【摘要】：傳統(tǒng)的桶式管理犢牛飼養(yǎng)方式操作繁瑣,自動化程度低,現(xiàn)有的機械化飼喂方式在犢牛的高效飼喂和精細化管理方面仍存在不足。為此,根據(jù)犢牛飼養(yǎng)的生產(chǎn)實際,論文提出了一種符合犢牛智能化飼養(yǎng)的飼喂系統(tǒng)總體方案,通過理論分析、仿真模擬和試驗,研制了儲料裝置、輸送裝置、攪拌裝置等飼喂系統(tǒng)關鍵部件,設計開發(fā)了實現(xiàn)個體自動飼喂和健康監(jiān)測的控制系統(tǒng),研制成功一種新型具有疾病預警、飼喂量精準計量的自動化犢牛飼喂系統(tǒng),并進行了犢牛飼喂試驗驗證。論文利用散體力學理論對儲料裝置中的物料進行了靜力學分析,得出底層輸送裝置物料運動的臨界高度低于總體高度,加入物料刮條促進上層粉料運動,并對葉片進行受力分析與強度校核;運用離散元法,探討導流擋板與輸料器切向夾角、葉片數(shù)和葉片曲率半徑對儲料裝置的物料輸送過程的輸送速率和輸送穩(wěn)定性的影響,分析確定了犢牛飼喂機輸送裝置的最優(yōu)參數(shù)為圓弧形葉片,葉片數(shù)為8,導流擋板與輸料器切向夾角為45°。論文采用AM335X為系統(tǒng)的控制核心,通過對犢牛飼喂機硬件系統(tǒng)的設計,實現(xiàn)了犢牛飼喂機機械部分的電氣驅動,保證了信號傳輸?shù)陌踩院蛿?shù)據(jù)傳輸?shù)男�。設計了一套智能化的犢牛飼喂機軟件系統(tǒng)。通過數(shù)據(jù)庫、上位機和程序的開發(fā),完成了數(shù)據(jù)管理、人機交互、定時清洗和傳感器標定及自標定補償功能,實現(xiàn)了犢牛飼喂機對每頭犢牛的識別與個性化飼喂,并通過模擬系統(tǒng)測試。清洗系統(tǒng)通過模糊PID的控制算法設計,得到系統(tǒng)的超調量為7.64%,達到穩(wěn)定的時間約為78 s,保證了系統(tǒng)穩(wěn)定運行,并將算法移植到控制系統(tǒng)中。論文采用Haar級聯(lián)分類器并經(jīng)過學習和訓練實現(xiàn)牛面部識別,正確率為96.59%�；谙嚓P性和基于形狀的模板匹配,實現(xiàn)奶牛個體的識別和背景因素的剔除,算法的匹配率為97.7%,匹配正確率為98.36%。對犢牛眼部區(qū)域提取,通過牛眼部區(qū)域的RGB顏色直方圖的顏色圖像識別,得出健康牛眼部檢測的算法,利用該算法實現(xiàn)犢牛面部疾病的檢測。論文通過犢牛飼喂機性能試驗表明犢牛飼喂機的軟件系統(tǒng)運行平穩(wěn),清洗時間準確,數(shù)據(jù)庫管理無紕漏,飼喂與清洗溫度滿足飼料和清洗對溫度的要求。儲料裝置輸送器送料均勻,落料穩(wěn)定性較高。通過犢牛飼喂機的飼喂試驗,犢牛的出欄率為100%,且未出現(xiàn)重大疾病問題,飼喂效果良好,犢牛個體間的發(fā)育比較均勻。論文研究實現(xiàn)了犢牛管理系統(tǒng)化、犢牛飼喂狀態(tài)實時監(jiān)控、飼料配比均勻和犢牛健康狀態(tài)的自動檢測預警等功能,可根據(jù)每頭犢牛采食狀態(tài)的實時監(jiān)控,定制個性化的飼喂模式,實現(xiàn)犢牛實時性的靈活飼喂,為實現(xiàn)犢牛的智能高效飼喂和精細化管理提供了理論支撐和技術參考,對我國畜牧業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S823;S817.3
【圖文】：

１．儲料倉２．絞龍３．固定底座４．工作臺５．料槽６．電機逡逑圖１－１螺旋輸送器示意圖逡逑振動式輸送器是通過周期性的往復振動，實現(xiàn)物料的輸送過程。圖１－２為振動式逡逑輸送器示意圖。目前使用較多的為偏心塊慣性式振動輸送器和電磁式振動輸送器Ｉ４３，４４：！。逡逑物料的出料口下部安裝有磁力驅動器或其他激振裝置，當激振器通電后，出料口部分逡逑會沿與彈簧板垂直的方向做往復的直線運動，當振動產(chǎn)生的加速度的豎直方向的分量逡逑大于物料自身的重力加速度時，物料便和槽體分離，振動產(chǎn)生的加速度的水平方向的逡逑分量則為物料提供了向前的速度，從而物料通過不斷的被拋送，實現(xiàn)了輸送過程［４５］。逡逑由于粉料在輸送過程中會被不斷拋起，產(chǎn)生物料飛揚，顧不利于詞料的配制。逡逑＾Ｚ：逡逑邐ｔＺＪ邐ＸＺｊ逡逑１．料斗２．銜鐵３．電磁線圈４．阻振裝置５．料槽６．板簧７．底座逡逑圖１－２振動式輸送器逡逑柱塞式輸送器是在氣動或液壓為動力和連桿機構共同推動下柱塞做直線往復運逡逑動，以實現(xiàn)輸送［４６］，圖１－３為柱塞式輸送器示意圖。當柱塞移向前端時，容腔內的物逡逑料被推到出料口

Ｉ邐Ｉ逡逑１．儲料倉２．絞龍３．固定底座４．工作臺５．料槽６．電機逡逑圖１－１螺旋輸送器示意圖逡逑振動式輸送器是通過周期性的往復振動，實現(xiàn)物料的輸送過程。圖１－２為振動式逡逑輸送器示意圖。目前使用較多的為偏心塊慣性式振動輸送器和電磁式振動輸送器Ｉ４３，４４：！。逡逑物料的出料口下部安裝有磁力驅動器或其他激振裝置，當激振器通電后，出料口部分逡逑會沿與彈簧板垂直的方向做往復的直線運動，當振動產(chǎn)生的加速度的豎直方向的分量逡逑大于物料自身的重力加速度時，物料便和槽體分離，振動產(chǎn)生的加速度的水平方向的逡逑分量則為物料提供了向前的速度，從而物料通過不斷的被拋送，實現(xiàn)了輸送過程［４５］。逡逑由于粉料在輸送過程中會被不斷拋起，產(chǎn)生物料飛揚，顧不利于詞料的配制。逡逑＾Ｚ：逡逑邐ｔＺＪ邐ＸＺｊ逡逑１．料斗２．銜鐵３．電磁線圈４．阻振裝置５．料槽６．板簧７．底座逡逑圖１－２振動式輸送器逡逑柱塞式輸送器是在氣動或液壓為動力和連桿機構共同推動下柱塞做直線往復運逡逑動

圖１４技術路線圖逡逑９逡逑

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本文編號：2758136