一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置的制作方法

本发明涉及畜牧养殖技术领域，尤其涉及一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置。

背景技术：

动物的体重与其健康状况有着密切的联系，短期内体重的快速增长与下降均会影响动物的身体健康，因而对于畜牧养殖场而言，定期称量畜牧的体重并测量其身体各项维度极为重要，但动物不同于人类，很少有动物能主动配合饲养员进行体重测量。

养殖场通常在一个通道内安装地磅，通过驱赶动物站立在地磅上的方式来测量其体重，对于行动敏捷性动物，如羚羊，很难通过人工捕捉的方式强迫其测量体重，并且其跑动速度很快，在短时间内很难识别地磅上的准确数据；对于大型动物，由于其体积较大，难以牵动，驱赶起来费时费力，并且如何使动物较为放松的站立在地磅上也是饲养员面临的难题，因此，大多数养殖场多通过估算、目测的方式判断动物的体重，误差非常大。

一些养殖场内还配设有饲料粉碎机，用于粉碎饲料、调整饲料颗粒大小，但现有的饲料粉碎机都需要使用外部电源驱动，能耗较高，并且饲料粉碎机单次粉碎的饲料较多，若长时间放置在开放式的喂食槽内容易滋生病菌、影响饲料口感。

为此，我们提出一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中养殖场使用的地磅不便于对动物的体重进行准确的称量，并且饲料粉碎机单次粉碎的量过多，饲料在喂食槽内容易被污染的缺点，而提出的一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置，包括开设有喂食口的遮拦墙、踩踏台和固定在地面上的承重台，所述遮拦墙内开设有安装腔并在安装腔内设有研磨机构，所述安装腔连通有防水室，且防水室位于承重台的正下方，所述防水室内设有驱动机构；

所述研磨机构包括投料箱和喂食槽，所述投料箱和喂食槽之间通过开合装置相连通，所述投料箱的上部环绕设置有第一弹性管和第二弹性管，且第二弹性管位于第一弹性管内侧并与第一弹性管共轴设置，所述第一弹性管和第二弹性管内均固定安装有螺线圈，且两个螺线圈的规格不同，所述投料箱的下部安装有控制盒和弧形下料板，且弧形下料板的位置与喂食槽的位置相对应；

所述踩踏台通过多个刚性弹簧活动安装在承重台的上方，所述踩踏台的下表面通过直杆固定连接有多个齿板，且每个齿板均位于防水室内，所述踩踏台和承重台上共同设置有感光机构。

优选地，所述感光机构包括安装在承重台内的多个红外发射器，所述踩踏台和承重台上均贯穿开设有多个与对应红外发射器位置相对应的透光孔，所述踩踏台的上表面嵌设有多个红外接收器，所述踩踏台和承重台相对的侧壁上分别安装有多个反射镜和多个传感器。

优选地，所述开合装置包括转动安装在投料箱上的送料板，所述投料箱的侧壁上开设有放料口，且送料板的位置与放料口的位置相对应，所述送料板的上端通过弹簧与投料箱的外侧壁弹性相连，所述喂食槽的底部设有金属薄板，所述安装腔的内壁上固定设置有弱磁板，且弱磁板位于喂食口的下方。

优选地，所述驱动机构包括电力转换器、齿轮组和多个蓄电装置，所述齿轮组包括绕线齿轮和多个相互啮合且齿数等比递减的第二齿轮，其中齿数最多的所述第二齿轮和齿数最少的第二齿轮分别与靠近遮拦墙处的齿板、绕线齿轮相啮合，所述绕线齿轮的中心处通过心轴绕设有拉绳，所述拉绳远离绕线齿轮的一端与投料箱的上端固定相连。

优选地，所述第一弹性管和第二弹性管相对的一侧侧壁上均交错设置有多个研磨块。

本发明的有益效果：

1、通过设置踩踏台、承重台、刚性弹簧、红外接收器、红外发射器等装置，可根据红外接收器接收到的光强推算动物的身高、体围等数据，误差较小，并且不会刺激动物，避免动物产生应激反应。

2、通过在踩踏台和承重台之间设置反射镜以及传感器，可通过传感器接收到的反射光的角度变化来判断踩踏台和承重台之间的距离，而这一距离变化与刚性弹簧压缩量变化相一致，因此，只要知道刚性弹簧的劲度系数，即可根据胡克定律轻松推算出动物的体重。

3、通过动物的自重可驱动齿板运动，而齿板运动可同时驱动第二齿轮以及齿轮组运动，一方面第二齿轮转动产生的机械能可通过发电机转化为电能储存在电力转化器内，为装置供电，另一方面齿轮组的运动可控制投料箱移动，使其运动至喂食口处，便于动物进食。

4、控制盒间歇向螺线圈供电，可使第一弹性管和第二弹性管不断伸缩，而第一弹性管和第二弹性管的伸缩会带动研磨块研磨饲料，从而达到粉碎饲料、增加饲料表面积的目的，并且本装置单次研磨量较小，在满足单只动物的食量下可避免饲料堆积在开放的喂食槽内而造成的饲料变质问题。

5、本装置将喂食与称重相结合，在动物进食时完成对动物体重、体围的测量，可有效避免动物因恐惧而产生的应激反应，此外，这一过程还可以形成正反馈，使动物主动进入栅栏，从而便于追踪每头牲畜的体重。

6、本装置通过动物的踩踏作用将机械能转化为电能，从而减少了电量的消耗，节约了养殖成本，并且动物每次进食时的体重、体围数据均可通过无线网络汇集在计算机终端内，通过筛选、分析这些数据可以对其健康状况进行有效、长期的追踪，便于养殖场数据化管理。

综上所述，本发明将喂食与称重相结合，通过建立“踩踏台-进食”这一正反馈，促使牲畜主动进入栅栏，从而对其体重、体围进行有效追踪，本装置在测量身体数据的过程中对牲畜几乎无刺激，从而避免了应激反应的产生，此外本装置无需外界电源输入，能有效降低能源的消耗。

附图说明

图1为本发明提出的一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置的侧视图；

图3为本发明提出的一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置中投料箱部分的结构示意图；

图4为本发明提出的一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置中研磨机构的结构示意图；

图5为本发明提出的一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置中齿轮组部分的结构示意图；

图6为本发明提出的一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置中承重台与踩踏台的侧视图；

图7为本发明提出的一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置中反射镜与传感器的位置关系示意图。

图中：1遮拦墙、101安装腔、2栅栏、3喂食口、4蓄能踏砖、5踩踏台、6承重台、7防水室、8电力转换器、9第一齿轮、10传感器、11齿板、12齿轮组、1201绕线齿轮、13弱磁板、14控制盒、15研磨机构、16投料箱、17红外发射器、18红外接收器、19送料板、20弧形下料板、21筛网、22研磨块、23第一弹性管、24第二弹性管、25喂食槽、26螺线圈、27反射镜。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-7，一种便于追踪牲畜体重的自动粉碎喂食装置，包括开设有喂食口3的遮拦墙1、踩踏台5和固定在地面上的承重台6，遮拦墙1内开设有安装腔101并在安装腔101内设有研磨机构15，安装腔101连通有防水室7，且防水室7位于承重台6的正下方，防水室内设有驱动机构；

防水室位于地下，不占用地面空间，踩踏台5的周侧固定设有两排栅栏2，且两排栅栏2围成的出入口仅能通过一头牲畜，踩踏台5也仅能供一头牲畜站立，栅栏2周围还铺设有多块蓄能踏砖4，蓄能地砖4内部可设置压电式蓄能装置，当动物踩踏蓄能地砖4的时候，蓄能地砖4运动的动能可以部分转化为电能储存起来；

研磨机构15包括投料箱16和喂食槽25，投料箱16和喂食槽25之间通过开合装置相连通，投料箱16的投料口开设在其顶部，投料箱16的上部环绕设置有第一弹性管23和第二弹性管24，且第二弹性管24位于第一弹性管23内侧并与第一弹性管23共轴设置，第一弹性管23和第二弹性管24内均固定安装有螺线圈26，且两个螺线圈26的规格不同，投料箱16的下部安装有控制盒14和弧形下料板20，且弧形下料板20的位置与喂食槽25的位置相对应，喂食槽25为开放设计，便于动物进食；

投料箱16内固定安装有隔板，且隔板上开设有用于饲料下落的环形通孔，第一弹性管23和第二弹性管24的底部均与隔板的上表面固定相连，第一弹性管23与投料箱16的内侧壁滑动相抵，且第一弹性管23和第二弹性管24的形变方向均为纵向，即为竖直方向；

两个螺线圈26均与控制盒14电连接，控制盒14与电力转换器8电连接；

隔板和弧形下料板20之间卡设有筛网21，用于过滤研磨不充分的颗粒或硬质石子等无法粉碎的杂物，弧形下料板20可便于研磨完的饲料向下滑落；

踩踏台5通过多个刚性弹簧活动安装在承重台6的上方，踩踏台5的下表面通过直杆固定连接有多个齿板11，且每个齿板11均位于防水室7内，踩踏台5和承重台6上共同设置有感光机构；

承重台6的两侧均焊接有挡杆，踩踏台5的内侧壁上对应开设有两个滑槽，两个档杆分别滑动设置在两个滑槽内，以防止踩踏台5在下降或上升的过程中发生歪斜。

本发明中，感光机构包括安装在承重台6内的多个红外发射器17，踩踏台5和承重台6上均贯穿开设有多个与对应红外发射器17位置相对应的透光孔，踩踏台5的上表面嵌设有多个红外接收器18，踩踏台5和承重台6相对的侧壁上分别安装有多个反射镜27和多个传感器10；

反射镜27和传感器10可分别安装在踩踏台5和承重台6的两端，传感器10用于感应反射镜27反射的光线的角度，以判断踩踏台5和承重台6之间的距离，通过计算多束反射光线角度的平均值可近似得出刚性弹簧的压缩量，从而得出动物的体重。

开合装置包括转动安装在投料箱16上的送料板19(投料箱16的侧壁上开设有放料口，且送料板19的位置与放料口的位置相对应，送料板19的上端通过弹簧与投料箱16的外侧壁弹性相连，喂食槽25的底部设有金属薄板，安装腔101的内壁上固定设置有弱磁板13，且弱磁板13位于喂食口3的下方；

当喂食槽25靠近弱磁板13时，金属薄板会与弱磁板13相互吸引，但由于相互吸引力较弱，投料箱16仍可移动，因此在投料箱16继续上升时，其自身会在这一弱作用力下发生倾斜，从而使得送料板19克服弹簧拉力远离放料口，而投料箱16在竖直状态下，饲料的重力不足以克服弹簧的弹力，因此送料板19会将放料口完全遮挡。

驱动机构包括电力转换器8、齿轮组12和多个蓄电装置，齿轮组12包括绕线齿轮1201和多个相互啮合且齿数等比递减的第二齿轮，其中齿数最多的第二齿轮和齿数最少的第二齿轮分别与靠近遮拦墙1处的齿板11、绕线齿轮1201相啮合，绕线齿轮1201的中心处通过心轴绕设有拉绳，拉绳远离绕线齿轮12的一端与投料箱16的上端固定相连；

当齿板11向下运动时，由于齿轮组12的加速作用，绕线齿轮1201会以较快速率转动，通过拉绳的连接作用，投料箱16可随绕线齿轮1201的转动而实现上下移动(当拉绳伸长时，投料箱16依靠重力下降)。

每个蓄电装置均包括第一齿轮9，且每个第一齿轮9均与对应位置的齿板11相啮合，每个第一齿轮9均通过转轴连接有微型发电机，且每个微型发电机的输出端均与电力转换器8的输入端电连接，电力转换器8用于电路整流、稳压和储能。

第一弹性管23和第二弹性管24相对的一侧侧壁上均交错设置有多个研磨块22，当第一弹性管23和第二弹性管24上下运动时，研磨块22的端部会相互接触、摩擦。

本发明使用时，动物的基本信息均储存在耳标或或其他电子识别器内，且电力转换器8、传感器10、红外发射器17等电子设备均通过同一终端设备控制，且各电子设备反馈的数据与耳标内的信息通过云端实现相互交换；

栅栏2的出入口的设置使得每次只能有一只动物进入栅栏2，当动物站在踩踏台5上时，在重力作用下，刚性弹簧被压缩，踩踏台5下移靠近承重台6，红外发射器17发出的红外光一部分通过透光孔照射至动物身上并反射至红外接收器18上，另一部分在反射镜27的反射下照射至传感器10上；不同位置的红外接收器18接收到的光强不同，通过计算机拟合光强数据，可推算动物的身高、体围等数据(动物的身体对红外光有吸收、反射作用，因此对应动物身体覆盖处的红外接收器18能接收到稳定、规律的红外信号，动物身体周围处的红外接收器18接收到的红外信号较为杂乱、无规律，最外侧的红外接收器18接收到的红外信号强度最低，近似为零)；传感器10用于感应反射镜27反射的光线的角度，以判断踩踏台5和承重台6之间的距离，通过计算机终端计算多束反射光线角度的平均值可近似得出刚性弹簧的压缩量，从而根据胡克定律计算出动物的体重；

随着踩踏台5的下移，齿板11驱动齿轮组12、第一齿轮9转动，因为齿轮组12内的齿轮相互啮合且齿数等比递减，所以绕线齿轮1201的转速可得到明显的提高，从而增加拉绳的收卷、放线速度，值得说明的是，踩踏台5下移，绕线齿轮1201转动带动拉绳收卷；踩踏台5上移，绕线齿轮1201转动带动拉绳放线；

当拉绳收卷时，与之相连的投料箱16向上运动，当喂食槽25靠近弱磁板13时，金属薄板会与弱磁板13相互吸引，但由于相互吸引力较弱，投料箱16仍可向上移动，因此在投料箱16继续上升时，其自身会在这一弱作用力下发生倾斜(以弱磁板13为中心向喂食口3方向倾斜)，从而使得送料板19克服弹簧拉力远离放料口(投料箱16在竖直状态下，饲料的重力不足以克服弹簧的弹力，因此送料板19会将放料口完全遮挡)，弧形下料板20上的饲料会下落至送料板19处，动物可从喂食口3处吃到喂食槽25内的饲料；

齿板11驱动第一齿轮9转动时，发电机会将机械能转化为电能(此为现有技术，具体原理不再赘述)，电能通过电力转换器8储存并供给本装置中的电子设备使用，当红外接收器18未接收到信号时，控制盒14控制两个螺线圈26通电，根据安培定律，当有电流通过螺线圈26时，构成螺线圈26的每一圈导线周围都产生了磁场，且各圈导线相邻一侧的磁场极性相反，因此各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，螺线圈26会缩短；

随着控制盒14的间歇开启，第一弹性管23和第二弹性管24会不断伸缩，而且两个螺线圈26规格不同，第一弹性管23和第二弹性管24的伸缩量也不同，研磨块22会交错运动，从而对投料箱16内的饲料进行研磨打碎，研碎后的饲料通过筛网21和弧形下料板20储存在放料口处，控制盒14工作一段时间后会自动断电，以免研磨的饲料过多，当红外接收器18接收到信号时，即动物走上踩踏台5后，放料口才能放料。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。