Оптическая система управления процессом приготовления и раздачи кормовой смеси Российский патент 2024 года по МПК A01K5/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к животноводству, автоматическим устройствам кормления.

Из патента RU 2 092 817 C1, код МПК G01N 21/35, 1997, известно устройство для осуществления способа поточного определения состава сыпучих продуктов, которое содержит источник света, детектор в виде диодной матрицы, полихроматор, сенсорный модуль, шнековый дозатор, компьютерный блок, а также анализирует характеристики сыпучих материалов в потоке, проводя оптические измерения в ближней ИК-области и определяя характеристики с учетом калибровочных величин, при этом продукт должен перемещаться в виде плотного потока. Определение состава продукта подразумевает использование статистических данных, полученных при ранее проведенных измерения.

Недостатком известного решения является, то, что устройство не определяет характеристики питательной ценности компонентов кормовой смеси, используемых в животноводстве, функции устройства ограничены и не обеспечивают автономную работу без сетевого питания.

Известная из патента RU 2383881 C2, МПК G01N 21/47, 2010, спектрометрическая головка, для измерения компонентов сельскохозяйственной продукции, которая содержит источники освещения, процессор, систему шин, спектрометрическое устройство, состоящее из детекторной матрицы, дисперсионного элемента и диодной матрицы. Измеряемый образец, размещенный под устройством, подвергается облучению в ближнем инфракрасном диапазоне, и отражает излучение, которое анализируется диодной матрицей. На основе калибровок определяются показатели образца, такие как влажность, протеин, крахмал, маслосодержание, и свойства, такие как длина резки, состояние волокна, температура. Причем измерения могут производится как статически, так и в потоке материала. Устройство способно интегрироваться в имеющуюся систему шин сельскохозяйственной машины.

Недостатком известного устройства является, то, что функционально ограничено его использование в виду отсутствия автономной системы питания, и решение предназначено для анализа только отдельных компонентов корма.

Известное из патента US № 7169040, МПК G01N21/3563, 2007 устройство, которое содержит бортовой компьютер, транспортировочный канал, измерительное устройство, включающее в себя источник света, коллиматор, детекторы. Известное изобретение устанавливается на сельскохозяйственное оборудование и осуществляет измерение качественных показателей компонентов корма, используя излучение в ближней инфракрасной области, проходящее через коллиматор, и детекторы приема отраженного излучения. Полученные измерения передаются по системе проводных шин в систему управления. Измерительное устройство может использоваться для исследования материала в стационарных условиях, отдельно от сельскохозяйственных машин.

Недостатком известного устройства является анализ только отдельных компонентов корма, без возможности оценки качества смешивания кормовой смеси, отсутствие беспроводных интерфейсов для передачи информации.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой системе является решение, описанное в патенте RU 2585043 C2, МПК A01K 5/02, 2016, известное как система управления роботизированным миксером-кормораздатчиком. Изобретение относится к сельскому хозяйству, к автоматическим устройствам кормления. Система содержит тензодатчики, бункер, в котором установлены вертикальные шнеки, раздаточный транспортер. Система оснащена камерами переднего и заднего вида для автономного перемещения, а также WiFi роутером для дистанционного управления и передачи информации. Система осуществляет в автоматическом режиме весовое измерение компонентов кормовой смеси и производит раздачу на кормовом столе.

Недостатком известного решения является, то, что система не осуществляет контроль качества смешивания кормовой смеси и не регулирует норму выдачи кормовой смеси, не определяет показатели питательной ценности выдаваемой кормовой смеси.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение качества кормовой смеси в механизированных, автоматизированных и роботизированных смесителях-раздатчиках кормов, регулирование нормы выдачи кормовых смесей и оценка питательной ценности корма.

Технический результат достигается тем, что оптическая система управления процессом приготовления и раздачи кормовой смеси, включающая смеситель-раздатчик кормов, бункер, транспортер, заслонку и шнеки, согласно изобретению, снабжена смартфоном и оптическим измерителем, содержащим коллиматор, аккумулятор, интерфейсный блок управления оптическим измерителем, источник возбуждения люминесценции и оптический приемник, смеситель-раздатчик снабжен интерфейсным блоком управления. Кроме того, корпус оптического измерителя выполнен с возможностью установки стеклянной прозрачной перегородки, отделяющей оптический измеритель от смесителя-раздатчика.

На фиг. 1 - принципиальная схема смесителя-раздатчика кормов с оптической системой управления процессом приготовления и раздачи кормовой смеси; на фиг. 2 - принципиальная схема оптической системы управления процессом приготовления и раздачи кормовой смеси.

Оптическая система управления процессом приготовления и раздачи кормовой смеси содержит оптический измеритель 1, располагающийся на смесителе-раздатчике кормов 2, на раме которого установлен бункер 3, внутри которого размещены шнеки 4. В боковой части бункера 3 расположены заслонка 5 и транспортер 6, имеющие механический контакт с кормовой смесью 7. Оптический измеритель 1 содержит коллиматор 8, интерфейсный блок управления 9 оптическим измерителем 1, соединенный с аккумулятором 10, связанным с источником возбуждения люминесценции 11 и оптическим приемником 12. Интерфейсный блок управления 9 оптическим измерителем 1 по линиям беспроводной связи соединен с интерфейсным блоком управления 13 смесителем-раздатчиком 2 и со смартфоном 14.

Интерфейсный блок управления 13 смесителем-раздатчиком 2 связан с заслонкой 5 и обеспечивает регулирование подачи кормовой смеси 7 на кормовой стол.

Корпус оптического измерителя 1 выполнен с возможностью установки стеклянной прозрачной перегородки 15, отделяющей оптический измеритель 1 от смесителя-раздатчика 2. Её устанавливают для работы оптического измерителя 1 независимо от смесителя-раздатчика 2. Например, в полевых условиях, оптический измеритель 1 может использоваться как емкость для определения, например, питательной ценности, содержания сухого вещества, качества смешивания и влажности кормовой смеси 7. Стеклянная перегородка 15 пропускает свет и защищает элементы оптического измерителя 1 от загрязнения.

Оптическая система управления процессом приготовления и раздачи кормовой смеси, работает следующим образом.

Оператор смесителя-раздатчика кормов 2 с помощью барабана и транспортерной ленты загружает в бункер 3 компоненты, которые формируют кормовую смесь 7, при этом шнеки 4 смешивают их.

Наполнение бункера 3 отслеживает интерфейсный блок управления 13, при наполнении бункера 3 загрузка компонентов автоматически отключается. После смешивания, смеситель-раздатчик кормов 2 выезжает на кормовой стол животноводческого комплекса и движется по нему. При движении открываться заслонка 5 и под действием вращающего момента шнеков 4, кормовая смесь 7 попадает на транспортер 6, который сканируется оптическим измерителем 1, и кормовая смесь 7 попадает в кормушки животных. Оптический приемник 12 оценивает интенсивность люминесценции, которая возбуждается от энергии, получаемой из аккумулятора 10, также питающей источник возбуждения люминесценции 11, при этом оптический сигнал проходит через прозрачное стекло 15 и усиливается коллиматором 8. Интенсивность люминесценции, улавливаемая оптическим приемником 12, преобразуется интерфейсным блоком управления 9 в цифровой сигнал, алгоритмическая обработка которого позволяет оценивать качество смешивания, содержание сухого вещества и протеина в кормовой смеси 7. Весь перечень данных, полученных интерфейсным блоком управления 9 передается на смартфон 14 в онлайн режиме. В случае если кормовая смесь 7 недостаточно смешана или её выдача окончена, интерфейсный блок управления 13 смесителя-раздатчика 2 принудительно закрывает заслонку 5 и цикл повторяет заново.

Использование устройства обеспечит повышение качества кормовой смеси в механизированных, автоматизированных и роботизированных смесителях-раздатчиках кормов, регулирование нормы выдачи кормовых смесей и оценку питательной ценности корма.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к животноводству, автоматическим устройствам кормления. Оптическая система управления процессом приготовления и раздачи кормовой смеси включает смеситель-раздатчик кормов, бункер, транспортер, заслонку и шнеки. Оптическая система снабжена смартфоном и оптическим измерителем, содержащим коллиматор, интерфейсный блок управления оптическим измерителем, соединенный с аккумулятором, связанным с источником возбуждения люминесценции и оптическим приемником. При этом смеситель-раздатчик снабжен интерфейсным блоком управления, связанным с заслонкой, а интерфейсный блок управления оптическим измерителем соединен с интерфейсным блоком управления смесителем-раздатчиком и со смартфоном. Изобретения обеспечивает повышение качества кормовой смеси, а также регулирование нормы выдачи кормовых смесей и оценку питательной ценности корма. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Оптическая система управления процессом приготовления и раздачи кормовой смеси, включающая смеситель-раздатчик кормов, бункер, транспортер, заслонку и шнеки, отличающаяся тем, что она снабжена смартфоном и оптическим измерителем, содержащим коллиматор, интерфейсный блок управления оптическим измерителем, соединенный с аккумулятором, связанным с источником возбуждения люминесценции и оптическим приемником, причем смеситель-раздатчик снабжен интерфейсным блоком управления, связанным с заслонкой, а интерфейсный блок управления оптическим измерителем соединен с интерфейсным блоком управления смесителем-раздатчиком и со смартфоном.

2. Оптическая система по п. 1, отличающаяся тем, что корпус оптического измерителя выполнен с возможностью установки стеклянной прозрачной перегородки.