野外自动化鸭舍的改进设计与研究

发布时间：2017-07-14 12:34

  本文关键词：野外自动化鸭舍的改进设计与研究

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【摘要】：鸭稻共作是一种生态效益、经济效益和社会效益都很好的生态农业模式,特别适合生产有机稻米,在水库上游的水源保护地区尤为适合。目前影响鸭稻共作技术推广应用的难题是鸭子的管理。目前鸭子的过夜有两种形式,一种是每天傍晚用人工将鸭子从水田赶回家里,集中补料进舍过夜,劳动条件差、强度大。另一种方法是,在水田地边搭建简易鸭舍,人工喂饲部分饲料,现有的简易鸭舍一般都是开放式的,无法保障鸭子安全过夜,黄鼠狼、老鼠、狐狸、蛇等天敌会威胁鸭子的生命,同时还需要人工补喂饲料。本文针对原有野外自动化鸭舍的存在的问题,提出改进方案。设计的野外野外自动化鸭舍实现了早晨自动开门,晚上自动奏音乐唤鸭子回笼、自动关门、自动补料、自动供水,实现了无人值守,保证了鸭子在田间安全过夜。(1)野外自动化鸭舍的关键部件改进。针对原有的喂料系统存在着饲料受潮后容易结拱,对下料的精度产生严重影响的问题,本改进设计采用了具有破拱装置的喂料系统。破拱方式采用了振动破拱的方式。通过了相关试验,喂料电机选择24V 160W 7.5/min的直流减速电机。破拱装置与喂料系统最优的组合参数为振源方位位于料箱下方、振动电机转速为1200r/min、振动凸轮的偏心距为30mm。在料箱排料的过程中产生的最大转矩为47.79Nm。破拱电机相对于喂料电机启动顺序在置信度a=0.05时,对下料精度有显著性影响。对自动门采用翻版设计,驱动最小转矩为9.8N,运行速度为5/min速度最为适宜、从0到5r/min加速过程所需要时间为0.0067 s。对设计野外自动化鸭舍所需要能源计算表明,所需太阳能电池板的功率为80W、所需蓄电池容量为50AH。通过对料箱承重臂的有限元分析,料箱承重臂的形状才有T型结构,材料选择不锈钢。(2)野外自动化鸭舍的控制系统硬件改进设计。针对原有的控制系统无工作状态指示,使用调整不便等问题,采用STC12C5A60S2单片机作为其控制核心设计了新型干的控制器。增加了反映野外自动化鸭舍工作状态的工作状态指示灯。(3)野外自动鸭舍控制系统的软件改进设计。为了满足鸭子夜间饮水需要,增加了自动供水装置,采用C语言和Keil uVision作为单片机开发语言和开发环境,设计了具有数码管显示与图文相结合的控制系统显示面板。(4)野外自动化鸭舍的田间试验。通过2015年在辽阳市灯塔市新光村为期36天的水田试验,检测数据分析结果显示自动门延迟时间和召唤回笼声音的响度在置信度a=0.05时,对鸭群回笼率存在着显著性影响。自动门延迟时间1min、声音响度100dB时,鸭群回笼率可达97.5%以上。通过单因素方差分析,野外自动化鸭舍喂养鸭群平均体重与人工喂养相比较并没有显著性差异。野外自动化鸭舍的故障率为3%。
【关键词】：稻田养鸭 野外自动化鸭舍 改进设计 自动补料 破拱机构 鸭群回笼率
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S834
【目录】：

• 摘要10-11
• Abstract11-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 课题的背景和意义13-14
• 1.2 国内外稻田养鸭技术发展现状14-16
• 1.2.1 国内稻田养鸭的发展14-15
• 1.2.2 国外稻田养鸭的发展15
• 1.2.3 自动化养鸭设备研究现状15-16
• 1.3 本课题主要的研究内容16-17
• 1.3.1 本课题主要的研究内容16
• 1.3.2 拟解决的关键问题16
• 1.3.3 研究的主要技术路线16-17
• 1.4 本章小结17-18
• 第二章 野外自动化鸭舍关键部件设计18-29
• 2.1 喂料系统的改进设计18-25
• 2.1.1 原有样机喂料系统存在的问题及原因18
• 2.1.2 喂料系统改进设计方案18-19
• 2.1.3 料箱参数设计19
• 2.1.4 料箱承重臂的尺寸设计19-22
• 2.1.4.1 料箱承重臂的尺寸设计20
• 2.1.4.2 有限元分析的载荷施加20-22
• 2.1.5 螺旋输送器参数设计22-24
• 2.1.6 破拱装置参数24-25
• 2.2 自动门系统的改进设计25-26
• 2.2.1 原有样机自动门系统存在的问题25
• 2.2.2 自动门系统的结构设计25
• 2.2.3 自动门系统参数分析及其驱动电机选择25-26
• 2.3 太阳能光伏发电系统的设计26-28
• 2.3.1 太阳能光伏发电系统构建26
• 2.3.2 相关参数的设计26-28
• 2.3.3 太阳能控制器的选择28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 自动化鸭舍控制系统硬件设计29-38
• 3.1 控制系统的硬件组成29
• 3.2 控制系统主要元件介绍29-31
• 3.2.1 单片机选择29-30
• 3.2.2 只读程序存储器选择30
• 3.2.3 移位寄存器选择30
• 3.2.4 晶体管的选择30
• 3.2.5 音乐芯片的选择30-31
• 3.3 控制面板设计31-33
• 3.3.1 控制面板整体设计31
• 3.3.2 控制面板的功能介绍31-33
• 3.4 驱动系统电路设计33-37
• 3.4.1 电源电路的设计33
• 3.4.2 单片机控制电路设计33-34
• 3.4.3 喂料系统电路设计34
• 3.4.4 自动门系统电路设计34-35
• 3.4.5 声讯系统电路设计35
• 3.4.6 按键系统电路设计35
• 3.4.7 时钟/日历电路设计35-36
• 3.4.8 工作状态指示灯电路设计36-37
• 3.4.9 显示系统电路设计37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 自动化鸭舍控制系统软件设计38-45
• 4.1 鸭舍控制系统软件总体设计38
• 4.2 控制系统的软件开发环境研究38-39
• 4.3 自动门控制系统的程序设计39-40
• 4.4 喂料系统的软件设计40-43
• 4.4.1 喂料系统的流程图40
• 4.4.2 喂料系统的程序设计40-43
• 4.5 手动工作方式程序设计43
• 4.6 按键系统去抖程序的设计43-44
• 4.7 野外自动化鸭舍其他系统的程序设计44
• 4.8 本章小结44-45
• 第五章 野外自动化鸭舍性能试验45-52
• 5.1 喂料系统驱动电机扭矩的检测45-46
• 5.1.1 试验目的45
• 5.1.2 材料与方法45
• 5.1.3 试验的结果与分析45-46
• 5.2 喂料系统排料性能试验46-49
• 5.2.1 试验目的46
• 5.2.2 材料与方法46-47
• 5.2.3 试验的结果与分析47-49
• 5.3 破拱电机启动时间顺序对排料性能的影响研究49-51
• 5.3.1 试验的目的49-50
• 5.3.2 材料与方法50
• 5.3.3 试验的结果与分析50-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第六章 野外自动化鸭舍田间应用试验52-58
• 6.1 各因素对鸭群回笼率影响的试验研究52-54
• 6.1.1 试验的目的52
• 6.1.2 试验材料与方法52-53
• 6.1.3 试验的结果与分析53-54
• 6.2 鸭群生长状况的对比试验54-56
• 6.2.1 试验目的54-55
• 6.2.2 试验材料与方法55
• 6.2.3 结果与分析55-56
• 6.3 自动鸭舍的可靠性检验56-57
• 6.3.1 试验目的56
• 6.3.2 材料与方法56-57
• 6.3.3 试验的结果与分析57
• 6.4 本章小结57-58
• 第七章 结论与展望58-60
• 7.1 全文总结58-59
• 7.2 建议与展望59-60
• 参考文献60-65
• 附录一 野外鸭舍控制系统电路图(一)65-66
• 附录二 野外鸭舍控制系统电路图(二)66-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士研究生期间发表的论文68-69

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