自动集蛋装置机械和控制系统设计

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自动集蛋装置机械和控制系统设计

引言

养殖业是农业的重要支撑，是人类获得动物性食物的主要出口，在国民经济发展中占有重要的

地位。养殖业生产的机械化及自动化不仅能减轻饲养人员劳动强度、提高劳动生产率、提高产

品的数量和质量，而且能实现养殖业的规模化生产，是养殖产业化的必由之路和现代化的基础

及保障。

在传统的养殖业中，以养鸡为例，其作业内容主要有: 一是饲料和水的供给; 二是鸡蛋的收集;

三是粪便的处理; 四是病虫害的防治。本设计仅解决鸡蛋的自动收集问题。

目前，不管是工厂化养鸡，还是农户成一定规模的养鸡，都是笼养方式。这就要求自动集蛋装

置与鸡笼的布置相适应。笔者在分析鸡舍布局、鸡笼布置的基础上，利用数控工作台，控制鸡

蛋落入指定位置; 利用二级液压缸，实现不同高度鸡蛋的收集; 通过 89C51 单片机实现自动控

制，使自动集蛋装置结构简单、操作方便。

1 自动集蛋装置机械系统设计

1 ．1 自动集蛋装置机械系统总体结构

自动鸡蛋装置机械系统( 如图 1 所示) 主要由安装底座、传动装置、工作台及蛋盘托板等组成，

可根据功能划分为两个子系统: 一是实现工作台 X、Y 方向运动的结构，其用两台混合式步进

电机提供动力，通过膜片弹性联轴器与滚珠丝杠联接，控制工作台按照预定的轨迹完成 X、Y

方向的移动; 二是用于控制 Z 方向运动的结构，由二级液压缸实现，以收集不同高度的鸡蛋。

【图 1】

为了提高集蛋装置的刚性和运动的稳定性，系统在液压缸底座和托盘之间设置了导向结构，即

导柱副。

1 ．2 自动集蛋装置在鸡舍中的工作位置

目前，不管是工厂化养鸡，还是农户成一定规模养鸡，大都是笼养方式; 而笼养方式就存在鸡

笼的布置问题。为了提高养殖效率且便于进行养殖作业的相关操作，鸡笼在高度方向上常布置

3 层，在前后方向上也相互错开。研究自动集蛋装置在鸡舍中的工作位置，是为了解决运动干

涉问题，防止装置在工作时与鸡笼碰撞; 同时，也是为了确定集蛋装置的初始工作位置，保证

鸡蛋能按照预定的轨迹落入蛋盘的确定位置。自动集蛋装置在鸡舍中的工作位置如图 2所示。

【图 2】

2 自动集蛋装置控制系统设计

2 ．1 工作台控制系统

工作台控制系统采用行程开关及光电开关采集输入信号，经过 89C51 单片机的控制将输出信号

通过 8713 脉冲分配器、7406 功率放大电路传给步进电机。

本设计采用两个 89C51 单片机控制工作台 X、Y 两个方向的运动，具有上限工作频率高的优

点。

1) 89C51 单片机输入信号接口电路如图 3 所示。将信号输入 89C51 单片机的 10、11 号引脚。

2) 89C51 单片机接口电路如图 4 所示。其中，10 号、11 号引脚接收光电开关发出的开关信

号，单片机根据信号在程序控制下向脉冲分配器发射控制信号，从而控制步进电机执行相应的

动作。

3) 步进电机接线图如图 5 所示。【图 3-5】

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标签： #设计 #系统设计 #控制系统设计

摘要：

自动集蛋装置机械和控制系统设计引言养殖业是农业的重要支撑，是人类获得动物性食物的主要出口，在国民经济发展中占有重要的地位。养殖业生产的机械化及自动化不仅能减轻饲养人员劳动强度、提高劳动生产率、提高产品的数量和质量，而且能实现养殖业的规模化生产，是养殖产业化的必由之路和现代化的基础及保障。在传统的养殖业中，以养鸡为例，其作业内容主要有:一是饲料和水的供给;二是鸡蛋的收集;三是粪便的处理;四是病虫害的防治。本设计仅解决鸡蛋的自动收集问题。目前，不管是工厂化养鸡，还是农户成一定规模的养鸡，都是笼养方式。这就要求自动集蛋装置与鸡笼的布置相适应。笔者在分析鸡舍布局、鸡笼布置的基础上，利用数控工作台，控制...

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