基于步進(jìn)電機(jī)的密閉養(yǎng)殖箱定量換氣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及畜禽密閉養(yǎng)殖箱，尤其涉及一種基于步進(jìn)電機(jī)的密閉養(yǎng)殖箱定量換氣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)是畜禽養(yǎng)殖大國(guó)，畜禽肉產(chǎn)量已經(jīng)居世界第二;其中，禽類飼養(yǎng)量和禽蛋產(chǎn)量均已連續(xù)多年保持世界第一，正在從生產(chǎn)效率低的傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式向現(xiàn)代化科學(xué)養(yǎng)殖方式過(guò)渡。我國(guó)傳統(tǒng)的小型動(dòng)物的養(yǎng)殖多數(shù)靠人工或者半人工方式，大量規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)采用原始的散養(yǎng)或者簡(jiǎn)易的籠架養(yǎng)殖，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，衛(wèi)生環(huán)境差，且缺乏科學(xué)的數(shù)據(jù)指導(dǎo)，因此生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量也無(wú)法達(dá)到最佳。由此可見(jiàn)，對(duì)小型動(dòng)物養(yǎng)殖中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的研究顯得極為重要，精確的數(shù)據(jù)得出的指導(dǎo)意見(jiàn)將科學(xué)地指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)中的各種問(wèn)題，能夠極大地提高其養(yǎng)殖水平。精確畜牧可以讓畜禽產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量得到很大的改善。同時(shí)，有了精確的數(shù)據(jù)指導(dǎo)，可以方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化養(yǎng)殖，這將可以極大地改善養(yǎng)殖環(huán)境，也可以在很大程度上降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本。
[0003]傳統(tǒng)的養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)多采用開(kāi)放式環(huán)境，這種方式雖然成本低，易于實(shí)現(xiàn)，但開(kāi)放式養(yǎng)殖環(huán)境顯然不能滿足某些精確實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集要求，因此也有實(shí)驗(yàn)中使用密封箱體作為實(shí)驗(yàn)環(huán)境。而在密封環(huán)境中，隨著小型動(dòng)物的生命活動(dòng)進(jìn)程，會(huì)逐漸消耗箱體內(nèi)氧氣，并產(chǎn)生二氧化碳、硫化氫、氨氣和甲烷等污染氣體，通風(fēng)換氣是保障小型動(dòng)物正常生命活動(dòng)的重要條件。傳統(tǒng)的換氣方式多為換氣風(fēng)扇、抽氣機(jī)等風(fēng)機(jī)設(shè)備，雖然換氣速度快，但對(duì)換氣量均無(wú)法精確控制，且這些通風(fēng)設(shè)備會(huì)極大地影響箱體密封性，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將會(huì)受到很大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于步進(jìn)電機(jī)的密閉養(yǎng)殖箱定量換氣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)電腦對(duì)密閉飼養(yǎng)箱內(nèi)氣體的更換進(jìn)行精確控制。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一、基于步進(jìn)電機(jī)的密閉養(yǎng)殖箱定量換氣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱系統(tǒng))
本系統(tǒng)由換氣裝置、單向通氣口、密閉飼養(yǎng)箱、電腦和三通組成；
其位置和連接關(guān)系是:
在密閉飼養(yǎng)箱內(nèi)左邊的頂部設(shè)置有換氣裝置，在密閉飼養(yǎng)箱內(nèi)右邊的頂部設(shè)置有進(jìn)氣的第I單向通氣口，在密閉飼養(yǎng)箱內(nèi)的中間設(shè)置有出氣的第2單向通氣口，在密閉飼養(yǎng)箱內(nèi)右邊設(shè)置有出氣的第3單向通氣口；
三通的第I三通口、第2三通口和第3三通口分別與第I單向通氣口的出口、第2單向通氣口的入口和換氣裝置活塞套筒的出口連接；
電腦和換氣裝置的步進(jìn)電機(jī)連接。
[0006]本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
①采用步進(jìn)電機(jī)控制螺桿的旋轉(zhuǎn)角度，從而精確控制活塞的位移，達(dá)到精確控制氣體輸入輸出體積的目的；
②采用螺桿驅(qū)動(dòng)活塞，使位移控制更加精確；
③采用單向通氣口，保證氣體單向流通，也避免了換氣過(guò)程中氣體流動(dòng)的不可控，實(shí)現(xiàn)了精確的定量換氣。
[0007]適用于密閉飼養(yǎng)環(huán)境中對(duì)換氣量的精確控制。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖；
圖2是本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是換氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是單向通氣口的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是單向通氣口的結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視)。
[0009]圖中:
10—換氣裝置，
11一步進(jìn)電機(jī)， 12—螺桿， 13—活塞，
14 一螺桿套筒， 15—活塞套筒；
20—單向通氣口，
2A—第I單向通氣口，
2B—第2單向通氣口，
2C—第3單向通氣口，
21 —通氣口套筒，22—卡銷， 23—卡槽，
24—蓋，25—?dú)饷芄埽?26—通氣柱，
27—通氣孔；
30—密閉飼養(yǎng)箱；
40一電腦；
50—三通，
5A—第I三通口，
5B—第2三通口，
5C—第3三通口。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明:
一、系統(tǒng)
1、總體
如圖1、2，本系統(tǒng)由換氣裝置10、單向通氣口 20、密閉飼養(yǎng)箱30、電腦40和三通50組成； 其位置和連接關(guān)系是:
在密閉飼養(yǎng)箱30內(nèi)左邊的頂部設(shè)置有換氣裝置10，
在密閉飼養(yǎng)箱30內(nèi)右邊的頂部設(shè)置有進(jìn)氣的(即正裝的)第I單向通氣口 2A，在密閉飼養(yǎng)箱30內(nèi)的中間設(shè)置有出氣的(即反裝的)第2單向通氣口 2B，在密閉飼養(yǎng)箱30內(nèi)右邊設(shè)置有出氣的(即反裝的)第3單向通氣口 2C;
三通50的第I三通口 5A、第2三通口 5B和第3三通口 5C分別與第I單向通氣口 2A的出口、第2單向通氣口 2B的入口和換氣裝置10活塞套筒15的出口連接；
電腦40和換氣裝置10的步進(jìn)電機(jī)11連接。
[0011]其工作機(jī)理是:
在電腦40上預(yù)先輸入單次換氣體積、換氣頻率數(shù)值;當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的時(shí)間時(shí)，電腦40向換氣裝置10發(fā)出控制信號(hào)，換氣裝置10把密閉飼養(yǎng)箱30外的空氣吸入到密閉飼養(yǎng)箱30內(nèi)，密閉飼養(yǎng)箱30內(nèi)原有的氣體通過(guò)單向通氣口 20排到密閉飼養(yǎng)箱30外。
[0012]2、功能部件 I)換氣裝置10
如圖3、4，換氣裝置(10 )由步進(jìn)電機(jī)11、螺桿12、活塞15、螺桿套筒14和活塞套筒15組成；
其位置和連接關(guān)系是:
螺桿套筒14和活塞套筒15左右連接成一個(gè)密閉的長(zhǎng)筒；
在螺桿套筒14內(nèi)，從左到右，依次設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)11、螺桿12和活塞13的左部；
在活塞套筒15內(nèi)設(shè)置有活塞13的右部，活塞13的右部的外徑和活塞套筒15的內(nèi)徑適配；
步進(jìn)電機(jī)1、螺桿12和活塞13依次連接。
[0013]其工作機(jī)理是:
接收電腦40發(fā)送的控制信號(hào)后，步進(jìn)電機(jī)11旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)螺桿12轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿12帶動(dòng)活塞13沿軸向移動(dòng)，當(dāng)活塞13向左移動(dòng)時(shí)，密閉飼養(yǎng)箱30外部的氣體通過(guò)第I單向通氣口 2A進(jìn)入活塞套筒15;當(dāng)活塞13向右移動(dòng)時(shí)，活塞套筒15內(nèi)的氣體通過(guò)第2單向通氣口 2B進(jìn)入密閉飼養(yǎng)箱30內(nèi)部。
[0014]2)單向通氣口 20
如圖4、5，單向通氣口 20由通氣口套筒21、卡銷22、卡槽23、蓋24、橡膠氣密管25、通氣柱26和通氣孔27組成；
其位置和連接關(guān)系是:
沿通氣口套筒21的橫截圓面按60°角均勻設(shè)置有6個(gè)通氣柱26;
在每個(gè)通氣柱26表面設(shè)置有兩個(gè)通氣孔27;
6個(gè)橡膠氣密管25分別套在通氣柱26外；
通氣口套筒21的左端面和換氣裝置10的活塞套筒15的右端面連接成一密閉的整體，通氣口套筒21的右端面通過(guò)卡銷22和卡槽23與蓋24連接。
[0015]其工作機(jī)理是:
通氣柱26為一端開(kāi)口、另一端封閉的圓筒，圓柱面上設(shè)置有兩個(gè)通氣孔27，橡膠氣密管25分別套在通氣柱26外覆蓋住兩個(gè)通氣孔27。
[0016]其結(jié)構(gòu)類似輪胎上的氣門芯。
[0017]從通氣柱26開(kāi)口端進(jìn)入的氣體使通氣柱內(nèi)部氣壓增加，當(dāng)氣壓高于橡膠氣密管25及橡膠氣密管25外部氣壓的總壓力時(shí)，氣體從兩個(gè)通氣孔27中溢出；因?yàn)橄鹉z氣密管25覆蓋住兩個(gè)通氣孔27，氣體無(wú)法從通氣孔27流入通氣柱26，從而實(shí)現(xiàn)從通氣柱26開(kāi)口端到兩個(gè)通氣孔27的單向流通。
[0018]3)密閉飼養(yǎng)箱30
如圖2，所述箱體密閉飼養(yǎng)箱30是一種立方形的全封閉的空間，在頂部開(kāi)有兩個(gè)圓孔，用于安裝第I單向通氣口 2A和第3單向通氣口 2C，連接處用密封膠密封。
[0019]4)電腦 40
電腦40是一種通用的部件，向換氣裝置10發(fā)出控制信號(hào)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于步進(jìn)電機(jī)的密閉養(yǎng)殖箱定量換氣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于: 由換氣裝置(10)、單向通氣口(20)、密閉飼養(yǎng)箱(30)、電腦(40)和三通(50)組成； 其位置和連接關(guān)系是: 在密閉飼養(yǎng)箱(30)內(nèi)左邊的頂部設(shè)置有換氣裝置(10);在密閉飼養(yǎng)箱(30)內(nèi)右邊的頂部設(shè)置有進(jìn)氣的第I單向通氣口( 2A)，在密閉飼養(yǎng)箱(30 )內(nèi)的中間設(shè)置有出氣的第2單向通氣口(2B)，在密閉飼養(yǎng)箱(30)內(nèi)右邊設(shè)置有出氣的第3單向通氣口(2C); 三通(50)的第I三通口(5A)、第2三通口(5B)和第3三通口(5C)分別與第I單向通氣口(2A)的出口、第2單向通氣口(2B)的入口和換氣裝置(10)活塞套筒(15)的出口連接； 電腦(40)和換氣裝置(10)的步進(jìn)電機(jī)(11)連接。2.按權(quán)利要求1所述的密閉養(yǎng)殖箱定量換氣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于: 所述的換氣裝置(10)由步進(jìn)電機(jī)(11)、螺桿(12)、活塞(13)、螺桿套筒(14)和活塞套筒(13)組成; 其位置和連接關(guān)系是: 螺桿套筒(14)和活塞套筒(15)左右連接成一個(gè)密閉的長(zhǎng)筒； 在螺桿套筒(14)內(nèi)，從左到右，依次設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)(11)、螺桿(12)和活塞(13的左部； 在活塞套筒(13)內(nèi)設(shè)置有活塞(13)的右部，活塞(15)的右部的外徑和活塞套筒(13)的內(nèi)徑適配； 步進(jìn)電機(jī)(11)、螺桿(12)和活塞(13)依次連接。3.按權(quán)利要求1所述的密閉養(yǎng)殖箱定量換氣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于: 所述的單向通氣口(20)由通氣口套筒(21)、卡銷(22)、卡槽(23)、蓋(24)、橡膠氣密管(25)、通氣柱(26)和通氣孔(27)組成； 其位置和連接關(guān)系是: 沿通氣口套筒(21)的橫截圓面按60°角均勻設(shè)置有6個(gè)通氣柱(26); 在每個(gè)通氣柱(26 )表面設(shè)置有兩個(gè)通氣孔(27 ); 6個(gè)橡膠氣密管(25)分別套在通氣柱(26)外； 通氣口套筒(21)的左端面和換氣裝置(10)的活塞套筒(15)的右端面連接成一密閉的整體，通氣口套筒(21)的右端面通過(guò)卡銷(22)和卡槽(23)與蓋(24)連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于步進(jìn)電機(jī)的密閉養(yǎng)殖箱定量換氣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，涉及畜禽密閉養(yǎng)殖箱。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是：在密閉飼養(yǎng)箱內(nèi)左邊的頂部設(shè)置有換氣裝置；在密閉飼養(yǎng)箱內(nèi)右邊的頂部設(shè)置有進(jìn)氣的第1單向通氣口，在密閉飼養(yǎng)箱內(nèi)的中間設(shè)置有出氣的第2單向通氣口，在密閉飼養(yǎng)箱內(nèi)右邊設(shè)置有出氣的第3單向通氣口；三通的第1三通口、第2三通口和第3三通口分別與第1單向通氣口的出口、第2單向通氣口的入口和換氣裝置的活塞套筒出口連接；電腦和換氣裝置的步進(jìn)電機(jī)連接。本發(fā)明采用步進(jìn)電機(jī)控制，達(dá)到精確控制氣體輸入輸出體積的目的；采用單向通氣口，保證氣體單向流通，實(shí)現(xiàn)了精確的定量換氣；適用于密閉飼養(yǎng)環(huán)境中對(duì)換氣量的精確控制。
【IPC分類】A01K1/00, A01K31/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105594600
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511003207
【發(fā)明人】介鄧飛, 上官希坤, 甘素亭, 朱廣有, 夏仕友, 楊雨凡
【申請(qǐng)人】華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日