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制投料。由于传统机械式猪饲料机没有计量装置和反馈装置，很容易造成一次投
饲料过多或者过少，这样不利于猪健康成长。针对以上问题，设计了一种自动称重
投料猪饲料机,该饲料机由储料装置、排料装置、称重下料装置、触碰反馈装置等
组成，能轻松实现投料50 克到500 克之间调节，猪触碰到触碰偷食杆才会投料。并
且会记录下猪吃饲料的重量和次数，当猪吃食过量时会停止投喂。完成该饲料机整
体设计后用solidworks 建立其三维模型，并进行运动仿真。在用该软件对整个饲
料机进行受力分析，检验其机身强度，优化结构设计。根据结果得出该自动称重投料猪
饲料机具有投料精准、简单方便，使用灵活等特点，在畜牧业市场上具有广阔的使
仅具有现有半自动饲料机给猪喂食的功能，还能精准的控制投放饲料的重量。具有
自动投料饲料机有了很大的需求，为满足这方面的需求，各种各样的自动投料饲
料机如雨后春笋般都涌现了出来，并广泛的应用在畜牧业上面。总体上来说，外国
公司生产自动投料饲料机的时间比国内公司生产自动投料饲料机时间要早很多，且
技术也更成熟。目前国内的制造商产的饲料机为半自动式的，离自动化还有点距离。
这种半自动式的猪饲料机多应用在小型养殖场里面，因为是半自动式饲料机离不开
是不能实现自动化，使用时还要靠人工不停的控制，这样大大加剧了改饲料机的使
用成本。所以本课题要设计一部自动称重投料猪饲料机，旨在设计一台能自动投料
和喂食的猪饲料机，要求能在每次投料 50 克到 500 克之间调节，猪触碰到触碰偷
食杆才会投料。并且会记录下猪吃饲料的重量和次数。当猪吃食过量时会停止投喂。
这种自动称重投料猪饲料机很适合规模化养殖，养殖规模越大越能体现该设备的
优点。因为该机器支撑群控，一个管理人能一次性管理很多台这样的饲料机，
竞争也慢慢变得大，人工成本也不断地水涨船高。导致畜牧业对猪饲料机的要求越来
越高。猪饲料机的整体结构设计决定了猪饲料机所能实现的功能，由于猪饲料机的
使用环境可能不会太好，结构要尽量结实耐用，毕竟一只猪的重量还是很大的。同
时最关键的价格也要适中，所以对猪饲料机的结构提出了很大的挑战性。本次设计
的自动称重投料饲料机的核心结构是称重投料机构，该机构是完成自动称重投料猪
饲料机核心称重投料功能，该机构设计的好坏必然会对饲料机的功能造成一定的影
响。所以设计并优化该结构对于自动称重投料猪饲料机的功能实现具有重大的意义。
盖等一些通用零部件，这样一是能够大大减少设计量，二是可通过现有资源，可以减
少企业生产所带来的成本，部分零件不用重新开模制造，用成熟的零件也能够尽可能的防止一些结构
上面隐藏的一些问题。这样设计还有一个优点是能按照每个客户实际的需求来调整机器
配置，如果客户不需要非常准确的投放饲料的重量，把称重投料机构拆卸下来就是
一部半自动猪饲料机。模块化设计又提高了该自动称重猪饲料机的可维护性，同时
也方便平常对自动称重投料猪饲料机的维护。因为养殖场里面的饲料机一个星期左
水，使饲料和水能均匀混合在一起。当时撒料时间到了的时候定时器会切断电源，
反馈传感器，机器开关完全依靠定器或人工开关，这就限制此饲料机的使用场景，
料饲料的质量来完成。如果总共要投放要投放的饲料量大于单次机器最大的投放量，
的撒料电动机开始旋转，使饲料均匀落到称重盘中。第二个过程，当称重盘里的饲
料达到预设重量时会关闭撒料电机，此时完成饲料称重。第三个过程当称重完成时，
步进电机会旋转60 度，带动扇叶旋转60 度，此时下料洞孔处于开启状态，使饲料
全部落到食槽中。如果称重传感器没有归零（称重盘里的饲料没有全部落到食槽中），
机器会重复第三个过程，直到饲料全部落到食槽中。第四个过程，水泵打开，往食
槽里面洒水，使饲料与水混合在一起。同时饲料机下面有传感器，监测食槽里面所
剩余的饲料余量，当余量到达阈值时会停止投料，以免猪吃不完造成浪费。机器平
的控制部分，上面为前面板，可以手工设置一些参数。2 为储料桶，用来储存猪饲
料，同时也起到辅助支撑作用。3 为支撑腿，支撑整个饲料机，支腿固定部分采用
螺栓，与养殖场的漏粪板相固定。4 为下料机构，把储料桶里的饲料均匀撒到称重
盘里面。6 为支撑结构，保持称重盘的水平和稳定。7 为触碰投食杆，猪触碰它时
饲料机会投放饲料。8 为食槽，盛放猪饲料的地方，同时也是饲料与水混合的地方。
支撑结构、触碰投食杆、食槽、管接头，主要对其外形，尺寸进行设计，对非常关
键的零件进行功用分析。最后对此机械结构采用的实施机构的运动与计算进行定性
由于该机器控制部分很复杂，要使用到单片机，自身能力有限这里只做结构设计。
按要求进行自动称重投料猪饲料机的三维建模，并出一张 A0 自动称重投料猪
按工作要求及工作条件选用775 直流减速电动机，封闭式结构，电压12V。
如下图2-1 所示，直流减速电机选择使用775 直流减速电机，外型尺寸如下图2-1 所
示。该直流减速电机标称电压为12V，功率为25W，减速后的转速为50 转每分钟。
如图2-2 所示，传动轴的材料为Φ8 的型材，长度为540mm。由于长度比较长，
故使用 40Cr.40Cr 钢是目前机械零件中使用很多的钢材其中一种，对改材料经过
旋转叶片在工作的时候，要在储料桶底部和挡料板之间旋转。为便于饲料流动，
储料桶底部要设计成一个斜面，形成中间低，四周高这种结构。如图2-4 所示为
形，防止刀片切碎饲料，该结构如图2-5 所示。刀片固定方法采用螺栓固定，可
造成实质性的伤害。第二是塑料质地比较软，猪在生长中喜欢用身体摩擦储料桶，
如果换成金属的话要分成几个零件做并焊接起来，这样又增加工时，又增加成本。
上方，使称重盘处于封闭状态。其状态如图 3-1。复位完成后，上面的减速电机开
始旋转，使饲料源源不断的进入到称重盘，当称重传感器传出的数据到达预设值时，
减速电机停止旋转，于是停止往称重盘里面加饲料，称重步骤完成。接下来是把称
重盘的饲料扫到食槽中，此时步进电机会旋转 90 度，使下料口处于打开状态，扇
叶旋转可以把残留在称重盘里的饲料扫到食槽中。如果称重盘还要残留的饲料，步
进电机会顺时针逆时针往复旋转 60 度，使称重盘里的饲料全部下到食槽中。下料
根据设计参数，每次投料 50 克到 500 克之间调节，在结合旋转方向是顺时针
接下来进行负载力矩的计算，饲料的重量取该机器单次最大下料量500 克计算，
扇叶加固定螺栓等其他零件重量为800 克，在留个百分之二十的余量加起来为1.56
千克。步进电机由于转速太高，需要在步进电机上面加装一个减速机，加减速机为
了减小步进电机的转速，加大步进电机的扭矩。减速机的有好几种，有可能可以分为
比计算挺麻烦；而蜗杆减速器具有体积小，传动比大，噪音低等优点，但容易缺
积小，故障率较低。综合以上各种减速器的优缺点，选择行星齿轮减速器作为步进电
上，叶片设计的弧度要稍微设置大点，可以方便滞留在叶片上的饲料滑落到下料口。
叶片的材料主要考虑到负载不是很重，由于叶片的自重相当于称重机构的额外负载，
所以扇叶在保证质量的前提下越轻越好，所以初选铝材。各种常见铝材介绍如下：
1100 铝板：1100 为工业纯铝，铝含量(质量分数)为99.00%，不可热处理强化。
具有高的耐蚀性、电导率和热导率、其密度小、塑性好、通过压力加工可生产各种
铝材，但强度低。其他工艺性能基本与1050A 相同。 1100 通常用于要求有良好成
形加工性能、高耐蚀性、并不是特别需要高强度不见，如食品和化工搬运与储存设备、钣
3003 铝板：为AL-Mn 系合金，是应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度不高
(稍高于工业纯铝)，不能热处理强化，故采用冷加工方法来提高它的力学性能:在
退火状态有很高的塑性，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，
焊接性良好，可切削性能不良。用途大多数都用在要求高的可塑性和良好的焊接性，在
液体或气体介质中工作的低载荷零件，如油箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器
5052 铝板：属于Al-Mg 系合金,使用范围广泛,特别是建筑业离不开此合金，是
最有前途的合金。耐蚀性好，焊接性优良，冷加工性较好，并具有中等强度。5052
的主要合金元素为镁，拥有非常良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度，用
于制造飞机油箱、油管、以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、
变可以生成单片机可以直接读取的信号。称重传感器按转换方法分为光电式、液压
式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等几类。各
类称重传感器适用的范围各不相同，本自动称重投料猪饲料机对称重传感器的要求
为范围在 10 千克一下，环境可能存在潮湿情况，工作环境优点不太好。根据各种
电磁力式 电磁力式传感器准确度高，可达1/2000～1/60000，但称量范
（1）对自动称重投料猪饲料机的结构进行设计，画出自动称重投料猪饲料机的三
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