CN214748354U - 羊只动态称重机械装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用自动控制实现羊只动态称重的机械装置，尤其是涉及畜牧饲养过程，属于机械电子技术领域。本装置通过进出口栅栏使称重采集台架与羊圈栅栏相连形成一个闭合通道，称重在一个圈内完成；在羊圈栅栏和称重采集台架之间放置羊只驱赶机构，驱赶栅栏移动使羊只从一侧向另一侧移动，羊只通过相对狭窄的通道进入称重采集台架。采集系统通过读卡器读取羊耳标信息、称重变送器采集羊只重量数据、处理数据得到羊只的重量并通过无线网络将羊只重量等相关数据发往云端存储。本发明在很大程度上降低了羊只的应激反应，改善了其生长条件，提高了饲养场的工作效率，能够根据生长期体重的变化及时调整饲喂方案，提高料肉比和饲养的经济效益。

Description

羊只动态称重机械装置

技术领域

本发明涉及利用自动控制实现羊只动态称重的机械装置，尤其是涉及畜牧饲养过程，属于机械电子技术领域。

背景技术

羊肉肉质细嫩、味道鲜美、脂肪与胆固醇含量少、营养丰富。随着经济的发展及群众的收入提高，生活水平不断改善，居民的膳食结构营养化、合理化、科学化调整趋势明显，羊肉逐渐走向普通居民的餐桌。我国肉羊产业经过长期发展，达到了一定的规模，但现阶段仍以小规模的分散养殖为主。进一步发展畜牧业规模化养殖，其科学管理水平、疾病预防控制能力和养殖场污染治理等措施的要求较高，需要先进的设施养殖设备。因此，高度自动化的养殖装置己经成为养殖业发展的必然趋势。目前，国外许多大中型养殖场都已使用了智能化、自动化的设备，而国内的养殖设备还不够科学和全面。

针对我国肉用羊只养殖环境粗放、养殖废弃物资源化利用率低等问题，将新材料、新工艺与圈舍设计相结合，集成规模化羊舍饲喂设施、消毒清粪装置、环境监控装置、物联网及智能化管理等设施自动化技术，建立适用于不同规模和养殖方式的实用型羊舍示范样板，开展标准化羊舍设施的示范与推广，南京农业大学承担重点研发专项“山羊规模化高效安全养殖关键技术集成与示范”，根据项目要求开展了“标准化羊舍设计、环境控制与设施工程技术集成与应用”的研究，推动和实现羊场配套设备设施自动化。

传统上，一般羊场或试验基地，羊只重量的采集通常是用人将羊(羔羊)抱在怀里站到称台上称重，然后除去人的重量或几个人将羊只束缚住，使其不能活动，然后再称重，这些称重方式效率低下，而且还会引起对羊只的应激反应，引起羊只肠胃道持续性缺血、肠道菌群紊乱，消化功能紊乱，导致采食量减少，机体蛋白质合成减少，饲料转化率降低，影响羊的健康和生长。并且在称重完成后，需要通过人工将羊只的体重信息进行整理和分类，因此提高饲养机械设备的自动化和智能化水平是当前的发展趋势。

依据重点研发项目要求，拟开发一款能够实现羊只动态自动称重设施，查询了相关研究，就民勤中天羊业有限公司申请的发明专利：一种羊只自动称重装置(CN201410780113.8)，该专利未能解决以下问题：

1、该发明设施安放在羊栏出口处，没有羊只驱赶动作，羊只主动进入称台的困难较大，采用饲喂吸引便会造成拥挤无法正常通过称台。

2、该发明仍然采用的是静态称重法，羊只进入称台后通过底座一侧的固定支架防护栏与另一侧活动支架防护栏进行保定，这种结构无自动调节机构以满足不同个体的羊只，且在保定过程会造成羊只的应激反应。

3该发明实现了不用人抱羊或将羊只束缚后再称重的状态，但其他信息收集还需要人工来完成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于羊只驱赶机构和羊只自动称重的机械装置。

为解决上述问题，本发明所述羊只驱赶机构和羊只自动称重的机械装置通过以下技术方案来实现：

本发明涉及一种羊只动态称重机械装置，包括：羊只驱赶运动机构部分、称重采集台架部分。

羊只驱赶运动机构部分包括移动底座、组合垂直导轨、左右升降框、驱赶栅栏升降卷扬机、组合滑轮、直线导轨、左右牵引滑块固定框、固定框与驱赶栅栏连接销、驱赶栅栏、驱赶栅栏左右牵引卷扬机；称重采集台架部分包括羊只进入通道栏、进出通道光幕传感器、进出门驱动电机、电机驱动皮带、进出双门传动齿轮、进出双门驱动皮带、门轴转动驱动皮带、扭矩限制器、门轴连接盘、进出门门轴、羊只进出门门框、门开闭位置行程开关、进出通道栏连接称台支撑板、称台过道栏、称重传感器、称重传感器支撑板、羊只离开通道栏、RFID读卡器、读卡器支架立柱。

本装置通过羊只进出口栅栏通道使称重采集台架与羊圈栅栏的两侧门相连形成一个闭合通道，使得羊只可以在一个羊圈内完成称重；在羊圈栅栏和称重采集台架之间放置羊只驱赶运动机构，称重前通过左右升降框提升驱赶栅栏使其越过羊圈栅栏高度，旋转驱赶栅栏90度后放入羊圈中，驱赶栅栏左右牵引卷扬机拖动驱赶栅栏缓慢移动迫使羊只向一侧移动，通过羊圈一侧的门进入称重采集台架的羊只进入通道栏，通道栏两侧的光幕传感器的间距及相对狭窄的通道保证只有一只羊可以通过，称台过道栏进入侧的入口门框打开，称台过道栏出口侧的出口门框关闭，当羊只尾部通过光幕传感器时关闭进入侧的入口门框，门框压向羊身(通过扭矩限制器调节扭力大小以保证不造成羊只受伤)进一步防止后面羊只尾随进入，羊只进入称台过道栏后其前后门均关闭，称重采集控制系统通过RFID读卡器读取羊耳标电子信息获取羊只身份和与称重传感器连接的变送器使用RS485通信开始采集羊只重量数据，数据经处理得到当前羊只的重量数据，称重采集控制系统通过无线网络将羊只重量相关数据发往云端数据库存储，定时完成称重后称台过道栏出口侧的出口门框打开，羊只离开称台过道栏，当羊尾巴通过出口光幕传感器时启动称台过道栏出口侧的出口门框关闭，完成称重的羊只通过出口侧围栏回到羊圈，在称台过道栏出口侧门关闭的同时称台过道栏进入侧的入口门框打开，后面等待称重的羊只开始下一次称重，每只羊的整个称重过程设定为20秒即可完成。

本发明的有益效果是：本发明采用驱赶栅栏机构对单个圈栏内羊只的驱赶使其主动进入称台，避免了人直接驱赶和羊只犟抗行为，很大程度上降低了羊只的应激反应，改善了其生长条件；通过采集系统自动读取羊只身份和羊只动态重量的采集、数据处理获得羊只体重以及与远程服务器数据库的通信进行存储，为羊场的智能化管理提供了必要的条件，提高了饲养场的工作效率，减轻了饲养者的劳动强度，更重要是能够根据生长期体重的变化及时调整饲喂方案，提高料肉比，提高羊场饲养经济效益。

附图说明

图1是羊只动态称重机械装置的工作过程示意图；

图2是羊只驱赶运动机构非工作状态的主视图；

图3是羊只驱赶运动机构非工作状态的俯视图；

图4是羊只驱赶运动机构非工作状态的左视图；

图5是图3俯视图中I部的局部放大图；

图6是羊只驱赶运动机构工作状态的主视图；

图7是羊只驱赶运动机构工作状态的俯视图；

图8是羊只驱赶运动机构工作状态的左视图；

图9是羊只驱赶运动机构驱赶栅栏升降工作示意图；

图10是羊只驱赶运动机构驱赶栅栏驱赶运动工作示意图；

图11是称重采集台架主视图；

图12是称重采集台架俯视图；

图13是称重采集台架左视图。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本发明的具体实施方式。

图1是羊只动态称重机械装置的工作过程示意图；图2是羊只驱赶运动机构非工作状态的主视图；图3是羊只驱赶运动机构非工作状态的俯视图；图4是羊只驱赶运动机构非工作状态的左视图；图5是图3俯视图中I部的局部放大图；图6是羊只驱赶运动机构工作状态的主视图；图7是羊只驱赶运动机构工作状态的俯视图；图8是羊只驱赶运动机构工作状态的左视图；图9是羊只驱赶运动机构驱赶栅栏升降工作示意图；图10是羊只驱赶运动机构驱赶栅栏驱赶运动工作示意图；图11是称重采集台架主视图；图12是称重采集台架俯视图；图13是称重采集台架左视图。

如图1所示，羊只动态称重机械装置的工作过程示意图说明羊只驱赶装置和称重采集台架与羊圈栅栏相互之间的位置关系。

如图2至图8所示，本发明一种羊只动态称重机械装置中的羊只驱赶运动机构部分，包括：横梁架1、直线导轨2、驱赶栅栏固定销3、左右牵引滑块固定框4、移动底座5、组合垂直导轨6、左升降框7、驱赶栅栏转动销8、斜拉立柱9、驱赶栅栏升降卷扬机10、驱赶栅栏左右牵引卷扬机11、右升降框12、驱赶栅栏13、牵引滑块14、升降框导滑轮15。

如图11至图13所示，本发明一种羊只动态称重机械装置中的称重采集台架部分，包括：羊只进入通道栏1、门轴连接盘2、羊只进入通道栏连接称台支撑板3进出门门轴4、扭矩限制器5、称重传感器6、称重传感器支撑板7、称台过道栏8、RFID读卡器9、羊只离开通道栏连接称台支撑板10、读卡器支架立柱11、羊只离开通道栏12、进出双门驱动皮带13、进出双门传动齿轮14、电机驱动皮带15、进入通道光幕传感器16、进入门驱动电机17、羊只进入门门框18、羊只离开门门框19、离开门驱动电机20、离开通道光幕传感器21。

如图1所示，移动羊只驱赶装置到羊圈栅栏的前后门两侧并做适当固定，再移动称台采集台架在羊只驱赶装置外侧，用预制的挂钩将羊只进出口围挡栏与称台采集台架和羊圈前后门固定形成一个封闭通道。

如图2至图10所示，图2中固定在斜拉立柱9上的斜拉钢丝绳将驱赶栅栏13的前端预拉至其下端万向轮与地面近似脱离，以保证驱赶栅栏在上升时整体呈水平状态(驱赶栅栏前后端保持水平)；横梁架1与左升降框7和右升降框12固定连接实现横梁架的升降，左升降框7和右升降框12与组合垂直导轨6通过图5中I部的局部放大图所示的升降框导滑轮15实现前后和左右两个方向的限位，组合垂直导轨6使用4根圆管(图5中I部的局部放大图所示) 可以提高导向的直线度(增大刚度)且可以减少羊只驱赶运动机构的重量，横梁架1上还固定一根直线导轨2；左右牵引滑块固定框4一侧与2只牵引滑块14固定，一侧通过驱赶栅栏转动销8与驱赶栅栏13的后端连接，使得驱赶栅栏13升降时位于图2所示的位置；牵引滑块14与直线导轨2采用滑动装配，使其可以沿导轨滑动。

驱赶栅栏升降卷扬机10按图9在所示的钢丝绳连接，左升降框升降钢丝绳经变向滑轮从驱赶栅栏升降卷扬机滚筒的后下方缠绕到滚筒上，右升降框升降钢丝绳经变向滑轮从驱赶栅栏升降卷扬机滚筒的前上方缠绕到滚筒上，使得卷扬机正转同时收回二钢丝绳，左右升降框上升；卷扬机反转放出钢丝绳，左右升降框下降。左右升降框同步钢丝绳1一头固定在右升降框下端，另一头经变向滑轮固定在左升降框上端；左右升降框同步钢丝绳2一头固定在左升降框下端，另一头经变向滑轮固定在右升降框上端；通过设置同步钢丝绳可以进一步保证左右升降框可以同步升降，防止升降过程出现卡滞现象。

驱赶栅栏在图2所示位置，启动驱赶栅栏升降卷扬机10正转，滚筒卷入左、右升降框升降钢丝绳，左升降框7和右升降框12同步上升，与左、右升降框固定连接的横梁架1带动左右迁移滑块固定框4和驱赶栅栏13上升，当驱赶栅栏13的下端可以越过羊圈围栏的高度时停止驱赶栅栏升降卷扬机10转动；驱赶栅栏13绕驱赶栅栏转动销8转动90度到图7位置时，启动驱赶栅栏升降卷扬机10反转，与前述反向相反，驱动栅栏13下降到其前端万向轮与羊圈地面相接触，停止驱赶栅栏升降卷扬机10的转动，使用驱赶栅栏固定销3将驱赶栅栏13与左右牵引滑块固定框4左侧的销孔连接，使得驱动栅栏13不能绕驱赶栅栏转动销8转动。

驱赶栅栏左右牵引卷扬机11按图10所示的钢丝绳连接，左牵引钢丝绳一头固定左右牵引滑块固定框的左侧，另一头经变向滑轮从驱赶栅栏左右牵引卷扬机滚筒的后上方缠绕到滚筒上，右牵引钢丝绳一头固定左右牵引滑块固定框的右侧，另一头经变向滑轮从驱赶栅栏左右牵引卷扬机滚筒的前下方缠绕到滚筒上，使得卷扬机转动是一侧收回钢丝绳，另一侧放出钢丝绳，使得左右牵引滑块固定框在卷扬机正反转动滚筒可以实现左右移动。

如图6至图8所示，驱赶栅栏13在驱赶栅栏左右牵引卷扬机11的牵引下从羊圈栅栏的一侧缓慢向另一侧移动，羊圈栅栏内的羊只在形成条件反射的情况下随所处的空间缩小便不断的依次自动进入称重入口，全部羊只完成称重后，驱赶栅栏返回到开始位置，启动驱赶栅栏升降卷扬机10提升驱赶栅栏并返回的图2-图4所示位置，完成单个羊圈羊只的称重。

如图11至图13所示，羊只进入通道栏连接称台支撑板3和羊只离开通道栏连接称台支撑板10通过称重传感器支撑板7将称台过道栏8悬空脱离万向轮支撑，使称重传感器6处于工作状态。在前述的驱赶下羊只进入羊只进入通道栏1，启动称重控制系统初始化进出门门框位置，关闭羊只离开门门框19到出口门门关闭行程开关位置，打开羊只进入门门框18到入口门门打开行程开关位置；羊只从羊只进入通道栏1进入称台过道栏，当羊尾部通过进入通道光幕传感器16时光电开关的下降沿触发进入门驱动电机17正转，通过电机驱动皮带15 驱动一对啮合的进出双门传动齿轮14形成两个方向的转动，此动力通过进出双门驱动皮带 13传递到扭矩限制器5、门轴连接盘2、进出门门轴4，羊只进入门门框18开始关门，在门关闭过程双侧门框随即压向羊身，调节扭矩限制器5的工作力矩以保证门框挤在羊身上但不会对羊只产生压伤，目的是防止后面的羊只尾随进入称台过道栏；当羊只全身进入称台过道栏后羊只进入门门框18到入口门门关闭行程开关位置，触发安装在读卡器立柱11上的RFID 读卡器9读取羊耳标信息，开始按预设采样频率和时间进行称重采样及数据分析处理，显示羊只重量以及通过无线网络上传数据到远程服务器数据库储存。

称重预设时间到达后，结束数据采集，启动离开门驱动电机20反转，通过电机驱动皮带 15驱动一对啮合的进出双门传动齿轮14形成两个方向的转动，此动力通过进出双门驱动皮带13传递到门轴连接盘2、进出门门轴4，羊只离开门门框19打开到出口门门打开行程开关位置，当羊只的尾部通过离开通道光幕传感器21时光电开关的下降沿触发离开门驱动电机 20正转和进入门驱动电机17反转，使羊只离开门门框19关闭到出口门门关闭行程开关位置、羊只进入门门框18打开到入口门门打开行程开关位置，此时在羊只进入通道栏1等待的羊只就可以进入称台过道栏8开始新的称重采集。

以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种羊只动态称重机械装置，其特征在于：主要包括：羊只驱赶运动机构部分、称重采集台架部分；羊只驱赶运动机构部分包括移动底座、组合垂直导轨、左右升降框、驱赶栅栏升降卷扬机、组合滑轮、水平导轨、左右牵引滑块固定框、固定框与驱赶栅栏连接销、驱赶栅栏、驱赶栅栏左右牵引卷扬机；称重采集台架部分包括羊只进入通道栏、进出通道光幕传感器、进出门驱动电机、电机驱动皮带、进出双门传动齿轮、进出双门驱动皮带、扭矩限制器、门轴连接盘、进出门门轴、羊只进出门门框、门开闭位置行程开关、进出通道栏连接称台支撑板、称台过道栏、称重传感器、称重传感器支撑板、羊只离开通道栏、读卡器支架立柱、RFID读卡器；本装置通过羊只进出口栅栏通道使称重采集台架与羊圈栅栏的两侧门相连形成一个闭合通道，使得羊只可以在一个羊圈内循环完成称重；在羊圈栅栏和称重采集台架之间放置羊只驱赶运动机构，称重前通过左右升降框提升驱赶栅栏使其越过羊圈栅栏高度，旋转驱赶栅栏90度后放入羊圈中，驱赶栅栏左右牵引卷扬机拖动驱赶栅栏缓慢移动迫使羊只向一侧移动通过羊圈一侧的门进入称重采集台架的羊只进入通道栏，通道栏两侧的光幕传感器的间距及相对狭窄的通道保证只有一只羊可以通过，称台过道栏进入侧的入口门框打开，称台过道栏出口侧的出口门框关闭，当羊只尾部通过光幕传感器时关闭进入侧的入口门框，通过扭矩限制器调节门框挤向羊身的压力大小，以保证不造成羊只受伤，同时可以防止后面羊只尾随进入称台，羊只进入称台过道栏后其前后门均关闭，称重采集控制系统通过RFID读卡器读取羊耳标电子信息获取羊只身份和与称重传感器连接的变送器使用RS485通信开始采集羊只重量数据，数据经处理得到当前羊只的重量数据，称重采集系统通过无线网络将羊只重量相关数据发往云端服务器数据库存储，定时完成称重后称台过道栏出口侧的出口门框打开，羊只离开称台过道栏，当羊尾部通过出口光幕传感器时启动称台过道栏出口侧的出口门框关闭，完成称重的羊只通过出口侧围栏回到羊圈，在称台过道栏出口侧门关闭的同时称台过道栏进入侧的入口门框打开，后面等待称重的羊只开始下一次称重，每只羊的整个称重过程设定为20秒即可完成。

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