喂料车的精准控制方法及精准喂料车与流程

[0001]
本发明涉及畜牧业养鸡设备技术领域，具体涉及一种喂料车的精准控制方法及精准喂料车的技术。


背景技术：

[0002]
目前行业内用于种鸡喂料的喂料车大致有三种，一种是手推料车，这种料车的料斗下方与食槽上方放置平料器，通过调节平料器出料口的大小来控制出料量，但是这种料车存在的问题在于工人手推速度不一，而平料器在出料口的调节又无对应刻度，而通过平料器来调节小料量出料时容易造成饲料堵塞，因此根本无法起到精准喂养的效果。后来随着畜牧业养殖自动化的发展，劳动成本的提高，设备也朝着自动化转变，因此出现了第二种技术方案，即是通过电机拉动钢丝绳牵引料车进行自动喂料，出料口也是运用平料器有参照刻度进行出料调节，而该种在料车驱动上运用的是直流电机驱动，这样由于行车轨道无法安装至完全平整，因此每列行车行驶速度会因为轨道的平整度而受到影响，导致速度不一，而平料器依然存在积料和磨损食槽等等问题。第三种方案为直流精准喂料系统，此系统中供电模式采用裸铜线+导电铜刷的供电模式，行车行走普遍采用直流电机配减速机的模式，出料控制采用直流电机与减速电机带动绞龙出料的模式。通过档位调节出料直流电机快慢，调节出料量。
[0003]
下面是现有技术中影响喂料车精准喂养的因素详细分析：
[0004]
1、现有技术中供电模式：裸铜线+导电铜刷的供电模式。该种供电模式存在的缺陷是：铜线易拉断、由于养殖环境灰尘较大铜导电刷容易进灰尘导致接触不良。
[0005]
2、现有技术中行车驱动电机驱动系统为直流电机+继电器控制模式。该种控制模式存在的缺陷是：行车直流电机会由于电压的波动而影响其运行速度，这就会导致行车在运行过程中的精度会受到电压波动的影响，而畜牧行业的养殖场经常建在偏远区域，故电源电压往往是不稳定的，这就会导致行车在运行时会因电压影响其精度，而且行车直流电机在机械堵转或者卡死的情况下，容易烧毁电机且在电机出现故障时无法及时做出保护反馈。
[0006]
3、绞龙送料驱动系统驱动电机为直流电机+调速模块的控制模式。该种控制模式存在的缺陷是：由于料斗直流电机会由于电压的波动而影响其运行速度，这就会导致出料电机在运行过程中的精度会受到电压波动的影响，而畜牧行业的养殖场经常建在偏远区域，故电源电压往往是不稳定的，这就会导致出料电机在运行时会因电压影响其精度，而且在卡死或者堵转时会直接烧毁电机或者因扭力过大造成断轴现象或者烧毁调速模块。
[0007]
4、控料调速系统为档位调速模式，每个间隔档位之间出料量相差很大且误差大，故障率高。其原因是：首先直流电机的特性决定其每台电机本身的转数就存在一定误差，加上因为直流电机前需要增加减速机增大本身扭矩，这也会增大误差，导致出料的精准误差较大。
[0008]
5、基于行车驱动电机与绞龙送料驱动系统中的驱动电机均为直流电机，因此两者
的控制模式也难以精准控制出料量，特别是控制系统的设计。现有技术中，基于结构的局限性，难以有好的控制方法来提高出料量的精准控制，因此如何从控制方法上来提高出料量的精准控制成为业界难题。
[0009]
另外，现有技术中，绞龙输送料管多为输送料管与料斗一体式烧焊连接，或者是铁制镀锌后与料斗通过螺丝连接，那么焊接工艺会造成诸多问题：首先是安装绞龙电机法兰面的公差问题，现有的焊接工艺都无法实现装配法兰和料管的垂直度公差，以及装配电机后电机轴与绞龙输出轴的同轴度公差，这样容易造成绞龙卡死现象，以及绞龙运转严重偏心；其次是焊接工艺的料管很难把焊缝打磨光滑，这些边角对饲料的流动性造成一定影响，导致料管内极易藏料；最后是以往的料管都做成水平，这样导致清洗料斗时的水流容易倒灌至电机端烧毁电机。下面是更加具体的分析。
[0010]
如图8所示，为现有技术的输出料管，具体结构见中国专利申请号201821005267.x，该种输出料管为铁制而成。
[0011]
1、关于电机固定：基于铁制的输出料管的料腔法兰安装平台面属于焊接工艺，直接用电机安装平面固定在料腔安装法兰平台面无法保证垂直度公差，会导致绞龙偏心运行，所以增加连接法兰，并且在连接法兰里面增加梅花连接器来连接电机轴和绞龙输出轴，以此来保证电机与绞龙的同轴度公差，从而解决绞龙偏心运行问题。但是实际使用下这种结构依然无法完全解决偏心问题，而且连接法兰组件里面的轴承和梅花联轴器经常会损坏更换。
[0012]
2、关于料腔结构：因为是铁制的原因，为了防止绞龙经常磨损钢管内壁，因此设计绞龙距离料管内壁还有7mm，这样在使用过程中，底部的7mm高度的剩余饲料是一直残留的，这中积料现象现有技术的产品是无可避免的，时间久了容易造成饲料发霉，当用水枪清洗料腔内部的时候，积水无法流出料腔，还会往电机端倒灌，造成电机积水烧毁，因此每当清洗料腔时都需要拆除电机保存。
[0013]
3、关于出料端口的漏料问题：为了方便焊接工艺而设计了延伸小平台，并无针对漏料方面考虑的技术启示与动机，且无出现漏料问题。该延伸小平台用于与料斗进行螺丝固定。


技术实现要素：

[0014]
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种喂料车的精准控制方法，实现喂料车每个料斗精准控料过程。
[0015]
进一步的目的是消除积料，无饲料发霉现象，清洗料斗时消除积水，防止电机积水烧毁，每当清洗料腔时都无需拆除电机保存的操作。
[0016]
进一步的目的是消除漏料问题。
[0017]
本发明还提供一种精准喂料车，能够实现每个料斗精准投料，能够消除积料，无饲料发霉现象，清洗料斗时消除积水，防止电机积水烧毁，每当清洗料腔时都无需拆除电机保存的操作。
[0018]
本发明通过以下技术方案实现：
[0019]
一种喂料车的精准控制方法，其特征在于所述喂料车的精准控制方法是通过主控制器控制喂料车中各路料斗的精准控料过程，所述主控制器设置有主控cpu、分控cpu、电源
部分以及信号端口，信号端口包括行车伺服电机信号端口、料斗步进电机信号端口、控制面板信号端口、起点行程信号端口、投料停止信号端口、终点行程端口、故障检测信号端口和电源端口，所述行车伺服电机信号端口主要是提供信号给行车伺服电机驱动器以控制行车伺服电机匀速运行，所述料斗步进电机信号端口主要控制料斗步进电机的运行的信号，所述控制面板信号端口的作用是将控制面板的各种功能信号提供给主控制器，以达到各种控制功能与要求，主控制器通过控制面板信号端口与显示器通讯，所述起点行程信号端口是行车伺服电机与料斗步进电机头端停止行程开关信号端口，所述投料停止信号端口是料斗步进电机运行停止端口，所述终点行程端口是行车伺服电机与料斗步进电机的终点停止开关信号端口，所述故障检测信号端口是通过检测行车伺服电机驱动器对应报警信号输出端报警信号,如果检测到报警信号则停掉行车伺服电机与料斗步进电机，然后重启行车伺服电机与料斗步进电机，如果二次报警则继续停止行车伺服电机与料斗步进电机；
[0020]
主控cpu控制行车伺服电机；主控cpu接收串行通讯命令，启动命令由人工按键或者定时时钟发出，主控cpu中存储有喂料车运行参数，喂料车运行参数包括料斗运行参数、行车运行参数，所述料斗运行参数包括速度、角度、方向、加速、减速，主控cpu将料斗运行参数通过串行通讯的形式同时发给每个分控cpu，各分控cpu接收到完整的信息后，再以串行通讯的形式发送接收应答信号；每个分控cpu控制1-4台料斗步进电机；每个分控cpu结合对应控制的各台料斗步进电机的状态，做出相应控制，每个分控cpu通过一开关量控制料斗步进电机驱动器的使能信号，通过一开关量控制料斗步进电机驱动器的方向信号，通过脉冲输出方式至料斗步进电机驱动器，决定料斗步进电机的输出速度与角度，从而完成各路料斗的精准控料过程。
[0021]
控制面板选择行车允许功能时，主控cpu接收到允许运行的信号，同时给出分控cpu控制信号，所述主控制器通过料斗步进电机信号端口提供信号给料斗步进电机驱动器以控制料斗步进电机以0-300转/分钟匀速运行；通过起点行程信号端口，提供开关量信号控制行车伺服电机与料斗步进电机运行状态；通过投料停止信号端口提供开关量信号控制料斗步进电机运行状态。
[0022]
所述分控cpu设有两片，控制八路料斗步进电机，每个料斗步进电机均由内部定时器做s加速曲线控制；通过选择行车伺服电机反转，在行车停在任何位置时能够原地返回，同时选择每个料斗步进电机反转，从而实现原地测料及将料斗残余饲料送出，避免饲料霉变。
[0023]
一种精准喂料车，包括行车架、料斗、头架、支架和尾架，以及连接轨道、电源输入部分、传动部分和控制部分，支架连接在头架和尾架之间构成机架，连接轨道设在头架、支架和尾架构成的机架上，行车架落在连接轨道上，料斗装配在行车架上，电源输入来自于滑触线和集电器，滑触线的固定和拉紧方式由头架滑触线拉紧装置、尾架滑触线拉紧装置以及滑触线支架固定卡组成，传动部分利用驱动组件和钢丝绳来牵引前进，钢丝绳的拉紧调节部分由头架钢丝绳拉紧装置和尾架钢丝绳拉紧装置组成，驱动组件包括行车伺服电机驱动器控制的行车伺服电机、料斗步进电机驱动器控制的料斗步进电机，其特征在于：所述控制部分包括主控制器，主控制器包括主控cpu、分控cpu和电源部分，电源部分为主控cpu、分控cpu提供电源，所述主控cpu通过串行通讯方式与分控cpu进行通讯，所述分控cpu与每一料斗步进电机进行信号连接，并通过开关量信号电路控制每一料斗步进电机的运行状态，
所述主控cpu还设有行车伺服电机驱动器接口、限位输入信号接口、异常报警输入信号接口，主控cpu的行车伺服电机驱动器接口与行车伺服电机驱动器的接线端口之间连接有行车光电隔离电路，主控cpu的限位输入信号接口与产生限位信号的外围接口之间均连接有限位光电隔离电路，所述限位输入信号包括起点限位信号、终点限位信号与投料限位信号，主控cpu的异常报警输入信号接口与行车异常报警器之间连接有报警光电隔离电路；所述主控cpu还用于存储运行参数信息以及接收外部输入命令，运行参数信息包括料斗运行参数信息，料斗运行参数有速度、角度、方向、加速、减速，主控cpu将料斗运行参数以串行通讯的形式发给分控cpu，分控cpu接收到完整的信息后，以串行通讯的形式发送接收应答。
[0024]
所述分控cpu设有两个，每个分控cpu均设有四个控制料斗步进电机驱动器接口；所述开关量信号电路包括信号输出接口、控制料斗步进电机驱动器的使能信号三极管、控制料斗步进电机驱动器的方向信号三极管以及以脉冲方式输出至料斗步进电机驱动器进而决定料斗步进电机的输出速度与角度的速度与角度信号三极管，所述使能信号三极管、方向信号三极管以及速度与角度信号三极管的基极均连接有基极输入电阻，使能信号三极管、方向信号三极管以及速度与角度信号三极管的集电极分别连接至信号输出接口，分控cpu的控制控制信号通过对应的信号输入电阻，控制相应的使能信号三极管、方向信号三极管以及速度与角度信号三极管至信号输出接口，使能信号三极管、方向信号三极管以及速度与角度信号三极管的集电极的基极输入电阻进行集成构成基极输入电阻集成。
[0025]
所述产生限位信号的外围接口包括限位信号接口，限位信号接口与其对应的限位光电隔离电路的输入端连接，限位光电隔离电路的输出与所述主控cpu的限位输入信号接口连接。
[0026]
所述料斗装配有塑料模型的输出料管，所述塑料模型的输出料管包括通过腔壁成型的料腔、电机安装座，所述料腔由安装绞龙的绞龙管腔、与绞龙管腔相连的存料腔构成，绞龙管腔的末端口段为出料口，构成存料腔的侧面腔壁的顶部成型为与料斗装配连接的侧平台，所述绞龙管腔的管腔中心线向下倾斜与侧平台的平台面之间呈有夹角，所述绞龙管腔、存料腔、侧平台、电机安装座通过塑料一体成型而成。
[0027]
所述绞龙管腔的管腔中心线向下倾斜与侧平台的平台面之间呈有2.5
°
～3.5
°
的夹角，所述出料口设有一延伸段，延伸段的端面呈向下倾斜的倾斜端面。
[0028]
所述绞龙管腔的腔壁的上部沿着绞龙管腔的管腔中心线方向设有开口，所述开口的一侧与一个侧平台通过倾斜的第一侧板相连，所述开口的另一侧与另一个侧平台通过倾斜的第二侧板相连，第一侧板与第二侧板的两端分别连接有第一端面板与第二端面板，电机安装座设在第一端面板的外侧，或者电机安装座直接设在第一端面板的外侧面上；所述第一侧板与第二侧板均向第二端面板外侧延伸，对应的两个侧平台向第二端面板外侧延伸，所述绞龙管腔的末端口段向第二端面板外侧延伸的延伸段，一起形成延伸的出料小平台。
[0029]
本发明具有以下有益效果：
[0030]
本发明由于采用主控cpu控制行车伺服电机；主控cpu接收串行通讯命令，启动命令由人工按键或者定时时钟发出，主控cpu中存储有喂料车运行参数，喂料车运行参数包括料斗运行参数、行车运行参数，所述料斗运行参数包括速度、角度、方向、加速、减速，主控cpu将料斗运行参数通过串行通讯的形式同时发给每个分控cpu，各分控cpu接收到完整的
信息后，再以串行通讯的形式发送接收应答信号；每个分控cpu控制1-4台料斗步进电机；每个分控cpu结合对应控制的各台料斗步进电机的状态，做出相应控制，每个分控cpu通过一开关量控制料斗步进电机驱动器的使能信号，通过一开关量控制料斗步进电机驱动器的方向信号，通过脉冲输出方式至料斗步进电机驱动器，决定料斗步进电机的输出速度与角度，从而能够完成各路料斗的精准控料过程。
[0031]
本发明中利用滑触线代替原裸铜线后，避险裸铜线拉断、接触不良并避免因为电源接触不良导致元器件的损坏；行车驱动电机由伺服电机代替直流电机，不紧提高了运行精度，更加重要的是在出故障后伺服电机带故障反馈并且能自我保护，从而避免烧毁电机及其他元器件，大大降低元件器的损耗及维修概率；料斗电机采用步进电机替代直流电机，由于直流电机的特性如果是堵转或者卡死时，电机就会增大工作电流直至烧毁电机，步进电机相较于直流电机在提高运行精度的同时，能在堵转时能通过驱动器自我保护，从而避免烧毁电机；基于伺服电机与步进电机的控制系统，即采用主控制器，能实现高精度的出料调节的同时，能选择行车是否自动返回、返回时每个料斗是否投料，以及定时投料等多种功能的选择；能选择行车反转，在行车停在任何位置时，都能原地返回，同时可以选择每个料斗反转从而实现原地测料及将料斗残余饲料送出，避免饲料霉变。
[0032]
本发明中由于绞龙管腔、存料腔、侧平台、电机安装座通过塑料一体成型而成，绞龙管腔的管腔中心线向下倾斜与侧平台的平台面之间呈2.5
°
～3.5
°
的夹角，因此本发明还具有以下优点：1、保证了电机安装面的装配公差，解决绞龙运行卡住和偏心问题；2、与料斗装配式连接更加方便维修更换；3、一体式成型塑料料管解决了管内堵料藏料问题；4、料管向下倾斜方便清洗时污垢的排放和保护电机；5、延伸的料管平台有效阻止了饲料因为流动性自动下落。
[0033]
更加详细而言：
[0034]
1、本发明电机固定；现有技术中需要安装连接法兰，而本发明中取消连接法兰。现有技术中之所以要设计连接法兰是因为铁制的料腔法兰安装平面属于焊接工艺，直接用电机安装平面固定在料腔安装法兰平面无法保证垂直度公差，会导致绞龙偏心运行，所以增加连接法兰，并且在连接法兰里面增加梅花连接器来连接电机轴和绞龙输出轴，以此来保证电机与绞龙的同轴度公差，从而解决绞龙偏心运行问题；但是实际使用下这种结构依然无法完全解决偏心问题，而且连接法兰组件里面的轴承和梅花联轴器经常会损坏更换。而本发明一体注塑成型结构，很好地解决了电机安装垂直度和绞龙输出同轴度的问题，也解决了频繁更换零件的问题。
[0035]
2、本发明绞龙管腔倾斜；现有技术中绞龙管腔没有倾角设计，因为是铁制的原因，为了防止绞龙经常磨损钢管内壁，因此设计绞龙距离料管内壁还有7mm，这样在使用过程中，底部的7mm高度的剩余饲料是一直残留的，这是现有技术中绞龙管腔结构导致的必然缺陷，无可避免，剩余饲料时间久了容易造成饲料发霉，当用水枪清洗料腔内部的时候，积水无法流出料腔，造成电机积水烧毁，因此每当清洗料腔时都需要拆除电机保存，这也是现有技术中绞龙管腔结构导致的必然缺陷，无可避免。而本发明一体式注塑料腔设计，绞龙距离内壁面仅有2.5mm，而光滑的塑料内壁和倾角设计使得料腔内几乎无残留饲料，冲洗料腔后无积水残留，彻底解决了现有技术中结构导致的必然的无可避免的缺陷，即存有剩余饲料，冲洗料腔后有积水残留，会造成电机积水烧毁。
[0036]
3、本发明出料口的延伸段，或延伸的出料小平台；现有技术中的设计有延伸小平台，延伸小平台包括与料斗固定连接的平台面与出料口的出料管段，其目的是为了方便焊接工艺与安装工艺而设计的，由于绞龙管腔没有倾角设计，因此无漏料缺陷，故无针对漏料方面的考虑，故无本发明所设计的出料口的延伸段，或延伸的出料小平台的技术启示与动机。本发明所设计的出料口的延伸段，或延伸的出料小平台是因为绞龙管腔有倾角设计，即绞龙管腔的管腔中心线向下倾斜与侧平台的平台面之间呈有夹角，必然会存在使得一些表面圆滑、流动性好的饲料依靠自身重力而自动漏下的现象，故本发明所设计的出料口的延伸段，或延伸的出料小平台的设计很好地解决了倾角设计导致的饲料由于自身流动性良好的性能而产生的无驱动模式下的漏料问题。
附图说明
[0037]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]
图1是本发明主控制器结构示意图；
[0039]
图2是本发明精准喂料车的控制结构图；
[0040]
图3是本发明主控cpu及其外围的电路结构示意图；
[0041]
图4是本发明分控cpu及其外围的电路结构示意图；
[0042]
图5是本发明输出接口的电路结构示意图；
[0043]
图6是本发明主控制器控制的一料斗的限位控制输入单元的电路结构示意图；
[0044]
图7是本发明主控制器串口通讯的电路结构示意图；
[0045]
图8是现有技术中喂料车的输出料管结构图；
[0046]
图9是本发明喂料车的输出料管结构图(一)；
[0047]
图10是本发明喂料车的输出料管结构图(二)；
[0048]
图11是本发明喂料车的输出料管使用时的结构图。
具体实施方式
[0049]
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0050]
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0051]
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0052]
本发明喂料车的精准控制方法，是通过主控制器控制喂料车中各路料斗的精准控料过程，所述主控制器设置有主控cpu、分控cpu、电源部分以及信号端口，如图1，主控制器1的信号端口包括行车伺服电机信号端口2、料斗步进电机信号端口3、控制面板信号端口4、起点行程信号端口5、投料停止信号端口6、终点行程端口7、故障检测信号端口8和电源端口9，所述行车伺服电机信号端口2主要是提供信号给行车伺服电机驱动器以控制行车伺服电机匀速运行，所述料斗步进电机信号端口3主要控制1-8台料斗步进电机的运行的信号，所述控制面板信号端口4的作用是将控制面板的各种功能信号提供给主控制器，以达到各种控制功能与要求，主控制器通过控制面板信号端口与显示器通讯，所述起点行程信号端口5是行车伺服电机与料斗步进电机头端停止行程开关信号端口，所述投料停止信号端口6是料斗步进电机运行停止端口，所述终点行程端口7是行车伺服电机与料斗步进电机的终点停止开关信号端口，所述故障检测信号端口8是通过检测行车伺服电机驱动器对应报警信号输出端报警信号,如果检测到报警信号则停掉行车伺服电机与料斗步进电机，然后重启行车伺服电机与料斗步进电机，如果二次报警则继续停止行车伺服电机与料斗步进电机；电源端口9通过24vdc输入电压，为整块电路板提供电源。
[0053]
主控cpu控制行车伺服电机；主控cpu接收串行通讯命令，启动命令由人工按键或者定时时钟发出，主控cpu中存储有喂料车运行参数，喂料车运行参数包括料斗运行参数、行车运行参数，所述料斗运行参数包括速度、角度、方向、加速、减速，主控cpu将料斗运行参数通过串行通讯的形式同时发给每个分控cpu，各分控cpu接收到完整的信息后，再以串行通讯的形式发送接收应答信号；每个分控cpu控制1-4台料斗步进电机；每个分控cpu结合对应控制的各台料斗步进电机的状态，做出相应控制，每个分控cpu通过一开关量控制料斗步进电机驱动器的使能信号，通过一开关量控制料斗步进电机驱动器的方向信号，通过脉冲输出方式至料斗步进电机驱动器，决定料斗步进电机的输出速度与角度，从而完成各路料斗的精准控料过程。分控cpu设有两片，控制八路料斗步进电机，每个料斗步进电机均由内部定时器做s加速曲线控制；通过选择行车伺服电机反转，在行车停在任何位置时能够原地返回，同时选择每个料斗步进电机反转，从而实现原地测料及将料斗残余饲料送出，避免饲料霉变。
[0054]
控制面板选择行车允许功能时，主控cpu接收到允许运行的信号，同时给出分控cpu控制信号，所述主控制器通过料斗步进电机信号端口提供信号给料斗步进电机驱动器以控制料斗步进电机以0-300转/分钟匀速运行；通过起点行程信号端口，提供开关量信号控制行车伺服电机与料斗步进电机运行状态；通过投料停止信号端口提供开关量信号控制料斗步进电机运行状态。
[0055]
本发明精准喂料车，包括行车架、料斗、头架、支架和尾架，以及连接轨道、电源输入部分、传动部分和控制部分，支架连接在头架和尾架之间构成机架，连接轨道设在头架、支架和尾架构成的机架上，行车架落在连接轨道上，料斗装配在行车架上，电源输入来自于滑触线和集电器，滑触线的固定和拉紧方式由头架滑触线拉紧装置、尾架滑触线拉紧装置以及滑触线支架固定卡组成，传动部分利用驱动组件和钢丝绳来牵引前进，钢丝绳的拉紧调节部分由头架钢丝绳拉紧装置和尾架钢丝绳拉紧装置组成，驱动组件包括行车伺服电机驱动器控制的行车伺服电机、料斗步进电机驱动器控制的料斗步进电机，所述控制部分包括主控制器，主控制器包括主控cpu、分控cpu和电源部分，电源部分为主控cpu、分控cpu提
供电源，所述主控cpu通过串行通讯方式与分控cpu进行通讯，所述分控cpu与每一料斗步进电机进行信号连接，并通过开关量信号电路控制每一料斗步进电机的运行状态，所述主控cpu还设有行车伺服电机驱动器接口、限位输入信号接口、异常报警输入信号接口，主控cpu的行车伺服电机驱动器接口与行车伺服电机驱动器的接线端口之间连接有行车光电隔离电路，主控cpu的限位输入信号接口与产生限位信号的外围接口之间均连接有限位光电隔离电路，所述限位输入信号包括起点限位信号、终点限位信号与投料限位信号，主控cpu的异常报警输入信号接口与行车异常报警器之间连接有报警光电隔离电路；所述主控cpu还用于存储运行参数信息以及接收外部输入命令，运行参数信息包括料斗运行参数信息，料斗运行参数有速度、角度、方向、加速、减速，主控cpu将料斗运行参数以串行通讯的形式发给分控cpu，分控cpu接收到完整的信息后，以串行通讯的形式发送接收应答。分控cpu设有两个，每个分控cpu均设有四个控制料斗步进电机驱动器接口；所述开关量信号电路包括信号输出接口、控制料斗步进电机驱动器的使能信号三极管、控制料斗步进电机驱动器的方向信号三极管以及以脉冲方式输出至料斗步进电机驱动器进而决定料斗步进电机的输出速度与角度的速度与角度信号三极管，所述使能信号三极管、方向信号三极管以及速度与角度信号三极管的基极均连接有基极输入电阻，使能信号三极管、方向信号三极管以及速度与角度信号三极管的集电极分别连接至信号输出接口，分控cpu的控制控制信号通过对应的信号输入电阻，控制相应的使能信号三极管、方向信号三极管以及速度与角度信号三极管至信号输出接口，使能信号三极管、方向信号三极管以及速度与角度信号三极管的集电极的基极输入电阻进行集成构成基极输入电阻集成。产生限位信号的外围接口包括限位信号接口，限位信号接口与其对应的限位光电隔离电路的输入端连接，限位光电隔离电路的输出与所述主控cpu的限位输入信号接口连接。
[0056]
本发明中主控制器1主要由电源部分、三块cpu及接线端口组成，电源部分为整块控制器提供电源，其中1块cpu即主控cpu，如图3芯片u1a，控制行车伺服电机的工作；另外两块cpu，即分控cpu，如图4，芯片u2a为其中一块cpu，每块cpu控制其中1-4个料斗步进电机。当面板选择行车允许功能时，主控cpu接收到允许运行的信号，同时给出允许运行分控cpu的信号。
[0057]
伺服电机信号端口2：主要控制行车伺服电机的运行的信号。通过信号端口提供信号给行车伺服电机驱动器以控制行车伺服电机以192转/分的速度匀速运行。
[0058]
步进电机信号端口3：主要控制料斗步进电机的运行的信号。通诺信号端口提供给料斗步进电机驱动器以控制料斗步进电机以0-300转/分匀速运行。
[0059]
控制面板信号端口4：将面板控制的各种功能信号提供给主控制器，已达到各种控制功能与要求。
[0060]
起点行程信号端口5：行车伺服电机与料斗步进电机头端停止行程开关信号端口，通过开关量信号控制行车伺服电机与料斗步进电机运行状态。
[0061]
投料停止信号端口6：料斗步进电机运行停止端口，通过开关量信号控制料斗步进电机运行状态。
[0062]
终点行程端口7：行车伺服电机与料斗步进电机终点停止开关信号端口，通过开关量信号控制行车伺服电机与料斗步进电机运行状态。
[0063]
故障检测信号端口8：通过检测行车伺服电机驱动器对应编码器的报警信号,如果
检测到报警信号则停掉行车伺服电机与料斗步进电机，然后一分钟后重启行车伺服电机与料斗步进电机，如果二次报警则继续停止行车伺服电机与料斗步进电机。
[0064]
电源端口9：通过24vdc输入电压，为整块电路板提供电源。
[0065]
主控制器1的电源部分：整套系统由交流变压器供电后，经24v隔离电源为主控制器供电，控制器内部将电压变换为5.3v及3.3v两种电压，5.3v电压为驱动，限位等外部设备供电，内部cpu及串行通讯芯片为3.3v电压供电。
[0066]
分控cpu：系统使用st公司的32位arm7芯片，由主控cpu接收用户指令，行车伺服电机由主控cpu自行控制，利于系统的可靠性；料斗步进电机的运行状态由主控cpu经串口分发给2片从cpu即分控cpu，这样系统可控8路料斗步进电机，每个电机均由内部定时器做s加速曲线控制，动作平稳，不失步。主控cpu同时检测限位接口、行车报警接口的状态，来实现设备的运动控制。主控制器与外部限位传感器之间均通过光耦隔离。
[0067]
主控制器1与用户交互：控制器通过串口与显示器通讯，显示器端也是32位arm芯片，主要处理如下功能：界面显示，按键处理，参数存储，实时时钟，这种设计的优点是显示器反映了客户的需求，更换容易，同时降低了主控cpu的工作压力，使之的主要资源集中在运动控制及可靠性上。用户启动系统可通过显示器上的启停按钮或者系统自行定时启动。
[0068]
用户或定时后启动系统，显示器通过串口通知主控cpu，主控cpu判断用户设置与限位状态的工作条件，决定是否启动，如果条件通过，启动行车伺服电机输出并等待行车正常信号，行车成功启动后经由串口命令分控cpu分别控制各自的料斗步进电机动作。
[0069]
下面以1号料斗为例来进行说明。如图3-图7，主控cpu接收经过r21和u4的串行通讯命令，启动命令可以由人工按键或者定时时钟发出，结合主控cpu中存储的运行参数信息，将1号料斗的速度、方向、加速等参数，通过r7电阻将参数以串行通讯的形式发给分控cpu即u2a，分控cpu接收到完整的信息后，通过r15电阻以串行通讯的形式发送接收应答。如图5，分控cpu结合1号料斗电机的状态，做出相应控制，信号通过rp3，控制相应的q3、q7、q11至信号输出接口p4，q3为开关量控制电机驱动器的使能信号，q7为开关量控制电机驱动器的方向信号，q11为脉冲输出至电机驱动器，决定电机的输出速度与角度。通过以上的过程，实现其中一路的精准控料过程。
[0070]
如图9、图10、图11，料斗10装配有塑料模型的输出料管11，包括通过腔壁成型的料腔，所述料腔由安装绞龙的绞龙管腔111、与绞龙管腔相连的存料腔1110构成，绞龙管腔的末端口段1161为出料口，构成存料腔的侧面腔壁的顶部成型为与料斗装配连接的侧平台112，绞龙管腔的管腔中心线114向下倾斜与侧平台的平台面之间呈有夹角；夹角呈2.5
°
～3.5
°
，最佳值为3.0
°
。本发明喂料车的输出料管还包括电机安装座113，电机安装座、料腔的腔壁、料斗装配连接的侧平台通过塑料一体成型而成。
[0071]
在出料口设有一延伸段1163，延伸段的端面呈向下倾斜的倾斜端面。延伸段的设计参数是：过绞龙管腔的管腔中心线得投影平面，投影平面与侧平台的平台面垂直，在投影平面上，以延伸临界点为圆心，绞龙管腔的管径为半径作圆，绞龙管腔的管腔中心线与圆相交得交点1165，倾斜端面在投影平面上的投影线1166过交点1165或在交点1165的外侧，所述延伸临界点是指存料腔的内侧端面的投影线与绞龙管腔末端口的内侧壁的两条投影线中上一条投影线的交点1164，投影平面是指过绞龙管腔的管腔中心线，垂直于侧平台的平台面的平面。
[0072]
具体构造：绞龙管腔的腔壁的上部沿着绞龙管腔的管腔中心线方向设有开口，所述开口的一侧与一个侧平台112通过倾斜的第一侧板1122相连，所述开口的另一侧与另一个侧平台通过倾斜的第二侧板相连，第一侧板与第二侧板的两端分别连接有第一端面板与第二端面板，这样构成存料腔。第一端面板1123与第二端面板1124呈倾斜状，不同于现有技术中端面板呈竖直状。在第一侧板与第二侧板的上部设置有加强筋1121。电机安装座设在第一端面板的外侧，或者电机安装座直接设在第一端面板的外侧面上。第一侧板与第二侧板均向第二端面板外侧延伸，对应的两个侧平台向第二端面板外侧延伸，在该延伸侧平台1162上设有螺丝孔，该延伸侧平台与料斗10通过螺丝1167固定连接，所述绞龙管腔的末端口段向第二端面板外侧延伸，一起形成延伸的出料小平台。电机安装座113直接由第一端面板形成。
[0073]
由本发明所述技术方案可知，料斗固定在喂料车上，随着喂料车的行进同时电机驱动绞龙推动饲料下落至食槽，即在电机12的驱动下带动绞龙13完成料斗中的饲料推送，绞龙即螺旋结构的绞龙，绞龙13的长度短于绞龙管腔与末端口段的长度之和，最佳长度是稍微长于绞龙管腔的长度，绞龙13的末端伸入末端口段。
[0074]
如图8，现有技术中需要安装连接法兰14，而本发明中取消连接法兰。现有技术中之所以要设计连接法兰14是因为铁制的料腔法兰安装平面属于焊接工艺，直接用电机安装平面固定在料腔安装法兰平面无法保证垂直度公差，会导致绞龙偏心运行，所以增加连接法兰14，并且在连接法兰里面增加梅花连接器来连接电机轴和绞龙输出轴，以此来保证电机与绞龙的同轴度公差，从而解决绞龙偏心运行问题，图中示意了料腔法兰15；但是实际使用下这种结构依然无法完全解决偏心问题，而且连接法兰组件里面的轴承和梅花联轴器经常会损坏更换。而本发明一体注塑成型结构，很好地解决了电机安装垂直度和绞龙输出同轴度的问题，也解决了频繁更换零件的问题。现有技术中绞龙管腔16没有倾角设计，因为是铁制的原因，为了防止绞龙经常磨损钢管内壁，因此设计绞龙距离料管内壁还有7mm，这样在使用过程中，底部的7mm高度的剩余饲料是一直残留的，这是现有技术中绞龙管腔结构导致的必然缺陷，无可避免，剩余饲料时间久了容易造成饲料发霉，当用水枪清洗料腔内部的时候，积水无法流出料腔，造成电机积水烧毁，因此每当清洗料腔时都需要拆除电机保存，这也是现有技术中绞龙管腔结构导致的必然缺陷，无可避免，图中绞龙管腔16的两个端面板17垂直于与料斗安装的侧平台18平面。而本发明一体式注塑料腔设计，绞龙距离内壁面仅有2.5mm，而光滑的塑料内壁和倾角设计使得料腔内几乎无残留饲料，冲洗料腔后无积水残留，彻底解决了现有技术中结构导致的必然的无可避免的缺陷，即存有剩余饲料，冲洗料腔后有积水残留，会造成电机积水烧毁。现有技术中的设计有延伸小平台，延伸小平台包括与料斗固定连接的侧平台18与出料口的出料管段19，其目的是为了方便焊接工艺与安装工艺而设计的，由于绞龙管腔没有倾角设计，因此无漏料缺陷，故无针对漏料方面的考虑，故无本发明所设计的出料口的延伸段，或延伸的出料小平台的技术启示与动机。本发明所设计的出料口的延伸段，或延伸的出料小平台是因为绞龙管腔有倾角设计，即绞龙管腔的管腔中心线向下倾斜与侧平台的平台面之间呈有夹角，必然会存在使得一些表面圆滑、流动性好的饲料依靠自身重力而自动漏下的现象，故本发明所设计的出料口的延伸段，或延伸的出料小平台的设计很好地解决了倾角设计导致的饲料由于自身流动性良好的性能而产生的无驱动模式下的漏料问题。
[0075]
上述具体实施方式仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。