一种饲喂装置及计算饲喂装置内饲料的量的方法与流程

1.本发明一般地涉及养殖设备。更具体地，本发明涉及一种饲喂装置及计算饲喂装置内饲料的量的方法。


背景技术：

2.随着智能养殖的大力推广，智能饲喂系统和无人值守的饲喂系统成为养殖行业重点发展的方向。目前大多数养殖产业还是通过人工来饲喂动物，即由养殖技工定时或不定时地巡视养殖场区，以便发现缺少饲料的栏位(圈养动物的最小单元)，并及时为该栏位的料槽内增添饲料。但是，由于养殖技工的技术经验各不相同，经常导致不同的养殖技工的巡视频率、发现缺料的及时度和准确度均不同。因而导致有些栏位存在饲料不足，而有些栏位又存在饲料过多的不均衡现象。另外，人工成本日益增高，而巡视每个料槽内的饲料的余量将花费大量的时间，从而导致规模化养殖的成本也随之升高，给养殖产业带来了巨大的困扰。因此，如何实现可以自动计算料槽内剩余饲料的量，并且可以以直观的方式提示养殖技工，成为本领域技术人员面临的问题。


技术实现要素：

3.为了至少解决上述问题，本发明提出了一种饲喂装置，通过在料槽下方增加压力检测槽，利用料槽及料槽内的饲料对压力检测槽内的压力传感器的重量挤压，来获取压力值，并根据压力值可以准确判读出料槽内剩余饲料的量。而无需养殖技工亲自巡查，因此降低了人力成本，同时也保证了动物的及时饲喂和精准饲喂，还减少了饲料浪费，从而进一步降低了养殖成本。
4.在第一方面中，本发明提供一种饲喂装置，包括：压力检测槽，其用于承装液体；支架，其固定在所述压力检测槽上；以及料槽，其设于所述压力检测槽内，并且与所述支架导向滑动装配，所述料槽用于承装饲料；其中，所述压力检测槽内设置有压力传感器，所述压力传感器用于输出压力值，以响应于所述料槽内饲料的量的变化。
5.在一个实施例中，所述压力传感器位于所述压力检测槽底部。
6.在一个实施例中，还包括控制器，其与所述压力传感器连接，以获取所述压力传感器的检测结果。
7.在一个实施例中，所述控制器连接有料位指示灯，所述料位指示灯设置在所述料槽或压力检测槽的外侧。
8.在一个实施例中，所述压力检测槽底部开设有排水孔，以便于排出所述液体。
9.在一个实施例中，所述压力传感器为惠斯通电桥，所述惠斯通电桥用于输出电压值。
10.在一个实施例中，还包括数据采集器，其与所述惠斯通电桥连接，并且与所述控制器连接，以采集所述惠斯通电桥的电压值，并将所述惠斯通电桥的电压值传输至控制器。
11.在一个实施例中，所述惠斯通电桥的每个电阻两端均与所述数据采集器连接。
12.在第二个方面中，本发明提供一种利用如上述第一方面及其任意一个实施例所述的饲喂装置计算饲喂装置内饲料的量的方法，所述饲喂装置内饲料的量与所述压力值具有第一线性关系，所述方法包括以下步骤：获取所述压力值；根据所述压力值和所述第一线性关系计算所述饲喂装置内饲料的量。
13.在一个实施例中，还包括计算所述第一线性关系：获取至少两份样本饲料的量，所述每份样本饲料的量不同；将所述至少两份样本饲料分别放入所述料槽，以从所述压力传感器获取每份样本饲料对应的压力值；根据所述样本饲料的量和所述压力值来计算饲喂装置内饲料的量与所述压力值之间的第一线性关系。
14.与现有技术中通过人工巡查料槽内的饲料余量，或者通过探针等的方式来检测料槽内的饲料余量不同，本发明通过在料槽下方增加压力检测槽，利用料槽及料槽内的饲料对压力检测槽内的压力传感器的重量挤压，来获取压力值，并根据压力值可以准确判读出料槽内剩余饲料的量。而无需养殖技工亲自巡查，因此降低了人力成本，同时也保证了动物的及时饲喂和精准饲喂，还减少了饲料浪费，从而进一步降低了养殖成本。同时，本发明成本较低，省电节能，解决了目前料槽传感器的空白，可以清楚的判断出料槽的饲料余量，并且可以适用于所有种类的饲料的检测，不受外界因素影响。
15.另外，本发明中的压力传感器采样惠斯通压力桥，饲料的量的变化将引起对惠斯通压力桥的压力的变化，从而导致惠斯通压力桥的电压变化，通过数据采集器采集惠斯通压力桥的电压，最终通过控制器内的算法将饲料的量的变化反应到料位指示灯，使养殖技工可以直观的看到料槽内饲料的余量。当判断出料槽内的饲料已被动物吃完，则可以继续下料，所以大大降低了饲料的浪费。
附图说明
16.通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
17.图1是示出根据本发明实施例的饲喂装置的结构示意图；
18.图2是示出根据本发明实施例的支架与料槽的连接关系图；
19.图3是示出根据本发明实施例的惠斯通压力桥与数据采集器的连接关系图；
20.图4是示出根据本发明实施例的饲喂装置的电气框架图；
21.图5是示出根据本发明实施例的计算第一线性关系的流程图；以及
22.图6是示出根据本发明实施例的计算饲喂装置内饲料的量的流程图。
具体实施方式
23.现在将参考附图描述实施例。应当理解，为了说明的简单和清楚，在认为合适的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。另外，本技术阐述了许多具体细节以便提供对本文所述实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的实施例。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程和组件，以免模糊本文描述的实施例。而且，该描述不应被视为限制本文描述的实施例的范围。
24.传统的用于饲喂动物的料槽只是用于承装饲料的容器，其没有检测料槽内饲料余量的功能。针对传统的料槽，为了防止动物缺少饲料，养殖技工往往需要向料槽内倒很多饲料。同时养殖技工并不清楚动物是否已将饲料吃完，也不清楚动物吃掉的饲料的量。而现有的具有检测余料功能的料槽通常通过探针等检测设备来检测。而探针只能检测料槽内的某个点是否有余料，而无法判断料槽1内其他空间是否有余料。因此导致误判的现象比较多。
25.下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述。
26.图1是示出根据本发明实施例的饲喂装置的结构示意图。图2是示出根据本发明实施例的支架8与料槽的连接关系图。以下将结合图1和图2对本发明实施例的一种饲喂装置进行示例性介绍。如图1所示，本发明提供一种饲喂装置，其可以包括料槽1和压力检测槽3，该料槽1用于承装饲喂动物的饲料2，例如奶粉、干料、湿料或者水等各种类型的动物食物。压力检测槽3内(例如底部)设置有压力传感器，该料槽1放置在压力检测槽3内，从而对压力传感器施加压力。压力传感器将检测出料槽1及料槽1内的饲料2对应的压力值。当料槽1内没有饲料2时，则检测出料槽1对应的压力值。动物食用饲料2后，或者向料槽1内添加饲料2后，料槽1内饲料2的量将产生变化，料槽1内饲料2的量的变化将使压力传感器输出的压力值产生变化。
27.由于料槽1内的饲料2并非均匀分布，同样体积或同样重量的饲料2会因为在料槽1内的分布状态不同而对压力传感器产生不同的压力。因此，料槽1对压力传感器施加的压力也跟料槽1内饲料2的分布状态有关。为了使料槽1对压力传感器施加的压力与料槽1内饲料2的分布状态不相关。在一个实施例中，可以在压力检测槽3内充灌液体4，并且使液体4的高度高于压力传感器，以便使压力传感器全部没于液面以下，而不直接接触料槽1底部。当料槽1放置在压力检测槽3内时，液体4首先承接料槽1施加的压力，然后将压力传递给压力传感器。经过液体4的缓冲后，压力将均匀地分布在液体4上，液体4再将压力施加给压力传感器，因此料槽1对压力传感器施加的压力将与料槽1内饲料2的分布状态不相关，而只与料槽1和饲料2的重量相关。因此液体4的存在可以使压力分布的更均匀，更准确地计算压力值或电压值。但同时液体4容易滋生细菌并且利于细菌的繁衍，因此为了防止出现生物安全风险，在一个应用场景中，压力检测槽3底部开设有出水口，以定期更换液体4，防止液体4滋生细菌，污染料槽1，导致动物患病。
28.由于在实际使用过程中料槽1被放置在上述液体4上，将导致料槽1随着液体4漂流。料槽1在漂流过程中很可能会触碰压力检测槽3的侧壁，而压力检测槽3的侧壁将对料槽1的侧壁施加一定的力，从而导致压力传感器测得的压力值不准确。因此在实际操作中应该尽量减少料槽1的侧壁与压力检测槽3的接触面积，以防止测得的压力值不准确。因此，如图2所示，在一个实施例中，该饲喂装置还可以包括支架8，该支架8为竖直方向的，其固定在压力检测槽3的侧壁上。料槽1与该支架8导向滑动装配，以便于当料槽1内的饲料2的量发生变化时可以相对于压力检测槽3上下滑动。该支架8可以固定在压力检测槽3的任一侧壁上，并且可以是横截面为t形的柱体。相应地，该料槽1的对应的侧壁上可以固定一个与该支架8相匹配的凹槽，使支架8可以在凹槽内上下滑动。
29.以上结合图1和图2对本发明实施例的饲喂装置进行了示例性描述，本领域技术人员应该理解的是，上述结构是示例性的而非限制性的，并且可以根据实际需求进行调整。图3是示出根据本发明实施例的惠斯通压力桥6与数据采集器7的连接关系图。图4是示出根据
本发明实施例的饲喂装置的电气框架图。以下将结合图3和图4对本发明实施例的惠斯通压力桥6与数据采集器7的连接关系，以及饲喂装置的电气框架进行示例性介绍。
30.由于成品压力传感器的灵敏度将被外部结构弱化，导致当外界施加给压力传感器的压力不足时，压力传感器将无法测得压力值。所以在一个实施例中，上述压力传感器可以是利用惠斯通电桥设计的惠斯通压力桥6(如图3所示)，其用于直接检测料槽1和/或料槽1内的饲料2对应的电压值。其中惠斯通压力桥6是由四个电阻组成的电桥电路，这四个电阻分别为电桥的桥臂，将四个电阻分为两组，每组的两个电阻串联，再将这两个串联的电路并联，然后采集四个电阻两端的电压以进行相应的算法处理，即可计算出相应的压力变化，从而得到压力值，该方式是一种精度很高的测量方式。
31.在实际应用中，可以将其中三个电阻值固定，而将另外一个电阻换成压敏电阻。从原理上讲，该压敏电阻在受到外力时会改变电阻值。因此，有电信号激励时，即可有效地将压力、重量等信息转换成电信号。通常还可以在惠斯通压力桥6(又称为测压元件)上设置1个、2个或4个压敏电阻，从而产生与压力或重量对应的差分输出电压。在一个实施例中，还可以通过数据采集器7(例如全差分输入的型号为zssc3240的传感器信号调节器)来采集惠斯通压力桥6上的电压值。
32.为了将料槽1内饲料2的量直观地反应给管理员，如图4所示，上述数据采集器7还连接有控制器，以便将压力传感器，例如惠斯通压力桥6测得的电压值传输至控制器。同时控制器还可以连接有料位指示灯5，该料位指示灯5设置在所述料槽1或压力检测槽3的外侧，并且其可以包括一列或一行由多个(例如3个、5个等)led灯组成的灯排。灯排中被点亮的led灯的个数可以直观反应料槽1内饲料2的量。例如，当料槽1内没有饲料2时，灯排将熄灭，即没有led灯被点亮；当料槽1内饲料2的量达到控制器内预设的上限值时，led灯将全部点亮；当料槽1内饲料2的量为控制器内预设的上限值的一半时，灯排中的一半的led将被点亮。
33.以上结合结合图3和图4对本发明实施例的惠斯通压力桥6与数据采集器7的连接关系，以及饲喂装置的电气框架进行了示例性介绍，本领域技术人员应该理解的是，上述连接关系以及电气框架是示例性的而非限制性的，并且可以根据实际需求进行调整。图5是示出根据本发明实施例的计算第一线性关系的流程图。图6是示出根据本发明实施例的计算饲喂装置内饲料的量的流程图。以下将结合图5和图6对本发明实施例的计算第一线性关系的流程，以及计算饲喂装置内饲料的量的流程进行示例性介绍。
34.为了使控制器可以根据饲料2的量来点亮相应数量的led灯，需要事先确定压力传感器测得的压力值，与料槽1内饲料2的量的第一线性关系，并且将该第一线性关系预设在控制器内，以便控制器根据该第一线性关系来点亮与料槽1内饲料2的量相应数量的led灯。在一个实施例中，如图5所示，计算该第一线性关系的方法可以包括以下步骤，在步骤s501处，获取至少两份样本饲料2的量，并且每份样本饲料2的量不同。在步骤s502处，将上述至少两份样本饲料2分别放入料槽1，以从压力传感器获取每份样本饲料2对应的压力值。在步骤s503处，根据样本饲料2的量和其对应的压力值来计算饲喂装置内饲料2的量与压力值之间的第一线性关系。其中，料槽1内没有饲料2时对应的值为线性关系的零点。由于饲料2可以是干料、湿料、水等，而不同的饲料2有不同的状态，因此第一线性关系也可以是不同的计量单位之间的关系，例如可以是体积与压力值的第一线性关系，重量与压力值的第一线性
关系等。
35.如上确定了第一线性关系后，在一个实施例中，如图6所示，计算饲喂装置内饲料2的量的方法可以包括如下步骤：在步骤s601处，获取压力传感器测得的压力值；在步骤s602处，根据该压力值和上述第一线性关系计算饲喂装置内饲料2的量。在上述实施例中，虽然经过液体4缓冲后，压力传感器测得的压力值将小于真正的压力值，从而使测得的压力值不够准确。但是，不同的饲料2的量对应的压力值均是经过液体4缓冲后的压力值，因此对计算饲料2的量与压力值之间的第一线性关系并不产生影响，所以也并不影响上述计算饲喂装置内饲料2的量的方法的准确度。
36.当上述压力传感器为惠斯通压力桥6时，在一个实施例中，计算饲喂装置内饲料2的量与所述电压值的第一线性关系包括以下步骤：第一步、获取至少两份样本饲料2的量，所述每份样本饲料2的量不同；第二步、将所述至少两份样本饲料2分别放入所述料槽1，以获取每份样本饲料2对应的所述电压值；第三步、根据所述样本饲料2的量和所述电压值来计算饲喂装置内饲料2的量与所述电压值的第一线性关系。如上确定了第一线性关系后，在一个实施例中，如图6所示，计算饲喂装置内饲料2的量的方法可以包括如下步骤：第一步、获取惠斯通压力桥6的电压值；在步骤s602处，根据该电压值值和上述第一线性关系计算饲喂装置内饲料2的量。
37.以上结合附图对本发明实施例的饲喂装置以及计算饲喂装置内饲料2的量的方法进行了示例性介绍。以下对该饲喂装置的工作原理进行示例性介绍。以湿料为例，首先，根据料槽1所能容纳的实际料量来计算料槽1内饲料2的量与压力值/电压量的线性关系，并且在通过空料槽1所对应的压力值/电压量标定出该线性关系的零点。如此便可得出料槽1中每一个重量值对应的压力值/电压量，再通过料槽1一侧的指示灯中被点亮的led灯的个数直观的显示出此时料槽1内饲料2的具体状态。其中利用惠斯通桥电桥设计的惠斯通压力桥6，将因料槽1内饲料2重量的变化而产生电压值。通过一个高精度数据采集器7去采集该电压值，最终通过控制器内预设的算法计算出应该点亮的led灯的个数，并点亮相应的led灯。
38.因而，本发明的技术方案可以使管理员直观的看到饲料2的余量，并且通过该饲喂装置和判断方法可以直接判断出动物是否已经吃完饲料2。如果吃完，则可以继续添料，大大降低了饲料2的浪费。为了防止动物缺少饲料2，便于管理员及时添料。另外，除了可以通过指示灯直观反应饲料2的量外，本发明的控制器还可以连接通信模块，以便于在缺料状态或者饲料2少于一定程度时(例如低于预设在控制器内的阈值)，可以直接将添料信息发送至管理员的移动终端。
39.综上，本发明填补了料槽1中饲料2检测料量的核心难题，并且本发明适用范围广，可以检测各种饲料2、奶粉等所有放入料槽1里的东西，实时检测动物是否吃完饲料2，以此判断是否需要下料，从而为智能化养猪打下了基础，进而满足了产业产能升级的需要。另外，针对养殖技工不清楚动物是否已将饲料2吃完或者吃掉的饲料2的量的问题，本发明的技术方案可以彻底解决该难题，可以清楚地判断动物是否已将饲料2吃完以及动物吃掉的饲料2的量，该数据可以作为实现智能化养猪的感知层的数据，为无人值守打下了数据基础。
40.应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期
望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
41.应当理解，当本发明的权利要求、说明书及附图中使用到术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等时，其仅用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
42.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本发明。如在本发明说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本发明说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
43.虽然本发明的实施方式如上，但所述内容只是为便于理解本发明而采用的实施例，并非用以限定本发明的范围和应用场景。任何本发明所述技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。