[发明专利]自动化监控奶牛采食装置

权利要求书

1.一种自动化监控奶牛采食装置，包括饲喂站（I）、下位机称重仪表（Ⅱ）和远程中央管理计算机（Ⅲ），其特征在于：所述饲喂站（I）电气连接下位机称重仪表（Ⅱ），远程中央管理计算机（Ⅲ）通过通讯网络连接下位机称重仪表（Ⅱ）和饲喂站（I）；饲喂站（I）为被控制对象，由机械机构、控制元件、信息采集元件构成；下位机称重仪表（Ⅱ）为控制媒介，每个下位机称重仪表（Ⅱ）控制两个饲喂站（I）的工作，收集饲喂站（I）中的数字量、开关量及模拟量信息，利用通讯模块与远程中央管理计算机（Ⅲ）进行信息交互；远程中央管理计算机（Ⅲ）为控制中心，具备存储奶牛的身份编码信息、饲养料槽信息、饲料配方信息、加料剩料信息、数理统计数据库和实时监控的能力，通过和下位机称重仪表（Ⅱ）的信息传输来控制饲喂站（I）的工作；所述的饲喂站（I）包括：采食槽（1）、牛颈架（2）、闸门轨道（3）、闸门（4）、穿线槽立柱（5）、光电传感器（6）、射频感应器（7）、反光镜（8）、尾部轴销式气缸（9）、连接立柱（10）、F型连接板（11）、称重传感器（12）、称重底座（13）和安装槽型件（ 14）；

根据现有散栏或栓系式结构安装与采食槽（1）固连的牛颈架（2），并在牛颈架（2）上焊接闸门轨道（3）；每隔两组牛颈架（2）设立两个连接立柱（10），两组牛颈架（2）之间设立穿线槽立柱（5），都通过焊接固定；在牛颈架（2）一侧利用插销和弹性挡圈来安装固定尾部轴销式气缸（9），利用尾部轴销式气缸（9）的行程的可靠性和控制的稳定性来联接推动闸门（4）；在尾部轴销式气缸（9）靠近闸门轨道（3）侧，根据奶牛脖颈的宽度来安装两组反光镜（8），其作用是用来检测奶牛的进食状态；尾部轴销式气缸（9）的活塞杆一端与闸门（4）底部之间通过F型连接板（11）利用螺栓连接；在牛颈架（2）对应尾部轴销式气缸（9）的另一侧通过焊接来安装光电传感器（6），光电传感器（6）与反光镜（8）位置相平行相对，保证对射无干扰，通过上下两组对射光电的反馈信号可以准确地判断奶牛进槽后的位置和进食状态；在闸门（4）正上方将射频感应器（7）通过螺栓固定在牛颈架（2）顶部，安装在牛颈架（2）顶部有利于射频信号感应奶牛耳标内的信息，同时合适的高度可以防止奶牛在整个进食过程触碰和损坏射频感应器（7）；在每组牛颈架（2）前，根据采食槽（1）的安放尺寸，在地面上固定两组称重底座（13），在每组称重底座（13）上放置称重传感器（12），平面接触保证受力均匀；采食槽（1）与称重底座（13）之间通过安装槽型件（14）连接，安装槽型件（14）的结构既可以固定采食槽（1）又可以通过手动移动位置来翻转采食槽（1），便于清理剩料。

2.根据权利要求1所述的自动化监控奶牛采食装置，其特征在于：所述的下位机称重仪表（Ⅱ）为饲喂站（I）与远程中央管理计算机（Ⅲ）之间的媒介，其控制对象包括射频读卡器RS-232通讯、气阀的开关量控制、光电传感器的信号、称重传感器的模拟量信号及与远程中央管理计算机（Ⅲ）之间的通讯协议；按照被控制对象的信号设计出下位机称重仪表（Ⅱ）：基于ARM7的LPC2378为核心微处理器设计开发各组件接口，GF-12ZH型称重传感器通过高速光电隔离后经过24位高精度的A/D转换器，实现对称重数据的采集；饲喂站（I）中的光电传感器由开关量输入电路采集；继电器输出由开关量输出电路控制；射频读卡器为RS-232信号，通过MAX3232芯片实现采集；DB9与远程中央管理计算机（Ⅲ）之间通过DP通讯芯片SPC3实现数据的交互；FRAM为掉电保护寄存器储存设定的参数；键盘和显示对下位机称重仪表（Ⅱ）进行参数设置；自动化监控奶牛采食装置设计性能指标有：支持模拟称台，最多支持8个350Ohm模拟传感器、150000显示分度精度、5V激励，0-20mV输入信号范围，支持2mV/V和3mV/V传感器、6位LED段码、一路RS232串口、多路输入/输出选件板、PROFIBUS-DP选件板。

3.根据权利要求1所述的自动化监控奶牛采食装置，其特征在于所述的远程中央管理计算机（Ⅲ）软件采用labview软件编写，包括前面板布局设计和后面板程序编程；前面板设计功能包括：登陆界面、控制模式选择、剩料加料统计、实时监控界面、奶牛分配草料、料槽分配草料、奶牛入库信息、历史数据查询；后面板程序编程包括：基于DataSocket技术实现与OPC Server的通讯模块、实时重量处理模块、主控制逻辑模块、ACCESS数据库模块及辅助功能模块。