本實用新型屬于農(nóng)用設施技術領域,涉及畜舍內(nèi)刮板安全清糞，尤其是一種牛舍用自動式安全清糞系統(tǒng)。

背景技術：

目前，在我國廣大農(nóng)村的個體經(jīng)營制牛舍內(nèi)對牛糞便的清理工作依然主要是通過人工進行，費時費力，勞動量大，且不能及時清理牛舍內(nèi)的糞便，影響牛舍內(nèi)的衛(wèi)生環(huán)境。隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，牛糞清理工作逐步實現(xiàn)了機械化作業(yè)，當前規(guī)?；B(yǎng)牛場的舍內(nèi)多為水泥硬化地面，為使干糞與尿液及污水分離，需在牛舍內(nèi)裝備機械清糞設備，進行無害化處理，提高資源利用率，降低勞動力成本。

新建的規(guī)模化養(yǎng)牛場主要使用刮板清糞，整個清糞系統(tǒng)主要由刮板和動力裝置組成。但現(xiàn)有的清糞系統(tǒng)存在如下幾點問題：(1)一般沒有針對牛的識別裝置，當牛不小心走到刮板的刮道上來的時候，刮板容易把牛絆倒，造成拉傷、骨折等嚴重傷害，影響牛群的正常行走、飼養(yǎng)和休息；(2)由于清糞系統(tǒng)的刮板無法自動識別刮道末端并自行翻轉(zhuǎn)，因此不能適用于不同刮道長度的牛舍，仍需人工進行監(jiān)管看護，費時費力；(3)無遠程監(jiān)控及報警功能；(4)由于清糞系統(tǒng)本身能耗高，造成飼養(yǎng)成本過高。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有刮板的技術缺陷，提供一種設計合理、行走順暢、可有效保護牛的牛舍用自動式安全清糞系統(tǒng)。

本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的：

一種牛舍用自動式安全清糞系統(tǒng)，由動力電路和邏輯控制電路構(gòu)成；所述動力電路包括：動力電模塊、接觸繼電模塊、功率逆變模塊、減速機接口模塊和減速電機；所述邏輯控制電路包括：感應電流模塊、磁場模塊、霍爾電勢模塊、電源模塊和CPU模塊；

所述動力電模塊的輸出端依次與感應電流模塊、接觸繼電模塊、功率逆變模塊、減速機接口模塊和減速電機的輸入端相連接并為上述模塊供電；

所述減速電機與磁場模塊相連接，該磁場模塊的輸出端與所述霍爾電勢模塊相連接，用于提供運動磁場；

所述霍爾電勢模塊的輸出端通過AI模塊與所述CPU模塊相連接，通過所述磁場模塊產(chǎn)生的霍爾電勢記錄減速電機旋轉(zhuǎn)圈數(shù)信息并將該圈數(shù)信息輸出至CPU模塊；

所述動力電模塊的輸出端還與電源模塊相連接，用于為電源模塊供電；

所述電源模塊的輸出端與CPU模塊相連接，用于為所述邏輯控制電路供電；

所述感應電流模塊的輸出端通過通訊模塊與所述CPU模塊相連接，用于采集所述動力電模塊的實時電流值，并將該實時電流值輸出至CPU模塊；

所述CPU模塊的輸出端通過DO模塊與所述接觸繼電器模塊相連接，用于控制減速機電源的通斷；

所述功率逆變模塊通過通訊模塊與所述CPU模塊相連接，用于控制減速電機的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)。

而且，所述CPU模塊的輸出端還通過DO模塊與報警模塊相連接，執(zhí)行故障報警。

而且，所述CPU模塊的輸入端通過DI模塊與行程繼電模塊的輸出端相連接，通過觸發(fā)該行程繼電模塊修正刮板的始末位置。

而且，所述CPU模塊還與內(nèi)存模塊相連接，并通過該內(nèi)存模塊與PC機相連接，用于存儲控制程序和為CPU提供運行內(nèi)存。

而且，所述CPU模塊還通過通訊模塊與人機界面模塊相連接，用于設置參數(shù)并顯示系統(tǒng)運行狀況。

而且，所述磁場模塊為安裝在減速電機鏈輪上的磁鋼。

而且，所述通訊模塊采用RS232串口通訊模塊。

本實用新型的優(yōu)點和積極效果是：

1、本實用新型通過電流繼電器對電流大小進行檢測，PLC根據(jù)刮板當前位置判斷電流大小是否超過刮板在刮道內(nèi)不同的位置的預設電流值范圍，從而進行反饋控制。若電流大小在預設的電流值范圍內(nèi)，則說明沒有牛在刮板通道內(nèi)走動，則控制刮板繼續(xù)前進；若電流大小超過預設的電流值范圍，則說明有牛在刮板通道內(nèi)走動，則控制刮板停止前進；本實用新型能夠接觸探測到在刮板通道上走動的牛，探測到牛以后，刮板能夠自動停止運行，有效防止牛的受傷和跌倒，對牛群的行走、飼喂、休息不造成任何影響。

2、本實用新型通過霍爾傳感器感知電機旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，從而根據(jù)電機旋轉(zhuǎn)圈數(shù)判斷刮板是否移動至刮道末端，當刮板移動至刮道末端時，PLC通過變頻器向電機發(fā)送翻轉(zhuǎn)信號，從而控制電機反轉(zhuǎn)，將刮板拉回。本實用新型能夠適應于不同刮道長度的牛舍，并自動控制刮板翻轉(zhuǎn)，可根據(jù)需要隨意設定工作時間，無需人員看護，工作安全可靠。

3、本實用新型是基于低功耗的傳感設備控制，能耗少，安全性高，該清糞系統(tǒng)的邏輯控制電路部分的日耗電量不足2度。

4、本實用新型通過增加報警模塊和上位機可實現(xiàn)遠程報警、故障判斷和操控，使牛舍飼養(yǎng)人員能夠更及時地獲取本實用新型的清糞系統(tǒng)的運行情況。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統(tǒng)電路框圖；

圖2為本實用新型的工作原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施例對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。

一種牛舍用自動式安全清糞系統(tǒng)，如圖1所示，由動力電路和邏輯控制電路構(gòu)成，所述動力電路包括：動力電模塊、接觸繼電模塊、功率逆變模塊、減速機接口模塊和減速電機；所述邏輯控制電路包括：感應電流模塊、磁場模塊、霍爾電勢模塊、電源模塊、CPU模塊、RS232串口通訊模塊、DO模塊、DI模塊、AI模塊、報警模塊、人機界面模塊、行程繼電模塊、內(nèi)存模塊和PC上位機；

所述動力電模塊的輸出端依次與感應電流模塊、接觸繼電模塊、功率逆變模塊、減速機接口模塊和減速電機的輸入端相連接并為上述模塊供電；

所述減速電機與磁場模塊相連接，該磁場模塊的輸出端與所述霍爾電勢模塊相連接，用于提供運動磁場；該霍爾電勢模塊能夠感應所述磁場模塊的旋轉(zhuǎn)磁場，所述磁場模塊為安裝在減速電機鏈輪上的磁鋼。

所述霍爾電勢模塊的輸出端通過AI模塊與所述CPU模塊相連接，通過所述磁場模塊產(chǎn)生的霍爾電勢記錄減速電機旋轉(zhuǎn)圈數(shù)信息并將該圈數(shù)信號輸出至CPU模塊，該CPU模塊通過該減速電機旋轉(zhuǎn)圈數(shù)信息計算獲取刮板的位置信息；

所述動力電模塊的輸出端還與電源模塊相連接，用于為電源模塊供電；所述動力電模塊和電源模塊共同為清糞系統(tǒng)供電；

所述電源模塊的輸出端與CPU模塊相連接，用于為清糞系統(tǒng)內(nèi)的邏輯控制電路供電；

所述感應電流模塊的輸出端通過RS232串口通訊模塊與所述CPU模塊相連接，用于采集所述動力電模塊的實時電流值，并將該實時電流值輸出至CPU模塊；

所述CPU模塊的輸出端通過DO模塊與所述接觸繼電器模塊相連接，用于判斷所述動力電模塊的實時電流值是否超出刮板對應位置的預設電流值范圍，進而控制減速機電源的通斷；當超出該預設電流值范圍時，則說明刮板通道內(nèi)有移動的牛群，則CPU模塊給接觸繼電器模塊信號，斷開刮板電源，刮板停止前進或反向運行5-30秒。若未超出該預設電流值范圍，則控制刮板繼續(xù)前行。

所述功率逆變模塊通過RS232串口通訊模塊與所述CPU模塊相連接，用于控制減速電機的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)。

所述CPU模塊的輸出端還通過DO模塊與報警模塊相連接，當刮板在移動過程中產(chǎn)生故障時，執(zhí)行故障報警。

所述CPU模塊的輸入端通過DI模塊與行程繼電模塊的輸出端相連接，通過觸發(fā)該行程繼電模塊修正刮板的始末位置。由于刮板的長時間往復運行，會產(chǎn)生運行誤差，當累計誤差到達一定程度時觸發(fā)行程繼電模塊向所述CPU模塊發(fā)送位置信號，當刮板運行至刮板通道始末端時，由CPU模塊控制刮板復位，修正刮板的始末位置。

所述CPU模塊還與內(nèi)存模塊相連接，并通過該內(nèi)存模塊與PC機相連接，用于存儲控制程序并為CPU提供運行內(nèi)存。

所述CPU模塊還通過RS232串口通訊模塊與人機界面模塊相連接，用于設置參數(shù)并顯示系統(tǒng)運行狀況。

本實用新型適用于畜牧養(yǎng)殖業(yè)的所有畜舍內(nèi)，下面對本實用新型的工作原理進行說明，如圖2所示：

1、PLC判斷是否有牛在刮道內(nèi)行走及其工作原理

在刮板行進過程中，電路平穩(wěn)，如果遇到較大阻力，電流瞬時增加，電子式電流繼電器讀取到的動力電路的電流值增加，把當前電流信號給PLC(對應圖1中的CPU模塊)，霍爾傳感器讀取刮板的位置信息輸出至PLC，PLC根據(jù)刮板當前位置信息判斷電流是否在預設電流值范圍之內(nèi)，如果超出該范圍，則說明刮板通道內(nèi)有移動的牛群，則PLC給交流接觸器(對應圖1中的接觸繼電模塊)信號，斷開減速機電源，刮板停止前進或反向運行30秒后，PLC重新判斷當前電流是否在預設電流值范圍之內(nèi)，如果在預設電流值范圍之內(nèi)，PLC給變頻器信號，變頻器再給交流接觸器信號，交流接觸器接通電路，刮板繼續(xù)前進，電流繼電器繼續(xù)判斷電流大小，重復上述判斷程序。如果識別到牛群，則再次停止，依次反復。而且，可以通過觸摸屏(對應圖1中的人機界面模塊)設置控制參數(shù)。

2、PLC判斷刮板是否移動至刮道始末端及其工作原理

PLC根據(jù)電機旋轉(zhuǎn)圈數(shù)判斷刮板是否移動至刮道末端(霍爾傳感器感知的減速電機旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，進而通過計算減速電機鏈輪周長，判斷刮板在刮板通道內(nèi)的位置信息以及刮板是否已移動至刮道末端)，當刮板移動到刮道末端時，PLC向變頻器輸出控制信號，變頻器通過交流接觸器向減速電機輸出反轉(zhuǎn)信號，減速電機反轉(zhuǎn)，將刮板拉回。返回時再根據(jù)減速電機旋轉(zhuǎn)圈數(shù)判斷刮板是否移動至刮道始端(霍爾傳感器感知的減速電機旋轉(zhuǎn)圈數(shù))，當刮板移動到刮道始端后，通過行程開關模塊修正刮板始末位置再前進，對刮道內(nèi)的糞便進行清理。

需要說明的是：本實用新型的創(chuàng)新之處是將動力電路與邏輯控制電路結(jié)合在一起實現(xiàn)自動安全清糞功能，是通過硬件電路的創(chuàng)新實現(xiàn)相應的控制功能，上述工作原理的說明是便于理解本實用新型的技術內(nèi)容。PLC內(nèi)的處理軟件是采用常規(guī)處理方式實現(xiàn)的，并不是本實用新型的創(chuàng)新內(nèi)容。

需要強調(diào)的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型包括并不限于具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。