一种种植牧草旋转塔的进料和出料控制系统及生产方法

摘要

本发明公开了一种种植牧草旋转塔的进料和出料控制系统及生产方法。该系统包括：对称设置的上升塔体和下降塔体，上升塔体与下降塔体通过连接架连接；上升塔体包括：形成为限定路径的多层螺旋结构的轨道，且轨道具有延伸部将下降塔体的出料口和上升塔体的进料口连接成整体；在驱动力作用下沿轨道作移动的运输部件；控制整个旋转塔的控制器；以及由第一重量传感器、第二重量传感器及识别视觉传感器构成的监控组件，第一重量传感器、第二重量传感器及识别视觉传感器采集数据反馈至控制器，第一重量传感器设置于进料口处的延伸部上，第二重量传感器置于所述出料口处的延伸部上，识别视觉传感器设置于所述轨道的内侧下方。

说明书

技术领域

本发明属于牧草生产装置技术领域，更具体地说，涉及一种种植牧草旋转塔的进料和出料控制系统及生产方法。

背景技术

当前，中国高质量饲料存在成本高、对国外种质依赖高、生产受土地资源限制等问题，使得高品质的畜牧业发展受到了阻碍。尤其是，部分地区存在土地资源紧缺，适宜种植牧草区域较少，气候因素限制等问题，导致全年稳定提供的、高品质的饲料存在巨大缺口。是我国发展高品质、全年稳定生产的畜牧业的主要挑战之一。

水培牧草作为一种牧草栽培的特殊培育方式，最早使用记录可追溯至1800年。当时主要被欧洲畜牧场农场主，用种子生产新鲜发芽牧草，并作为畜牧动物(奶牛为主)冬季的饲料，维持冬季的生产活动(产奶)并提升冬季产量。近年来，由于中东、非洲和亚洲等国家，受人口增长压力、饲料供应压力和土地资源压力等因素影响，导致新鲜饲料的生产无法充分供给畜牧业的需求，尤其是高品质的饲料供给。

现阶段牧草生产的主要挑战之一是，牧草产量很难增加。主要原因是土地资源压力日渐增加。谷物、油料作物和豆类生产的增加，导致牧草生产的土地资源面临巨大压力。为了满足对新鲜、高品质牧草不断增长的需求，替代方案之一是集约化的生产-水培牧草。水培牧草栽培使用具有环境控制功能的大型空间或生产设备，通过复杂的自动化传动、控制系统，在短时间内获得较高的水培牧草产量，并保证牧草产品具有高营养价值，有利于畜牧动物的健康与生长。水培牧草系统具有较高的水资源、土地资源利用效率，高度可控的环境条件，以及无杀虫剂、除草剂等化学物品参与的无害生产过程。这些优势使得水培牧草系统非常适合于恶劣的气候环境，例如沙漠，土壤贫瘠的地区或土地成本高昂的传统农业地区。尤其在半干旱，干旱和干旱多发的地区，或部分遭受长期缺水或灌溉基础设施不存在的地区，水培牧草的生产方式能极大的改善当地畜牧的饲料“难”问题。通过水培法，我们可以生产包括玉米，大麦，燕麦，高粱，黑麦，苜蓿和黑小麦的牧草。综上，水培牧草作为一种，可维持全年连续生产、生产高品质新鲜牧草、土地资源利用效率高的生产模式。其可支持区域畜牧场完成部分高品质饲料的自给自足，具有较高的实用意义与经济价值。

中国专利CN201310019085.3公开了一种水培牧草连续生产方法，在温室内进行牧草种植，用营养液提供牧草生长所需养份，牧草种子播种在种植盘内，牧草的根须浸泡在营养液中，牧草生长期间温室提供牧草生长适宜的温度、湿度、风速、光照和二氧化碳含量条件，种植盘可从上至下连续缓慢移动，牧草种子在种植盘内的发芽和生长，水培牧大约需要在10～15日完成生长过程，此时水培牧草可收获。水培牧草生产是连续性的，每天播种一批，每天收获一批，不受自然环境季节限制，收获的水培牧草连同根须都可一同喂牲畜。然而，上述结构实现牧草的生产量称量较为困难。

发明内容

1.要解决的问题

针对上述的技术问题，本发明提供一种种植牧草旋转塔的进料和出料控制系统及生产方法，实现对牧草的重量记录。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的种植牧草旋转塔的进料和出料控制系统，包括：对称设置的上升塔体和下降塔体，所述上升塔体与下降塔体通过连接架连接；

所述的上升塔体包括：

形成为限定路径的多层螺旋结构的轨道，且所述轨道具有延伸部将下降塔体的出料口和上升塔体的进料口连接成整体；

在驱动力作用下沿轨道作移动的运输部件；

控制整个旋转塔的控制器；

以及由第一重量传感器、第二重量传感器及识别视觉传感器构成的监控组件，所述的第一重量传感器、第二重量传感器及识别视觉传感器采集数据反馈至控制器，所述第一重量传感器设置于所述进料口处的延伸部上，所述第二重量传感器置于所述出料口处的延伸部上，所述识别视觉传感器设置于所述轨道的内侧下方。

于本发明一种可能实施方式中，所述运输部件包括车本体、驱动链条及驱动电机，所述驱动电机通过变速箱、驱动链轮连接驱动链条，所述轨道上设有链条导轨，驱动链条可沿链条导轨定向移动，所述车本体靠近旋转外侧通过连接片连接于驱动链条上，所述车本体的底部设置有定向滚轮和万向滚轮，所述万向滚轮位于移动方向的前端。

于本发明一种可能实施方式中，所述车本体的外侧略高与内侧，使得车本体形成一定倾斜角。

于本发明一种可能实施方式中，所述车本体的上端面形成有一定倾角的承载面，在承载面上形成有一个或若干个凸起与种植盘卡合。

于本发明一种可能实施方式中，所述上升塔体与下降塔体并列设置，所述延伸部具有两转向链轮。

于本发明一种可能实施方式中，所述上升塔体和/或下降塔体呈椭圆形。

于本发明一种可能实施方式中，所述延伸部设置有上料区，所述第一重量传感器置于上料区。

于本发明一种可能实施方式中，所述延伸部设置有脱模区，所述第二重量传感器置于脱模区。

本发明还提供了一种种植牧草旋转塔的进料和出料控制生产方法，包括以下步骤：

步骤S101、初步称重

在上料区由第一重量传感器对播种有牧草发芽种子的种植盘进行第一次称量，记录数据为N1；

步骤S102、最终称重

在脱模区由第二重量传感器对成品草的种植盘进行第二次称量，记录数据为N2；控制器将N2与N1间的差值进行计算，得到牧草的生产重量。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的种植牧草旋转塔的进料和出料控制系统，通过进料口处的延伸部上设置第一重量传感器，出料口处的延伸部上设置第二重量传感器，实现了牧草的重量称量，便于牧草重量的记录；

(2)本发明的种植牧草旋转塔的进料和出料控制系统，结构简单，易于制造。

附图说明

图1为本发明种植牧草旋转塔的进料和出料控制系统的结构示意图；

图2为本发明种植牧草旋转塔的进料和出料控制系统的上升塔体结构示意图；

图3为图2A的放大图；

图4为本发明种植牧草旋转塔的进料和出料控制系统的运输部件结构示意图。

附图标记说明：

100、塔本体；110、上升塔体；120、下降塔体；130、连接架；

200、轨道；210、第一重量传感器；220、第二重量传感器；230、识别视觉传感器；240、延伸部；241、上料区；242、脱模区；

300、运输部件；310、车本体；311、承载面；312、凸起；320、变速箱；330、驱动链轮；340、驱动链条；350、驱动电机；360、链条导轨；370、定向滚轮；380、万向滚轮；

400、种植盘。

具体实施方式

下文对本发明的示例性实施例进行了详细描述。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本发明的详细描述和示例实施例进行说明。

如图1至图4所示，本发明的种植牧草旋转塔的进料和出料控制系统包括：对称设置的上升塔体110和下降塔体120，所述上升塔体110与下降塔体120通过连接架130连接；所述上升塔体110包括：形成为限定路径的多层螺旋结构的轨道200，且所述轨道200具有延伸部240将下降塔体120的出料口和上升塔体110的进料口连接成整体；在驱动力作用下沿轨道200作移动的运输部件300；控制整个旋转塔的控制器；以及由第一重量传感器210、第二重量传感器220及识别视觉传感器230构成的监控组件，所述的第一重量传感器210、第二重量传感器220及识别视觉传感器230采集数据反馈至控制器(图中未标注)，所述第一重量传感器210设置于所述进料口处的延伸部240上，所述第二重量传感器220置于所述出料口处的延伸部240上，所述识别视觉传感器230设置于所述轨道200的内侧下方。

其中，上升塔体110与下降塔体120的结构相一致，且共用一个控制器。

在图3中，在本发明的一些实施例中，所述运输部件300包括车本体310、驱动链条340及驱动电机350，所述驱动电机350通过变速箱320、驱动链轮330连接驱动链条340，所述轨道200上设有链条导轨360，驱动链条340可沿链条导轨360定向移动，所述车本体310靠近旋转外侧通过连接片连接于驱动链条340上，所述车本体310的底部设置有定向滚轮370和万向滚轮380，所述万向滚轮380位于移动方向的前端。

为了便于种植盘向回水槽排水，本发明设计了两种结构，第一种结构为：

1)所述车本体310的外侧略高与内侧，使得车本体310形成一定倾斜角；具体的所述轨道上设置的链条导轨高于定向滚轮或万向滚轮的高度；

2)所述车本体310的上端面形成有一定倾角的承载面311，在承载面311上形成有一个或若干个凸起312与种植盘400卡合。

对于本发明的种植盘400，目前市售的塑料材质或金属材质的均可，优选为塑料材质的。在本发明的一些实施例中，种植盘400的边缘处具有侧壁，其底部内侧具有至少一个用于卡住种子的凹槽且种子下端与凹槽的底部具有间隙；种植盘400靠近旋转外侧或内侧开设有排水孔与回水槽对应。

在本发明的一些实施例中，种植盘400的侧壁上开设有至少一个通风孔；侧壁的上端具有翻边结构；种植盘400的外侧面上具有加强筋。优选的，所述凹槽为圆弧凹槽，圆弧凹槽的截面半径为0.5-1mm，在喷雾灌溉过程中，圆弧凹槽中可以储存一些水分或营养液，牧草的根系围绕圆弧凹槽生长，从而使得大部分的牧草根系缠绕在一起，在收获时利于整盘取出，避免了部分牧草散落等情况的发生，解决了种植盘400内牧草根系因缺水造成卷取上翘，不利于团聚的问题；所述排水孔具有多个，分别分布在种植盘400底部的中部和边部，对于一些水分或营养液需求较大的牧草类型，需要控制种植盘400中的水分或营养液的量，因此采用堵孔装置对排水孔和通风孔进行封堵，优选的，堵孔装置为硅胶塞或橡胶塞，堵孔装置的横截面为圆形或扇形。

在本发明的一些实施例中，在种植盘400内置一块磁铁，在充分考虑本发明的运动轨迹及力学分析，一方面充分利用磁铁与运输部件300之间的吸引力，增大种植盘400与运输部件300接触，从而避免了种植盘400在螺旋上升过程的倾斜滑动；另一方面磁铁产生的部分磁场可以促进牧草根系的生长，进一步地提高了牧草根系的缠绕程度，利于牧草的收获。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，所述上升塔体110与下降塔体120并列设置，所述延伸部240具有两转向链轮；所述上升塔体110和/或下降塔体120呈椭圆形；所述延伸部240设置有上料区241，所述第一重量传感器210置于上料区241；所述延伸部240设置有脱模区242，所述第二重量传感器220置于脱模区242。

本发明的种植牧草旋转塔的进料和出料控制生产方法包括以下步骤：

步骤S101、初步称重

在上料区241由第一重量传感器210对播种有牧草发芽种子的种植盘400进行第一次称量，记录数据为N1；

步骤S102、最终称重

在脱模区242由第二重量传感器220对成品草的种植盘400进行第二次称量，记录数据为N2；控制器将N2与N1间的差值进行计算，得到牧草的生产重量。

以上所述仅为本发明的优选实施方案，应当指出，对于本技领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干赶紧和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。