科创中国
肉牛智能投料机器人
发布时间: 2025-03-14
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
新技术
行业领域：
现代农业
成果介绍
在我国牧场养殖行业中，肉牛产业占较高比重，市场需求量大，目前已逐渐从农户分散的小规模养殖模式向工厂化的大规模养殖模式转变，在规模化肉牛养殖行业中，现有的饲喂方式以人工为主，包括人工直接饲喂以及人工驾驶撒料车饲喂。然而上述两种饲喂方式存在劳动强度大，饲喂设备智能化程度低的问题，同时由人工驾驶操作，难以均匀控制车速，投料车出料结构也不随车速自动调节出料量导致投料不均，以及高强度的投料作业可能导致管理员误送不同配方。投料不均不仅影响牛只的生长，还可能引发部分牛只营养过剩和酸中毒等问题。同时，人工投料作业增加了管理员同牛栏接触的频率，提高了疫病传播风险。
针对肉牛养殖过程中依赖人工作业劳动强度大，饲喂设备智能化程度低、投料不均匀的问题，研究提出一种智能化饲料投喂机器人，设计开发机器人投料机械结构及自动控制系统，构建室内室外导航模型，制定均匀投料控制策略，实现肉牛养殖过程中投料设备自主驾驶、均匀投料，为肉牛高效饲喂提供一种方法与技术参考。
成果亮点
结合肉牛养殖具体的环境特点以及饲养要求，为解决现有投料车投料结构易堵塞、投料不均等问题，分别从投料车结构与控制方案两方面进行优化，以提高投料车的投料质量与作业效率。
从机械结构方面对投料机器人的投料结构进行优化设计，采用双绞龙输送结构，安装在料斗底部，利用电机驱动其旋转，将饲料从车头输送至车尾出料处。双绞龙结构的设计，可有效防止一些易于结块或黏附的饲草在料斗中的堵塞，减少料斗中物料的停滞和积压。同时双绞龙输送能够提供更好的饲料混合效果。
采用基于速度控制的均匀投料策略。基于速度控制的均匀投料策略的核心在于建立物料投放量与运动参数间的动态匹配关系，通过精确解耦移动平台的行进速度与投料机构的出料速率，实现单位时间内目标区域物料通量的稳定控制。
结合半结构化肉牛养殖场的的具体环境特点以及道路分布情况，采用单一的导航方式很难满足要求，因此采用组合导航的方式，完成智能投料机器人在室内室外环境下的导航规划，实现牛场室内室外的自主导航行驶。
团队介绍
钟辉宇，在校学生，负责推料机器人底盘及外壳设计,职务无，最高学位学士，机械电子工程专业，其他研究人员，工作单位中国农业大学工学院。
杨喆，在校学生，负责推料机器人软件系统研究，职务无，最高学位学士，机械电子工程专业，其他研究人员，工作单位中国农业大学工学院。
张岩松，在校学生，负责基于深度神经网络的AI模型搭建，职务无，最高学位学士，机械电子工程专业，其他研究人员，工作单位中国农业大学工学院。
邹青晨，在校学生，负责推料机器人的执行机构设计，职务无，最高学位学士，机械专业，其他研究人员，工作单位中国农业大学工学院。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”葡萄酒产业科技服务团 (中国农业工程学会) 评价时间：2025-03-26
陈军
西北农林科技大学
教授
综合评价
从综合角度看，该科技成果在技术创新和成果转化方面均具有明显优势。采用双绞龙输送结构与基于速度控制的均匀投料策略，解决了传统投料方式中存在的多项关键问题，实现了饲料均匀输送和智能自主导航，标志着智能农业装备向自动化、精准化迈出了坚实一步。
市场前景方面，随着肉牛养殖模式向规模化、工厂化升级，该成果将大幅降低人工成本，提高养殖效益，具备良好的推广潜力。然而，在大规模应用前，还需进一步验证系统在复杂环境下的稳定性和安全性，降低可能存在的技术风险。
总体而言，该科技成果技术成熟、应用价值突出，投资风险较低、回报潜力可期，建议加大产品研发和产业链整合力度，推动商业化试点，为智能化牧场建设提供有力支撑。
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