大型养猪场智能化粪便收集装置的制作方法

本发明涉及新型能源回收技术领域，具体涉及了一种大型养猪场智能化粪便收集装置。

背景技术：

随着经济的快速发展，我国国民生活水平不断提高，反映在饮食上就是谷物、蔬菜、肉类以及蛋类搭配趋于合理，人们不仅追求吃得饱，更需要吃得好，这也就意味着对牲畜养殖业提出了更高的要求与挑战，比如牲畜肉质、蛋类的质量和产量。但是我国生猪来源渠道多样化以后，非洲猪瘟等传染力极强的传染病对养殖场或农户造成重大的损失，养猪行业的智能化、无害化、远程化处理迫在眉睫。

目前牲畜养殖业的发展面临诸多瓶颈，比如牲畜的排泄物无法快速清理导致对大气环境的污染以及排泄物滋生的蚊虫导致动物之间细菌、病毒传染，再比如牲畜排泄物得不到良好的收集以及回收利用造成资源的严重浪费。

近年来各地相关部门出台了牲畜养殖业污染管理办法，要求养殖单位以及个人做好养殖业空气污染的整改工作。打好环保攻坚战，营造碧水蓝天的生态环境，高效率回收利用可用资源，这些不仅关乎到我们个人的生活质量，更关乎到我们的子孙后代未来的生存。充分利用信息化、网络化技术，实现生猪粪便的异地化处理，十分必要。

相关资料表明：中国每年大约产生38亿吨畜禽垃圾，其中有约40％垃圾没有得到合理地处理和使用，造成了大量资源的浪费。粪便回收后经相关物理方法、化学方法、微生物发酵等处理后可用作以下用途：（1）、可以用来养殖鱼虾，不污染水质，既可以作为鱼虾饲料，又可以作肥水产品；（2）、可以用来养殖黄粉虫、蝇蛆、蚯蚓建立生态养殖模式；（3）、可以制作种植、花卉等生物有机肥。（4）储存罐中粪便经发酵后产生沼气为农村或者偏远山区的居民提供炊事照明所需的能源。基于以上原因，迫切需要一种智能化、高回收效率、低污染的牲畜代谢物处理回收的方法。

技术实现要素：

针对上述现有技术中描述的不足，本发明提供一种大型养猪场智能化粪便收集装置，可以及时处理在牲畜养殖过程中对动物的粪便检测处理并异地快速处理、收集并回收储存。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种大型养猪场智能化粪便收集装置，包括储存罐组件、主控制器、引流槽组件、清洁组件、检测组件、通信组件、存储组件、电源组件和操作按键；操作按键与主控制器连接，给主控制器发送操作指令，储存罐组件、引流槽组件、清洁组件均设置在地下，检测组件将储存罐组件和清洁组件的检测信号传输到主控制器内，主控制器处理后给储存罐组件、清洁组件和引流槽组件发送控制指令，主控制器通过通信组件与存储组件通讯。

具体地，所述通信组件，包括gprs通信模块和外围电路；所述存储组件，包括上位机、智能终端和服务器；主控制器通过gprs通信模块与上位机双向通信，在上位机上显示，如当前设备是否检测到动物排泄物、有无执行清理操作、存储罐内废物体积、存储罐内压力值、烘干设备是否正常，是否显示更换存储罐警报等信息，且主控制器能够接收上位机的控制指令；主控制器通过gprs通信模块给智能终端发送检测数据，使管理人员能足不出户就能直观知晓实时养殖场的状态，并能够接收到警报信息及时进行处理；主控制器通过gprs通信模块将检测数据存储在服务器内。

所述检测组件，包括红外探测器、超声波传感器、压力传感器；红外探测器安装在清洁组件处检测清洁组件处是否有粪便落下；超声波传感器和压力传感器均安装在储存罐组件处检测储存罐组件中储存罐内粪便体积以及压力。

为了扩大检测范围，在禽舍内可安装气体传感器，检测禽舍内各气体的浓度以便为禽类提供更好的生活环境。

所述储存罐组件，包括在底下挖设的储存腔，储存腔的开口处设有开关屏蔽门，在储存腔内设有储存罐,储存罐安装在液压升降机上，液压升降机安装在储存腔底部；且储存罐上设有单向塞，储存罐通过单向塞与引流槽组件连通；在储存罐内顶部安装有超声波传感器，超声波传感器检测储存罐内异物的量并传输到主控制器内；压力传感器安装在储存罐内，检测储存罐内压力并传输至主控制器内。

本发明的储存罐采用集装箱式结构，回收人员可用叉车或吊车进行更换。

所述清洁组件，包括清洁槽、隔离网、集合槽、清洁电机、清洁链条、清洁刮板、高压水枪。

在禽舍内设置若干个清洁槽，每个清洁槽上均设有隔离网，且每个清洁槽的底面均为斜面，清洁槽均与集合槽连通；集合槽的排泄口与引流槽组件连通。

在每个清洁槽的斜面上均安有一个清洁电机，清洁电机通过链轮带动清洁链条，在清洁链条上设有清洁刮板，在清洁槽侧壁位于隔离网的上方和下方分别安装有一个高压水枪；清洁电机和高压水枪均与主控制器连接；红外探测器安装在清洁槽内检测清洁槽内是否有粪便落下并将检测信号传输到主控制器内。斜面的设置是为了减小清洁电机的负载，搭配高压水枪使排泄物快速排出。

清洁组件主要是清洁隔离网上方掉下来的动物粪便，当红外探测器检测到隔离网上有粪便掉落时，主控制器启动清洁电机和高压水枪，清洁电机带动刮板将链条上的粪便输送到清洁槽的斜面上，由于自身重力，粪便会从斜面滑落并在高压水枪的助力下更快的汇集到集合槽中，并在自身重力作用下进入引流槽管内，进而进入储存罐内。

所述引流槽组件，包括引流槽管、伸缩电机、齿轮、齿条；引流槽管设置在集合槽的排泄口内，且引流槽管的一端向外伸出集合槽与齿条连接并与单向塞相配合，防止粪便发酵产生的有害气体外漏，齿条安装在支架上并在支架上移动且齿条与齿轮啮合，齿轮安装在伸缩电机的输出轴上，伸缩电机固定在集合槽位于储存腔内的部位；伸缩电机与主控制器连接。引流槽管初始状态是插在单向塞内的，只有当储存罐内液位达到上限值时，操作按钮按下后，主控制器才会使伸缩电机动作将引流槽管收回，当储存罐更换并放置到位后，主控制器使引流电机反向转动将引流槽管插入单向塞中。

所述电源组件，包括高压供电单元和低压供电单元，所述高压供电单元采用市电直接给清洁电机供电，因为粪便阻力大，所以采用市电直接给清洁电机直接供电，以保证足够的推力。

所述低压供电单元，包括变压整流器、备用电池和电源控制芯片，市电经变压整流器整流变压后通过电源控制芯片控制给备用电池、引流槽组件、检测组件和通信组件供电，只有当备用电池电量低于一定值时才会对备用电池充电，充电结束后自动结束充电过程。

本发明还设置有功能按键，功能按键与主控制器连接，通过功能按键可设置系统时间、定时清洁或者自动清洁、储存罐预设容量值等。

大型养猪场智能化粪便收集装置的使用方法，步骤如下：

步骤一：打开电源开关，储存罐组件、主控制器、引流槽组件、清洁组件、检测组件、通信组件、存储组件和电源组件初始化；

步骤二：红外探测器周期循环检测，当检测到动物排泄物落下时，主控制器控制清洁电机转动，高压水枪喷水，清洁刮板将隔离网上的排泄物排至斜面，斜面上的排泄物进入集合槽内，集合槽内排泄物在自身重力作用通过引流槽管流入至储存罐内；当没有排泄物落下，主控制器控制清洁电机和高压水枪停止工作；

步骤三：储存罐内超声传感器和压力传感器周期性将检测的排泄物高度和罐内压力传输到主控制器内，主控制器接收并处理，若排泄物高度达到预设值，则进行步骤四；若罐内压力达到预设值，则进行步骤五；

步骤四：主控制器控制上位机显示并报警且清洁电机、高压水枪停止工作，引流电机带动引流槽管收回引流槽向上收起，液压升降机上升将储存罐抬升至地面，管理员更换新储物罐后液压升降机下降将储物罐下放至默认位置时，引流电机将引流槽管放出插入单向塞内；

步骤五：主控制器向智能终端发送警报通知管理人员，并使清洁电机、高压水枪停止工作。

本发明的有益效果是：1）为养殖场节约大量的管理时间，并且清洁的养殖环境能有效降低动物之间传染病的发病率。回收的动物代谢物能作为养殖产品的一部分，增加了养殖者的附加收益。2）清洁的生长环境在一定条件下能降低动物发病率，也就意味着能够降低对兽药的使用量，比如兽用抗生素，就能有效提高食品安全。保证供应源的清洁的生长环境，不仅减少了养殖者购买兽药的支出，更提高了动物的肉质、蛋类以及乳制品的质量。3）传统露天式的养殖方法使得动物粪便产生大量有害物质、滋生蚊虫，污染大气环境。4）绿色环保：收集后的粪便将作无害化处理，发酵之后用作天然肥料、蚯蚓等软体动物的养殖，最大化的利用了资源，具有良好的经济效益。不仅可为养殖户带来附加收益，一定程度保证食品安全，更有利于推动我国生态文明建设，有利于建设资源节约型社会。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明引流槽组件的结构示意图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，一种大型养猪场智能化粪便收集装置，包括储存罐组件、主控制器、引流槽组件、清洁组件、检测组件、通信组件、存储组件、电源组件和操作按键；操作按键与主控制器连接，给主控制器发送操作指令，储存罐组件、引流槽组件、清洁组件均设置在地下，检测组件将储存罐组件和清洁组件的检测信号传输到主控制器内，主控制器处理后给储存罐组件、清洁组件和引流槽组件发送控制指令，主控制器通过通信组件与存储组件通讯。

具体地，所述通信组件，包括gprs通信模块和外围电路；所述存储组件，包括上位机、智能终端和服务器；主控制器通过gprs通信模块与上位机双向通信，在上位机上显示，如当前设备是否检测到动物排泄物、有无执行清理操作、存储罐内废物体积、存储罐内压力值、烘干设备是否正常，是否显示更换存储罐警报等信息，且主控制器能够接收上位机的控制指令；主控制器通过gprs通信模块给智能终端发送检测数据，使管理人员能足不出户就能直观知晓实时养殖场的状态，并能够接收到警报信息及时进行处理；主控制器通过gprs通信模块将检测数据存储在服务器内。

所述检测组件，包括红外探测器、超声波传感器、压力传感器；红外探测器安装在清洁组件处检测清洁组件处是否有粪便落下；超声波传感器和压力传感器均安装在储存罐组件处检测储存罐组件中储存罐内粪便体积以及压力。

为了扩大检测范围，在禽舍内可安装气体传感器，检测禽舍内各气体的浓度以便为禽类提供更好的生活环境。

所述储存罐组件，包括在底下挖设的储存腔1，储存腔1的开口处设有开关屏蔽门，在储存腔1内设有储存罐2,储存罐2安装在液压升降机3上，液压升降机3安装在储存腔1底部；且储存罐2上设有单向塞11，储存罐2通过单向塞11与引流槽组件连通；在储存罐2内顶部安装有超声波传感器，超声波传感器检测储存罐内异物的量并传输到主控制器内；压力传感器安装在储存罐2内，检测储存罐内压力并传输至主控制器内。

本发明的储存罐采用集装箱式结构，回收人员可用叉车或吊车进行更换。

所述清洁组件，包括清洁槽4、隔离网5、集合槽6、清洁电机、清洁链条7、清洁刮板8、高压水枪9。

在禽舍内设置若干个清洁槽4，每个清洁槽4上均设有隔离网5，且每个清洁槽4的底面均为斜面10，清洁槽4均与集合槽6连通；集合槽6的排泄口与引流槽组件连通。

在每个清洁槽4的斜面10上均安有一个清洁电机，清洁电机通过链轮带动清洁链条7，在清洁链条7上设有清洁刮板8，在清洁槽4侧壁位于隔离网5的上方和下方分别安装有一个高压水枪9；清洁电机和高压水枪均与主控制器连接；红外探测器安装在清洁槽4内检测清洁槽内是否有粪便落下并将检测信号传输到主控制器内。斜面的设置是为了减小清洁电机的负载，搭配高压水枪使排泄物快速排出。

清洁组件主要是清洁隔离网上方掉下来的动物粪便，当红外探测器检测到隔离网上有粪便掉落时，主控制器启动清洁电机和高压水枪，清洁电机带动刮板将链条上的粪便输送到清洁槽的斜面上，由于自身重力，粪便会从斜面滑落并在高压水枪的助力下更快的汇集到集合槽中，并在自身重力作用下进入引流槽管内，进而进入储存罐内。

所述引流槽组件，包括引流槽管12、伸缩电机13、齿轮14、齿条15；引流槽管12设置在集合槽6的排泄口内，且引流槽管12的一端向外伸出集合槽6与齿条15连接并与单向塞11相配合，防止粪便发酵产生的有害气体外漏，齿条15安装在支架上并在支架上移动且齿条15与齿轮14啮合，齿轮14安装在伸缩电机13的输出轴上，伸缩电机13固定在集合槽6位于储存腔1内的部位；伸缩电机13与主控制器连接。引流槽管初始状态是插在单向塞内的，只有当储存罐内液位达到上限值时，操作按钮按下后，主控制器才会使伸缩电机动作将引流槽管收回，当储存罐更换并放置到位后，主控制器使引流电机反向转动将引流槽管插入单向塞中。

所述电源组件，包括高压供电单元和低压供电单元，所述高压供电单元采用市电直接给清洁电机供电，因为粪便阻力大，所以采用市电直接给清洁电机直接供电，以保证足够的推力。

所述低压供电单元，包括变压整流器、备用电池和电源控制芯片，市电经变压整流器整流变压后通过电源控制芯片控制给备用电池、引流槽组件、检测组件和通信组件供电，只有当备用电池电量低于一定值时才会对备用电池充电，充电结束后自动结束充电过程。

本发明还设置有功能按键，功能按键与主控制器连接，通过功能按键可设置系统时间、定时清洁或者自动清洁、储存罐预设容量值等。

大型养猪场智能化粪便收集装置的使用方法，步骤如下：

步骤一：打开电源开关，储存罐组件、主控制器、引流槽组件、清洁组件、检测组件、通信组件、存储组件和电源组件初始化；

步骤二：红外探测器周期循环检测，当检测到动物排泄物落下时，主控制器控制清洁电机转动，高压水枪喷水，清洁刮板将隔离网上的排泄物排至斜面，斜面上的排泄物进入集合槽内，集合槽内排泄物在自身重力作用通过引流槽管流入至储存罐内；当没有排泄物落下，主控制器控制清洁电机和高压水枪停止工作；

步骤三：储存罐内超声传感器和压力传感器周期性将检测的排泄物高度和罐内压力传输到主控制器内，主控制器接收并处理，若排泄物高度达到预设值，则进行步骤四；若罐内压力达到预设值，则进行步骤五；

步骤四：主控制器控制上位机显示并报警且清洁电机、高压水枪停止工作，引流电机带动引流槽管收回引流槽向上收起，液压升降机上升将储存罐抬升至地面，管理员更换新储物罐后液压升降机下降将储物罐下放至默认位置时，引流电机将引流槽管放出插入单向塞内；

步骤五：主控制器向智能终端发送警报通知管理人员，并使清洁电机、高压水枪停止工作。

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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。