CN107751116A - 一种黑水虻养殖系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

一种黑水虻养殖系统和控制方法，包括直角换向机构（1）；与直角换向机构连接的第一PLC（11）、与第一PLC连接的角度传感器（12）和第一接近开关；设于投料车（2）上的第二PLC（13）、投料车载料量检测传感器（14）、投料车位置检测传感器（15）、投料车行走控制器（16）、投料控制器（17）；设于收料车（3）上的第三PLC（18）、收料车载料量检测传感器（19）、收料车位置检测传感器（20）、收料车行走控制器（21）、收料控制器（22）、卸料控制器（23）；与各PLC通信连接的工控机（24）；与工控机连接，储料塔（4）出料控制阀（25），黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）控制开关（26）。控制系统控制黑水虻养殖过程中的自动取料、投料和收料。

Description

一种黑水虻养殖系统和控制方法

技术领域

本发明涉及黑水虻养殖技术领域，尤其是涉及一种黑水虻养殖自动控制系统及控制方法。

背景技术

黑水虻是双翅目水虻科扁角水虻属昆虫，分布于热带和温带地区，摄食行为只发生在幼虫阶段。幼虫营腐性，取食范围非常广泛，能以腐烂的植物、餐厨垃圾、动物尸体粪便为生，是自然界食物链的重要环节。目前养殖场的畜禽粪便最常用的处理方法是堆肥处理，需要的时间比较长，且资源化利用效率较低。现有利用黑水虻幼虫作为一种经济环保生物处理媒介来处理牲畜粪便，从而改良牲畜粪便的理化性质，杀灭其中的致病菌和寄生虫，将牲畜粪便直接转化成有机肥料的报道。黑水虻将畜禽粪便中的有机物质转化成自身营养物质，可以直接用来养鸡、鸭、蛙等，也可以干燥后作为鸡、猪等的饲料蛋白来源，从而形成生态循环农业，实现经济、环境与社会效益的共赢。

中国专利公开号CN203633351U公开了一种黑水虻的自动控制养殖设备，该自动控制养殖设备包括孵化室、成虫室和转化室，自动控制养殖设备还包括：检测系统，收集孵化室、成虫室和转化室的温度、湿度和/或光度数据；效用系统，调节孵化室、成虫室和转化室的温度、湿度和/或光度；终端控制系统，接受检测系统收集的数据并向效用系统下达指令；数据传输系统，将检测系统收集的数据传输至终端控制系统并将终端控制系统的下达的指令传输至效用系统。

中国专利公开号CN206390062U公开了一种餐厨垃圾饲养黑水虻温湿度调控系统,包括养殖器，养殖器设有进气口和出气口，进气口连接有进气管道，进气管道上沿进气方向依次设有冷干机、加热引风机和加湿器，养殖器内设有多个温湿度传感器，温湿度传感器的信号输出端与处理器的信号输入端连接，处理器的信号输出端分别与冷干机、加热引风机中加热控制器、加湿器的信号输入端连接。

现有黑水虻养殖技术仍停留在作坊式生产阶段，均存在机械化程度低，投入人工太多，幼虫和粪便分离困难，每一批都需要清理虫粪；受外界环境温度影响较大；人工作业环境恶劣等弊端。前述实用新型公开的技术内容，可以在一定程度上改善黑水虻养殖的温度、湿度环境，但仍不能改善人工作业环境。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明解决的技术问题在于：提供一种机械化、自动化程度高，适合集约化、规模化养殖，能有效避免人员长期工作于环境差的养殖车间的黑水虻养殖自动控制系统及控制方法。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种黑水虻养殖系统，包括养殖室，设置于所述养殖室内的若干个养虫槽；位于所述养虫槽两侧的第一轨道；位于所述养虫槽的一端外侧，与所述第一轨道等宽且与第一轨道垂直布置的第二轨道；设置在所述第一轨道与第二轨道交汇处的直角换向机构；运行在所述第一轨道或第二轨道上的投料车和收料车；位于所述第二轨道一端上方的储料塔；位于所述第二轨道另一端外侧的黑水虻及虫砂分拣储存装置；所述直角换向机构包括与第一轨道和第二轨道连接的圆形机座，与所述圆形机座枢接的圆形转盘，与所述圆形转盘上表面连接，实现与第一轨道或第二轨道对接的换向轨道，驱动所述圆形转盘旋转的第一驱动机构；所述黑水虻养殖系统还包括设置于所述直角换向机构上与所述第一驱动机构电信号连接的第一PLC；与所述第一PLC电信号连接的角度传感器；与所述第一PLC电信号连接用于检测投料车或收料车是否停留在直角换向机构上的第一接近开关；设置于所述投料车上的第二PLC；与所述第二PLC电信号连接的投料车载料量检测传感器、投料车位置检测传感器、投料车行走控制器、投料控制器；设置于所述收料车上的第三PLC；与所述第三PLC电信号连接的收料车载料量检测传感器、收料车位置检测传感器、收料车行走控制器、收料控制器、卸料控制器；与所述第一PLC、第二PLC、和第三PLC通信连接的工控机；与所述储料塔的出料口连接，并与所述工控机通信连接，控制储料塔出料的控制阀；与所述工控机通信连接，控制黑水虻及虫砂分拣储存装置启停的控制开关。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括进气口与所述养殖室连通的引风机；与所述引风机的出气口连通的除臭塔；养殖室的温度调节系统；第四PLC；设置于所述养殖室内与所述第四PLC电信号连接的温度检测传感器和氨气检测传感器；与所述第四PLC电信号连接的引风机启停和调速机构；与所述第四PLC电信号连接的温度调节系统的调温控制机构。

在上述改进方案的基础上，作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，所述引风机的进气口还与储料塔连通；还包括与所述第四PLC电信号连接，检测所述储料塔氨气浓度的第二氨气检测传感器；与所述第四PLC电信号连接的养殖室抽风量控制阀和储料塔抽风量控制阀。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，所述投料车包括投料车车架，与所述投料车车架连接的投料车驱动机构，与所述投料车车架连接的投料斗，与所述投料车车架连接，并与所述投料斗的底部出料口连通的投料器；所述投料控制器控制投料器的投料量。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，所述投料车还包括与所述投料车车架连接，作用于投料车驱动轮和/或投料车从动轮的制动驻车器。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，所述收料车包括收料车车架，与所述收料车车架连接的收料车驱动机构，与所述收料车车架连接的收料斗；与所述收料车车架一端连接的提升机，与所述提升机进料端铰接的收料铲，两端分别与所述提升机和收料铲铰接的液压油缸、气缸或电动推杆；与所述收料斗的底部出料口连接的卸料阀；所述收料控制器包括控制液压油缸、气缸或电动推杆伸缩的执行器和控制提升机启停的执行器；所述卸料控制器与所述卸料阀连接；所述黑水虻养殖系统还包括与所述第三PLC电信号连接、检测所述收料铲升降位置的距离传感器，与所述第三PLC电信号连接、控制所述卸料阀开度的调节机构。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括分别设置在所述第一轨道的远离第二轨道端的止位块；与第二PLC电信号连接、检测所述投料车接近止位块的第二接近开关，与第三PLC电信号连接，检测所述收料车接近止位块的第三接近开关；所述投料车接近止位块时，第二接近开关发送电信号；所述收料车接近止位块时，第三接近开关发送电信号。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括分别设置在所述第二轨道两端的第二止位块和第三止位块；所述投料车接近第二止位块或第三止位块时，第二接近开关发送电信号；所述收料车接近第二止位块或第三止位块时，第三接近开关发送电信号。

为了解决上述技术问题，另一方面，本发明提供一种黑水虻养殖系统的控制方法，包括以下步骤：投料车位置检测传感器实时检测投料车的位置信息，并通过设置于投料车上的第二PLC实时发送至工控机；收料车位置检测传感器实时检测收料车的位置信息，并通过设置于收料车上的第三PLC实时发送至工控机；投料车载料量检测传感器实时检测投料车的载料量信息，并通过第二PLC实时发送至工控机；收料车载料量检测传感器实时检测收料车的载料量信息，并通过第三PLC实时发送至工控机；

投料作业时，工控机向第二PLC输入投料量给定值和投料位置信息；第二PLC控制投料车行走至储料塔的下方；工控机向储料塔出料的控制阀发送开启指令；工控机获得投料车的载料量达到投料量给定值时，向储料塔出料的控制阀发送关闭指令；控制阀关闭后，工控机向第二PLC发送投料车行走至与需投料的养虫槽两侧的第一轨道对应的直角换向机构上的控制指令；第二PLC向投料车行走控制器发送行走至与需投料的养虫槽两侧的第一轨道对应的直角换向机构上的控制指令；投料车行走至与需投料的养虫槽两侧的第一轨道对应的直角换向机构后，工控机向第二PLC发送投料车已行走至直角换向机构上的信息，第二PLC向投料车行走控制器发送停止运行的控制指令；第一接近开关向第一PLC发送投料车到达信息；第一PLC向第一驱动机构发送换向启动控制指令；角度传感器检测到圆形转盘旋转90度，换向轨道与第一轨道对齐后，圆形转盘停止旋转；第二PLC向投料车行走控制器发送行走至投料位置的控制指令；投料车行走至投料位置后，工控机向第二PLC发送投料控制指令；第二PLC向投料控制器发送投料指令；工控机检测到投料完毕后，向第二PLC发送停止投料控制指令；第二PLC向投料控制器发送停止投料指令；

收料作业时，工控机向第三PLC输入拟收料养虫槽的收料位置信息、并输入收料量给定值；第三PLC控制收料车行走至收料位置；第三PLC向收料控制器发送收料指令；工控机获得收料车的载料量达到收料量给定值时，向第三PLC发送停止收料控制指令；第三PLC向收料控制器发送停止收料指令；工控机向第三PLC发送收料车行走至收料养虫槽两侧的第一轨道与第二轨道交汇处的直角换向机构上的控制指令；第三PLC向收料车行走控制器发送行走至直角换向机构上的控制指令；收料车行走至直角换向机构上后，工控机向第三PLC发送收料车已行走至直角换向机构上的信息，第三PLC向收料车行走控制器发送停止运行的控制指令；第一接近开关向第一PLC发送收料车到达信息；第一PLC向第一驱动机构发送旋转控制指令；角度传感器检测到圆形转盘旋转90度，换向轨道与第二轨道对齐后，工控机向第三PLC发送收料车行走至第二轨道近黑水虻及虫砂分拣储存装置的一端的控制指令；收料车行走至近黑水虻及虫砂分拣储存装置的一端后；工控机向控制黑水虻及虫砂分拣储存装置启停的控制开关发送开启指令；黑水虻及虫砂分拣储存装置开启后，工控机向第三PLC发送卸料控制指令，第三PLC向卸料控制器发送卸料指令；工控机检测到卸料完毕后，向第三PLC发送停止卸料控制指令；第三PLC向卸料控制器发送停止卸料指令；工控机向控制开关发送关闭指令。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统的控制方法，还包括温度检测传感器实时检测养殖室内的环境温度，氨气检测传感器实时检测养殖室内的氨气浓度；其检测数据发送至第四PLC；当第四PLC获得养殖室内的环境温度超出设定值时，第四PLC向调温控制机构发送控制指令，启动温度调节系统使养殖室内的环境温度达到设定值；当第四PLC获取养殖室内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC向引风机启停和调速机构发送控制指令，启动引风机或加快引风机转速；当第四PLC获取养殖室内的氨气浓度低于设定值时，第四PLC向引风机启停和调速机构发送控制指令，降低引风机转速或停用引风机。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统的控制方法，还包括第二氨气检测传感器实时检测储料塔内的氨气浓度；其检测数据发送至第四PLC；当第四PLC获取储料塔内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC向引风机启停和调速机构发送控制指令，启动引风机或加快引风机转速；当仅有养殖室内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC发送加大养殖室抽风量控制阀开度、减小储料塔抽风量控制阀开度的指令，当仅有储料塔内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC发送减小养殖室抽风量控制阀开度、加大储料塔抽风量控制阀开度的指令。

在不冲突的情况下上述改进或优选方案可单独或组合实施。

本发明提供的技术方案，投料车和收料车通过直角换向机构换向，可运行在不同养虫槽两侧的第一轨道上或第二轨道上，节省了空间和设备投资费用。采用投料车实现自动化投料，和采用收料车实现自动化收料，提高了作业效率，降低了操作人员的劳动强度，避免了人工长期工作于环境差的养殖室内，降低了黑水虻养殖中的劳动力需求。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为实施例黑水虻养殖自动控制系统的控制原理示意图；

图2为实施例黑水虻养殖自动控制系统的结构原理示意图；

图3为实施例黑水虻养殖自动控制系统的直角换向机构结构原理示意图；

图4为实施例黑水虻养殖自动控制系统的投料车的结构原理示意图；

图5为实施例黑水虻养殖自动控制系统的投料车的俯视结构原理示意图；

图6为实施例黑水虻养殖自动控制系统的收料车的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图3所示的黑水虻养殖系统，包括养殖室9，设置于养殖室9内的若干个养虫槽10，若干分别位于各养虫槽10两侧的第一轨道7，位于养虫槽10的一端外侧、与第一轨道7等宽且与第一轨道7垂直布置的第二轨道8，若干个设置在第一轨道7与第二轨道8交汇处的直角换向机构1，运行在第一轨道7或第二轨道8上的投料车2和收料车3，位于第二轨道8一端上方的储料塔4，位于第二轨道8另一端外侧的黑水虻及虫砂分拣储存装置5。直角换向机构1包括与第一轨道7和第二轨道8连接的圆形机座101、与圆形机座101枢接的圆形转盘102、与圆形转盘102上表面连接、实现与第一轨道7或第二轨道8对接的换向轨道103、驱动圆形转盘102旋转的第一驱动机构。黑水虻养殖自动控制系统还包括设置于直角换向机构1上与第一驱动机构电信号连接的第一PLC11，与第一PLC11电信号连接的角度传感器12，与第一PLC11电信号连接用于检测投料车2或收料车3是否停留在直角换向机构1上的第一接近开关；设置于投料车2上的第二PLC13，与第二PLC13电信号连接的投料车载料量检测传感器14、投料车位置检测传感器15、投料车行走控制器16、投料控制器17；设置于收料车3上的第三PLC18，与第三PLC18电信号连接的收料车载料量检测传感器19、收料车位置检测传感器20、收料车行走控制器21、收料控制器22、卸料控制器23；与第一PLC11、第二PLC13、和第三PLC18通信连接的工控机24；与储料塔4的出料口连接，并与工控机24通信连接，控制储料塔4出料的控制阀25；与工控机24通信连接，控制黑水虻及虫砂分拣储存装置5启停的控制开关26。

工作原理：收集运输来的黑水虻饲养料，卸入储料塔4内贮存备用，养虫槽10需投料时，投料车2在第二轨道8上运行至储料塔4的下方，打开储料塔4的出料阀门，将储料塔4内存放的黑水虻饲养料卸入投料车2内，投料车2装好料后，投料车2在第二轨道8上运行至与某一养虫槽10连接的直角换向机构1上，该直角换向机构1旋转90度后，使换向轨道103与位于该养虫槽10两侧的第一轨道7对接，将投料车2转移至该养虫槽10两侧的第一轨道7上运行，投料车2将黑水虻饲养料均匀投放在该养虫槽10内。通常情况下，换向轨道103与第二轨道8处于对接状态，使得投料车2或收料车3可以在黑水虻及虫砂分拣储存装置5与储料塔4之间的轨道上运行。投料完成后，在黑水虻饲养料中接种黑水虻幼虫。根据幼虫的取食情况，重复若干次投料。黑水虻幼虫成长后进行收料，收料时，将收料车3转移至养虫槽10两侧的第一轨道7上运行，收料车3收集黑水虻及虫砂混合物。收料车3收集黑水虻及虫砂混合物后，运行至直角换向机构1上，直角换向机构1旋转90度后，使换向轨道103与第二轨道8对接，收料车3转移至第二轨道8上运行，收料车3在第二轨道8上运行至黑水虻及虫砂分拣储存装置5旁，将收料车3内的黑水虻及虫砂混合物输送至黑水虻及虫砂分拣储存装置5的进料口，分拣后黑水虻送往贮存间，虫砂输送至有机肥原料仓库。

黑水虻养殖系统作业过程中包括以下步骤：投料车位置检测传感器15实时检测投料车2的位置信息，并通过设置于投料车2上的第二PLC13实时发送至工控机24；收料车位置检测传感器20实时检测收料车3的位置信息，并通过设置于收料车3上的第三PLC18实时发送至工控机24；投料车载料量检测传感器14实时检测投料车2的载料量信息，并通过第二PLC13实时发送至工控机24；收料车载料量检测传感器19实时检测收料车3的载料量信息，并通过第三PLC20实时发送至工控机24。

投料作业时，工控机24向第二PLC13输入投料量给定值和投料位置信息；第二PLC13控制投料车2行走至储料塔4的下方；工控机24向储料塔4出料的控制阀25发送开启指令；工控机24获得投料车的载料量达到投料量给定值时，向储料塔4出料的控制阀25发送关闭指令；控制阀25关闭后，工控机24向第二PLC13发送投料车2行走至与需投料的养虫槽10两侧的第一轨道7对应的直角换向机构1上的控制指令；第二PLC13向投料车行走控制器16发送行走至与需投料的养虫槽10两侧的第一轨道7对应的直角换向机构1上的控制指令；投料车2行走至与需投料的养虫槽10两侧的第一轨道7对应的直角换向机构1后，工控机24向第二PLC13发送投料车2已行走至直角换向机构1上的信息，第二PLC13向投料车行走控制器16发送停止运行的控制指令；第一接近开关向第一PLC11发送投料车2到达信息；第一PLC11向第一驱动机构发送换向启动控制指令；角度传感器12检测到圆形转盘102旋转90度，换向轨道103与第一轨道7对齐后，圆形转盘102停止旋转；第二PLC13向投料车行走控制器16发送行走至投料位置的控制指令；投料车2行走至投料位置后，工控机24向第二PLC13发送投料控制指令；第二PLC13向投料控制器17发送投料指令；工控机24检测到投料完毕后，向第二PLC13发送停止投料控制指令；第二PLC13向投料控制器17发送停止投料指令。

收料作业时，工控机24向第三PLC18输入拟收料养虫槽10的收料位置信息、并输入收料量给定值；第三PLC18控制收料车3行走至收料位置；第三PLC18向收料控制器22发送收料指令；工控机24获得收料车3的载料量达到收料量给定值时，向第三PLC18发送停止收料控制指令；第三PLC18向收料控制器22发送停止收料指令；工控机24向第三PLC18发送收料车3行走至收料养虫槽10两侧的第一轨道7与第二轨道8交汇处的直角换向机构1上的控制指令；第三PLC18向收料车行走控制器21发送行走至直角换向机构1上的控制指令；收料车3行走至直角换向机构1上后，工控机24向第三PLC18发送收料车3已行走至直角换向机构1上的信息，第三PLC18向收料车行走控制器21发送停止运行的控制指令；第一接近开关向第一PLC11发送收料车3到达信息；第一PLC11向第一驱动机构发送旋转控制指令；角度传感器12检测到圆形转盘102旋转90度，换向轨道103与第二轨道8对齐后，工控机24向第三PLC18发送收料车3行走至第二轨道8近黑水虻及虫砂分拣储存装置5的一端的控制指令；收料车3行走至近黑水虻及虫砂分拣储存装置5的一端后；工控机24向控制黑水虻及虫砂分拣储存装置5启停的控制开关26发送开启指令；黑水虻及虫砂分拣储存装置5开启后，工控机24向第三PLC18发送卸料控制指令，第三PLC18向卸料控制器23发送卸料指令；工控机24检测到卸料完毕后，向第三PLC18发送停止卸料控制指令；第三PLC18向卸料控制器23发送停止卸料指令；工控机24向控制开关26发送关闭指令。

工控机24向第二PLC13输入作业位置信息或向第三PLC18输入作业位置信息后，工控机24根据投料车2的实时位置转移至作业位置的路径，或根据收料车3的实时位置转移至作业位置的路径来操控第一PLC11，使不需旋转的直角换向机构上的换向轨道103与投料车2或收料车3的行走路径的轨道对接连通，使需要旋转的直角换向机构上的换向轨道103与投料车2或收料车3的驶来方向轨道对接连通。第一PLC11根据预设的圆形转盘102旋转角度值，与角度传感器12的检测值进行比较，保障使不需旋转的直角换向机构上的换向轨道103与投料车2或收料车3的行走路径的轨道对接连通，使需要旋转的直角换向机构上的换向轨道103与投料车2或收料车3的驶来方向轨道对接连通。

可选的技术方案，如图1和图2所示，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括进气口与养殖室9连通的引风机；与引风机的出气口连通的除臭塔6；养殖室9的温度调节系统；第四PLC27；设置于养殖室9内与第四PLC27电信号连接的温度检测传感器和氨气检测传感器；与第四PLC27电信号连接的引风机启停和调速机构28；与第四PLC电信号连接的温度调节系统的调温控制机构29。

黑水虻养殖系统作业过程中还包括以下步骤：温度检测传感器实时检测养殖室9内的环境温度，氨气检测传感器实时检测养殖室9内的氨气浓度；其检测数据发送至第四PLC27；当第四PLC27获得养殖室9内的环境温度超出设定值时，第四PLC27向调温控制机构29发送控制指令，启动温度调节系统使养殖室9内的环境温度达到设定值；当第四PLC27获取养殖室9内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC27向引风机启停和调速机构28发送控制指令，启动引风机或加快引风机转速；当第四PLC27获取养殖室9内的氨气浓度低于设定值时，第四PLC27向引风机启停和调速机构28发送控制指令，降低引风机转速或停用引风机。

在上述改进方案的基础上，可选的技术方案，如图1和图2所示，本发明提供的黑水虻养殖系统，所述引风机的进气口还与储料塔4连通，还包括与第四PLC27电信号连接，检测储料塔4氨气浓度的第二氨气检测传感器；与第四PLC27电信号连接的养殖室抽风量控制阀30和储料塔抽风量控制阀31。第二氨气检测传感器实时检测储料塔4内的氨气浓度；其检测数据发送至第四PLC27；当第四PLC27获取储料塔4内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC27向引风机启停和调速机构28发送控制指令，启动引风机或加快引风机转速；当仅有养殖室9内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC27发送加大养殖室抽风量控制阀30开度、减小储料塔抽风量控制阀31开度的指令，当仅有储料塔4内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC27发送减小养殖室抽风量控制阀30开度、加大储料塔抽风量控制阀31开度的指令。

可选的技术方案，如图4和图5所示，本发明提供的黑水虻养殖系统，投料车2包括投料车车架201，与投料车车架201底部连接的投料车驱动轴202和投料车从动轴203，与投料车驱动轴202连接的投料车驱动轮204，与投料车从动轴203连接的投料车从动轮205，与投料车驱动轴202连接的投料车驱动机构206，与投料车车架201连接的投料斗208，与投料车车架201连接，并与投料斗208的底部出料口连通的投料器207；投料控制器17控制投料器207的投料量。

可选的技术方案，如图6所示，本发明提供的黑水虻养殖系统，收料车3包括收料车车架301，与收料车车架301底部连接的收料车驱动轴302和收料车从动轴303，与收料车驱动轴302连接的收料车驱动轮304，与收料车从动轴303连接的收料车从动轮305，与收料车驱动轴302连接的收料车驱动机构，与收料车车架301连接的收料斗306；与收料车车架301一端连接的提升机307，与提升机307进料端铰接的收料铲308，两端分别与提升机307和收料铲308铰接的液压油缸、气缸或电动推杆309；与收料斗306的底部出料口连接的卸料阀；收料控制器22包括控制液压油缸、气缸或电动推杆309伸缩的执行器和控制提升机307启停的执行器；卸料控制器23与卸料阀连接；黑水虻养殖系统还包括与第三PLC18电信号连接、检测收料铲308升降位置的距离传感器，与第三PLC18电信号连接、控制卸料阀开度的调节机构。距离传感器检测收料铲308处于收铲状态或工作状态，控制液压油缸、气缸或电动推杆309伸缩的执行器控制收料铲308的升降，收料铲308降低接触至养虫槽10槽底时，收料车3在移动过程中收料，黑水虻及虫砂经收料铲308，提升机307输入收料斗306中；收料铲308提升脱离养虫槽10时，收料车3在移动过程不进行铲料。收料车3行走至近黑水虻及虫砂分拣储存装置5的一端后，收料斗306中的黑水虻及虫砂经卸料阀后输入黑水虻及虫砂分拣储存装置5。

可选的技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括分别设置在第一轨道7的远离第二轨道8端的止位块；与第二PLC13电信号连接、检测投料车2接近止位块的第二接近开关，与第三PLC18电信号连接，检测所述收料车3接近止位块的第三接近开关；投料车2接近止位块时，第二接近开关发送电信号；收料车3接近止位块时，第三接近开关发送电信号。当投料车2行驶至止位块时，第二接近开关动作，向第二PLC13发出电信号，第二PLC13控制投料车2停止运行；当收料车3行驶至止位块时，第三接近开关动作，向第三PLC18发出电信号，第三PLC18控制收料车3停止运行。防止投料车2或收料车3脱离第一轨道7。

可选的技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括分别设置在所述第二轨道8两端的第二止位块和第三止位块；投料车2接近第二止位块或第三止位块时，第二接近开关发送电信号；收料车3接近第二止位块或第三止位块时，第三接近开关发送电信号。当投料车2行驶至第二止位块或第三止位块时，第二接近开关动作，向第二PLC13发出电信号，第二PLC13控制投料车2停止运行；当收料车3行驶至第二止位块或第三止位块时，第三接近开关动作，向第三PLC18发出电信号，第三PLC18控制收料车3停止运行。防止投料车2或收料车3脱离第二轨道8，或作为投料车2、收料车3移动至储料塔4或黑水虻及虫砂分拣储存装置5的定位机构。

显然，本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种黑水虻养殖系统，其特征在于，包括养殖室（9），设置于所述养殖室（9）内的若干个养虫槽（10）；位于所述养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）；位于所述养虫槽（10）的一端外侧，与所述第一轨道（7）等宽且与第一轨道（7）垂直布置的第二轨道（8）；设置在所述第一轨道（7）与第二轨道（8）交汇处的直角换向机构（1）；运行在所述第一轨道（7）或第二轨道（8）上的投料车（2）和收料车（3）；位于所述第二轨道（8）一端上方的储料塔（4）；位于所述第二轨道（8）另一端外侧的黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）；所述直角换向机构（1）包括与第一轨道（7）和第二轨道（8）连接的圆形机座（101），与所述圆形机座（101）枢接的圆形转盘（102），与所述圆形转盘（102）上表面连接，实现与第一轨道（7）或第二轨道（8）对接的换向轨道（103），驱动所述圆形转盘（102）旋转的第一驱动机构；所述黑水虻养殖系统还包括设置于所述直角换向机构（1）上与所述第一驱动机构电信号连接的第一PLC（11）；与所述第一PLC（11）电信号连接的角度传感器（12）；与所述第一PLC（11）电信号连接用于检测投料车（2）或收料车（3）是否停留在直角换向机构（1）上的第一接近开关；设置于所述投料车（2）上的第二PLC（13）；与所述第二PLC（13）电信号连接的投料车载料量检测传感器（14）、投料车位置检测传感器（15）、投料车行走控制器（16）、投料控制器（17）；设置于所述收料车（3）上的第三PLC（18）；与所述第三PLC（18）电信号连接的收料车载料量检测传感器（19）、收料车位置检测传感器（20）、收料车行走控制器（21）、收料控制器（22）、卸料控制器（23）；与所述第一PLC（11）、第二PLC（13）、和第三PLC（18）通信连接的工控机（24）；与所述储料塔（4）的出料口连接，并与所述工控机（24）通信连接，控制储料塔（4）出料的控制阀（25）；与所述工控机（24）通信连接，控制黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）启停的控制开关（26）。

2.根据权利要求1所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，还包括进气口与所述养殖室（9）连通的引风机；与所述引风机的出气口连通的除臭塔（6）；养殖室（9）的温度调节系统；第四PLC（27）；设置于所述养殖室（9）内与所述第四PLC（27）电信号连接的温度检测传感器和氨气检测传感器；与所述第四PLC（27）电信号连接的引风机启停和调速机构（28）；与所述第四PLC电信号连接的温度调节系统的调温控制机构（29）。

3.根据权利要求2所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，所述引风机的进气口还与储料塔（4）连通；还包括与所述第四PLC（27）电信号连接，检测所述储料塔（4）氨气浓度的第二氨气检测传感器；与所述第四PLC电信号连接的养殖室抽风量控制阀（30）和储料塔抽风量控制阀（31）。

4.根据权利要求1所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，所述投料车（2）包括投料车车架（201），与所述投料车车架（201）连接的投料车驱动机构（206），与所述投料车车架（201）连接的投料斗（208），与所述投料车车架（201）连接，并与所述投料斗（208）的底部出料口连通的投料器（207）；所述投料控制器（17）控制投料器（207）的投料量。

5.根据权利要求1所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，所述收料车（3）包括收料车车架（301），与所述收料车车架（301）连接的收料车驱动机构，与所述收料车车架（301）连接的收料斗（306）；与所述收料车车架（301）一端连接的提升机（307），与所述提升机（307）进料端铰接的收料铲（308），两端分别与所述提升机（307）和收料铲（308）铰接的液压油缸、气缸或电动推杆（309）；与所述收料斗（306）的底部出料口连接的卸料阀；所述收料控制器（22）包括控制液压油缸、气缸或电动推杆（309）伸缩的执行器和控制提升机（307）启停的执行器；所述卸料控制器（23）与所述卸料阀连接；所述黑水虻养殖系统还包括与所述第三PLC（18）电信号连接、检测所述收料铲（308）升降位置的距离传感器，与所述第三PLC（18）电信号连接、控制所述卸料阀开度的调节机构。

6.根据权利要求1所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，还包括分别设置在所述第一轨道（7）的远离第二轨道（8）端的止位块；与第二PLC（13）电信号连接、检测所述投料车（2）接近止位块的第二接近开关，与第三PLC（18）电信号连接，检测所述收料车（3）接近止位块的第三接近开关；所述投料车（2）接近止位块时，第二接近开关发送电信号；所述收料车（3）接近止位块时，第三接近开关发送电信号。

7.根据权利要求6所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，还包括分别设置在所述第二轨道（8）两端的第二止位块和第三止位块；所述投料车（2）接近第二止位块或第三止位块时，第二接近开关发送电信号；所述收料车（3）接近第二止位块或第三止位块时，第三接近开关发送电信号。

8.一种黑水虻养殖系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：投料车位置检测传感器（15）实时检测投料车（2）的位置信息，并通过设置于投料车（2）上的第二PLC（13）实时发送至工控机（24）；收料车位置检测传感器（20）实时检测收料车（3）的位置信息，并通过设置于收料车（3）上的第三PLC（18）实时发送至工控机（24）；投料车载料量检测传感器（14）实时检测投料车（2）的载料量信息，并通过第二PLC（13）实时发送至工控机（24）；收料车载料量检测传感器（19）实时检测收料车（3）的载料量信息，并通过第三PLC（20）实时发送至工控机（24）；

投料作业时，工控机（24）向第二PLC（13）输入投料量给定值和投料位置信息；第二PLC（13）控制投料车（2）行走至储料塔（4）的下方；工控机（24）向储料塔（4）出料的控制阀（25）发送开启指令；工控机（24）获得投料车的载料量达到投料量给定值时，向储料塔（4）出料的控制阀（25）发送关闭指令；控制阀（25）关闭后，工控机（24）向第二PLC（13）发送投料车（2）行走至与需投料的养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）对应的直角换向机构（1）上的控制指令；第二PLC（13）向投料车行走控制器（16）发送行走至与需投料的养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）对应的直角换向机构（1）上的控制指令；投料车（2）行走至与需投料的养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）对应的直角换向机构（1）后，工控机（24）向第二PLC（13）发送投料车（2）已行走至直角换向机构（1）上的信息，第二PLC（13）向投料车行走控制器（16）发送停止运行的控制指令；第一接近开关向第一PLC（11）发送投料车（2）到达信息；第一PLC（11）向第一驱动机构发送换向启动控制指令；角度传感器（12）检测到圆形转盘（102）旋转90度，换向轨道（103）与第一轨道（7）对齐后，圆形转盘（102）停止旋转；第二PLC（13）向投料车行走控制器（16）发送行走至投料位置的控制指令；投料车（2）行走至投料位置后，工控机（24）向第二PLC（13）发送投料控制指令；第二PLC（13）向投料控制器（17）发送投料指令；工控机（24）检测到投料完毕后，向第二PLC（13）发送停止投料控制指令；第二PLC（13）向投料控制器（17）发送停止投料指令；

收料作业时，工控机（24）向第三PLC（18）输入拟收料养虫槽（10）的收料位置信息、并输入收料量给定值；第三PLC（18）控制收料车（3）行走至收料位置；第三PLC（18）向收料控制器（22）发送收料指令；工控机（24）获得收料车（3）的载料量达到收料量给定值时，向第三PLC（18）发送停止收料控制指令；第三PLC（18）向收料控制器（22）发送停止收料指令；工控机（24）向第三PLC（18）发送收料车（3）行走至收料养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）与第二轨道（8）交汇处的直角换向机构（1）上的控制指令；第三PLC（18）向收料车行走控制器（21）发送行走至直角换向机构（1）上的控制指令；收料车（3）行走至直角换向机构（1）上后，工控机（24）向第三PLC（18）发送收料车（3）已行走至直角换向机构（1）上的信息，第三PLC（18）向收料车行走控制器（21）发送停止运行的控制指令；第一接近开关向第一PLC（11）发送收料车（3）到达信息；第一PLC（11）向第一驱动机构发送旋转控制指令；角度传感器（12）检测到圆形转盘（102）旋转90度，换向轨道（103）与第二轨道（8）对齐后，工控机（24）向第三PLC（18）发送收料车（3）行走至第二轨道（8）近黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）的一端的控制指令；收料车（3）行走至近黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）的一端后；工控机（24）向控制黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）启停的控制开关（26）发送开启指令；黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）开启后，工控机（24）向第三PLC（18）发送卸料控制指令，第三PLC（18）向卸料控制器（23）发送卸料指令；工控机（24）检测到卸料完毕后，向第三PLC（18）发送停止卸料控制指令；第三PLC（18）向卸料控制器（23）发送停止卸料指令；工控机（24）向控制开关（26）发送关闭指令。

9.根据权利要求8所述的黑水虻养殖系统的控制方法，其特征在于，还包括温度检测传感器实时检测养殖室（9）内的环境温度，氨气检测传感器实时检测养殖室（9）内的氨气浓度；其检测数据发送至第四PLC（27）；当第四PLC（27）获得养殖室（9）内的环境温度超出设定值时，第四PLC（27）向调温控制机构（29）发送控制指令，启动温度调节系统使养殖室（9）内的环境温度达到设定值；当第四PLC（27）获取养殖室（9）内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC（27）向引风机启停和调速机构（28）发送控制指令，启动引风机或加快引风机转速；当第四PLC（27）获取养殖室（9）内的氨气浓度低于设定值时，第四PLC（27）向引风机启停和调速机构（28）发送控制指令，降低引风机转速或停用引风机。

10.根据权利要求9所述的黑水虻养殖系统的控制方法，其特征在于，还包括第二氨气检测传感器实时检测储料塔（4）内的氨气浓度；其检测数据发送至第四PLC（27）；当第四PLC（27）获取储料塔（4）内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC（27）向引风机启停和调速机构（28）发送控制指令，启动引风机或加快引风机转速；当仅有养殖室（9）内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC（27）发送加大养殖室抽风量控制阀（30）开度、减小储料塔抽风量控制阀（31）开度的指令，当仅有储料塔（4）内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC（27）发送减小养殖室抽风量控制阀（30）开度、加大储料塔抽风量控制阀（31）开度的指令。