自动犊牛饲喂器发展研究

叶岩　东忠阁　陈蕾

摘要：阐述自动犊牛饲喂器发展研究的必要性，概括了国内外自动犊牛饲喂器的发展现状及趋势，并分析几种国内外自动犊牛饲喂器的技术、特点，最后总结了我国自动犊牛饲喂器的发展方向。

关键词：农业机械；自动犊牛饲喂器；发展方向；犊牛饲喂

中图分类号：$817.3

文献标识码：A d0_.10.14031/j.cnki.njwx.2016.05.004

0.引言

随着我国奶业养殖场效益的不断提升，人们越来越重视犊牛的饲养。在犊牛饲养过程中，牛奶的温度和饲喂量是直接决定犊牛是否能健康成长的两个关键因素。为了解决奶温和奶量的控制问题，应当研究适合犊牛生理特点的自动犊牛饲喂器。这样不仅使犊牛饲养方式发生转变，还有利于大规模饲喂犊牛，降低生产成本，加快犊牛生长，对于推动犊牛规模化、集约化和标准化发展有着促进作用。

全自动犊牛饲喂设备是犊牛养殖业规模化发展的关键，其技术水平的高低对提高劳动生产率、降低犊牛死亡率、降低劳动强度、促进犊牛健康养殖等方面起着决定性作用。犊牛自动饲喂程度高低已成为衡量现代规模化犊牛养殖发展水平的重要考量指标。

传统的人工饲喂犊牛，不仅奶源容易被人为的造成污染，而且需要占用大量的人工劳动力，其劳动强度高且效率低。随着人类社会的不断进步，国内犊牛饲喂设备主要划分为手持式、挂桶式、推车式、管道式等几种类型。近年来随着智能化技术、自动控制技术、机器人技术等高新科技的发展应用，国外很多奶业生产商制造了全自动犊牛饲喂机器。全自动犊牛饲喂机可全自动完成犊牛识别、代乳粉设定量排放、设定恒定水温、自动搅拌、牛奶输送、整机管路消毒等一系列动作，还可以记录每个犊牛饮奶量、饮奶时间、饮奶次数。全自动犊牛饲喂器可以实现最接近于奶牛乳头喂养犊牛的自然状态，实现无人化喂养作业，达到保证犊牛健康、提高犊牛存活率和大幅度节省劳动力的目标。

自动犊牛饲喂器主要是利用计算机控制，目前投入使用比较多的是国外生产的Delaval、利拉伐、Lely等公司生产的全自动犊牛饲喂机器人。自动犊牛饲喂器的饲喂方式首先通过耳标识别系统获取犊牛个体信息，耳标识别信号传给饲喂主机，由主机进行全自动饲喂。这种自动犊牛饲喂器具有良好的工作性能，不仅能高效快速的进行饲喂工作，而且可以实现最接近犊牛自然状态下无人饲喂作业，节省了大量劳动力，提高了犊牛存活量。智能化自动犊牛饲喂器对促进畜牧业福利养殖产业升级和奶业发展有着重要的意义，有助于我国犊牛养殖业将由分散养殖型向规模化、集约化、科学化、国际化方向发展。

1.研究目的和意义

1.1研究目的和意义

处于喝母乳阶段的犊牛，在一天当中需要多次喝奶，而在现今的犊牛饲喂模式中，若对犊牛进行人工喂奶，喂奶次数通常限制在一天两次或多次。这不仅增加工人劳动强度和生产经营成本，而且在饲喂过程中容易造成二次污染，影响犊牛生长和健康。本项目的研究就是通过自动控制全天候为其提供适当比例、适宜温度、适当浓度代乳粉或母乳。通过犊牛饲喂机减少人工作业成本和减轻劳动强度，大大提高饲喂效率，为保障我国乳业工业的快速发展提供了先进的技术手段。

当一头犊牛进入饲喂站且被耳标系统识别，饲喂主机处理器将计算是否应该为它分配一定量的牛奶或拒绝给它分配牛奶。处理器根据每头犊牛每次喝奶时间和喝奶量自动制定该犊牛下一次饮奶计划。整机设计包括粉代乳粉桶容器和代乳粉输送设计、电机驱动和饲喂泵选型设计、加热器设计、电控系统设计、电泵和水泵选型、校核等。最终实现各个部件在中心处理器控制下能够快速、高效、准确地进行工作。

1.2研究的意义

统计显示，在大部分农场，前期饲养不良的犊牛的死亡率相当高，能达到60%～70%，犊牛饲养管理是犊牛饲养管理的关键之一，这一阶段对犊牛饲养管理要求较高、技术难度较大，如果这一阶段的管理不当或者技术失误，会给经营者造成巨大的经济损失。综上所述，对新生犊牛有一个管理良好的饲养至关重要。对每一头犊牛来说，一个良好的开端对于其成为一头与其品种相称的高质量的成年牛十分重要。目前，全世界范围内自动犊牛饲喂机研制生产技术主要还是被欧美西方发达国家所掌握。由于以上原因，在突破设计制造关键技术，摆脱国外技术束缚，充分参考和消化国际该行业最先进技术的情况下，开发出一套具有自主知识产权的全自动犊牛饲喂机有十分重要的意义。

2.国内外研究及发展趋势

2.1国外研究现状

当今科学技术迅猛发展使人们的生产、生活方式发生了巨大的变化。智能化生产时代把人类从繁重的体力劳动中解放出来。全自动犊牛饲喂机器经过长期的研究改进，目前已经拥有一系列成熟的机器，并且在犊牛饲喂作业中得到了广泛的应用。经过多年的实际应用，当前国外所设计生产的全自动犊牛饲喂机器人机器具有良好的饲喂效果，基本满足犊牛养殖业的使用要求。

例如德国进口Urban犊牛自动饲喂机，在德国已经有15年的使用历史，世界多个国家也在使用，现已进入中国的一些中、大型奶牛和肉牛场。德国Urban公司是世界上专业研发生产犊牛饲喂机器的制造厂家。其生产的阿尔玛犊牛自动饲喂机是为较大规模牛场开发的顶级机型，它是唯一采用闭合回路技术的机型，可以源源不断地向奶嘴引入温度适宜的牛奶。奶嘴、吸管、搅拌罐和整个牛奶换热器等可以完全自动清洗。一台阿尔玛犊牛自动饲喂机可以连接并控制9台辅机，每个辅机又可供应1-3个饲喂站，总共最多30个饲喂站，最多可饲喂900头犊牛，如图1所示。还有机器人挤奶系统，如图2、图3所示。

利拉伐犊牛饲喂站设计用于全天候少量地为每一头犊牛输送精确的牛奶份量，以满足犊牛的自然需求。每头犊牛可以饲喂牛奶、代乳品或这两种的组合，如果您选择更换牛奶类型，则可以逐步进行。例如，您可以选择为您的最年幼犊牛提供代乳品，随着犊牛的成熟，可以逐步更换成牛奶。而另一种选择则可以给公犊牛饲喂牛奶，给母犊牛饲喂代乳品。工作原理：当犊牛进入牛奶饲喂站后，电子识别牌可以对其进行识别，利拉伐犊牛饲喂站则可以根据犊牛的饲喂计划决定是否允许该犊牛饮用牛奶并确定饮用量。饲喂站可以为每头犊牛设置每次访问时的最小和最大饲喂份量。如果允许犊牛饮奶，则犊牛饲喂站将立即为该犊牛准备一份具有预定温度的新鲜牛奶份量。犊牛饲喂站将持续地测量环境气温，如果检测到气温发生变化，则会调节蒸煮器的温度。

2.2国内研究现状

我国国内牧场大部分都在使用适合我国牧场的中小型犊牛饲喂设备。目前，我国国内奶公犊牛生产水平非常落后，与成熟的欧美发达国家奶公犊牛生产水平相比差距很大，但是我国也已经具备了奶公犊牛产业发展的基础。据第三届中国奶业大会统计，2011年全国奶牛存栏1440万头，按此数据推算，每年大约有300万头以上的奶公犊牛产生。

如：内蒙古易润大都林科技发展有限公司生产的9YZS-I型犊牛饲喂车，容量为150L，自动加温到78～82℃（可调节），杀菌后自动停车，同时搅拌电机使牛奶搅拌，温度均匀，冷却水循环系统自动使牛奶降温至30℃左右（可调节），适合犊牛饲喂的温度；移动小车式设计，便于牧场犊牛饲喂。

2.3国内外研究现状分析

综合国内外自动犊牛饲喂机器设备现状可以看出，由于材质，工艺水平以及设计制造等方面的限制，国外对挤奶机器人设备技术的封锁，加之国内对全自动智能挤奶机器人的研究起步比较晚等因素，这些都限制了国内全自动挤奶机器人设备的设计生产能力。国内多数的全自动犊牛饲喂设备都处于设计研究或样机试验阶段，并未应用到实践并取得良好的效果。而国外挤奶机普遍采用优良的材质，卫生、安全、坚固耐用，自动气控系统，结构紧凑，性能稳定，使犊牛饮奶舒适，饲养员感觉工作方便、卫生。然而长时间使用国外挤奶机械的用户也逐渐感受到使用“洋机器”的压力。首先是机器的维修比较困难，零部件更换保养费用较贵，配件难寻，由于国外自动犊牛饲喂机升级换代比较快，老机型淘汰快，配件不好找；其次是国外自动犊牛饲喂机技术含量高，操作相对复杂；三是购买价格高，培训周期长，维修费用大，这使国内大部分使用国外先进犊牛饲喂设备的用户为难。

在这种情况下，不少奶牛场将目光转向了国产自动犊牛饲喂机械。与国外挤奶机械相比，国产挤奶机械优势非常明显：一是价格便宜，要比进口挤奶机械便宜30%-40%；二是操作简便，全中文界面和直观的操作步骤对操作人员稍加培训即可上手操作；三是维修方便，产品所用的配件都可在市面上购买到。这些突出的优点吸引了国内许多奶牛场，他们在计算生产成本的时候不会不考虑这些因素。因此，国产犊牛饲喂设备销售量开始在国内升高。

因此，我国对全自动智能挤奶机器人设备的研究与实践仍需继续进行，随着技术全球化，应当吸收国外的先进技术，并进一步消化、吸收及创新，转化成具有自主知识产权的核心成果技术，推动国内牛业福利养殖业的发展步伐。

3.结论与发展方向

综上所述，我国整体上自动化犊牛养殖水平还比较低，而目前主要市场份额仍然被国外产品所占据，传统的犊牛饲养方式在日益增长的市场和需求下渐渐失去竞争力，其发展趋势必将是现代化的规模饲养，而在现代化的养殖过程中，自动化犊牛饲养管理相当重要。以计算机控制的犊牛自动饲喂系统可为犊牛提供全天候照顾，个性化精细饲喂是现代化犊牛饲养管理的发展方向。因此，大力发展智能化、自动化的犊牛饲养设备，市场需求量大，发展前景广阔。