智能食料喂料器及其程序控制方法与流程

本发明涉及畜牧业养殖机械设备，尤其涉及一种智能食料喂料器。

背景技术：
现有用于畜牧行业的喂料器，牲畜在食用时，很容易将饲料扒到料槽的外面，且对于吃剩下的饲料牲畜往往就不再吃了，因此，造成很大的饲料浪费。针对上述问题，现有技术作出了改进，如授权公告号为CN201078948Y的发明专利所公开的一种新型的喂料器，包括料盆、料桶，料盆中部设置有突出的圆锥体，料盆上配装有罩笼状的固定架，在突出的圆锥体上活动安装有下料键，下料键的个数与固定架中的分栏框数量相对应，下料键上方焊固着下料杠；活动安装在料盆的圆锥体上的下料键与下料杠固连为一体，在生猪进食撞击下料键时引起下料杠的转动，使饲料顺着圆锥体抖落到料盆中，从而达到了自动添料的目的；然而，此种自动添料方式，由于下料键具有多个，且是从圆锥体四周与料桶内壁之间的间隙下料，因而，下料较为分散，相当于将料盆分为了多个下料区，因此，当某个下料键损坏时，则会使料盆各区的下料不均匀，从而影响生猪之间成长的平衡性。而猪只进食撞击下料键时就会下料，大大浪费了食料，不能达到节约的目的。又如授权公告号为CN201131220Y的发明专利所公开的一种自动喂料槽，它包括槽体，在槽体内立置有支撑立管，在支撑立管上支撑有储料斗，在储料斗出日处设有拨料叉，所述的拨料叉套装在支撑立管上；它虽然能够实现自动下料，当食料满溢时，牲畜触碰拨料叉任然会下料，而且下料量没有达到科学规划的目的。其在拨动的时候与储料斗第二下料口的处的饲料横向接触面较小，纵向接触面较大，因而，对饲料的拨动效果不明显，占用空间大。综上所述，现有技术中的自动喂料槽，容易导致供料过多，出现浪费食料现象，不环保，不节约，而且占用空间大等缺陷。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种占用空间少、能够精准下料、节约空间、降低成本、且强度高、寿命长、可自动喂料、不撒料、喂料均匀、可以控制喂料量和喂料周期，且安装方便，操作简单的畜牧业养殖喂料器推料装置。为解决上述技术问题，本发明的智能食料喂料器，食料桶、推料装置、食槽、水管、水阀、转动轴、电机、支架和控制装置，食料桶上设有第一下料口，推料装置设于食料桶的第一下料口处，推料装置的下方设有食槽，转动轴的底端连接推料装置，该转动轴的顶端与电机的输出轴连动；水管固定在支架上，该水管上安装有水阀，该水阀、电机均与控制装置连接；支架上还固定有触碰装置，该触碰装置设于食槽上方；触碰装置包括下料开关装置和料位探测装置；下料开关装置包括摆杆、固定座，摆杆的顶端与固定座活动连接，该摆杆的顶端还设有行程开关，该摆杆的底端设有重力触碰端，下料开关装置与控制装置连接；料位探测装置的探头设于重力触碰端内，该探头用于检测食槽上的食料量，并将检测信号发送至控制装置。优选的，推料装置包括食料挡板、下料拨片；食料桶上还设有挡料口，食料挡板为圆形，且其直径大于或等于第一下料口，食料挡板的边缘设有三个固定片，该固定片与食料挡板在同一水平面上，且与挡料口的内壁固定，该固定片与食料挡板的边缘、挡料口的内壁形成三个第二下料口；所述食料挡板上设有使转动轴穿过的通孔，所述下料拨片固定在转动轴上，其用于使食料挡板上端面的食料进入食槽。优选的，食料桶还包括出料口，下料拨片为平面薄片，其长度在出料口内径与食料挡板直径之间，下料拨片与食料挡板垂直轴线方向有间距。优选的，食料桶还设有第一桶盖、第二桶盖、进料口和内支架，第一桶盖为环形桶盖，该第一桶盖与进料口相匹配；第一桶盖上开有通孔，该第二桶盖一端与第一桶盖活动连接，且该第二桶盖与通孔相匹配；电机固定在食料桶内支架上；食料桶的底端还套设有保护壳，该保护壳底端设有用于下料的下料开口。优选的，食槽中心设有往远离食槽底方向延伸的锥形台，该锥形台设有方向为纵向的水管，该锥形台顶面设有出水开口，出水开口与水管的一端连通，水管的另一端与水阀连接；出水开口上方设有止挡部，止挡部的下端面与出水开口上方形成间隙，水流从该间隙中沿锥形台侧面均匀平缓地流向食槽底部；该食槽底端面还设有恒温装置，该恒温装置与控制装置电性连接。优选的，转动轴还连接有搅拌件，搅拌件为软钢丝搅拌绳；转动轴侧面设有若干用于搅拌件穿过的搅拌件通孔，该搅拌件通孔外设有固定螺丝。优选的，控制装置还包括信息采集模块、数据处理模块、定量下料模块、定量下水模块；该信息采集模块采集来自下料开关装置发送的触碰信号和料位探测装置发送的检测信号，并将采集的触碰信号和检测信号传输至数据处理模块；数据处理模块信号进行处理后将数据结果传输至所述定量下水模块和所述定量下料模块；定量下水模块根据数据结果控制水阀的开启和关闭，定量下料模块根据数据结果控制电机的开启和关闭。优选的，控制装置的控制方法包括以下步骤：S1：信息采集模块采集来自下料开关装置发送的触碰信号和料位探测装置发送的检测信号，并将其传输至所述数据处理模块；S2：数据处理模块对触碰信号进行处理，并将得出的数据结果传输至定量下料模块；同时对检测信号进行处理，并将得出的数据结果传输至定量下水模块和定量下料模块；S3：定量下水模块根据数据结果控制水阀的开启和关闭，定量下料模块根据数据结果控制电机的开启和关闭。进一步优选的，S2包括如下子步骤：（1）启动系统，系统进行初始化，对系统参数进行默认设置；系统参数为循环时间、下料时间间隔、下水间隔、电机正反转定时时间；（2）若需更改系统参数，则中断系统运行，进行系统参数的设置；若无需更改系统参数，直接运行步骤（3）；（3）根据信息采集模块采集的检测信号，判断食料是否溢出；若食料溢出，则关闭电机和水阀；否则运行步骤（4）；（4）判断循环时间是否结束；若循环时间结束，则返回步骤（3）；否则运行步骤（5）；（5）根据信息采集模块采集的触碰信号，判断触碰装置是否有被触碰；若无触碰，则返回步骤（3）；否则运行步骤（6）；（6）发送电机启动信号至定量下料模块；（7）判断电机转动情况；若电机未转动90度，则运行步骤（6）；否则运行步骤（8）；（8）发送水阀启动信号至定量下水模块；（9）判断下料时间间隔时间是否达到设定时间；若下料时间间隔时间达到设定时间，则关闭电机后，返回步骤（3）；否则运行步骤（10）。（10）电机正反转定时控制模块开始运作，控制电机正转；（11）判断电机正转时间是否达到设定的电机正转定时时间；若达到设定的电机正转定时时间，则运行步骤（12）；（12）电机正反转定时控制模块控制电机反转；（13）判断电机反转时间是否达到设定的电机反转定时时间；若达到设定的电机反转定时时间，则运行步骤（10）；（14）水阀启动后，判断下水时间是否达到设定时间；若下水时间达设定时间，关闭水阀；否则返回步骤（8）；采用上述结构和方法的本发明具有占用空间少、能够精准下料、节约空间、降低成本、且强度高、寿命长、可自动喂料、不撒料、喂料均匀、可以控制喂料量和喂料周期，且安装方便，操作简单的智能食料喂料器的优点。附图说明图1为本发明的喂料器拆分示意图；图2为本发明的触碰装置结构示意图；图3为图2中触碰装置纵向沿中心线剖切的剖面视图；图4为图1中食料桶纵向沿中心线剖切的剖面视图；图5为本发明的推料装置结构示意图；图6为本发明的食槽结构示意图；图7为本发明的搅拌件结构示意图；图8为本发明的程序控制方法流程图。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：参照图1至图4，本发明提供的智能食料喂料器，包括食料桶1、推料装置2、食槽3、水管32、水阀33、转动轴4、电机41、支架5和控制装置6，食料桶1上设有第一下料口11，推料装置2设于食料桶1的第一下料口11处，推料装置2的下方设有食槽3，转动轴4的底端连接推料装置2，该转动轴4的顶端与电机41的输出轴连动；水管32固定在支架5上，该水管32上安装有水阀33，该水阀33、电机41均与控制装置6连接；支架5上还固定有触碰装置7，该触碰装置7设于食槽3上方；触碰装置7包括下料开关装置71和料位探测装置76；下料开关装置71包括摆杆72、固定座73，摆杆72的顶端与固定座73活动连接，该摆杆72的顶端还设有行程开关74，该摆杆72的底端设有重力触碰端75，下料开关装置71与控制装置6连接；料位探测装置76的探头设于重力触碰端75内，该探头用于检测食槽3上的食料量，并将检测信号发送至控制装置6。支架5起到固定智能食料喂料器所有组件的作用，并且方便将其固定安装在栅栏上。智能食料喂料器处于非工作状态时，食料从食料桶1进料口15放入。控制装置6的核心为单片机，其功能主要由单片机来实现。当牲畜碰到触碰装置7时，控制装置6将会接收到一个下料脉冲信号以及下水脉冲信号，经定量下料模块处理后控制电机41的运转；此时，控制装置6同时会接收到一个下水脉冲信号，经定量下水模块处理后控制水阀33的开启。当食槽3内的润湿的食料达到满溢状态时，控制装置6将会接收到一个停止下水脉冲信号，经定量下水模块处理后控制水阀33的关闭；同时控制装置6也会接收到一个停止下料脉冲信号，经定量下料模块处理后控制电机41的关闭。控制装置6控制电机41的运转带动转动轴4和固定在转动轴4底端的推料装置2转动，进而将食料从第一下料口11推出到食槽3，设于食槽3上方的水管32此时有水流出，水与食料充分混合供牲畜食用。触碰装置7将下料开关装置71和料位探测装置76合为一体，大大节省了空间，料位探测装置76的探头设置在重力触碰端75内，以免牲畜撞击损坏探头，同时也保护牲畜不受到尖锐的探头的刺伤或擦伤，料位探测装置76的核心部分主要是液面传感器。当牲畜触碰到触碰装置7时，其摆杆72摆动，以致触碰到设在摆杆72顶端的行程开关74使之闭合，形成一个闭合回路，并向控制装置6发出脉冲信号，同时控制电机41和水阀33运作。当料水注满食槽3并且到达满溢状态时，料位探测装置76的探头感应到料水满溢的信号，由液面传感器将信号传送至控制装置6，形成一个停止下水的脉冲信号，同时也形成一个停止下料的脉冲信号。重力触碰端75为一个重力球，主要利用重力作用起到使触碰装置7回位的作用。触碰装置7的回位代表一个下料脉冲信号和一个下水脉冲信号的结束，而规定时间内允许的脉冲数量由控制装置6的人工设置而定。参照图4、图5，本发明的推料装置2包括食料挡板21、下料拨片22；食料桶1上还设有挡料口12，食料挡板21为圆形，且其直径大于或等于第一下料口11，食料挡板21的边缘设有三个固定片23，该固定片23与食料挡板21在同一水平面上，且与挡料口12的内壁固定，该固定片23与食料挡板21的边缘、挡料口12的内壁形成三个第二下料口24；食料挡板21上设有使转动轴4穿过的转动轴通孔，下料拨片22固定在转动轴4上，其用于使食料挡板21上端面的食料进入食槽3。下料拨片22为平面薄片，其长度在挡料口12内径与食料挡板21直径之间，下料拨片22与食料挡板21轴线方向有间距。食料装在食料桶1内，当电机41接收到信号转动时，电机41带动转动轴4转动并连动固定在转动轴4下料拨片22。而食料挡板21固定在食料桶1内，食料挡板21上设有使转动轴4穿过的通孔。因下料拨片22的长度在挡料口12内径与食料挡板21直径之间，下料拨片22与食料挡板21轴线方向有一定间距，食料挡板21边缘还设有固定片23，本实施例设置三个固定片23，使固定片23与食料桶1呈三角鼎立固定更加稳固牢靠；该固定片23与食料挡板21边缘、食料桶1挡料口12内壁形成三个第二下料口24，而该食料挡板21的直径大于或等于第一下料口11的内径，使食料桶1上的食料直接落到食料挡板21上，下料拨片22的转动使食料挡板21上端面的食料由三个第二下料口24推出而落入食槽3，且挡料口12起到了限制食料落入食槽3的范围，避免在拨料的时候食料洒落在地，且限制了第二下料口24的大小，使下料量更加精确，其中食料挡板21固定在食料桶1上，不随转动轴4的转动而转动，下料拨片22的面与食料挡板21的面平衡，与传统扇叶型的下料拨片22相比更加节约空间，结合食料挡板21的结构能实现同样的效果。而第二下料口24的出料量由电机41的转动次数决定，电机41的转动次数又由人工在控制装置6的设定参数而决定。参照图1，食料桶1还设有第一桶盖13、第二桶盖14、进料口15和内支架16，第一桶盖13为环形桶盖，该第一桶盖13与进料口15相匹配；第一桶盖13上开有通孔，该第二桶盖14一端与第一桶盖13活动连接，且该第二桶盖14与通孔相匹配；电机41固定在食料桶1内支架16上；食料桶1的底端还套设有保护壳17，该保护壳17底端设有用于下料的下料开口。食料桶1设置第一桶盖13，可缩小进料口15的大小，当食料放入食料桶1时，可减少粉尘或其他杂物混入食料；食料桶1还设有第二桶盖14，其目的是使食料放入食料桶1时，可完全使食料处在封闭状态，食料在搅拌过程中，食料不会到处飞溅，从而达到节约食料的目的，并且不会在搅拌过程中飞溅食料，弄脏棚舍。第二桶盖14与第一桶盖13活动连接，可随时开盖加入食料，而且第二桶盖14所设位置在转动轴4轴线方向上刚好与食料桶1内电机41的位置错开，可避免加料时食料覆盖电机41。电机41固定在食料桶1的内支架16上，令电机41在运作过程中更加稳固。食料桶1的底端还套设有保护壳17，该保护壳17底端设有用于下料的开口，保护壳17的作用是防止牲畜直接触碰到旋转的部件，保护牲畜在机器运作时不受到伤害。参照图6，本发明的食槽3中心设有往远离食槽3底方向延伸的锥形台31，该锥形台31设有方向为纵向的水管32，该锥形台31顶面设有出水开口，出水开口与水管32的一端连通，水管32的另一端与水阀33连接；出水开口上方设有止挡部34，止挡部34的下端面与出水开口上方形成间隙35，水流从该间隙35中沿锥形台31侧面均匀平缓地流向食槽3底部。使食料与水充分混合，水却不会到处飞溅，弄脏棚舍；该食槽3底端面还设有恒温装置36，该恒温装置36与控制装置6电性连接。控制装置6可调控恒温装置36的开启，使食槽3内食料与水的混合物保持恒温供牲畜食用。参照图7，转动轴4还连接有搅拌件41，搅拌件41为软钢丝搅拌绳；转动轴4侧面设有若干用于搅拌件41穿过的搅拌件通孔，该搅拌件通孔外设有固定螺丝42。搅拌件41的选择为软钢丝搅拌绳的目的是让食料桶1内的食料更加充分的混合。因食料桶1内的食料难免会受潮结为团状物体，若使用传统的搅拌桨，难于将受潮结为团状物体的食料搅碎。而使用软钢丝搅拌绳恰恰能解决这一问题，因搅拌件41为软钢丝搅拌绳，搅拌时遇到团状物会使具有柔性的软钢丝搅拌绳改变角度，进而将团状物搅碎，给下一步推料环节做好充分准备。转动轴4侧面设有若干用于搅拌件41穿过的通孔，该通孔外设有固定螺丝42。固定螺丝42可将搅拌绳锁死，令搅拌绳在搅拌时不受转动的影响偏移位置，进而使搅拌更加充分均匀。电机41可由控制装置6控制其正反转，电机41正转时间和反转时间可人工预先设定。当食料受潮结为团状物时，仅利用软钢丝搅拌绳对团状物搅拌也难于实现充分搅碎食料。正转时还余留有顽固团状物时，再反转搅动，此时，具有柔性的软钢丝搅拌绳将大幅度改变角度，对余留顽固团状物的进一步搅碎。参照图8，本发明的控制装置6还包括信息采集模块、数据处理模块、定量下料模块、定量下水模块；该信息采集模块采集来自下料开关装置71发送的触碰信号和料位探测装置76发送的检测信号，并将采集的触碰信号和检测信号传输至数据处理模块；数据处理模块信号进行处理后将数据结果传输至所述定量下水模块和所述定量下料模块；定量下水模块根据数据结果控制水阀33的开启和关闭，定量下料模块根据数据结果控制电机41的开启和关闭。控制装置6的控制方法包括以下步骤：S1：信息采集模块采集来自下料开关装置71发送的触碰信号和料位探测装置76发送的检测信号，并将其传输至所述数据处理模块；S2：数据处理模块对触碰信号进行处理，并将得出的数据结果传输至定量下料模块；同时对检测信号进行处理，并将得出的数据结果传输至定量下水模块和定量下料模块；S3：定量下水模块根据数据结果控制水阀33的开启和关闭，定量下料模块根据数据结果控制电机41的开启和关闭。S2包括如下子步骤：（1）启动系统，系统进行初始化，对系统参数进行默认设置；系统参数为循环时间、下料时间间隔、下水间隔、电机41正反转定时时间；（2）若需更改系统参数，则中断系统运行，进行系统参数的设置；若无需更改系统参数，直接运行步骤（3）；（3）根据信息采集模块采集的检测信号，判断食料是否溢出；若食料溢出，则关闭电机41和水阀33；否则运行步骤（4）；（4）判断循环时间是否结束；若循环时间结束，则返回步骤（3）；否则运行步骤（5）；（5）根据信息采集模块采集的触碰信号，判断触碰装置7是否有被触碰；若无触碰，则返回步骤（3）；否则运行步骤（6）；（6）发送电机41启动信号至定量下料模块；（7）判断电机41转动情况；若电机41未转动度，则运行步骤（6）；否则运行步骤（8）；（8）发送水阀33启动信号至定量下水模块；（9）判断下料时间间隔时间是否达到设定时间；若下料时间间隔时间达到设定时间，则关闭电机41后，返回步骤（3）；否则运行步骤（10）。（10）电机41正反转定时控制模块开始运作，控制电机41正转；（11）判断电机41正转时间是否达到设定的电机41正转定时时间；若达到设定的电机41正转定时时间，则运行步骤（12）；（12）电机41正反转定时控制模块控制电机41反转；（13）判断电机41反转时间是否达到设定的电机41反转定时时间；若达到设定的电机41反转定时时间，则运行步骤（10）；（14）水阀33启动后，判断下水时间是否达到设定时间；若下水时间达设定时间，关闭水阀33；否则返回步骤（8）；智能食料喂料器安装完毕并通电后，打开开关，并长按设置键进入“功能/设置”界面，分别设置下料时间间隔、下水时间、循环时间和饲喂时间，食料累计以每次下料g为基准，畜牧场可根据自己的食料数据做调整；当饲喂时间为预设时间时，智能食料喂料器处于可以自由采食的状态，牲畜可以通过触碰喂料器的触碰装置7同时获取水和饲料；当饲料时间为非预设时间时，智能食料喂料器处于休眠状态，暂时停止饲料供应；每个下料周期内可自由采食时段的长短可通过下料时间间隔设置来调节；当食槽3内液面高度超过料位探测装置76的高度时，设备会暂时停止饲料供应，直到食槽3内的食料被牲畜采食至料位探测装置76的高度以下后才会恢复食料的供应。S2子步骤（7）中，判断电机41转动情况；若电机41未转动度，则运行步骤（6）；否则运行步骤（8），控制装置6设置电机41先转到度，目的是为了让食料先下到食槽3，等电机41转动度后，水阀33再开启，这样使食料与水混合更加充分。S2子步骤（10）至（13），其中S2子步骤（10）电机41正反转定时控制模块开始运作，控制电机41正转；（11）判断电机41正转时间是否达到设定的电机41正转定时时间；若达到设定的电机41正转定时时间，则运行步骤（12）；（12）电机41正反转定时控制模块控制电机41反转；（13）判断电机41反转时间是否达到设定的电机41反转定时时间；若达到设定的电机41反转定时时间，则运行步骤（10）；定时控制模块在S2子步骤（2）中可设置其电机41正反转定时时间参数，当电机41正转达到预设时间时，定时控制模块控制电机41反转，当电机41反转达到预设时间时，定时控制模块控制电机41正转，直至电机41停止工作。按定时器设定时间使电机41顺时针方向转动和逆时针方向转动，带动转动轴4顺时针方向转动和逆时针方向转动，使得搅拌件41交替间歇地搅拌食料，防止膨料。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。