摘要：为动态满足母猪不同阶段营养需求，根据母猪个体体况进行个性化定时定量精准饲喂，开发一种精准饲喂装置及控制系统。设计雨刷电机驱动螺旋输送的供料机构，通过控制电机转速和转动圈数，实现单次精准下料。采用电阻式传感器监测水料液位，触碰开关监测母猪是否前来采食，根据采集信息进行单餐多次少量投料，尽量避免饲料的剩余。开发精准饲喂控制系统，根据个性化的采食量模型，设定餐次时间段、单次下料量、单次下水量、单餐最大量等关键饲喂参数，实现对预设饲喂量的准确投喂。该设备的应用相对于人工饲喂，有效提高哺乳母猪采食量。
关键词：精准饲喂，机构，液位传感，控制系统
0 引言
国内外学者研究了母猪、生长育肥猪、种公猪不同阶段营养需求、自由采食量、料肉比，制定了猪饲养标准。科学饲养有利于提升猪只生长性能，提高养殖经济效益，精准饲喂器需求量日渐增长。针对种猪选育，美国Osborne、德国Big Dutchman、广东省现代农业装备研究所、中国农业科学院北京畜牧研究所等开发了智能种猪性能测定系统，通过种猪精准饲喂和生长性能监测，有效提高了种猪选育率10％左右。
针对妊娠母猪，美国Osborne、荷兰Nedap、广东省现代农业装备研究所等开发了智能母猪群养管理系统，在群养模式下采用自由采食的饲喂方式，有效降低了母猪限位栏饲养存在的应激反应，提高了母猪福利，同时精准饲喂满足了妊娠母猪营养需求，提高母猪繁殖力水平和新生仔猪的健康。但该设备应用于哺乳母猪，较难保证哺乳母猪在整个哺乳期的采食量变
化，特别是调控哺乳前期采食量的逐渐递增。本文设计一种精准饲喂装置及控制系统，根据母猪的个体体况，包括体质量、哺乳日粮养分浓度及哺乳的小猪数量，进行定时定量精准饲喂，动态满足母猪的养分需要量。
1 精准饲喂器结构设计
精准饲喂器由供料机构、供水机构、液位监测传感系统、触碰开关、精准饲喂控制系统、食槽组成(如图1和图2所示)。
供料机构主要由料仓、输送管、输送螺旋、下料管、雨刷电机组成。传统圆锥形料仓结构容易造成饲料结拱发霉，须安装破拱机构。本设备在料仓腹部设计扁平收腹结构，可有效防止饲料结拱。料仓与输送管无缝连接，输送管内设计输送螺旋，通过电机驱动螺旋，饲料经下料管输送至食槽。本设备采用30r／min低转速雨刷电机，电机每2s旋转1圈，一圈下料量大约为1009，由此精准控制每次下料量。本设备仅需控制电机单次旋转时间，既可精准控制单次下料量，从而控制每日生猪饲喂量。
供水机构由水箱、水阀、下水管组成。当下水管直径一定时，通过控制下水时间即可控制单次下水量。
2液位监测传感系统
液位监测传感系统安装于食槽底部，由液位探头、传感器系统组成，如图3所示。
液位探头采用螺栓探头结构，安装于食槽底部内侧(如图3)。通过检测食槽内水料电阻值判断食槽内是否有水料。当食槽内没有水料时，因空气不导电，检测到电阻值无限大，当食槽内有水料时，由于水料导电，检测到电阻变小。根据检测到电阻大小(对应食槽内水料量大小)，划分9档探头灵敏度。通过设定灵敏度，从而设定食槽内剩余多少水料时开始下料。
传感器系统电路板内置于绝缘盒，绝缘盒通过螺栓探头固定于食槽底部外侧(如图3)。传感器系统电路板由A／D模块、主控模块、射频模块和供电模块组成(如图4)。其中A／D模块用于接收液位探头信号，并将模拟信号转换为数字信号。主控模块用于根据液位信号判断食槽内是否满料，并将满料液位信号发送给射频模块。射频模块接收到满料液位信号后进行编
码调制，将编码调制后的信号发送给精准饲喂控制系统中无线接收模块。供电模块用于为A／D模块、主控模块和射频模块供电。
设备另设计了滑动触碰开关，主要用于防止食槽清洗后，无猪只前来采食却自动下料下水的事件发生。设定只有当猪只触碰到开关，精准饲喂控制系统接收到开关信号，才执行下料下水活动。
3精准饲喂控制系统
精准饲喂控制系统由下位机和PC远程控制端组成，下位机设计人机界面，可单独操作控制。下位机人机界面如图5所示，可以根据不同饲喂工艺设定不同精准饲喂程序，进行餐次时间段、单次下料量、单次下水量、单餐最大量、满料灵敏度、系统时间等参数设置，此外下位机还可以查询猪只的采食信息。PC端功能模块包括数据信息、系统管理、用户管理及数据库管理等。PC端可一次性远程设置若干个下位机饲喂参数，读取下位机的在线数据，进行数据储存和分析。
精准饲喂控制系统在设定饲喂参数后启动控制程序(如图6)。
系统仅在饲喂餐次时间段内，液位传感器监测到食槽未满料，当猪拱动滑动触碰开关，且本餐次累积饲喂量未超过设定的最大饲喂量，才启动雨刷电机和水阀进行供料供水。电机和水阀运行一段设定时间(由单次下料量和单次下水量决定)后自动停止，完成单次供料供水动作，进入下一个循环，直至完成一个餐次的饲喂乃至一天多餐次的饲喂。
4 结语
精准饲喂设备根据哺乳母猪采食模型和饲喂标准，制定了相应饲喂工艺以及设定了饲喂参数，通过精准投喂，相对人工饲喂有效提高了哺乳母猪采食量。该设备先后在部分企业应用，获得了良好的预期效果。
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