一种兔笼外挂式食盒自动喂料车的制作方法

本发明涉及禽畜养殖技术领域，尤其涉及一种兔笼外挂式食盒自动喂料车。

背景技术：

目前规模化养兔场的兔笼普遍采用背靠背双层叠式品字形或a字形结构形式，沿兔舍的长度方向排列形成一组笼具，相邻两组笼具单元之间有一条人行通道；每层兔笼由若干个小的兔笼单元(宽度400～500mm左右)组成，每个兔笼单元外挂一个食盒，每组笼具长度一般50～60m甚至更长，这样每组笼具的食盒数多达几百个，一个兔舍就有几千个食盒，人工喂料时饲养员背着饲料桶或推着饲料车一勺一勺地将料投入食盒内，且一天需饲喂多次，劳动强度很大，且每勺喂料量间均存在一定误差；此外，日常喂料是一项重复的作业，饲养员需多次进出兔舍或在不同的兔舍间进出，不利于舍内防疫工作。

因此迫切需要机械化和自动化喂料设备提高喂料效率和饲养效益，但目前养兔生产中机械化喂料应用最多的是管道螺旋输料机，输料管道安装在每层兔笼顶部，食盒内置在笼内，输料时，颗粒饲料从驱动电机侧料箱流入管内填充在螺旋之间并被螺旋推动向食盒上方出料口移动，并自由落入与食盒连接的竖管里，前面食盒充满料后才到后面食盒充料，这种输料方式食盒的料都是满料，不能根据不同兔龄喂食量而改变；

市场上还有一种行车式喂料机，它是针对兔笼外挂式食盒设计的，料箱安装在行车上，料箱底部设置绞龙喂料器，行车行走在固定于地面或笼具顶部的轨道上，沿着每列兔笼方向扫描式移动，行车移动到每个兔笼的外挂食盒处停止，绞龙喂料器由计算机控制向食盒定量投料，当料箱里的料位低于绞龙叶片高度时，投料量误差会很大。

以上两种喂料机使用中都存在料箱及输料管道中的剩料或残余粉料不好清理或清理困难，主要体现在：1)塑料输料管道由多段拼接安装而成，由于长度很长且兔笼顶部并不完全平整易产生不同程度的下垂变形，使螺旋与管内壁存在不同间隙，且输送中颗粒饲料易被破碎形成粉料，残留在管道中难以清理；2)位于行车上的料箱及绞龙喂料器由于高度很高，不方便人员上去及时清理剩料或残余粉料；3)兔笼内置食盒里的剩料清理需打开笼门把食盒拿出来，操作不方便且很费时。

以上问题会造成陈旧饲料发霉变质污染新鲜饲料，易引起兔子生病和死亡，这是很多养兔场尤其是种兔场一直保持人工喂料的主要原因。因此，亟需开发一种结构简单，使用方便，投料效率较高，工作可靠，能有效减少饲料残留和清理方便的自动喂料机器。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决喂料车自动导航行驶，食盒位置处定点自动停止，喂料效率较高，无兔的食盒不投料，能根据兔龄饲喂量需求而变量喂料，每次投料量恒定等问题，提供一种兔笼外挂式食盒自动喂料车，其特征在于，包括：喂料装置、高度调整机构、输料机构、导航车；其中喂料装置固定在高度调整机构上，高度调整机构和输料机构并列固定在导航车上，喂料装置的进料口与输料机构的出料管相连；

喂料装置由配料器、装料器、布料器、投料机构和机架组成，其中配料器、装料器、布料器和投料机构由上至下顺序安装在机架上，配料器和布料器固定在机架上部，装料器连接在装料伺服电机的转轴上，装料伺服电机固定在布料器上，投料机构安装在布料器的底面上；配料器、装料器和布料器的相邻表面不接触。

所述配料器和所述装料器之间的间隙小于饲料颗粒的断面直径，所述装料器和所述布料器之间的间隙小于饲料颗粒的断面直径。

所述高度调整机构为双剪式升降台，通过与中部铰接的丝杆螺母机构控制上下高度，丝杆螺母机构中的丝杆由调节手轮驱动。

所述配料器包括：圆柱形箱体、回转体、盖和圆柱筒；其中圆柱形箱体与w形的回转体一体成型，圆柱筒上下开口贯通，四个均布的圆柱筒垂直设在在回转体的最低处与圆柱形箱体之间，圆柱筒的上开口与回转体贯通，下开口贯通圆柱形箱体的底板且与底板的外表面平齐；圆柱形箱体、圆柱筒和回转体三者连为一体；盖安装在圆柱形箱体的顶部上，盖的中部开有进料口；

配料器的圆柱筒和布料器的布料器通孔在垂直投影面上错开45°角，四个通孔均布在板状的布料器上。

所述装料器为上下有封板的中空圆柱体，四个均布的装料器通孔垂直贯通上下封板，且在上封板通孔的入口处设有凹形环槽；上下封板中间设有一个带键槽的电机轴通孔，电机轴通孔与装料伺服电机的轴键连接；四个量杯分别插入一个装料器通孔内；量杯的顶部设有与凹形环槽匹配的上卡环，量杯通过顶部的上卡环平稳地放置于装料器内，装料伺服电机固接于布料器下底面的中央。

所述量杯的垂直剖面为t形或为工字形；剖面为t形的量杯的上端设有上卡环，剖面为工字形的量杯的上下两端分别设有上下卡环，其中剖面为工字形的量杯的上卡环外直径与剖面为t形量杯的上卡环外直径相等，装料器通孔的内径、剖面为工字形量杯的下卡环外直径与剖面为t形量杯的圆柱体外圆直径相等。

其特征在于，所述装料器在夹角为45°角的第一极限位置和第二极限位置之间转动。

所述投料机构固接于布料器的下底面，投料机构的进料口与布料器的布料器通孔连通；投料机构为三通结构的饲料分配器，在两个出口交接处设有固连在转轴上的分流阀片，转轴由固接于投料机构外侧的回料伺服电机带动，分流阀片左右摆动，出料管外端连接长度可伸缩的投料连接管，投料连接管由固定杆固定在机架上；回料导管的中上部设有岔口分别通过弯头与四个所述投料机构的回料管连接。

所述输料机构包括：料箱、输料管、出料管、驱动机构和剩料回收门；其中输料管固定在料箱的前侧的壁面上，输料管下方的进料口与料箱出料口同为一个口，输料管上方的出料口与出料管连接，输料管下方进料口的对面设有剩料回收门，剩料回收门用于将管内底部剩料全部清理出来，输料管内设有用于提升物料的螺旋结构，螺旋结构由安装于输料管底盖下端的驱动机构驱动；料箱的底部设有向前倾斜的u形导料板，u形导料板的下端与料箱的出料口相切。

所述导航车包括：车架、车轮驱动单元和中央控制系统；其中中央控制系统包括安装于控制系统外壳内的上位机、第一下位机、第二下位机、导航系统和手动控制器以及设置于控制系统外壳下方的电池，其中电池、手动控制器和导航系统都与上位机相连，下位机分为第一下位机和第二下位机，第一下位机与车轮驱动单元相连，第二下位机与装料器中的装料伺服电机、输料机构中的驱动机构和投料机构中的回料伺服电机相连。

本发明的有益效果是：

1、本发明的喂料装置结构简单，操作方便，一次可以给左右上下四个食盒同时投料，喂料效率较高。

2、自动喂料装置替代人工喂料，有效减轻饲养员的劳动强度和兔舍的卫生防疫工作。

3、本发明的喂料装置、料箱和输料机构分开设置，剩料清理方便，大大减轻饲养员清理的劳动强度，且清理干净无残留。

4、本发明通过操作投料机构分流阀能可靠地控制饲料是否投向食盒，有利于实现有兔的兔笼食盒投料，无兔的兔笼食盒不投料，不向食盒投料时饲料自动回流到料箱，有效避免饲料浪费。

5、量杯定量装料，保证每次的喂料量精确一致，更换不同容积的量杯，可实现不同兔龄的兔喂不同量的饲料，避免兔子吃不完造成浪费，也避免剩料变质。

6、中央控制系统可以存储兔笼食盒位置的电子地图信息，方便导航车重复行驶作业。

7、本发明的导航车由直流电机驱动，噪音小，无排放污染。

附图说明

图1是本发明一种兔笼外挂式食盒自动喂料车实施例的整体结构示意图；

图2是图1中喂料装置的左侧视图；

图3是本发明实施例中配料器的剖面结构示意图；

图4是本发明实施例中量杯在装料器上安装应用的实施例的示意图；

图5a是本发明实施例中最大容积量杯的剖面结构示意图；

图5b是本发明实施例中最小容积量杯的剖面结构示意图；

图6是本发明实施例中量杯装料状态时，配料器和装料器的相对状态示意图；

图7是本发明实施例中量杯卸料状态时，装料器和布料器的相对状态示意图；

图8是本发明实施例中投料机构的结构示意图。

图中：

1喂料装置，2高度调整机构，3输料机构，4导航车，1-1配料器，1-2装料器，1-3布料器，1-4投料机构，1-5机架，1-6食盒，1-1-1圆柱形箱体，1-1-2盖，1-1-3回转体，1-2-1量杯，1-2-2装料伺服电机，1-4-1进料口，1-4-2分流阀片，1-4-3出料管，1-4-4回料管，1-4-5转轴，1-4-6投料连接管，1-4-7回料导管，1-4-8回料伺服电机，2-1蜗杆电机，2-2丝杆，3-1料箱，3-2输料管，3-3出料管，3-4驱动机构，3-5剩料回收门，4-1车架，4-2车轮驱动单元，a-进料口，b-圆柱筒，c-装料器通孔，d-电机轴通孔，f-布料器通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1所示的本发明实施例，包括：喂料装置1、高度调整机构2、输料机构3、导航车4；其中喂料装置1固定在高度调整机构2上，高度调整机构2和输料机构3并列固定在导航车4上，喂料装置1中配料器1-1的进料口a通过可伸缩的波纹管与输料机构3的出料管3-3相连；

喂料装置1由配料器1-1、装料器1-2、布料器1-3、投料机构1-4和机架1-5组成，其中配料器1-1、装料器1-2、布料器1-3和投料机构1-4由上至下顺序安装在机架1-5上，配料器1-1和布料器1-3固定在机架1-5上部，装料器1-2连接在装料伺服电机1-2-2的转轴上，装料伺服电机1-2-2固定在布料器1-3上，投料机构1-4通过螺栓固定在布料器1-3的底面上；配料器1-1、装料器1-2和布料器1-3的相邻表面不接触；配料器1-1和装料器1-2之间的间隙小于饲料颗粒的断面直径，装料器1-2和布料器1-3之间的间隙小于饲料颗粒的断面直径；

在本实施例中，配料器1-1和装料器1-2之间的间隙小于等于1mm，装料器1-2和布料器1-3之间的间隙小于等于1mm；

在本实施例中，高度调整机构2为双剪式升降台，通过与中部铰接的丝杆螺母机构控制上下高度，丝杆螺母机构中的丝杆2-2由调节手轮2-1驱动。

如图1至图6所示的配料器1-1包括：圆柱形箱体1-1-1、回转体1-1-3、盖1-1-2和圆柱筒b；其中圆柱形箱体1-1-1与w形的回转体1-1-3一体成型，圆柱筒b上下开口贯通，四个均布的圆柱筒b垂直设在在回转体1-1-3的最低处与圆柱形箱体1-1-1之间，圆柱筒b的上开口与回转体1-1-3贯通，下开口贯通圆柱形箱体1-1-1的底板且与底板的外表面平齐；圆柱形箱体1-1-1、圆柱筒b和回转体1-1-3三者连为一体；盖1-1-2安装在圆柱形箱体1-1-1的顶部上，盖1-1-2的中部开有进料口a，进料口a通过可伸缩的波纹管与输料机构3的出料管3-3相连。

如图1、图2、图4、图6和图7所示的装料器1-2为上下有封板的中空圆柱体，四个均布的装料器通孔c垂直贯通上下封板，且在上封板装料器通孔c的入口处设有凹形环槽；上下封板中间设有一个带键槽的电机轴通孔d，电机轴通孔d与装料伺服电机1-2-2的轴键连接；四个量杯1-2-1分别插入一个装料器通孔c内；量杯1-2-1的顶部设有与凹形环槽匹配的上卡环，量杯1-2-1通过顶部的上卡环平稳地放置于装料器1-2内；

当量杯1-2-1插入装料器通孔c后，其上端面在重力下保持与装料器1-2的上表面平齐，其下端外圆面与装料器1-2下装料器通孔c的内表面接触，以保证量杯1-2-1不摆动，且量杯1-2-1的高度略小于装料器1-2的高度1mm左右，以防止布料器1-3表面上的粉料顶起量杯1-2-1而破坏其上端面与装料器1-2上表面的平齐；装料器1-2中心连接一个装料伺服电机1-2-2，装料伺服电机1-2-2驱动装料器1-2在夹角为45°角的第一极限位置和第二极限位置之间转动；

在本实施例中，量杯1-2-1由上封板自上而下插入装料器1-2的装料器通孔c中，根据不同兔龄喂料量需求将量杯做成多个不同容积(壁厚相同但内径不同)的量杯1-2-1；最大容积的量杯1-2-1垂直剖面为t形，其它容积的量杯1-2-1剖面均为工字形；剖面为t形的量杯1-2-1的上端设有上卡环，剖面为工字形的量杯1-2-1的上下两端分别设有上下卡环，其中剖面为工字形的量杯1-2-1的上卡环外直径与剖面为t形量杯的上卡环外直径相等，装料器通孔c的内径、剖面为工字形量杯的下卡环外直径与剖面为t形量杯的圆柱体外圆直径相等；

在本实施例中，量杯1-2-1的上表面与上封板上表面平齐，量杯1-2-1的高度略小于装料器1-2的高度；

在本实施例中，圆柱筒b的内径大于所述量杯1-2-1上卡环的直径，保证工作时量杯1-2-1能穿过圆柱筒b安装至(插入)装料器通孔c中。

如图1、图2和图7所示的板状布料器1-3上设有四个均布的布料器通孔f，装料伺服电机1-2-2固接于布料器1-3下底面的中央。

在本实施例中，布料器通孔f的直径大于等于量杯1-2-1的内径。

装配时，配料器1-1的圆柱筒b和布料器1-3的布料器通孔f在垂直投影面上错开45°角，装料器1-2在这45°角的第一极限位置和第二极限位置之间转动，当装料器1-2在第一极限位置时量杯1-2-1的上开口与圆柱筒b相通，量杯1-2-1的下开口与布料器通孔f不相通，当装料器1-2在第二极限位置时量杯1-2-1的上开口被配料器1-1的平面部分隔断，量杯1-2-1的下开口与布料器通孔f相通；

如图6和图7所示，在工作时，装料器1-2先位于第二极限位置，此时饲料从顶部的进料口a落入w形的回转体1-1-3后充满所有圆柱筒b；饲料充满所有圆柱筒b后，装料器1-2旋转45°角至第一极限位置，圆柱筒b正对着量杯1-2-1的上开口，而量杯1-2-1的下开口被布料器1-3的上平面挡住，量杯1-2-1与布料器1-3的上平面组成一个装料容器，圆柱筒b内的饲料在重力作用下落入并充满量杯1-2-1；饲料全部落入量杯1-2-1后，装料器1-2反向旋转45°角回到第二极限位置，量杯1-2-1的上开口被配料器1-1的底板平面挡住，饲料在重力作用下从量杯1-2-1中穿过布料器通孔f，并落入投料机构1-4的进料口1-4-1内；

当装料伺服电机1-2-2带动装料器1-2向第二极限位置转动时，由于配料器1-1和装料器1-2之间的间隙小于饲料颗粒的截面直径，配料器1-1的下平面起到刮板作用将量杯1-2-1上多余的饲料刮回圆柱筒b内，实现量杯定量装料；

如图1、图2和图8所示，四个投料机构1-4固接于布料器1-3的下底面，每个投料机构1-4的进料口1-4-1都与布料器1-3的一个布料器通孔f连通；投料机构1-4是一个三通结构的饲料分配器，在两个出口交接处设有固连在转轴1-4-5上的分流阀片1-4-2，转轴1-4-5由固接于投料机构1-4外侧的回料伺服电机1-4-8带动，分流阀片1-4-2可左右摆动至两个第十一极限位置和第十二极限位置，出料管1-4-3外端连接长度可伸缩的投料连接管1-4-6，投料连接管1-4-6由固定杆1-4-9固定在机架1-5上；回料导管1-4-7的中上部设有岔口分别通过弯头与四个所述投料机构的回料管1-4-4连接，

分流阀1-4-2形状与出料管1-4-3和回料管1-4-4入口截面形状一致，且分流阀1-4-2投影面积大于等于出料管1-4-3和回料管1-4-4入口截面面积，保证分流阀1-4-2能有效盖住出料管1-4-3或回料管1-4-4入口；

回料导管1-4-7中下部管道长度和角度可随所述喂料装置1的高度变化而改变。

当分流阀片1-4-2向左摆动至第十一极限位置时，分流阀片1-4-2盖住回料管1-4-4入口，进料口1-4-1和出料管1-4-3相通，饲料由进料口1-4-1流入出料管1-4-3和投料连接管1-4-6中；当分流阀片1-4-2向右摆动至第十二极限位置时，分流阀片1-4-2盖住出料管1-4-3入口，进料口1-4-1和回料管1-4-4相通，饲料由进料口1-4-1流入回料管1-4-4中；所有回料管1-4-4都连接至设置于机架1-5中部的回料导管1-4-7上，未能正常进入食盒进料口的饲料通过回料导管1-4-7流回料箱3-1中；

投料连接管1-4-6的出料口离地高度由高度调整机构2调节至食盒1-6进料口上方；

在本实施例中，可伸缩的投料连接管1-4-6分为前后两组，每组中的左右两个投料连接管1-4-6的长度一样，对应左右两个相同高度的食盒；具体的，前一组投料连接管1-4-6的长度较短，对上方的两排兔笼中的食盒依次进行喂料，后一组投料连接管1-4-6的长度较长，对下方的两排兔笼中的食盒依次进行喂料；

在本实施例中，左右两侧同高度的食盒的间距为850mm。

图1所示的输料机构3包括：料箱3-1、输料管3-2、出料管3-3、驱动机构3-4和剩料回收门3-5；其中输料管3-2固定在料箱3-1的前侧的壁面上，输料管3-2下方的进料口与料箱3-1出料口同为一个口，输料管3-2上方的出料口与出料管3-3连接，输料管3-2下方进料口的对面设有剩料回收门3-5，剩料回收门3-5用于将管内底部剩料全部清理出来，输料管3-2内设有用于提升物料的螺旋结构，螺旋结构轴承连接于输料管3-2顶盖和底盖上，且螺旋结构由安装于输料管3-2底盖下端的驱动机构3-4驱动；料箱3-1的底部设有向前倾斜的u形导料板，u形导料板的下端与料箱3-1的出料口(图中未示出)相切；

工作时，料箱3-1里的饲料进入输料管3-2下方管内，饲料由物料提升螺旋结构提升至上方的出料口并进入出料管3-3，最后流入配料器1-1内。

如图1所示的导航车4包括：车架4-1、车轮驱动单元4-2和中央控制系统4-4；其中中央控制系统4-4包括安装于控制系统外壳内的上位机(图中未示出)、第一下位机(图中未示出)、第二下位机(图中未示出)、导航系统(图中未示出)和手动控制器(图中未示出)以及设置于控制系统外壳下方的电池4-3，其中电池4-3、手动控制器和导航系统都与上位机相连，下位机分为第一下位机和第二下位机，第一下位机与车轮驱动单元4-2相连，第二下位机与装料伺服电机1-2-2、驱动机构3-4和回料伺服电机1-4-8相连；

电池4-3给车载用电设备提供电源；

导航系统给上位机提供导航车4的周围障碍物及位置信息，并由上位机建立电子地图；上位机形成控制指令后发送给第一下位机和第二下位机，再由第一下位机控制导航车4移动和定点停止，由第二下位机驱动装料伺服电机1-2-2、驱动机构3-4和回料伺服电机1-4-8完成装料和喂料作业的控制；

车轮驱动单元4-2由车轮、电机(图中未示出)及驱动器(图中未示出)连接组成，车轮驱动单元4-2设有四组并通过数据线与第一下位机连接，由第一下位机控制导航车4的前进、后退和转向，电机与车轮驱动单元4-2以及与电池4-3相连；

手动控制器通过数据线连接到上位机上，上位机接收手动控制器的操控手柄和控制按钮的信号控制导航车4前进、后退、转向和定点停止，控制喂料机构的相关动作。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。