及投喂装置的动力源采用24V的直流电机41，直流电机41设置在位于饲料储料罐2上部的直流电机支撑板23上，其外部装有电机罩（图中未示出）。搅拌混合池43位于固定支架1上半部与下半部之间的分界横杆11中部，搅拌混合池43上部还设有搅拌混合池上盖49，搅拌混合池上盖29采用尼龙制成，通过紧定螺钉固定在饲料储料罐2底部，可通过紧定螺钉调节搅拌混合池上盖49与搅拌混合池43之间的间隙大小。搅拌轴42的一端连接直流电机41，另一端伸入搅拌混合池43中，螺旋送料绞龙45设置在打料叶片44的下部。水管47设置在固定支架1内部，其末端伸向搅拌混合池43，电磁水阀48由微控制器6控制打开。

微控制器6设置在由控制盒支撑板62支撑的控制盒61内部，采用嵌入式微控制器STC15F16S2，内部资源丰富，基于MCU的微控制器6作为红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置的控制核心。

粥料盆3由金属制成，固定在自动搅拌及投喂装置的固定支架1上，且与微控制器6内部的系统电源负极连接，粥料盆3用于盛放粥状的饲料，其中间凸起，防止粥料在粥料盆3中央堆积。粥料溢出检测装置7包括位置调节器71、粥料溢出检测信号线72，粥料溢出检测信号线72的一端连接在微控制器6内部的系统电源正极上，另一端伸向粥料盆3，位置调节器71套装在粥料溢出检测信号线72的末端，其末端伸向粥料盆3，位置调节器71包括多节螺旋连接套管711，粥料的设定位置通过调节螺旋连接套管711来实现。粥料溢出检测原理为以粥料作为弱导体，粥料溢出检测信号线72连接在微控制器6的系统电源正极上，粥料盆3连接在微控制器6的系统电源负极上，当粥料溢出检测信号线72接触到粥料时，粥料溢出检测信号线72会产生一逻辑电平的变化，由微控制器6内部的单片机处理，判断粥料有无到达设定位，从而可以防止粥料的溢出。

请参阅图2，所述红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置的硬件结构包括MCU、与MCU相连的红外检测模块、时钟模块、水阀及电机控制模块以及系统电源。系统电源采用外供的24V直流电源，为各模块供电，MCU采用高性能的微控制器STC15F16S2，红外检测模块采用热释电红外感应传感器检测生猪有无进入检测区域，时钟模块提供系统的实时时钟，水阀及电机控制模块实现对直流电机41及电磁水阀48的起停控制。

本实用新型所提供的基于红外感应的猪用饲料自动搅拌及投喂装置的工作原理如下：安装在粥料盆3上方的两只热释电红外感应传感器用于实时监测有无生猪猪头伸入料盆觅食，如果检测到有猪头伸入粥料盆3，红外感应传感器5将产生一个电平跳变输入微控制器6，微控制器6启动饲料搅拌装置4，同时打开电磁水阀48、饲料搅拌装置4将固态颗粒状饲料送入搅拌混合池43内研磨后和水混合形成糊状粥料，然后送入粥料盆3内。当生猪猪头退出红外检测区域，红外感应传感器5再产生一个电平跳变送入微控制器6，微控制器6关闭饲料搅拌装置4和电磁水阀48，停止供料。

为防止生猪可能出现的过度进食情况，在几个固定的时段内投喂装置进入休眠期，即不管有无猪进入粥料盆3觅食，都不进行供料，同时为了某些瘦弱的生猪进食不足，在夜间某几个时段主动下料几分钟，保证粥料盆3有一定的粥料，从而保证瘦弱的生猪得到充分进食。

为了防止在搅拌混合池43内结余的粥料存放时间过长，尤其是在炎热的夏天，饲料存放时间过长会导致变质，投喂装置在进入休眠期前主动放水数秒钟，将搅拌混合池43的剩余料冲洗干净。而为防止糊状的粥料溢出粥料盆3，采用粥料溢出检测装置7防止粥料溢出粥料盆3。

下面具体介绍所述红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置中各硬件模块的电路结构：

请参阅图3，图中P10为外供24VDC接口，F1为自恢复保险丝，防止过流及短路保护，由L1、C1、C2组成电源低通滤波器，单片机的系统电源由U1输出的5V电源提供。R9和R10为0欧姆的电阻，实现电源地和单片机系统地的隔离。U5作为控制系统的核心，其为高性能的STC15系列单片机，内部资源丰富且内部集成了高精度低温飘的系统时钟振荡器。P7和P8为两个红外检测模块的接口，U6为时钟日历芯片，为系统提供实时时钟日历功能，BT1为纽扣电池，Y1为32767Hz的音叉晶体振荡器。由P5、R12、R13及R14组成溢料检测电路。图中的无极性电容（C10~C14）主要实现退耦及高频滤波功能。

请参阅图4，图中U2及U3为达林顿输出的光电耦合器件，可以直接驱动继电器JD1和JD2，其中JD1的触点容量较大，用于驱动直流电机，JD2用于驱动水阀，F2为大电流的自恢复保险丝，用于实现对电机的过流及短路保护，同时为了保险起见，由R2-R4及Q1组成电机电流检测电路，当电机工作电流过大时，Q1可能饱和导通，从而在Q1的集电极上产生一电平跳变，并将此跳变信号送入单片机，由单片机进一步实现对电机过电流保护功能。图中的D1、D2、D3、D5作为续流二极管。

本实用新型结构简单，安装方便，由于采用了热释电红外感应传感器和基于MCU的微控制器6进行实时监控，当有生猪猪头探入料盆寻求进食时可以立即启动投料程序，当生猪进食完成后离开时，系统关闭给料装置，有效降低了饲料的浪费，同时，颗粒饲料和水混合前经过充分研磨成粉，保证了粥料成糊状，便于饲料养分被生猪充分吸收，相比于人工饲养方式和半自动的饲养方式，充分考虑生猪的主动进食需求，有利于提高养殖效率，并节约养殖场的人工成本。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，包括固定支架、位于固定支架内上半部的饲料储料罐、位于固定支架内下半部的粥料盆、饲料搅拌装置，其特征在于，还包括位于粥料盆上方两侧的红外感应传感器、固定在固定支架外侧上部的微控制器、粥料溢出检测装置；

饲料储料罐的两侧分别通过紧定螺栓和支撑衬板固定在固定支架上；

饲料搅拌装置包括位于其中部的直流电机、搅拌轴、搅拌混合池、焊接在搅拌轴中下部的打料叶片及螺旋送料绞龙、固定在搅拌轴下端的三叶旋转铰刀、水管、设置在水管上端的电磁水阀，搅拌混合池位于固定支架上半部与下半部之间的分界横杆中部，搅拌混合池上部还设有搅拌混合池上盖，搅拌轴的一端连接直流电机，另一端伸入搅拌混合池中，水管设置在固定支架内部，其末端伸向搅拌混合池；

微控制器设置在由控制盒支撑板支撑的控制盒内部；

粥料溢出检测装置包括位置调节器、粥料溢出检测信号线，粥料溢出检测信号线的一端连接在微控制器上，另一端伸向粥料盆，位置调节器套装在粥料溢出检测信号线的末端，其末端伸向粥料盆。

2.根据权利要求1所述的红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，其特征在于，红外感应传感器倾斜固定在固定支架上，其检测半径大于粥料盆的半径。

3.根据权利要求1或2任一项所述的红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，其特征在于，红外感应传感器采用热释电红外感应传感器。

4.根据权利要求1所述的红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，其特征在于，直流电机设置在位于饲料储料罐上部的直流电机支撑板上，其外部装有电机罩。

5.根据权利要求1所述的红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，其特征在于，微控制器采用嵌入式微控制器STC15F16S2。

6.根据权利要求1所述的红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，其特征在于，搅拌混合池上盖通过紧定螺钉固定在饲料储料罐的底部。

7.根据权利要求1所述的红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，其特征在于，位置调节器包括多节螺旋连接套管。

8.根据权利要求1所述的红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，其特征在于，粥料溢出检测信号线设置在固定支架内部，其一端连接在微控制器内部的系统电源正极上。

9.根据权利要求1所述的红外感应式猪用饲料自动搅拌及投喂装置，其特征在于，粥料盆为中部凸起的结构，且与粥料控制器内部的系统电源负极连接。