牧场饲料混合推草装置及推草方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911063512.1 (22)申请日 2019.11.04 (71)申请人 山东农业大学 地址 271018 山东省泰安市岱宗大街61号 (72)发明人 田富洋吴永政王中华宋占华 闫银发李法德师科荣 (74)专利代理机构 济南誉丰专利代理事务所 (普通合伙企业) 37240 代理人 王舵 (51)Int.Cl. A01K 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种牧场饲料混合推草装置及推草方法 (57)摘要 本发明涉及一种牧场饲料混合推草装置及 推草方法， 其中牧。

2、场饲料混合推草装置包括设有 行走装置的底盘、 固接于底盘上的中心柱、 转动 连接在中心柱上的推料外壳以及驱动推料外壳 以中心柱为轴线转动的第一驱动装置。 本发明利 用整机的移动和推料外壳的旋转进行推料， 减轻 了劳动强度， 通过饲料混合倾洒装置对精饲料进 行搅拌混合， 混合后的精饲料与牧草混合， 以提 高营养的均衡。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 110679497 A 2020.01.14 CN 110679497 A 1.一种牧场饲料混合推草装置， 其特征在于： 包括设有行走装置 （41） 的底盘 （1） 、 固接 于底盘 （1） 上的中心柱 （19） 、 转动连接在中心柱 。

3、（19） 上的推料外壳 （29） 以及驱动推料外壳 以中心柱为轴线转动的第一驱动装置。 2.根据权利要求1所述的一种牧场饲料混合推草装置， 其特征在于： 所述第一驱动装置 包括与底盘固接且输出轴竖向设置的若干沿周向布置的第一驱动电机 （22） ， 以及固装在第 一驱动电机 （22） 输出轴上的齿轮 （24） ， 所述推料外壳 （29） 的内壁固接有与所述齿轮 （24） 啮 合的环形内齿条 （25） 。 3.根据权利要求1所述的一种牧场饲料混合推草装置， 其特征在于： 所述推料外壳通过 承重轴承座 （21） 与中心柱 （19） 连接。 4.根据权利要求1所述的一种牧场饲料混合推草装置， 其特征在。

4、于： 推料外壳为上小下 大的锥形。 5.根据权利要求4所述的一种牧场饲料混合推草装置， 其特征在于： 推料外壳的外侧面 固接有若干沿周向排布的推料齿条。 6.根据权利要求1所述的一种牧场饲料混合推草装置， 其特征在于： 还包括位于推料外 壳上方的饲料混合倾洒装置 （44） ， 所述饲料混合倾洒装置包括与中心柱固接的料箱 （33） 、 轴接于料箱内的绞龙 （39） 和驱动所述绞龙旋转的动力装置 （38） ， 料箱上开设有投料口和延 伸至草料上方的出料管 （40） 。 7.根据权利要求1所述的一种牧场饲料混合推草装置， 其特征在于： 所述中心柱上还固 接有环形防撞梁 （34） ， 推料外壳沿竖直方。

5、向的投影位于防撞梁沿竖直方向的投影内。 8.根据权利要求1所述的一种牧场饲料混合推草装置， 其特征在于： 所述行走装置包括 安装于底盘上的左驱动轮 （3） 、 右驱动轮 （4） 和万向轮 （5） ， 以及驱动左驱动轮和右驱动轮转 动的第二驱动装置， 第二驱动装置、 左驱动轮轮轴 （6） 和右驱动轮轮轴 （7） 均位于底盘上方， 底盘上开设有供左驱动轮和右驱动轮通过的豁口。 9.根据权利要求8所述的一种牧场饲料混合推草装置， 其特征在于： 所述第二驱动装置 包括通过链传动与左驱动轮轮轴连接的左伺服电机 （12） 和通过链传动与右驱动轮轮轴连 接的右伺服电机 （13） ， 左驱动轮轮轴与右驱动轮轮。

6、轴同轴。 10.一种使用权利要求19任一项牧场饲料混合推草装置进行的推草方法， 其特征在 于， 包括如下方面： a、 通过行走装置带动整机移动， 同时通过第一驱动装置带动推料外壳转动， 利用外壳 的转动和整机的移动将饲料往牲畜推近； b、 将精饲料放入料箱， 利用料箱中的搅龙对精饲料进行搅拌， 推料过程中精饲料经出 料管流出， 洒落在草料中； c、 整机前进时， 万向轮位于左驱动轮和右驱动轮连线的后方， 通过左驱动轮和右驱动 轮的转速差实现整机转弯。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110679497 A 2 一种牧场饲料混合推草装置及推草方法 技术领域 0001 本发明涉及牧场机械技术领域。

7、， 尤其涉及到一种集智能推料和饲料混合倾洒功能 的牧场饲料混合推草装置。 背景技术 0002 世界发达国家在上世纪20年代至60年代间相继实现了畜牧业机械化和畜牧业现 代化。 发达国家畜牧业的发展模式不尽相同， 回顾世界发达国家畜牧机械化的发展， 早在20 世纪60年代左右， 发达国家就已经相继实现了畜牧机械化。 尽管每个国家畜牧业发展模式 不尽相同， 畜牧机械向适合本国饲养规模和饲养特点的方向发展。 例如， 澳大利亚、 新西兰、 荷兰等以草食畜牧业为主， 大规模发展优质草料种植、 机械化牧草收割、 机械化饲喂和人工 草场建设； 日本和韩国受国土面积影响， 人口密度大， 只能以家庭农场饲养为主。

8、， 发展适度 规模畜牧机械化； 而美国主要是发展以粮食饲料为主的大型全自动化饲料加工及规模化饲 养， 欧美发达国家智能畜牧机械装备的普及率相当高， 英国、 以色列等国家的智能机器人设 备在养殖场的普及率达到80%。 0003 总的来说， 品种多样化、 控制自动化、 功能专业化、 规模大型化、 定量精确化、 管理 技术数字信息化与注意环境可持续发展构成了国外发达国家畜牧机械发展的主要方向。 0004 众所周知， 对于饲养奶牛来说， 频繁的进食会导致饲料摄入量的增加和增加牛奶 产量。 此外， 频繁的喂养对牛的健康有积极的影响。 然而， 在为奶牛提供新鲜饲料的过程中， 现有技术中， 在牧场中饲喂牲畜。

9、时， 通常采用人工方式将牧草放置于圈养牲畜的围栏附近。 这种饲喂方式效率较低， 并且在牲畜进食的过程中， 需要实时进行补充等作业， 否则会造 成饲料大量浪费； 而将饲料向牛栏推进的工作， 不分昼夜， 劳动强度较大， 劳动力往往是一 个限制因素。 0005 实现奶牛精准饲喂并将操作工人从繁重的体力劳动中解放出来， 大大提高工作效 率， 降低污染， 减少奶牛疾病的发生， 提高牛奶产量是牛场机器人的终极目标。 发明内容 0006 本发明针对现有技术的不足， 根据我国现代奶牛养殖牧场环境复杂、 劳动力缺乏 等特点， 突破传统牧场推料机器人的功能限制， 以机电一体化、 信息化、 智能化为出发点， 提 供。

10、一种牧场饲料混合推草装置及推草方法， 降低了人工工作量， 提高了饲喂效率。 0007 本发明是通过如下技术方案实现的， 提供一种牧场饲料混合推草装置， 包括设有 行走装置的底盘、 固接于底盘上的中心柱、 转动连接在中心柱上的推料外壳以及驱动推料 外壳以中心柱为轴线转动的第一驱动装置。 0008 本方案通过行走装置带动底盘移动， 从而带动整机移动， 同时通过第一驱动装置 驱动推料外壳以中心柱为轴线转动， 利用推料外壳的旋转和整机的移动将饲料朝牲畜所在 方向推动， 由中心柱提供支撑外壳所需要的支撑力。 0009 作为优化， 所述第一驱动装置包括与底盘固接且输出轴竖向设置的若干沿周向布 说明书 1/。

11、5 页 3 CN 110679497 A 3 置的第一驱动电机， 以及固装在第一驱动电机输出轴上的齿轮， 所述推料外壳的内壁固接 有与所述齿轮啮合的环形内齿条。 本优化方案利用第一驱动电机带动齿轮转动， 通过齿轮 与内齿条的啮合带动推料外壳旋转； 各第一驱动电机沿周向分布， 提高了传动的稳定性。 0010 作为优化， 所述推料外壳通过承重轴承座与中心柱连接。 本优化方案通过设置承 重轴承座， 既减小了推料外壳转动的摩擦阻力， 同时简化了整机结构。 0011 作为优化， 推料外壳为上小下大的锥形。 本优化方案推料外壳的结构设置提高了 推料外壳强度， 延长了使用寿命。 0012 作为优化， 推料外。

12、壳的外侧面固接有若干沿周向排布的推料齿条。 本优化方案通 过设置推料齿条， 增大了推动饲料的推料面积， 从而提高了推料效率。 0013 作为优化， 还包括位于推料外壳上方的饲料混合倾洒装置， 所述饲料混合倾洒装 置包括与中心柱固接的料箱、 轴接于料箱内的绞龙和驱动所述绞龙旋转的动力装置， 料箱 上开设有投料口和延伸至草料上方的出料管。 本优化方案通过设置饲料混合倾洒装置， 通 过绞龙对放入料箱的精饲料进行搅拌混合， 搅拌后的精饲料经出料管流出并洒落在草料 中， 为奶牛提供更加均衡的营养。 0014 作为优化， 所述中心柱上还固接有环形防撞梁， 推料外壳沿竖直方向的投影位于 防撞梁沿竖直方向的投。

13、影内。 通过本优化方案的设置， 若设备发生碰撞， 柔性防撞梁可起到 缓冲作用， 避免损坏装置零部件。 0015 作为优化， 所述行走装置包括安装于底盘上的左驱动轮、 右驱动轮和万向轮， 以及 驱动左驱动轮和右驱动轮转动的第二驱动装置， 第二驱动装置、 左驱动轮轮轴和右驱动轮 轮轴均位于底盘上方， 底盘上开设有供左驱动轮和右驱动轮通过的豁口。 本优化方案通过 第二驱动装置给行走装置提供动力， 将第二驱动装置、 左驱动轮轮轴和右驱动轮轮轴设置 在底盘之上， 利用底盘对其进行防护， 以减小动力件和机加件的磕碰损伤。 0016 作为优化， 所述第二驱动装置包括通过链传动与左驱动轮轮轴连接的左伺服电机 。

14、和通过链传动与右驱动轮轮轴连接的右伺服电机， 左驱动轮轮轴与右驱动轮轮轴同轴。 本 优化方案将左驱动轮和右驱动轮采用不同伺服电机驱动， 提高了控制的方便性和转弯的灵 活性。 0017 使用上述牧场饲料混合推草装置进行的推草方法， 包括如下方面： a、 通过行走装置带动整机移动， 同时通过第一驱动装置带动推料外壳转动， 利用外壳 的转动和整机的移动将饲料往牲畜推近； b、 将精饲料放入料箱， 利用料箱中的绞龙对精饲料进行搅拌， 推料过程中精饲料经出 料管流出， 洒落在草料中； c、 整机前进时， 万向轮位于左驱动轮和右驱动轮连线的后方， 通过左驱动轮和右驱动 轮的转速差实现整机转弯。 0018 。

15、本发明的有益效果为： 利用整机的移动和推料外壳的旋转进行推料， 减轻了劳动 强度， 通过饲料混合倾洒装置对精饲料进行搅拌混合， 混合后的精饲料与牧草混合， 以提高 营养的均衡。 附图说明 0019 图1为本发明整体结构示意图； 说明书 2/5 页 4 CN 110679497 A 4 图2为行走装置结构示意图； 图3为行走装置后视图； 图4为推料装置结构示意图； 图5为推料装置内部结构示意图； 图6为推料装置局部剖视图； 图7为饲料混合倾洒装置结构示意图； 图8为饲料混合倾洒装置剖视图； 图9为绞龙结构示意图。 0020 图中所示： 1、 底盘， 2、 磁导航传感器， 3、 左驱动轮， 4、 。

16、右驱动轮， 5、 万向轮， 6、 左驱动轮轮轴， 7、 右 驱动轮轮轴， 8、 左从动链轮， 9、 右从动链轮， 10、 左传动链， 11、 右传动链， 12、 左伺服电机， 13、 右伺服电机， 14、 左电机固定架， 15、 右电机固定架， 16、 左法兰联轴器， 17、 右法兰联轴 器， 18、 传动轴固定轴承座， 19、 中心柱， 20、 承重底座， 21、 承重轴承座， 22、 第一驱动电机， 23、 电机固定架， 24、 齿轮， 25、 内齿条 ， 26、 放置架， 27、 电源， 28、 控制箱， 29、 推料外壳， 30、 推料器， 31、 顶盖， 32、 顶部基座， 33、 。

17、料箱， 34、 防撞梁， 35、 防撞梁固定架， 36、 超声波传感 器， 37、 深度摄像头， 38、 动力装置， 39、 绞龙， 40、 出料管， 41、 行走装置， 42、 推料装置， 43、 控 制系统， 44、 饲料混合倾洒装置， 45、 左驱动链轮， 46、 右驱动链轮。 具体实施方式 0021 为能清楚说明本方案的技术特点， 下面通过具体实施方式， 对本方案进行阐述。 0022 如图1所示一种牧场饲料混合推草装置， 包括设有行走装置41的底盘1、 固接于底 盘1上的中心柱19、 转动连接在中心柱19上的推料外壳29以及驱动推料外壳以中心柱为轴 线转动的第一驱动装置。 推料外壳通过。

18、承重轴承座21与中心柱19连接， 承重轴承座21固定 在中心柱19上， 支撑外壳所需要的支撑力由中心柱19来提供。 推料外壳29为上小下大的锥 形， 并在推料外壳的外侧面固接有若干沿周向排布的推料齿条。 推料外壳的上口固接顶盖 31， 顶部基座32通过顶盖31与中心柱固接。 本实施例的推料外壳上通过螺栓固定连接有推 料器30， 推料外壳29和推料器30形成推料装置42， 推料器为上大下小的锥筒型， 推料器的壁 厚为1.5mm， 推料齿条固接于推料器的外侧壁， 推料齿条的高度为20mm， 既提高了推料效率， 又提高了推料器的强度。 0023 底盘位于推料外壳内部， 以增大推料面积， 同时通过推料。

19、外壳对底盘上的各部件 起到防护作用。 0024 第一驱动装置包括与底盘固接且输出轴竖向设置的若干沿周向布置的第一驱动 电机22， 以及固装在第一驱动电机22输出轴上的齿轮24， 所述推料外壳29的内壁固接有与 所述齿轮24啮合的环形闭合的内齿条25。 第一驱动电机22为立式伺服电机， 内齿条25与四 个齿轮24相互啮合， 每个齿轮与立式伺服电机22连接， 立式伺服电机22为齿轮24提供动力， 为推料外壳29的旋转提供动力， 实现推料器的转动， 通过伺服电机调整推料器转速。 立式伺 服电机22固定在电机固定架23上， 电机固定架23通过螺栓固定在底盘1上， 推料过程中的径 向力由四个齿轮来提供。。

20、 0025 本实施例还包括位于推料外壳上方的饲料混合倾洒装置44， 所述饲料混合倾洒装 说明书 3/5 页 5 CN 110679497 A 5 置包括与中心柱固接的料箱33、 轴接于料箱内的绞龙39和驱动所述绞龙旋转的动力装置 38， 料箱上开设有投料口和延伸至草料上方的出料管40。 饲料混合倾洒装置44安装在顶部 基座32上方， 料箱33顶端开口， 精饲料由料箱33顶端开口放入， 料箱中的绞龙39负责把精饲 料搅拌均匀， 动力装置38给绞龙提供动力， 在整机前进过程中， 精饲料经出料管40流出， 洒 落在草料中， 为奶牛提供均衡的营养。 0026 中心柱上还固接有柔性环形防撞梁34， 推料。

21、外壳沿竖直方向的投影位于防撞梁沿 竖直方向的投影内。 防撞梁34通过防撞梁固定架35安装在顶部基座32上， 顶部基座与固接 于中心柱上端的承重底座20固接， 若发生碰撞， 柔性防撞梁34可起到缓冲作用， 避免损坏装 置零部件。 0027 行走装置包括安装于底盘上的左驱动轮3、 右驱动轮4和万向轮5， 以及驱动左驱动 轮和右驱动轮转动的第二驱动装置， 第二驱动装置、 左驱动轮轮轴6和右驱动轮轮轴7均位 于底盘上方， 底盘上开设有供左驱动轮和右驱动轮通过的豁口。 第二驱动装置包括通过链 传动与左驱动轮轮轴连接的左伺服电机12和通过链传动与右驱动轮轮轴连接的右伺服电 机13， 左驱动轮轮轴与右驱动轮。

22、轮轴同轴。 左驱动轮3、 右驱动轮4分别采用左链条10、 右链 条11传动， 由两个伺服电机提供动力， 左伺服电机12、 右伺服电机13分别固定在两个左电机 固定架14、 右电机固定架15上， 左伺服电机12、 右伺服电机13分别驱动左驱动链轮45、 右驱 动链轮46， 从而带动左从动链轮8和右从动链轮9， 左从动链轮8固装在左驱动轮轮轴6上， 右 从动链轮9固装在右驱动轮轮轴7上， 左法兰联轴器16、 右法兰联轴器17分别固定在左驱动 轮3、 右驱动轮4上， 左驱动轮轮轴6、 右驱动轮轮轴7分别通过销钉与左法兰联轴器16、 右法 兰联轴器17相连， 左驱动轮轮轴6、 右驱动轮轮轴7通过传动轴。

23、固定轴承座18固定在底盘1 上， 万向轮5通过螺钉螺栓固定在底盘1上， 前进时， 两个驱动轮在前方， 带动整体的运动， 便 于转向。 两个驱动轮和一个万向轮呈三角形状分布， 通过两驱动轮的转速差实现装置的转 弯运动， 传动平稳。 0028 底盘1上固定设置有放置架26， 放置架26上面放置电源27和控制箱28。 本实施例还 包括控制系统43， 控制系统43包括磁导航传感器2， 超声波传感器36、 深度摄像头37和设有 控制器的控制箱28。 控制器主要接收各传感器信号并根据接收的信号控制其他装置的运 作； 磁导航传感器用于保证推料装置按照规定路线行进； 在顶部基座上安装有超声波传感 器， 在推料。

24、装置前进过程中遇到移障碍物时可以及时调整速度以及行进方向， 作为避障传 感器使用； 深度摄像头也安装在顶部基座上， 可实时分析草料体积的大小， 传输给控制器， 再通过控制器调节伺服电机转速， 可以实现推料装置自主调速。 控制器和传感器采用现有 技术， 其电路连接不属于本发明的所要保护的内容， 并且本领域技术人员可以根据上述描 述得到其电路连接关系， 因此不再赘述其电路连接关系。 0029 使用本实施例牧场饲料混合推草装置进行的推草方法， 包括如下方面： a、 通过行走装置带动整机移动， 同时通过第一驱动装置带动推料外壳转动， 利用外壳 的转动和整机的移动将饲料往牲畜推近； b、 将精饲料放入料。

25、箱， 利用料箱中的搅龙对精饲料进行搅拌， 推料过程中精饲料经出 料管流出， 洒落在草料中； c、 整机前进时， 万向轮位于左驱动轮和右驱动轮连线的后方， 通过左驱动轮和右驱动 轮的转速差实现整机转弯。 说明书 4/5 页 6 CN 110679497 A 6 0030 当然， 上述说明也并不仅限于上述举例， 本发明未经描述的技术特征可以通过或 采用现有技术实现， 在此不再赘述； 以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非 是对本发明的限制， 参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人 员应当理解， 本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、 改型、 添加 或替换都不脱离本发明的宗旨， 也应属于本发明的权利要求保护范围。 说明书 5/5 页 7 CN 110679497 A 7 图1 说明书附图 1/5 页 8 CN 110679497 A 8 图2 说明书附图 2/5 页 9 CN 110679497 A 9 图3 图4 说明书附图 3/5 页 10 CN 110679497 A 10 图5 图6 说明书附图 4/5 页 11 CN 110679497 A 11 图7 图8 图9 说明书附图 5/5 页 12 CN 110679497 A 12 。