适宜笼养鸡发酵床管理的翻耙机设计

杨智青 丁海荣 陈应江等

摘要 针对笼养鸡发酵床的配套管理装置进行分析研究，从机构设计、建造步骤、性能创新点以及应用前景4个方面对适用于笼养鸡发酵床管理的翻耙机的设计、研制工作进行了阐述，并就设计、研制的细节进行详细叙述，提示该类型装置的应用可以显著提升养鸡发酵床的生产效能，利于资金量小的养鸡户的升级改造，保护环境。

关键词 笼养鸡；发酵床；粪道；管理装置；设计

中图分类号 S817.3 文献标识码

A 文章编号 0517-6611（2018）32-0178-04

Design of Raking Machine Suitable for Cage Raising Chicken Fermentation Bed Management

YANG Zhiqing， DING Hairong， CHEN Yingjiang et al （Jiangsu Coastal Agricultural Research Institute， Yancheng Animal Husbandry Equipment Engineering Research Center， Yancheng，Jiangsu 224002）

Abstract The supporting management device of cage fermentation bed was elaborated.The design and development of the tiller suitable for caged chicken fermentation bed management were described from four aspects： mechanism design， construction steps， performance innovation and application prospect.The details of the design and development were described in detail.It was suggested that the application of this type of device can significantly improve the production efficiency of chicken fermentation bed.It is beneficial to the upgrading of chicken households with small amount of money， and at the same time， it can protect the environment.

Key words Cage chicken；Fermentation bed；Excrement canal；Management device；Design

基金项目 江苏省农业科技自主创新资金项目[CX（16）1036]。

作者简介 杨智青（1980—），男，江苏东台人，副研究员，硕士，从事畜牧技术装备研发、推广工作。

收稿日期 2018-06-13

发酵床养殖是利用垫料和发酵菌剂即时分解畜禽排出的粪便，从而减少粪污外排，优化环境的环保型养殖模式。近年对发酵床养殖的报道关注较多，主要集中在生猪养殖上，而在笼养蛋鸡饲养上的相关报道较少。随着养殖环保理念的深入人心和人工成本的上升，配套的发酵床管理机械成为养殖户关心的热点。目前发酵床管理机械的研制报道主要集中在生猪养殖、肉鸭养殖上。应诗家等[1]报道一种发酵床结合网床架养新技术及其配套的可移动式网床下发酵床垫料翻耙系统，能够减少舍内空气中病原菌浓度，改善鸭舍内空气环境，提高鸭生产性能。何仁财等[2]报道一种由电机提供的动力驱动刀辊旋转，对垫料进行耕、耙的发酵床垫料翻耙机，工作过程中可以有效地疏松垫料，改善垫料透气性能，从而降低病原菌的数量、比例及危害程度，给小猪提供一个良好的环境和足够的运动空间，保证猪的健康。因此需要设计改进垫料翻耙机，节省人力并提高小猪健康指数及饲养效率。王海洲[3]报道了一种新型网床发酵床鸭舍的设计构造和一种自行式垫料自动翻耙机，取消了轨道式电动垫料自动翻耙机所需的轨道，极大地降低了网床发酵床的建设成本。施振旦等[4]、戴子淳等[5]、张曼等[6]、苏循志等[7]、蒋岩[8]，刘波等[9]相继报道了相关发酵床配套装备设施以及发酵床模式对养殖环境的影响，均优于常规养殖模式。特别是刘迪[10]对非接触式发酵床治理蛋鸡粪污进行了调研报道，明确该模式的优势，但是对配套机械未进行详尽报道。

养鸡发酵床是从发酵床养猪技术逐渐演变过来的，即将原来鸡笼下收集粪便的粪道改建成机械翻耙管理的发酵床，实现养殖环境的优化。笼养鸡发酵床与养猪发酵床不同，鸡笼下方空间狭小，不同于养猪栏的开放空间，所以笼养鸡发酵床需要专业配套的垫料翻耙管理装置。笔者针对此养殖需要，设计研制适宜笼养鸡发酵床管理的翻耙机。

1 翻耙机构设计

1.1 功能设计

养鸡发酵床上方是养鸡笼，闲置空间最高处100 cm，最宽处180 cm，人工无法进行辅助管理，故此型发酵床须满足日常管理中的进料、翻耙、出料以及补菌等功能。

1.2 动力设计 动力设计分为2个部分：一是行走动力，由外置卷扬机以牵引方式供给；另一部分动力由自身电瓶供给，用于对粪道垫料的翻耙工作。

1.3 軌道设计 轨道设置于粪道壁顶端，位于料槽下部。

1.4 主机设计 主机主要由框架、电池组、直流电机（含减速机）、传动箱、翻耙轴、补菌装置等部分组成，同时框架上面部分须与鸡笼下空间吻合。

2 建造步骤

2.1 轨道结构及安装施工

翻耙机轨道结构由钢管（图1a）、U型构件（图1b）、钢管连接件（图1c）和衬铁（图1d）构成（图1）。

材料准备：首先制作U型构件，槽深5 cm，宽15 cm；其次制作钢管连接件，用10 cm 长铁棒由车床车出，外径同钢管外径，内径同钢管内径；衬铁选择长度不少于100 cm、刚性较好的材料经车床加工，衬铁外径同钢管内径，离衬铁一端15 cm 处外径同钢管外径。

具体施工步骤，首先在粪道壁上预埋件上放好线，将制作好的统一规格的U型构件，焊接至预埋件（间隔不超过80 cm）上同时调整好水平；接着在一侧安装光管，先将衬铁导入钢管里，焊接固定，作为一端起始；第2根钢管通过连接件与第1根钢管连接，依次连接至另一端，最后段钢管截短15 cm，导入衬铁作为末端。U型槽内上下2根钢管操作方法一样，上下垂直、平行；另一侧轨道施工如前，须与一侧平行。

2.2 牵引系统安装施工

牵引系统主要由卷扬机、钢缆、转向轴和遥控装置等部分组成（图2），其中卷扬机主要为翻耙机提供行走动力，钢缆牵引翻耙机主框架。

具体施工步骤：首先转向轴定位，标定粪道中线，将转向轴外槽与中线重叠，在粪道外空出1.5个翻耙机宽度处定位；转向轴转盘缆槽高度定位于翻耙机整机上缘；卷扬机设置于粪道一端，2条粪道之间，此端转向轴与缆绳绞盘配合略有错位，防止缆绳缠结（图3）。遥控装置与卷扬机相连，通过无线发射器进行进退控制。

2.3 翻耙机主机制造 翻耙机主机制作如下：一是主框架主要由方管构成，长度达175 cm，宽度80 cm；行走轮位于主框架4个角（图4）。

二是主框架的下部设置翻耙铰刀轴，框架中部设有左梁和右梁，左梁和右梁之間保持间距设置传动箱，左梁和右梁的底部上分别设有左梁固定板和右梁固定板，同时主框架的左侧和右侧分别设有左侧板和右侧板，左铰刀轴的两端分别与所述左侧板和左梁固定板构成转动连接，右铰刀轴的两端分别与右侧板和右梁固定板构成转动连接，左铰刀轴和右铰刀轴上均设有铰刀（图5），铰刀长度可按照粪道实际深度进行调整。

三是主框架的上部设置直流电机、电池组以及补菌装置，合理利用机械；鸡笼下80 cm宽，40 cm高的空间，将电池组、电机以及压力泵等紧密排在框架上方，特别是电机动力从中间输送；同时将补菌喷头设置在框架一侧。

四是主框架的前部和后部分别设有前挡板卡扣和后挡板卡扣，主框架的前部和后部分别设有前行程开关和后行程开关，进料挡板和出料挡板的上部分别设有挡板卡孔，进料挡板和出料挡板均设有加强筋，出料挡板的下端部与上部构成的角度为135°～165°（图6）。

五是电气控制装置与电机、电磁离合器、前行程开关和后行程开关相连。遥控装置含有遥控接收器和遥控发射器，该遥控接收器设置在所述主框架上，与所述电气控制装置相连。由于通过左铰刀轴和右铰刀轴上的铰刀的转动实现垫料的翻耙作业，通过主框架的运行，使进料挡板或出料挡板的移动实现铺料作业或出料作业。

2.4 装置运行控制及动力配备 该装置运行控制包括3个部分：一是牵引系统的进退控制，动力采用三相电，功率3 kW；二是翻耙机直流电机的旋转方向，功率1.5～2.0 kW；三是补菌装置的启动、关闭。在该设计中主要采用电动机遥控倒顺开关实现，分别在3个部分装置遥控装置，通过遥控器进行远程控制。

2.5 主机安装及调试

整套翻耙装置的安装，首先将翻耙装置吊起，将行走轮导入两侧轨道；接着将牵引装置钢缆绷紧，并与翻耙机通过挂钩连接；再将充满电的电池组排进电池箱；最后将补菌装置注满菌剂，备用。

整套系统调试包括：一是铺料测试。将长铺料挡板挂入进料侧U型卡扣，将垫料导入粪道一端，启动牵引装置，用挡板将导入的垫料送至铺料位置，停止，再启动逆向运行回到起始端；新料铺设，重复上述操作，最后用标准深度短挡板将垫料高低铺平；生产中加料直接用短挡板将一端新料推进粪道，操作如前。二是补菌测试。遥控启动喷淋开关，检查喷眼是否堵塞。三是翻耙测试。先启动直流电机方向，再启动牵引装置，对粪道垫料进行翻耙管理，运行至末端，停止，再启动逆向运行回到起始端。生产中如对某一区域重点翻耙，即在该区域多次进行牵引装置的倒顺运行，实现多次翻耙。四是出料测试。将出料挡板挂入出料侧U型卡扣，启动直流电机和牵引装置向出料反方向运行1～2 m，再将牵引装置向出料方向运行，利用出料挡板的楔形头插入垫料，从而清出垫料。如只清出一定深度的垫料，可以按需选配不同深度的出料挡板来实现。

3 性能及主要创新点

该研究设计的笼养鸡发酵床管理装置集合了目前市面上主要发酵床翻耙装置的主要优点，同时针对笼养鸡粪道的特殊情况，设计将多个功能进行复合，旨在研究设计出能够最大限度实现笼养鸡发酵床机械化管理的装置，推动发酵床养鸡技术的应用，减轻养殖对环境的负面影响，同时大幅降低养殖企业对粪污处理硬件设施的投入。

3.1 创新多功能一体化

该课题设计的垫料管理装置复合了“铺料、翻耙、补菌和出料”4种发酵床日常管理的功能，符合笼养鸡发酵床生产的需要，减少了生产中购进多种设备的资金投入和使用技术等问题，具有很好的实用性和经济性。

3.2 动力输出分解，提高安全性 为进一步降低三相电生产中的安全风险，将动力输出进行分解，将驱动进出料功率较大的牵引动力外置，仍使用三相电，保证生产正常进行。利用电池组对功率小的翻耙电机供电，让翻耙机成为独立单元，利于后续运行管理，同时杜绝鸡笼下三相电电缆刮到鸡笼产生漏电的风险。

3.3 引入遥控装置，提高工作效率

遥控装置的设置，利于操作员近距离观察机械运行情况，并对重点区域进行反复翻耙，显著提高了工作效率，同时人与电源不直接接触，提高了生产安全性。

3.4 降低劳动强度，提高示范性

该养鸡发酵床管理装置针对笼养鸡粪道设计，贴合发酵床生产管理需要，切实降低了发酵床垫料管理的强度，特别是鸡笼下狭小的空间里的管理。同时正常管理的养鸡发酵床鸡舍，空气等环境质量较好，生产效益提升，具有较好的示范展示效果。

3.5 可就地改造，提升推广潜力

该研究设计的发酵床管理装置可以直接对老式粪道鸡舍进行改造，利用原有刮粪机实现牵引功能，翻耙机可根据现有粪道进行定制，从而实现发酵床养鸡，仅需增加2条轨道和1台翻耙主机即可，且费用不高，适用于新建养鸡场和具有环保压力的老鸡场升级改造。

4 推广应用前景

保护环境，发展绿色养殖业是我国社会转型必然的发展趋势。养殖业产生的粪污的收集利用是落实环保法、环保税的前提，事关农村养殖户的生存。农村中小型养殖户的养殖生产主要是维持正常生活，基本无过多的资金进行环保设备的建设，所以发酵床这种将污染在源头解决的生产方式是解决此类问题的最佳方式。该研究设计的养鸡发酵床配套装备解决了笼养鸡生产中日常管理的技术和操作问题，是发酵床养鸡技术推广重要的技术装备保障。

应用前景之一：迫于环保压力生产方式亟需升级改造的老式养鸡户。该装备开发初衷即是为老式养鸡粪道升级改造，所以老式的养鸡户只需在粪道上安装轨道、定制宽度合适的翻耙机、抬高鸡笼高度20 cm即可将该技术应用，全量收集处理养鸡的粪污，且不外排。

应用前景之二：满足现代农业园区养殖区配置的需求。现代农业园区发展需要养殖业作为循环农业的重要环节，机械化发酵床养鸡技术满足了环保、无污染、全量收集的要求，同时腐熟的垫料是很好的有机肥，可以降低園区的生产资料成本，增加副产品收入。

参考文献

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