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基本信息
- 項目名稱：
- 智能化個體奶牛精確飼喂機
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本項研究的核心依靠雙軌飼養(yǎng)法提出的奶牛飼養(yǎng)技術(shù)，利用現(xiàn)代計算機、電子及機械技術(shù)，研制一種針對個體奶牛生產(chǎn)與生理信息、自動識別定位的自動化奶牛精確飼喂裝置，該裝置自動識別飼喂欄中的個體奶牛，裝備自動定位在個體奶牛飼槽前，調(diào)用奶牛個體信息并計算該奶牛所需的精飼料量，自動控制系統(tǒng)將飼喂量轉(zhuǎn)化為飼喂螺旋攪龍的轉(zhuǎn)動時間和轉(zhuǎn)速，并控制機械系統(tǒng)進(jìn)行精確投料。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項研究的核心依靠雙軌飼養(yǎng)法提出的奶牛飼養(yǎng)技術(shù)，利用現(xiàn)代計算機、電子及機械技術(shù)，研制一種針對個體奶牛生產(chǎn)與生理信息、自動識別定位的自動化奶牛精確飼喂裝置，該裝置自動識別飼喂欄中的個體奶牛，裝備自動定位在個體奶牛飼槽前，調(diào)用奶牛個體信息并計算該奶牛所需的精飼料量，自動控制系統(tǒng)將飼喂量轉(zhuǎn)化為飼喂螺旋攪龍的轉(zhuǎn)動時間和轉(zhuǎn)速，并控制機械系統(tǒng)進(jìn)行精確投料。研究完成的裝備實現(xiàn)了奶牛飼喂的精確化、自動化、智能化，該飼喂技術(shù)既可以滿足個體奶牛養(yǎng)殖過程中的精、粗飼料的營養(yǎng)要求，又滿足了奶牛瘤胃消化系統(tǒng)的生理要求。 奶牛的按需飼喂，不僅可以大幅的提高奶牛的單產(chǎn)，還可以從根本上提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低奶牛養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)成本，提高奶牛生產(chǎn)的投入產(chǎn)出比，從而調(diào)動奶牛養(yǎng)殖積極性，實現(xiàn)利潤最大化。 提高飼料轉(zhuǎn)化率，即飼養(yǎng)者要滿足奶牛的營養(yǎng)需要，不能使奶牛所需營養(yǎng)缺乏，也不能使奶牛營養(yǎng)過剩。當(dāng)前所要做的就是使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)盡可能多地用于產(chǎn)奶、生長、維持和繁殖，而減少以廢棄物的形式排放，以提高飼料的轉(zhuǎn)化效率。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就要關(guān)注投入產(chǎn)出問題，了解每生產(chǎn)1kg牛奶的營養(yǎng)需求，即： 1kg牛奶=78g粗蛋白 1kg牛奶=0.28kg總可消化養(yǎng)分（TDN，3%乳脂率） 1kg牛奶=2.73g鈣 1kg牛奶=1.68g磷。 但不同生產(chǎn)能力的奶牛營養(yǎng)需求不同。產(chǎn)奶量不同的奶牛，總可消化養(yǎng)分不同，其營養(yǎng)需求也不同。因此，要想使奶牛養(yǎng)殖業(yè)的投入產(chǎn)出比達(dá)到最大，就必須實行精確化飼養(yǎng)，即按個體體況進(jìn)行精確飼養(yǎng)。 因此，精確化飼養(yǎng)是提高奶牛單產(chǎn)和養(yǎng)殖業(yè)飼料轉(zhuǎn)化率的必然之路，降低生產(chǎn)成本、提高養(yǎng)殖業(yè)投入產(chǎn)出比是發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)的根本出路，牛場采用新技術(shù)，實現(xiàn)機械化加工、飼喂、信息化管理等也是奶牛業(yè)發(fā)展必然趨勢。利用養(yǎng)殖新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品，對促進(jìn)畜牧業(yè)集約化經(jīng)營和規(guī)模化生產(chǎn)，推動畜牧業(yè)發(fā)展有著積極的意義。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計、發(fā)明的基本思路 （一）對全自動個體奶牛精確飼喂機進(jìn)行設(shè)計和制造，采用三螺旋變螺距給料裝置進(jìn)行投料。 （二）使用EDA軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)電路板設(shè)計。 （三）用Visual Basic 2005（VB2005）來設(shè)計信息錄入軟件。 （四）用Keil C51來編寫單片機端的自動控制軟件。 （五）飼喂機的投料穩(wěn)定性驗證試驗：分別測定100rpm、120rpm、150rpm轉(zhuǎn)速下4s、5s、6s、7s、8s、9s和10s時的投料量，各重復(fù)10次試驗，得出其平均值，并計算變異系數(shù)，再求出各轉(zhuǎn)速下的平均變異系數(shù)，變異系數(shù)越小，飼喂機投料越穩(wěn)定。 創(chuàng)新點：設(shè)計并制作了一臺針對奶牛個體進(jìn)行精確飼喂的智能化個體奶牛精確飼喂機，該飼喂機包括機械部分、信息采集系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了奶牛精確投喂的功能。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品先進(jìn)性 現(xiàn)有的技術(shù)有精飼料補充裝置和精飼料飼喂機器人，其中飼喂機器人技術(shù)有中國專利CN200620020426.4 公開的一種奶牛精確飼喂機器人?，F(xiàn)有的技術(shù)可以實現(xiàn)自動飼喂的功能，但是沒有對精飼料進(jìn)行精確的計算，最重要的是沒有進(jìn)行牛場飼喂的驗證實驗。而本研究不僅提出了新的飼喂技術(shù)和精飼料的計算模型，并設(shè)計制作了一款適合該飼喂法的飼喂機來進(jìn)行牛場飼喂的驗證實驗。 本項研究的核心依靠雙軌飼養(yǎng)法提出的奶牛飼養(yǎng)技術(shù)，利用現(xiàn)代計算機、電子及機械技術(shù)，研制一種針對個體奶牛生產(chǎn)與生理信息、自動識別定位的自動化奶牛精確飼喂裝置，該裝置自動識別飼喂欄中的個體奶牛，裝備自動定位在個體奶牛飼槽前，調(diào)用奶牛個體信息并計算該奶牛所需的精飼料量，自動控制系統(tǒng)將飼喂量轉(zhuǎn)化為飼喂螺旋攪龍的轉(zhuǎn)動時間和轉(zhuǎn)速，并控制機械系統(tǒng)進(jìn)行精確投料。研究完成的裝備實現(xiàn)了奶牛飼喂的精確化、自動化、智能化，該飼喂技術(shù)既可以滿足個體奶牛養(yǎng)殖過程中的精、粗飼料的營養(yǎng)要求，又滿足了奶牛瘤胃消化系統(tǒng)的生理要求。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- ■模型 ■圖紙 ■現(xiàn)場演示 ■圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 一、作品技術(shù)特點和優(yōu)勢 1．提出了一種新的飼喂技術(shù)，即在為個體奶牛提供其所需量的粗飼料的同時，根據(jù)個體奶牛的信息（體重、胎次、產(chǎn)奶量、最大產(chǎn)奶量和泌乳期等）為其投喂其所需量的精飼料，該飼喂法可以穩(wěn)定瘤胃pH值，同時解決了精粗飼料分飼帶來的瘤胃pH值波動問題。 2．設(shè)計并制作了一臺智能化飼喂機來為個體奶牛投喂精飼料，該飼喂機包括機械部分、信息采集系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)精確投喂的功能。 3．進(jìn)行了牛場飼喂的驗證實驗，并對產(chǎn)奶量進(jìn)行了對比與分析，分析結(jié)果表明，采用新飼喂法可以保證并提高高產(chǎn)奶牛的產(chǎn)奶量，個體奶牛的平均單產(chǎn)增值較對照組增加4.38kg，牛奶的平均脂肪含量為3.74%，平均蛋白含量為2.98%，均高于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。 二、作品的適應(yīng)范圍 應(yīng)用范圍：大中型牛場 三、推廣前景分析 采用此項技術(shù)飼喂，平均單產(chǎn)提高1噸，800頭奶牛將提高800噸，按每千克牛奶3元計，則可產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益為240萬元。扣除8臺機具成本80萬元，合計贏利為160萬元。
同類課題研究水平概述
- 伴隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以個體體況信息為基礎(chǔ)的精細(xì)飼養(yǎng)是現(xiàn)代奶牛科學(xué)飼養(yǎng)的主要研究方向，因奶牛個體不斷進(jìn)行繁育與泌乳生產(chǎn)的雙重性，奶牛的個體精細(xì)飼養(yǎng)也一直受到國內(nèi)外同行的關(guān)注。 20 世紀(jì)80 年代后期, 以美國、加拿大和日本為代表的集約化奶牛場, 全面地將信息技術(shù)與營養(yǎng)模型調(diào)控技術(shù)結(jié)合起來, 實現(xiàn)了以個體奶牛體況為基礎(chǔ)的精細(xì)飼養(yǎng), 使得奶牛場的整體生產(chǎn)水平較傳統(tǒng)的管理模式提高了30% 以上, 管理先進(jìn)的奶牛場個體奶牛平均年產(chǎn)奶水平超過10 t 已很普遍, 充分體現(xiàn)了信息技術(shù)與領(lǐng)域知識相結(jié)合改造傳統(tǒng)畜牧業(yè)所帶來的生產(chǎn)力的巨大進(jìn)步。 在奶牛養(yǎng)殖比較先進(jìn)的芬蘭，已經(jīng)開展智能飼喂方面的研發(fā)工作，貝龍（PELLON）公司在產(chǎn)品的研制方面針對TMR分群過大的問題，研制了可移動的奶牛精、粗飼料分別同時投料的飼喂裝置，精、粗飼料在飼喂前不混合。該裝置是在奶牛分組的基礎(chǔ)上，以組來完成奶牛的飼養(yǎng)，裝置最多可提供9個飼料配方。 日本已故獸醫(yī)師渡邊高俊先生提出了奶牛雙軌飼養(yǎng)法，它是將飼料分為基礎(chǔ)飼料和變數(shù)飼料，并以此為基礎(chǔ)編制出奶牛飼喂配方表，根據(jù)不同的飼養(yǎng)周期，將這兩部分飼料合理、精準(zhǔn)的進(jìn)行飼喂。實踐證明采用雙軌飼養(yǎng)法，奶牛的年產(chǎn)奶量可提高2000kg。 Karel Van Den Berg等人提出了一種基于無線識別裝置基礎(chǔ)上對個體奶牛進(jìn)行識別，在奶牛通過飼料槽時進(jìn)行識別，根據(jù)識別結(jié)果來控制飼料槽的開啟與關(guān)閉，牛只進(jìn)入飼料槽后再根據(jù)其體況精準(zhǔn)的投飼其所需飼料量。Zappavigna等人提出了一種通過控制奶牛進(jìn)入奶牛飼槽的方式來實現(xiàn)自動飼喂奶牛的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含了一個可控制方向的大門，大門可以根據(jù)通過裝在牛只身上的電子設(shè)備所完成的識別結(jié)果來控制奶牛進(jìn)入兩個不同的飼喂區(qū)，接著給不同奶牛投下不同的飼喂量。系統(tǒng)根據(jù)奶牛所處的泌乳周期、產(chǎn)奶量和體重信息來區(qū)分它們在牛槽中采食時間。
