龐建建，曹 翔，高繼偉

（北京京鵬環(huán)宇畜牧科技股份有限公司，北京 100094）

隨著我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)規(guī)?；图s化程度的提高，豬場(chǎng)飼養(yǎng)管理的科技水平越來(lái)越高，傳統(tǒng)的飼養(yǎng)模式已經(jīng)滿(mǎn)足不了現(xiàn)代化豬場(chǎng)的需求。畜牧養(yǎng)殖機(jī)械化程度的提高和福利養(yǎng)豬技術(shù)的發(fā)展及母豬的飼喂和飼養(yǎng)管理也有了很大程度的提升。越來(lái)越多的規(guī)模豬場(chǎng)開(kāi)始應(yīng)用母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)，突破了傳統(tǒng)養(yǎng)豬限位欄飼養(yǎng)模式，采用母豬舍飼散養(yǎng)模式，使母豬有充足的自由活動(dòng)空間，改善母豬健康狀況；根據(jù)母豬不同的身體狀況、不同妊娠階段、不同的品種制定相應(yīng)的飼養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)母豬的精確飼喂。目前，進(jìn)口的母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)價(jià)格昂貴、維修不便；國(guó)內(nèi)研制的母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)基本都存在一定的穩(wěn)定性問(wèn)題和技術(shù)弊端。因此，需要在充分消化吸收國(guó)外設(shè)備基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有母豬智能化飼喂管理設(shè)備的現(xiàn)狀，通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，研制出了功能實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合國(guó)內(nèi)應(yīng)用的智能化飼喂管理系統(tǒng)。

1 母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)的組成及工作原理

1.1 母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)的組成

母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)主要包含進(jìn)入門(mén)（欄）裝置、進(jìn)口關(guān)電傳感器、可旋轉(zhuǎn)食槽、確認(rèn)光電傳感器、定量下料裝置、分選裝置、分選通道、出口通道、出口門(mén)和軟件控制系統(tǒng)等。如圖1。

圖1 母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)組成圖

1.2 母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)工作原理

母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)工作流程原理如圖2所示。

圖2 母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)的工作流程原理圖

（1）耳標(biāo)讀取設(shè)備讀取豬只佩戴的電子耳標(biāo)，識(shí)別豬只身份，飼喂管理系統(tǒng)根據(jù)讀取的耳標(biāo)號(hào)、體重和管理者設(shè)定的懷孕日期，計(jì)算該豬只當(dāng)天需要的飼料量，后將飼料量分量分時(shí)間傳輸給飼喂設(shè)備，為該豬只下料。

（2）系統(tǒng)通過(guò)分析豬群的其他信息，判斷該豬只是否需要分別對(duì)待或者噴色標(biāo)記。同時(shí)系統(tǒng)還進(jìn)行豬只數(shù)據(jù)信息的處理和儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)對(duì)豬群精確的數(shù)據(jù)分析和最佳管理。

（3）飼喂系統(tǒng)指示燈綠色時(shí)，表示系統(tǒng)在正常運(yùn)行，母豬可以進(jìn)入采食。

（4）母豬進(jìn)入飼喂系統(tǒng)主通道后，進(jìn)入門(mén)及時(shí)關(guān)閉，防止其他母豬尾隨進(jìn)入。

（5）母豬到達(dá)食槽位置時(shí)，耳標(biāo)讀取設(shè)備讀取母豬的電子耳標(biāo)，識(shí)別母豬身份，食槽盤(pán)彈出，定量下水、下料，直到下完當(dāng)天所需的飼料量。

（6）母豬采食完畢后，食槽盤(pán)彈回，豬只從出口離開(kāi)飼喂系統(tǒng)后，進(jìn)入門(mén)打開(kāi)，下一頭母豬可進(jìn)入采食。

1.3 母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

母豬智能化飼喂系統(tǒng)是以少量多次的飼喂方式實(shí)現(xiàn)母豬小劑量進(jìn)食，即當(dāng)母豬進(jìn)入飼喂系統(tǒng)后，系統(tǒng)小劑量下料，如果母豬吃完這些飼料后還是不離開(kāi)，系統(tǒng)就會(huì)繼續(xù)下料，直到完成系統(tǒng)設(shè)定的總飼喂量，可節(jié)約飼料。其設(shè)計(jì)要求：

（1）飼喂系統(tǒng)與上述精確飼喂方式相適應(yīng)，即單次下料100 g，需在5 s內(nèi)完成；

（2）下料誤差每次在5 g左右；

（3）保證下料過(guò)程中沒(méi)有結(jié)拱、堵塞現(xiàn)象；

（4）料倉(cāng)加工及安裝簡(jiǎn)易且方便；

（5）整體飼喂站高度在1 480 mm左右，做到外觀漂亮、結(jié)實(shí)且耐腐蝕。

2 母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)主要改進(jìn)設(shè)計(jì)點(diǎn)

2.1 進(jìn)入口模塊裝置設(shè)計(jì)

目前的母豬智能化管理系統(tǒng)，母豬進(jìn)入前，進(jìn)入口門(mén)是關(guān)閉狀態(tài)，需要母豬自行拱開(kāi)進(jìn)入，門(mén)在彈簧拉力的作用下一直夾緊母豬身體。當(dāng)母豬身體剛剛?cè)窟M(jìn)入通道時(shí)，機(jī)械閉鎖裝置沒(méi)鎖定之前，下一頭母豬極易拱開(kāi)門(mén)邊，進(jìn)入系統(tǒng)，打擾其他母豬采食。且這種進(jìn)入口門(mén)關(guān)門(mén)噪音大，彈簧容易損壞，門(mén)上的滑輪易掉落。本設(shè)計(jì)的進(jìn)入口門(mén)，母豬進(jìn)入前是打開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)母豬進(jìn)入系統(tǒng)通道大約豬體長(zhǎng)的1/3時(shí)，光電傳感器感應(yīng)，進(jìn)口門(mén)由慢到快緩慢關(guān)閉夾緊母豬身體，當(dāng)母豬身體全部進(jìn)入通道時(shí)，進(jìn)口門(mén)已經(jīng)關(guān)閉，防止尾隨的母豬進(jìn)入通道。

本設(shè)計(jì)進(jìn)入口設(shè)計(jì)尺寸高1 097 mm，寬560 mm，可確保與妊娠母豬體形相適應(yīng)，防止并排兩母豬同時(shí)進(jìn)入進(jìn)口區(qū)。雙扇門(mén)完全關(guān)閉后離通道最前端280 mm，光電傳感器感應(yīng)點(diǎn)離最前端599 mm；雙扇門(mén)門(mén)邊為360°可旋轉(zhuǎn)的滾軸，滾軸直徑49 mm，滾軸可防止母豬在進(jìn)站的過(guò)程中對(duì)母豬豬體的傷害，雙扇門(mén)完全關(guān)閉后兩滾軸之間的距離為115 mm。雙扇門(mén)關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)為氣缸驅(qū)動(dòng)滑塊，滑塊帶動(dòng)雙扇門(mén)關(guān)閉。氣缸選型：氣缸桿直徑為17 mm，行程161 mm，最大工作壓力1 MPa，在0.6 MPa的壓力下推力為339 N/M，導(dǎo)軌為雙導(dǎo)軌，導(dǎo)軌行程235 mm。工作流程為：感應(yīng)器感應(yīng)到信號(hào)后，系統(tǒng)發(fā)出指令氣缸工作驅(qū)動(dòng)滑塊向前移動(dòng)同時(shí)，與滑塊相連接的雙扇門(mén)開(kāi)始關(guān)閉過(guò)程，當(dāng)移動(dòng)到行程位置時(shí)與氣缸桿相連接的自鎖塊完成自鎖；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出指令后氣缸向后移動(dòng)，鎖塊解鎖，滑塊帶動(dòng)雙扇門(mén)完成開(kāi)門(mén)過(guò)程。如圖3所示。

圖3 進(jìn)入口的模塊設(shè)置

2.2 食槽盆裝置改進(jìn)設(shè)計(jì)

目前母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)多為固定食槽盆，食槽盆中有料，進(jìn)入的母豬即可采食，飼喂量不準(zhǔn)確。本設(shè)計(jì)的食槽盆具有伸縮隱匿裝置，母豬未進(jìn)入系統(tǒng)、進(jìn)入的母豬耳標(biāo)損壞、當(dāng)天采食定量完成的豬進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，食槽盆都處于隱匿狀態(tài)，只有耳標(biāo)信息正常豬只采食時(shí)，食槽盆才會(huì)伸出并下料，當(dāng)達(dá)到程序設(shè)定的采食時(shí)間后，食槽盆縮回，促使豬只離開(kāi)，減少豬只在食槽區(qū)的逗留時(shí)間，從而節(jié)約整個(gè)母豬群的采食時(shí)間。本設(shè)計(jì)食槽盆為圓柱錐形，盆底直徑280 mm，高度170 mm，上部直徑330 mm，容積約0.12 m3；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)為氣動(dòng)，氣缸選型為氣缸桿直徑為22 mm，行程161 mm，最大工作壓力1 MPa，在0.6 MPa的壓力下推力為342 N/M。當(dāng)氣缸向前移動(dòng)161 mm時(shí)，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度大約82°，旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)料盆旋轉(zhuǎn)到采食區(qū)，當(dāng)氣缸向后移動(dòng)時(shí)，完成隱匿的過(guò)程。如圖4所示。

圖4 食槽盆裝置

2.3 定量下料裝置設(shè)計(jì)

目前的母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)下料裝置，多靠螺旋葉片推動(dòng)破拱葉片來(lái)回?cái)[動(dòng)，增加電機(jī)載荷，造成電機(jī)損壞，且易使螺旋葉片磨損加快，并飼料量大時(shí)易堵塞。本定量下料裝置的設(shè)計(jì)原理為把圓柱盤(pán)等分為12格，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動(dòng)30°便移動(dòng)1格，這樣就落下1格體積的料量。本設(shè)計(jì)中圓盤(pán)設(shè)計(jì)內(nèi)直徑245 mm，高85 mm。實(shí)際有效高度55 mm，轉(zhuǎn)子外徑241 mm，充滿(mǎn)飼料后每格約0.1 kg。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)由氣缸驅(qū)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)完成。氣缸選型為氣缸桿直徑22 mm，行程161 mm，最大工作壓力1 MPa，在0.6 MPa的壓力下推力為342 N/M。工作過(guò)程為：氣缸向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)一次，棘輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一格完成一次下料過(guò)程。定量下料裝置帶有破拱結(jié)構(gòu)，可保證下料的通暢性，裝置全部材質(zhì)為304不銹鋼，堅(jiān)固耐用。如圖5所示。

圖5 定量下料裝置

2.4 分離門(mén)旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)

分離門(mén)主要作用是實(shí)現(xiàn)母豬分離或隔離。本設(shè)計(jì)為氣動(dòng)控制，母豬到達(dá)分離門(mén)時(shí)，分離門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，提高了飼喂效率。分離門(mén)運(yùn)行時(shí)氣缸向前移動(dòng)134 mm行程，驅(qū)動(dòng)分轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)45°帶動(dòng)門(mén)轉(zhuǎn)到正常通道位置，從而使母豬只能從分選通道離開(kāi)。分選門(mén)設(shè)計(jì)高900 mm寬620 mm，氣缸選型為氣缸桿直徑22 mm，行程161 mm，最大工作壓力1 MPa，在0.6 MPa的壓力下推力為342 N/M。分離門(mén)氣缸驅(qū)動(dòng)分離門(mén)回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)分離門(mén)開(kāi)和關(guān)，使母豬從另外通道離開(kāi)。如圖6所示。

圖6 分離門(mén)旋轉(zhuǎn)裝置

2.5 飼喂管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

飼喂管理系統(tǒng)應(yīng)操作系統(tǒng)穩(wěn)定、頁(yè)面簡(jiǎn)單、易學(xué)易用。本系統(tǒng)配備手機(jī)端移動(dòng)管理系統(tǒng)，管理人員可通過(guò)手機(jī)隨時(shí)隨地查看母豬飼喂、生產(chǎn)情況，手機(jī)端數(shù)據(jù)與飼喂系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步更新。1臺(tái)基站顯示器可管理多臺(tái)飼喂系統(tǒng)，且操作靈活方便。基站顯示器可顯示分群號(hào)、欄位號(hào)、耳標(biāo)號(hào)、設(shè)定飼料量、剩余飼料量、飼喂?fàn)顟B(tài)等多種數(shù)據(jù)；還可以校正投料器和基站模式間的互相切換；且可以遠(yuǎn)程控制，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作基站顯示器，簡(jiǎn)化管理。如圖7所示。

圖7 電腦端、手持端基站顯示器

3 母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)飼喂操作的幾點(diǎn)建議

（1）每天僅飼喂一次。

（2）最好的飼喂時(shí)間在（凌晨2點(diǎn)到晚上18點(diǎn)），確保動(dòng)物最少有6 h的休息時(shí)間。

（3）最好在每次飼喂開(kāi)始時(shí)的前后，在圈舍放干草或者稻草粗飼料。

（4）當(dāng)母豬懷孕狀態(tài)相同時(shí)，體重重的豬比那些年輕的、體重輕的豬需要更多的飼料，要把它們的飼喂曲線設(shè)置區(qū)分開(kāi)來(lái)。

（5）每天的日糧供給不要低于動(dòng)物的最少日糧量，日糧要營(yíng)養(yǎng)好，口感好。如果日糧的口感不好，讓動(dòng)物感覺(jué)到厭煩，它們沒(méi)有積極性再次進(jìn)入飼喂站采食。

（6）盡可能保持動(dòng)物的生活小團(tuán)體一致，減少應(yīng)激。

4 結(jié)論

豬場(chǎng)飼喂設(shè)備的選擇和設(shè)計(jì)影響豬只的采食量，合適的飼喂設(shè)備減少了豬只間的體重差異，滿(mǎn)足各階段的豬對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求，減少飼料浪費(fèi)，提高生產(chǎn)效率，對(duì)豬場(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)的使用，改變了我國(guó)限位欄式的母豬飼養(yǎng)模式，提高了動(dòng)物福利水平，為養(yǎng)豬企業(yè)帶來(lái)了較好的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)了我國(guó)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)和畜牧業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。隨著我們養(yǎng)豬業(yè)的規(guī)?；⒅悄芑陌l(fā)展，母豬智能化飼喂管理系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。