CN106489811A - 工厂化水产养殖自动投饲系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种工厂化水产养殖自动投饲系统，包括料仓、供料装置、撒料装置、控制器和人机交互界面，所述料仓的下部为锥形结构，料仓底部的出料口连接所述供料装置的进料口；供料装置的下料口设置在所述进料口的正下方，且该进料口与下料口之间设置有连接所述控制器的计量模块，所述下料口通过下料管连接所述撒料装置的进料口；所述人机交互界面的输出端连接控制器的第一输入端，控制器的第一输出端连接供料装置的输入端，控制器的第二输出端连接撒料装置的输入端。可以应用于多种不同工作环境和多种不同的鱼类，对其精确地进行定时，定量的投喂。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖技术领域，涉及水产养殖自动投饲系统，具体涉及一种工厂化水产养殖自动投饲系统及其控制方法。
背景技术
随着水产养殖饲料价格和劳动力成本的不断提高，国外如挪威、美国、加拿大等国，工厂化水产养殖普遍使用自动投饵装备，从饵料的运输、储存、输送以及投放都有精确的数量控制。早在1986年挪威就有将自动投饵系统和音响集鱼系统结合使用在鳕鱼幼鱼养殖上的生产实践。美国自动投饵控制系统在PLC的基础上使用了PC作为人机交流的媒介，在PC上安装专业的投饲软件，可在软件操作界面上直接设置投喂参数。国外自动投饲机技术发展已经相当成熟，已经有系列化产品被广泛应用。国内室内工厂化养殖几乎全部是人工投喂，相关的自动投饲机产品几乎没有，投喂量和投喂时间基本上是根据养殖户个人经验确定的，投喂定时、定量精度低，劳动强度大。
我国工厂化水产养殖业的迅猛发展，养殖系统规模持续扩大，人工投饲和市场上现有的简易投饲机已不能满足高密度工厂化养殖的需要。对此，研制符合市场需求、操作相对简便、经济性较高的自动投饲系统，前景是广阔的，有极大的应用和推广价值。发明专利CN201510883579.5公开了一种新型水产养殖自动投喂系统及其实现方法，包括投喂船、设置于所述投喂船船体的中央处理模块以及与其相连的自动投喂模块、GPS自动巡航模块、水下定位导航系统、水下传感模块、动力模块、数据输入模块；该自动投喂模块包括盛料罐、一导料管、一投料开关、一固定支架、一调整杆和投料盘；所述固定支架设置于船体的中部位置，所述盛料罐安置在所述固定支架上。该专利的自动投喂模块未配备下料装置，无法计量，投饲量精度差。
发明内容
本发明为了满足高密度工厂化养殖的需要，提供了一种工厂化水产养殖自动投饲系统及其控制方法。解决了现有室内工厂化养殖采用人工投喂，投喂定时、投喂不均、投饲量难控制以及劳动强度大等问题。
本发明的技术方案如下：
一种工厂化水产养殖自动投饲系统，包括料仓、供料装置、撒料装置、控制器和人机交互界面，所述料仓的下部为锥形结构，料仓底部的出料口连接所述供料装置的进料口；供料装置的下料口设置在所述进料口的正下方，且该进料口与下料口之间设置有连接所述控制器的计量模块，所述下料口通过下料管连接所述撒料装置的进料口；所述人机交互界面的输出端连接控制器的第一输入端，控制器的第一输出端连接供料装置的输入端，控制器的第二输出端连接撒料装置的输入端。
料仓中的饲料根据饲料自身的重力作用通过供料装置的进料口落入计量模块中，经计量模块从供料装置的下料口进入下料管，然后饲料沿着下料管落入撒料装置进行撒料。通过人机交互界面输入所需投喂量，如达到预设的投喂量，由控制器停止计量模块和撒料装置的运行。
本发明所述的计量模块包括计量电机和转动辊，所述的转动辊通过传动轴与所述计量电机连接，该转动辊的外表面沿其周向分布有多排相互平行的料腔，每排料腔沿其轴向排列，所述供料装置的进料口和下料口分别对应转动辊上的料腔。
料仓中的饲料刚好落入计量模块的料腔中，紧接着计量电机转动，料腔中的饲料在转到下面的下料口时，会掉进下料管中。可根据需要设置料腔的大小、个数配合计量电机转速来精确控制投饲时间和投饲量。料腔的数量和界面形状也可以设计成圆形、椭圆形等等。根据饲料的种类和型号的不同可以选择不同的计量模块进行送料，可以应用于多种不同工作环境和多种不同的鱼类，对其精确地进行定时，定量的投喂。
优选地，所述计量电机的电机轴上设置有圈数传感器，所述圈数传感器连接控制器的第二输入端，控制器的第一输出端连接计量电机的输入端。
优选地，每排料腔由两个料腔组成。
本发明还提供了该工厂化水产养殖自动投饲系统的控制方法，首先，在人机交互界面输入所需投喂量M，控制器根据计量模块的每个料腔容积V、料腔个数Z和饲料的密度m，计算出料腔的转动圈数N:
料腔每转一圈的总容积V1＝V×Z，
料腔每转一圈的饲料重量M1＝V1×m，
所需投喂圈数N＝M/M1，
通过控制出料腔的转动圈数进行定量投饲；
再根据电机转速n，计算投饲时间t＝N/n，进行定时投饲。
本发明所述的撒料装置包括进料口和设置在该进料口下方的撒料盘，所述撒料盘连接撒料电机，且撒料盘上均匀分布有散料孔；所述控制器的第二输出端连接撒料电机的输入端。
饲料洒落在抛撒机构的撒料盘上，在撒料电机的带动下，使撒料盘也跟着转动，在离心离的作用下，使其上面的饲料均匀地撒向四周，从而达到均匀投喂的效果。
优选地，所述的撒料盘上均匀设置有4块垂直的隔料板，该隔料板沿撒料盘的径向设置。保证饲料能够在4块隔料板隔成的4个区域内平均分布，饲料经撒料盘抛洒出去后能使饲料均匀的抛洒到水面。
优选地，所述撒料电机的转速为800-1400rpm，撒料盘直径为0.15-0.25m，撒料盘底部距离水面0.4m。使撒料盘边缘线速度达到10.5m/s，确保撒料距离约为3m，适合大部分鱼池的饲料投喂要求。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的工厂化水产养殖自动投饲系统能一次完成一个车间里多达几十个鱼池或其中任意鱼池的定时、定量精确投饲。提高了机械化和自动化水平，降低了劳动强度，节省了劳动力成本支出；并且系统结构简单，操作方便，便于安装及维护。
2、本发明的自动投饲机系统可以均匀地定时、定量、定点投喂，使鱼尽可能地完全摄食，减少了饵料的浪费，改善鱼池内的养殖环境。
3、饲料储存于料仓，通过供料装置将饲料送到撒料装置，由撒料装置将饲料均匀地抛撒到鱼池中。其中，供料装置中的计量模块可设置有多种不同的型号，每个型号的计量模块每转过一圈所传送饲料的重量是不同的，通过选择对应的计量模块，即可轻易实现不同饲料种类和投喂量。可以应用于多种不同工作环境和多种不同的鱼类，对其精确地进行定时，定量的投喂。
4、本系统的控制方法在操作面板或PC端界面上输入投喂量，PLC会根据当前计量模块的型号，计算出电机所需要转过的圈数和持续的时间。投饲开始后，当计量模块电机带动计量模块转过一定圈数时，装在电机轴上的传感器会将计量模块所转过的圈数信号传递给软件系统，系统自动判断和控制计量电机和撒料电机启停。从而实现投喂时间、投喂量进行精确的控制。该控制系统可以同时控制一台或多台投饲机全天候、全自动、高效准确地进行定时、定量投喂。
附图说明
图1为本发明自动投饲系统的结构示意图。
图2为图1的剖示图。
图3为供料装置的剖示图。
图4为撒料装置的示意图。
图5为撒料盘的结构示意图。
图6为计量模块的结构示意图。
图7为图6的主视图的剖示图。
图8为实施例自动投饲系统的原理框图。
图中标记为：1-料仓，2-供料装置，3-撒料装置，4-料仓顶盖，5-料仓桶体，6-全剖视图中的供料装置，7-下料管，8-撒料电机，10-撒料盘，11-轴承，12-计量模块，13-下料机构外壳，14-传动轴，15-计量电机，16-料腔，17-隔料板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
实施例1
如图1、图2和图5所示，一种工厂化水产养殖自动投饲系统，包括料仓1、供料装置2、撒料装置3、控制器和连接控制器的人机交互界面，所述料仓1的下部为锥形结构，料仓1底部的出料口连接所述供料装置2的进料口；供料装置2的下料口设置在所述进料口的正下方，且该进料口与下料口之间设置有连接所述控制器的计量模块12，所述下料口通过下料管7连接所述撒料装置3的进料口；所述人机交互界面的输出端连接控制器的第一输入端，控制器的第一输出端连接供料装置的输入端，控制器的第二输出端连接撒料装置的输入端。实施例2
本实施例在实施例1的基础上：
如图3和图4所示，所述的计量模块12包括计量电机15和转动辊，所述的转动辊通过传动轴14与所述计量电机15连接，该转动辊的外表面沿其周向分布有多排相互平行的料腔16，每排料腔16沿其轴向排列，所述供料装置2的进料口和下料口分别对应转动辊上的料腔16。
实施例3
本实施例在实施例1的基础上：
如图3和图4所示，所述的计量模块12包括计量电机15和转动辊，所述的转动辊通过传动轴14与所述计量电机15连接，该转动辊的外表面沿其周向分布有多排相互平行的料腔16，每排料腔16沿其轴向排列，所述供料装置2的进料口和下料口分别对应转动辊上的料腔16。
所述计量电机12的电机轴上设置有圈数传感器，所述圈数传感器连接控制器的第二输入端，控制器的第一输出端连接计量电机的输入端。
实施例4
本实施例在实施例1的基础上：
如图3和图4所示，所述的计量模块12包括计量电机15和转动辊，所述的转动辊通过传动轴14与所述计量电机15连接，该转动辊的外表面沿其周向分布有多排相互平行的料腔16，每排料腔16沿其轴向排列，所述供料装置2的进料口和下料口分别对应转动辊上的料腔16。
所述计量电机12的电机轴上设置有圈数传感器，所述圈数传感器连接控制器的第二输入端，控制器的第一输出端连接计量电机的输入端。
如图6和图7所示，每排料腔由两个料腔16组成。
实施例5
本实施例在实施例1的基础上：
如图4和图5所示，所述的撒料装置3包括进料口和设置在该进料口下方的撒料盘10，所述撒料盘10连接撒料电机8，且撒料盘10上均匀分布有散料孔；所述控制器的第二输出端连接撒料电机的输入端。
实施例6
本实施例在实施例1的基础上：
如图4和图5所示，所述的撒料装置3包括进料口和设置在该进料口下方的撒料盘10，所述撒料盘10连接撒料电机8，且撒料盘10上均匀分布有散料孔；所述控制器的第二输出端连接撒料电机的输入端。
如图5所示，所述的撒料盘10上均匀设置有4块垂直的隔料板17，该隔料板17沿撒料盘10的径向设置。
如图3和图4所示，所述的计量模块12包括计量电机15和转动辊，所述的转动辊通过传动轴14与所述计量电机15连接，该转动辊的外表面沿其周向分布有多排相互平行的料腔16，每排料腔16沿其轴向排列，所述供料装置2的进料口和下料口分别对应转动辊上的料腔16。
所述计量电机12的电机轴上设置有圈数传感器，所述圈数传感器连接控制器的第二输入端，控制器的第一输出端连接计量电机的输入端。
如图6和图7所示，每排料腔由两个料腔16组成。
所述撒料电机的转速为800rpm，撒料盘直径为0.15m，撒料盘底部距离水面0.4m。
实施例7
本实施例在实施例1的基础上：
如图3和图4所示，所述的计量模块12包括计量电机15和转动辊，所述的转动辊通过传动轴14与所述计量电机15连接，该转动辊的外表面沿其周向分布有多排相互平行的料腔16，每排料腔16沿其轴向排列，所述供料装置2的进料口和下料口分别对应转动辊上的料腔16。
所述计量电机12的电机轴上设置有圈数传感器，所述圈数传感器连接控制器的第二输入端，控制器的第一输出端连接计量电机的输入端。
如图5所示，所述的撒料盘10上均匀设置有4块垂直的隔料板17，该隔料板17沿撒料盘10的径向设置。
所述撒料电机的转速为1400rpm，撒料盘直径为0.25m，撒料盘底部距离水面0.4m。
实施例8
本实施例在实施例1的基础上：
如图4和图5所示，所述的撒料装置3包括进料口和设置在该进料口下方的撒料盘10，所述撒料盘10连接撒料电机8，且撒料盘10上均匀分布有散料孔；所述控制器的第二输出端连接撒料电机的输入端。
如图3和图4所示，所述的撒料盘10上均匀设置有4块垂直的隔料板17，该隔料板17沿撒料盘10的径向设置。
所述撒料电机的转速为1000rpm，撒料盘直径为0.2m，撒料盘底部距离水面0.4m。
实施例9
本发明工厂化水产养殖自动投饲系统的控制方法，首先，在人机交互界面输入所需投喂量M，控制器根据计量模块的每个料腔容积V、料腔个数Z和饲料的密度m，计算出料腔的转动圈数N:
料腔每转一圈的总容积V1＝V×Z，
料腔每转一圈的饲料重量M1＝V1×m，
所需投喂圈数N＝M/M1，
通过控制出料腔的转动圈数进行定量投饲；
再根据电机转速n，计算投饲时间t＝N/n，进行定时投饲。
实施例10
图6和图7为本实施例投饲系统的下料装置中的计量模块：直径(D)、长(L)、料腔为矩形槽【长(L1)、宽(W)、深(H)】。当D＝80mm、L＝120mm、L1＝35mm、W＝35mm、H＝20mm时，每个料腔的容积为V＝0.229x105mm3，计量模块中共有料腔8(Z)个，所以计量模块每转过一圈时总容积V1＝V*Z＝1.831x105mm3，饲料的密度为376kg·m-3，计量模块每转过一圈所送饲料的重量约为0.6Kg。选用电压为24V直流电机，其转速为30r/min。所需投喂量为1.8Kg，那么计量模块需转3圈，所需时间为6秒。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种工厂化水产养殖自动投饲系统，其特征在于，包括料仓、供料装置、撒料装置、控制器和人机交互界面，所述料仓的下部为锥形结构，料仓底部的出料口连接所述供料装置的进料口；供料装置的下料口设置在所述进料口的正下方，且该进料口与下料口之间设置有连接所述控制器的计量模块，所述下料口通过下料管连接所述撒料装置的进料口；所述人机交互界面的输出端连接控制器的第一输入端，控制器的第一输出端连接供料装置的输入端，控制器的第二输出端连接撒料装置的输入端。
2.根据权利要求1所述的工厂化水产养殖自动投饲系统，其特征在于，所述的计量模块包括计量电机和转动辊，所述的转动辊通过传动轴与所述计量电机连接，该转动辊的外表面沿其周向分布有多排相互平行的料腔，每排料腔沿其轴向排列，所述供料装置的进料口和下料口分别对应转动辊上的料腔。
3.根据权利要求2所述的工厂化水产养殖自动投饲系统，其特征在于，所述计量电机的电机轴上设置有圈数传感器，所述圈数传感器连接控制器的第二输入端，控制器的第一输出端连接计量电机的输入端。
4.根据权利要求2所述的工厂化水产养殖自动投饲系统，其特征在于，每排料腔由两个料腔组成。
5.根据权利要求1所述的工厂化水产养殖自动投饲系统，其特征在于，所述的撒料装置包括进料口和设置在该进料口下方的撒料盘，所述撒料盘连接撒料电机，且撒料盘上均匀分布有散料孔；所述控制器的第二输出端连接撒料电机的输入端。
6.根据权利要求5所述的工厂化水产养殖自动投饲系统，其特征在于，所述的撒料盘上均匀设置有4块垂直的隔料板，该隔料板沿撒料盘的径向设置。
7.根据权利要求5所述的工厂化水产养殖自动投饲系统，其特征在于，所述撒料电机的转速为800-1400rpm，撒料盘直径为0.15-0.25m，撒料盘底部距离水面0.4m。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的工厂化水产养殖自动投饲系统的控制方法，其特征在于，首先，在人机交互界面输入所需投喂量M，控制器根据计量模块的每个料腔容积V、料腔个数Z和饲料的密度m，计算出料腔的转动圈数N:
料腔每转一圈的总容积V1＝V×Z，
料腔每转一圈的饲料重量M1＝V1×m，
所需投喂圈数N＝M/M1，
通过控制出料腔的转动圈数进行定量投饲；
再根据电机转速n，计算投饲时间t＝N/n，进行定时投饲。
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