妊娠母猪智能饲喂器设计与试验

为实现妊娠母猪智能精准饲喂,降低劳动强度,并提高饲料转化效率,设计可智能下料湿拌的智能饲喂器。通过设计下料机构、湿拌机构、触碰传感器、控制系统等核心部件,采用分段多餐饲喂方案,实现采食量、饮水量等信息监测与上传,并对饲喂器进行下料下水精度和稳定性试验。试验结果表明:下料量平均相对误差在2.50%以内,变异系数均值在0.20%以内,实际下料量曲线与专家饲喂曲线较吻合;建立水压流量监测控制数学模型,当水压为0.140 MPa时,下水量相对误差在17%以内,变异系数在4%以内;针对不同容重的颗粒饲料,提出料量修正系数ξ,下料量平均相对误差降低1.68%。该研究对妊娠母猪智能饲喂器研发提供参考。     

母猪精准饲喂器机械结构及控制系统的设计

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。     

怀孕母猪精准饲喂单体采食站的设计研究

为满足群养状态下怀孕母猪的整个怀孕期的精准饲喂需求,研制了一款群养状态下怀孕母猪独立封闭状态采食的精准饲喂单体采食站及其配套控制系统,可针对不同母猪进行个性化的饲喂曲线、水料配比等参数设置。设计带触碰式自锁机构的进门装置,实现母猪不受打扰而安静地采食。采用螺旋输送的精准下料机构,通过控制螺旋的旋转圈数和角度,精准地控制采食站的每次下料量。     

仔猪自动精细饲喂系统设计与试验

针对目前仔猪养殖成本高、自动化程度低的问题,设计了仔猪自动精细饲喂系统。系统包括机械本体和控制系统两部分,机械本体主要由下料电动机及下料螺旋装置、搅拌电动机及搅拌刀片和供水系统组成;控制系统主要由移动控制终端、控制器控制面板及控制器组成。系统控制部分可根据液位传感器、光电传感器和电动机编码器信号对自动精细饲喂装置的下料电动机、搅拌电动机和上水水泵进行实时控制,实现仔猪饲喂过程中的配料、搅拌、喂料、冲洗料桶和食槽的自动化。系统测试结果表明:系统运行稳定可靠,能够实现干湿料的精细混合和均匀搅拌;以电动机转速为150 r/min为例进行试验,自动精细饲喂系统的落料量与电动机的运行时间成正比关系(r~2=0.999 4),实际落料量与理论计算的落料量一致,其误差小于5%;测量饲喂系统螺旋装置转速分别为50、100、150、200、250 r/min时的下料量,结果表明下料量不随旋转输送装置转速的增加而无限增加,在转速为200 r/min时达到最大值,为0.133 t/h;该自动精细饲喂系统现场试验表明第2周与第3周喂养仔猪平均日增长量约为人工喂养的2倍。     

母猪精确饲喂装置下料机构的设计与有限元分析

为实现母猪饲喂装置的精确下料,通过对螺旋输送器在母猪饲喂装置中的应用进行探讨,论述了螺旋输送器主要参数的设计过程,采用ANSYS Workbench有限元分析软件对螺旋轴的静力学特性进行分析,得出其满载工况下的应力和变形云图,为该饲喂装置下料机构的优化设计提供了依据.     

母猪精确饲喂系统的结构设计与优化

为实现母猪饲喂合理化,采用模块化设计方法,开发了新型母猪精确饲喂设备。其主要结构包括进出口门及其控制机构、下料的精确计量以及控制机构、饲喂通道的框架结构及材料和称重机构。实际应用表明,饲喂设备下料准确度得到了提高,进出口门的耐冲击力和设备的抗腐蚀能力有了增强,设备的整体性能明显改善。     

育肥猪精准下料控制系统设计与验证

为满足育肥猪获得正常生长所需采食量并达到精准饲喂控制等需求，以育肥猪为试验对象，设计一种育肥猪精准下料控制系统。研究通过使用双侧下料器，实现对称式双边下料，提高猪群的采食效率；增设触碰开关，猪只触动后执行预设料下料，避免饲料浪费；食槽内增设料位感应探针，猪只触碰感应开关时，若探针感应不到食槽内水料，系统自动补充水料到探针处，既保证猪只正常采食，又避免饲料浪费；增设防结拱装置，通过震动电机实现破拱，防止料粉受潮影响下料。试验结果表明，与理论采食量比较，智能饲喂方式下采食量低于理论采食量；饲喂采食量比例分别为10%，30%，30%，20%及10%时，获得较佳的采食量变化曲线。综上，所设计的双侧下料的育肥猪精准下料控制系统，采用拨轮下料的控制机构与嵌入式系统的协同工作，设备控制简单，下料稳定，计量准确，与进口设备比较，成本优势明显，适合在我国大、中、小型育肥猪场推广应用。     

基于SpringBoot框架的群养母猪饲喂站管理系统设计与试验

母猪的群体养殖是一种能保证动物福利，提高母猪生产性能的重要养殖管理模式。为实现母猪群养过程的数字化及智能化，基于自主研发的群养母猪饲喂站硬件平台，采用B/S模式设计一个群养母猪饲喂站管理系统。系统后端使用基于Java语言的SpringBoot框架作为系统组件管理和运行的主要框架；设计后端数据库中的数据结构，优化后台系统中持久层数据的操作访问；使用Netty实现饲喂站及客户端与后台间的实时通信；基于Spring事务管理，封装可复用的业务逻辑，设计母猪信息管理、饲喂计划专家系统、饲喂站实时监控等系统功能模块。系统前端采用渐进式Vue框架实现用户与各个功能模块的人机交互。试验表明：本系统能实现对群养母猪饲喂站的控制和状态监测，并根据母猪特性和专家知识库动态生成每天的饲喂计划；在基础实验条件下，系统的饲喂站并发量可超过120台，理论最大母猪容纳量超过5 400 头，能够满足大规模母猪饲喂的需求。     

基于PLC的妊娠母猪饲喂控制系统研究

为解决妊娠母猪智能饲喂问题,设计一种可群养的妊娠母猪饲喂控制系统。系统采用无线射频技术、RS485传输技术和PLC、触摸屏、远程电脑的软硬件共同集成。根据妊娠母猪一般性喂食规律和操作员操作习惯,设计妊娠母猪饲喂信息表和猪只信息表管理妊娠母猪饲喂和生产信息。并根据猪只进站进食习惯,设计入口门控制、食槽门控制、分选门控制方案。依据动物福利养殖规程,将同网饲喂站间饲喂信息共享,实现大群饲养。饲喂结束后,定时将猪只体重、饲喂信息传给远程电脑,并生成统计报表。该文为中、小型养殖场妊娠母猪智能饲喂系统设计方面提供参考。     

自走式奶牛精确饲喂机的单片机控制系统设计

为了提高奶牛精确饲喂技术水平、降低成本、减少工作量、提高个体奶牛产奶量,在前期完成自走式奶牛精确饲喂机机械结构设计和牛场信息管理系统设计的基础上,通过单片机控制系统的设计,实现奶牛饲喂数据的接收、牛只的个体精确识别、装备的行进及精确投料,实现了个体奶牛的自动化及智能化饲喂。试验调试验证表明:饲喂机的最佳行进速度为0.6m/s,识别距离达65cm,系统响应时间为0.4s;个体奶牛识别率96%,个体牛只识别正确率100%,给料误差小于2%。     

基于模糊PI控制的变量施药系统设计与试验

针对国内现有农田喷药机的定量施药方式,设计了一套基于模糊PI控制的变量施药系统。该系统采用多传感器实时采集喷药机车速、流量、压力等参数,并以此为控制依据,通过改变比例阀开度实时调整管道内药液流量,同时控制多组喷头的开闭。该系统采用主路流量调节方案,5组开关电磁阀控制多组喷头。喷药机喷头流量控制试验与田间喷药试验结果表明,单个喷头流量误差＜2.5%,模糊PI控制优于传统PI控制,田间喷药误差＜2.2%。      

母猪智能化精准饲喂系统研究现状及展望

母猪智能化精准饲喂系统是一种满足动物福利要求的精准饲喂母猪的智能化群养系统。介绍了母猪智能化精准饲喂技术、精准饲喂系统工作原理,总结了国内外母猪精准饲喂系统研究现状,指出国内研究存在的问题并提出发展方向,为国内母猪智能化精准饲喂系统开发研制提供参考。      

哺乳母猪高危动作识别方法研究

哺乳母猪从站立、坐立转为趴卧的高危动作是导致断奶前仔猪死亡的主要原因,动作发生频率及变换方式决定了母猪的母性指数。以江苏省农林职业技术学院小梅山原种猪场饲养的小梅山母猪为研究对象,利用MPU6050传感器采集母猪哺乳期内10 d的三轴加速度数据,采用直方图统计法设置运动能量阈值,快速定位高危动作区间,以高危动作发生前后的身体姿态为特征,构建动作分类器,识别高危动作的类型。实验结果表明,对高危动作区间的标注准确率为77.4%,基于姿态的动作类型识别方法纠正了因仔猪碰撞节点产生的误标,识别准确率达到81.7%。利用2种俯卧姿态计算母猪的俯卧指数可为实现母性能力科学评价及育种提供数据依据。     

基于机器视觉的母猪分娩检测方法研究

检测母猪分娩需对分娩限位栏内的仔猪进行目标识别,分析了母猪分娩视频图像特征,提出首先利用半圆匹配算法进行母猪目标分割,排除母猪运动干扰,基于改进的单高斯模型的背景减除法进行运动目标检测,根据运动区域的颜色和面积特征,对仔猪进行目标识别。试验表明:基于半圆匹配算法的母猪目标识别方法能够有效分割出母猪目标,基于改进单高斯模型的运动目标检测方法,对面积较大、运动缓慢的仔猪目标检测较为完整,适用于母猪分娩检测场景。     

保育猪智能粥料饲喂系统设计与试验

针对保育猪死淘率高、饲料浪费多、人员劳动强度大等问题，搭建粥料机样机测试平台，并设计保育猪智能粥料饲喂系统，系统由机械本体、手持终端、中央控制器和云平台四部分组成。对机械本体中螺旋输送机安装高度、排料通道内径和破拱结构形式进行正交试验，得到参数最优组合为：螺旋输送机安装高度为60 mm，排料通道内径42 mm，破拱结构采用上下破拱结构结合的形式，此组合下填充效率最优，λ值为14.2 g/r。系统供水量误差为1.43%；当水料比≥1.5∶1时，食槽液位监测装置满足系统工作要求，研究可为保育猪智能粥料饲喂设备的研发提供参考。     

基于改进YOLO v5s的经产母猪发情检测方法研究

为解决限位栏场景下经产母猪查情难度大、过于依赖公猪试情和人工查情的问题,提出了一种基于改进YOLO v5s算法的经产母猪发情快速检测方法。首先,利用马赛克增强方式(Mosaic data augmentation, MDA)扩充数据集,以丰富数据表征;然后,利用稀疏训练(Sparse training, ST)、迭代通道剪枝(Network pruning, NP)、模型微调(Fine tune, FT)等方式重构模型,实现模型压缩与加速;最后,使用DIOU＿NMS代替GIOU＿NMS,以提高目标框的识别精度,确保模型轻量化后,仍保持较高的检测精度。试验表明,优化后的算法识别平均精确率可达97.8%,单幅图像平均检测时间仅1.7 ms,单帧视频平均检测时间仅6 ms。分析空怀期母猪发情期与非发情期的交互行为特征,发现母猪发情期较非发情期交互时长与频率均显著提高(P<0.001)。以20 s作为发情检测阈值时,发情检测特异性为89.1%、准确率为89.6%、灵敏度为90.0%,该方法能够实现发情母猪快速检测。     

融合体尺信息的封闭式种猪性能测定站设计与试验

针对现有封闭式种猪性能测定站自动化程度不高、无法提供种猪体尺信息等问题,设计了一种集种猪自动识别、体质量自动称量、采食量自动统计、体尺自动测量于一体的封闭式种猪性能测定站。该系统机械部分采用前后端分离设计,通过设计采食门装置和门禁装置为种猪提供封闭测量环境,在此基础上,基于FIR滤波设计了种猪体质量动态称量算法,基于椭圆拟合设计了种猪理想姿态筛选算法,并进一步提出了基于包络分析的种猪体尺测量算法。分别进行了利用实际猪群模拟种猪生长性能验证试验和体尺测量试验,试验验证结果如下：生长性能试验猪群自由采食日均次数8.94次、日均采食时间92.93 min、群体料肉比2.66,Logistic拟合的生长曲线拐点日龄为126.18 d、拐点体质量72.70 kg,符合猪群的生长规律;体尺测量试验中猪群能够筛选出理想姿态帧,体长、体宽、臀宽、体高、臀高等体尺的平均相对检测误差分别为3.69%、2.53%、2.60%、2.59%、2.17%,满足体尺测量要求。试验结果表明,本文设计的封闭式种猪性能测定站可用于种猪的生产性能测定,能够同时提供种猪体质量、采食量和体尺等信息,提高育种效率。     

后备母猪舍夏季环境调控影响因子变化规律试验与分析*

为掌握夏季后备母猪舍环境调控的影响因子变化规律,以云南保山某规模后备母猪舍为试验对象,在猪舍内布置环境因子传感器,通过改变开启风机数量、风机组合和湿帘等措施,测试后备母猪舍内的温度、相对湿度和氨气的变化规律。试验结果表明:风机开启数量越多,舍内温度下降幅度越大(最大幅度为2.66 ℃),相对湿度上升幅度越大(最大幅度为9.76%),后备母猪舍内温湿度在通风方向上的分布越均匀。开启湿帘对后备母猪舍内降温效果明显,最大降温幅度为4.27 ℃,舍内相对湿度最大增加幅度为24.17%。开启左右两侧风机时,舍内温湿度分布较开启左中或右中侧风机均匀,后备母猪舍内平均THI指数为79.5,下降幅度为3.86%,能有效缓解猪只热应激;后备猪舍内的温度场不均匀系数为0.42,相对湿度场不均匀系数为0.5,舍内温湿度分布较为均匀。