CN110150234B - 一种小型黑水虻自动养殖系统及其养殖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型黑水虻自动养殖系统及其养殖方法，包括养殖房和总控系统，所述的养殖房内垂直和/或水平设置若干个养殖单元，所述的养殖单元包括投虫装置、布料装置、养殖盒、出粪装置和分控系统；所述的投虫装置可以定时定量的将黑水虻幼虫投放至养殖盒内；所述的布料装置可以定时定量的将黑水虻饲料水平铺满养殖盒；所述的养殖盒用于黑水虻幼虫的养殖，可以根据需要控制养殖盒内温度；所述的出粪装置用于定时清除输送养殖盒下部养殖后产生的虫粪。本发明实现了黑水虻养殖的自动化和无人化操作，只要通过控制系统设置好各个装置的运行参数，即可实现无人、多天连续操作，有效地提高养殖效率，降低了人工成本，有助于黑水虻养殖的推广和应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型黑水虻自动养殖系统及其养殖方法，属于昆虫养殖技 术领域。
背景技术
黑水虻是一种全世界广泛分布的资源昆虫，幼虫在自然界以动物粪便、腐 烂的有机物，如腐肉、腐烂的水果、蔬菜和植物性垃圾为食，能够被用于畜禽 粪便的无害化处理。原产于美洲，目前为全世界广泛分布(南北纬40度之间)。 近些年传入我国，目前已广布之贵州，广西，广东，上海，云南，台湾，湖南、 湖北等地。因此黑水虻养殖广泛的被研究。虽然现有的黑水虻养殖技术逐渐得到成熟，部分黑水虻养殖设备逐渐得到应用，但是依然存在养殖效率低，自动 化程度低，人工消耗巨大等问题。CN201810446393.7，发明名称：一种自动化 黑水虻养殖装置，包括养殖模块、投料系统、筛分系统和控制系统，所述养殖 模块为多个联动的养殖管体及其配套的动力装置。所述养殖管体内部包含一道 养殖螺旋，沿着养殖螺旋在螺旋边缘两侧安装有螺旋挡板，安装于养殖螺旋边缘的螺旋挡板向养殖螺旋的中部倾斜，在养殖螺旋和挡板靠近养殖螺旋一侧均 喷有光滑涂层，可保障养殖管体在旋转过程中饲料和黑水虻幼虫均沿螺旋逐渐 向前移动，并可有效防止黑水虻幼虫从螺旋中爬出或从前一个螺旋爬到第二个 螺旋。养殖管体外部安装有2-3道联动齿轮，用于养殖管道的旋转。装置运行 过程中，电机带动一根养殖管体的联动齿轮旋转，同时联动齿轮带动其他并联的养殖管体的联动齿轮同步旋转，进而实现整个养殖模块的同步旋转。养殖管 体内部设计8个养殖螺旋，分别用于第一天至第八天的黑水虻的养殖。养殖过 程中，首先在养殖管体旋转方向的第一个螺距中完成黑水虻虫卵或刚孵化的幼 虫的投放，通过养殖管体每天转动一个螺距的间歇式旋转，逐渐将幼虫由投放口所在的螺旋转动至尾部螺旋，在螺旋转动过程中黑水虻逐渐由刚孵化的幼虫 长成可收获的黑水虻。每天经过一个螺距的旋转之后，第一个螺距中的黑水虻 幼虫等内容物转移至第二个螺旋，空出的第一个螺旋继续进行黑水虻虫卵或刚 孵化幼虫的投放，以此实现黑水虻的自动化连续养殖。该装置采用八个螺旋实 现不同阶段的养殖，采用筛分来分离成虫，依然存在结构复杂，自动化程度低 的问题。
发明内容
本发明提供了一种小型黑水虻自动养殖系统及其养殖方法，适用于家庭小 规模养殖，操作简单、自动化程度高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种小型黑水虻自动养殖系统，包括养殖房和总控系统，所述的养殖房内 垂直和/或水平设置若干个养殖单元，所述的养殖单元包括投虫装置、布料装置、 养殖盒、出粪装置和分控系统；
所述的投虫装置可以定时定量的将黑水虻幼虫投放至养殖盒内；
所述的布料装置可以定时定量的将黑水虻饲料水平铺满养殖盒；
所述的养殖盒用于黑水虻幼虫的养殖，可以根据需要控制养殖盒内温度；
所述的出粪装置用于定时清除输送养殖盒下部养殖后产生的虫粪；
所述的投虫装置、布料装置、养殖盒和出粪装置分别于分控系统连接，所 述的分控系统与总控系统连接。
优选地：所述的养殖房还设置有温控装置，所述的温控装置与所述的总控 系统连接。
优选地：所述的温控装置包括设置在养殖房内的若干个养殖房温度传感器 和换热装置。
优选地：所述的投虫装置包括一个放置黑水虻幼虫的壳体；
设置在壳体上保温装置，所述的保温装置可以使壳体内部温度控制在5-15 ℃；
设置在壳体内部的黑水虻幼虫定量装置，所述的定量装置可以将存放在壳 体内的黑水虻幼虫分为若干份，每份黑水虻幼虫等重或不等重；
推动装置，所述的推动装置将每份黑水虻幼虫从起放置位置推到壳体的投 虫口，使定量份的黑水虻幼虫从投虫口落出，进入养殖盒内。
优选地：所述的保温装置包括设置所述管道内壁设置有空气通道，所述的 管道的外壁设置有投虫保温层，所述的空气通道内设置有温控装置和投虫温度 传感器；
所述的温控装置为电子制冷装置；
所述的黑水虻幼虫定量装置包括一主轴，所述的主轴上设置若干分割片， 所述的分割片的边缘与所述的空气通道相接触。
优选地：所述的布料装置包括储料槽、螺旋布料装置和水平移动装置，所 述的水平移动装置可以带动螺旋布料装置做往返运动；
所述的螺旋布料装置包括螺旋输送机，所述的螺旋输送机的进料口与所述 的储料槽连通，所述的出料口为设置在机壳底部的若干个出料口或一个贯穿机 壳整体的出料口。
优选地：所述的养殖盒包括至少一个养殖盒和框架，所述的养殖盒包括一 两端开口的养殖槽、底板、盒盖和牵引机构，所述的养殖槽的上部设置有向外 倾斜的倾斜部；最下面所述的养殖槽的底部外面设置有收集槽；所述盒盖的上 设置有温控装置和养殖盒温度传感器。
优选地：所述的出粪装置包括刮粪装置和水平移动装置，所述的水平移动 装置可以带动刮粪装置做往返移动；
所述的刮粪装置包括输送装置和刮板，所述的输送装置包括动力装置、两 个链轮、输送链条，所述的两个链轮设置在养殖盒的两端，一个链轮与动力装 置安装在一起，另一个链轮与固定架安装在一起，所述的输送链条安装在两个 链轮上；
所述的链条包括内链板、外链板、销轴、套筒和滚子，内链板与套筒间、 外链板与销轴间为过盈配合，套筒与销轴间为间隙配合，形成动联接，所述的 外链板包括一个设置销孔的竖板和一个设置有安装孔的横板，所述的刮板为L形 刮板，所述的L形刮板上设置有与安装孔，所述的L形刮板通过安装孔与外链板 安装在一起。
优选地：所述的水平移动装置所述的水平移动机构包括导轨和牵引机构，
所述的牵引机构包括牵引动力装置、牵引轴、主动轮、从动轮和牵引绳， 所述的牵引动力装置与所述的牵引轴安装在一起，所述的牵引轴的两端设置主 动轮，所述的主动轮与所述的从动轮通过牵引绳安装在一起，所述的牵引绳与 所述输送装置安装在一起。
优选地：所述的总控系统还包括无线传输模块和接收终端。
本发明也提供了一种小型黑水虻自动养殖方法，包括以下步骤：
(1)将黑水虻幼虫缓慢降温，使其达到休眠状态，备用；
(2)将休眠状态的黑水虻幼虫放在投虫装置中，使投虫装置的温度保持在 5-15℃；
(3)在养殖盒的底部与底板之间设置一个由黑水虻养殖虫粪制备的粪板； 采用布料装置往养殖盒内布料；采用投虫装置往养殖盒内投虫；关闭养殖盒， 开始养殖；
(4)通过分控制系统设定系统运行参数，开启系统，通过盒盖、温控装置 和养殖盒温度传感器控制养殖温度；
(5)当养殖盒内的黑水虻幼虫成熟以后，关闭温控装置、降低盒盖高度， 使成熟的黑水虻幼虫从养殖盒内爬出，掉落到收集槽内，然后在分控制系统控 制的控制下，重复步骤(3)的步骤，循环养殖；
(6)当养殖次数达到设定时，分控制系统控制出粪装置，进行出粪操作， 然后重复步骤(3)步骤，循环养殖；
(7)重复步骤(3)和步骤(4)的步骤，直至该批次养殖结束。
本发明的有益效果：
本发明采用低温自动投虫装置、布料装置、养殖盒和出粪装置四个装置的 有机结合，可以实现黑水虻养殖的自动化和无人化操作，只要通过控制系统设 置好各个装置的运行参数，即可实现无人、多天连续操作，有效地提高养殖效 率，降低了人工成本，有助于黑水虻养殖的推广和应用。
本发明的布料装置在螺旋输送机的下面开设若干个出料口，粪便通过螺旋 输送机的作用，从出料口投放到养殖盒内，并且投放的粪便从螺旋输送机的进 料口到尾端逐渐填满养殖盒，在投料的同时，螺旋输送机也起到铺平的作用， 当养殖盒内一块填满铺平以后，在水平移动装置的作用下，螺旋输送机移动， 在新的位置继续投料铺平，如此反复操作，即可完成整个养殖盒的投料和铺平工作，装置结构简单，操作方便。
本发明将黑水虻幼虫先降温，使其达到不活动的休眠状态，然后将其保存 在容器中，使其一直保持休眠状态，然后定时定量的投放到养殖盒内。达到休 眠状态的黑水虻幼虫可以保持长时间不死亡、不活动，当休眠状态的黑水虻幼 虫遇到合适的温度就是再次活动起来。采用上述方法，可以实现一次投放黑水虻幼虫，一周到一个月内自动投放，实现长时间无人、自动操作，效率高，节 省人力成本，有效地降低了养殖成本。
本发明通过在养殖槽的上部设置向外倾斜的有向外倾斜的倾斜部，在养殖 的时候垂直设置多层养殖盒，养殖成熟的幼虫由于体积比刚孵化时幼虫大，所 以它相对刚孵化时幼虫也比较怕热，它会顺着倾斜部爬出养殖槽，掉落到设置 在最底层的收集槽内，不需要人工去分离，也不需要像以前的养殖槽一样，每 个养殖槽收集，然后在汇合在一块，结构简单，大大降低了人工成本。
本发明通过设置在输送装置上的刮板，将养殖黑底部的粪块刮下，并输送 出去，达到不用整体翻动养殖盒，即可完成养殖盒出粪，结构简单，操作方便， 可以实现黑水虻养殖的自动出粪操作，有利于实现自动化养殖。
本发明的装置不但适用于黑水虻的养殖，也适合于蝇蛆养殖或其他昆虫养 殖。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的养殖系统的主视图；
图2为本发明的养殖系统的左视图；
图3为本发明的布料装置的结构示意图；
图4为本发明的布料装置的水平移动装置结构示意图；
图5为本发明的投虫装置的结构示意图；
图6为本发明的养殖盒的结构示意图；
图7为本发明的收集槽的结构示意图；
图8为本发明的出粪装置的主视图；
图9为本发明的出粪装置的俯视图；
图10为图8中A部放大图；
图11为本发明的链条的结构示意图；
图12为本发明的分PLC控制器的结构框图；
图13为本发明的总PLC控制器的一种实施例结构框图；
图14为本发明的总PLC控制器的另一种实施例结构框图；
图中，1为养殖房，2为养殖房温度传感器，3为布料装置，3-1为储料槽，3-2 为螺旋输送机，3-3为活动机盖，3-4为出料口，3-5为机壳；4为散热风扇，5为 投虫装置，5-1为电动推杆，5-2为主轴，5-3为存虫口，5-4为盖子，5-5为分割片，5-6为电子制冷装置，5-7为投虫温度传感器，5-8为空气通道，5-9为壳体， 5-10为投虫保温层，5-11为投虫口，5-12为电动阀门；6为养殖盒，6-1为框架， 6-2为盒盖，6-3为负压风扇，6-4为养殖盒温度传感器，6-5为养殖槽，6-6为底板， 6-7为收集槽，6-8为倾斜部，6-9为养殖盒保温层；7为出粪装置，7-1为侧板， 7-2为皮带输送机，7-3为出粪电机，7-4为L形刮板，7-5为安装孔，7-6为输送链 条，7-7为横板，7-8为竖板，7-9为销孔，7-10为内链板；8为从动轮，9为牵引绳， 10为主动轮，11为牵引轴，12为牵引电机，13为导轨。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-2所示，一种小型黑水虻自动养殖系统，包括养殖房1和总控系统，所 述的养殖房1内垂直和/或水平设置若干个养殖单元，所述的养殖单元包括投虫装 置5、布料装置3、养殖盒6、出粪装置7和分控系统；本实施例采用垂直设定三 个养殖单元。
养殖房1为具有密封保温作用的房子。
在养殖房1还设置有温控装置，温控装置包括设置在养殖房1内的若干个养 殖房温度传感器2和换热装置。换热装置主要是起到热交换作用，以便于保持养 殖房1内具有适合黑水虻幼虫生活的温度。在黑水虻养殖过程中黑水虻会产生热 量，是一个升温过程，一般热交换装置采用散热风扇4，如本实施例就是采用的 散热风扇4。但是对于北方寒冬的地区，尤其是冬天需要采用加热装置，用于给养殖房1内升温，以便于保持黑水虻幼虫合适的生长温度。当然也可以根据需要 设置同时具有加热和降温作用的换热装置。
如图5所示，投虫装置5可以定时定量的将黑水虻幼虫投放至养殖盒6内；投 虫装置5包括一个放置黑水虻幼虫的壳体5-9，设置在壳体5-9上保温装置，所述 的保温装置可以使壳体5-9内部温度控制在5-15℃，设置在壳体5-9内部的黑水虻 幼虫定量装置，所述的定量装置可以将存放在壳体5-9内的黑水虻幼虫分为若干 份，每份黑水虻幼虫等重或不等重，推动装置，所述的推动装置将每份黑水虻 幼虫从起放置位置推到壳体5-9的投虫口5-11，使定量份的黑水虻幼虫从投虫口 5-11落出，进入养殖盒6。
本实施例中的投虫装置5包括一个放置黑水虻幼虫的壳体5-9；壳体5-9上 设置有存虫口5-3和投虫口5-11，存虫口5-3设置有盖子5-4，投虫口5-11设 置有电动阀门5-12，可以自动控制开闭。
在壳体5-9上设置有保温装置，所述的保温装置可以使壳体5-9内部温度控 制在5-15℃；保温装置主要是实现壳体5-9内部温度的控制，可以采用市场上 任一种实现温控的装置。本实施例采用保温装置包括设置所述管道内壁设置有 空气通道5-8，所述的管道的外壁设置有投虫保温层5-10，所述的空气通道5-8 内设置有温控装置和养殖盒温度传感器6-4。采用空气通道5-8的方式，可以有 效的降低装置重量，而且空气的保温效果很好。温控装置主要是起到加热和冷 却作用，使壳体5-9内保温保持在设定温度。一般的养殖环境，需要降温设备， 但是一切比较冷的地方也会需要加热设备，可以根据实际情况进行选择。本实 施例主要是针对养殖环境温度高于15℃的地方设定的，温控装置为电子制冷装 置5-6，主要为电子制冷片(或半导体制冷片)。电子制冷片不需要任何制冷剂， 可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。半导体制冷片具 有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永 远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。半导体制 冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再 加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自 动控制系统。半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良 好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。
在壳体5-9内部设置的黑水虻幼虫定量装置，所述的定量装置可以将存放 在壳体5-9内的黑水虻幼虫分为若干份，每份黑水虻幼虫等重或不等重；
黑水虻幼虫定量装置主要是现实黑水虻的定量投放作用，可以选择一些自 动称重设备，通过称重来实现。也可以采用黑水虻幼虫定量装置包括主轴5-2， 所述的主轴5-2上设置若干分割片5-5，所述的分割片5-5的边缘与所述的空气 通道5-8相接触，相邻两个分割片5-5之间的空间为黑水虻幼虫定量空间。
推动装置，所述的推动装置将每份黑水虻幼虫从起放置位置推到壳体5-9 的投虫口5-11，使定量份的黑水虻幼虫从投虫口5-11落出；推动装置为液压油 缸或电动推杆5-1，所述的推动装置与黑水虻幼虫定量装置安装在一起。推动装 置主要是定时推动黑水虻幼虫定量装置移动，进而实现定时定量投虫。本发明 采用电动推杆5-1。上述结构简单，只需要把每次投放的量确定了，在对应的分割区放入对应量的黑水虻幼虫即可，操作简单。
如图3和4所示，布料装置3可以定时定量的将黑水虻饲料水平铺满养殖盒6， 本实施例中布料装置3包括储料槽3-1、螺旋布料装置和包括水平移动装置，所述 的水平移动装置可以带动螺旋布料装置做往返运动；
所述的螺旋布料装置包括螺旋输送机3-2，所述的螺旋输送机3-2的进料口 与所述的储料槽3-1连通，所述的出料口3-4为设置在机壳3-5底部的若干个出 料口3-4或一个贯穿机壳3-5整体的出料口3-4。本实施例采用在在机壳3-5底 部的若干个出料口3-4。螺旋输送机3-2的机壳3-5上盖设置有活动机盖3-3，由 于粪便、有机废弃物等在螺旋输送机3-2输送过程中存在阻塞的风险，设置活动 机盖3-3，方便打开机壳3-5，排除故障。
水平移动机构包括导轨13和牵引机构，所述的螺旋输送机3-2安装在所述 的导轨13上，所述的牵引机构与所述的螺旋输送机3-2安装在一起，所述的牵 引机构带动所述的螺旋输送机3-2做水平往返运动。牵引机构可选择液压缸、丝 杆导轨13、链条导轨13等可以做直线运行的机器。
本实施例采用牵引机构包括牵引动力装置、牵引轴11、主动轮10、从动轮8和牵引绳9，所述的牵引动力装置与所述的牵引轴11安装在一起，所述的牵 引轴11的两端设置主动轮10，所述的主动轮10与所述的从动轮8通过牵引绳 9安装在一起，所述的牵引绳9与螺旋输送机3-2安装在一起。上述结构简单， 整体轻便，操作方便。牵引动力装置可以采用牵引电机12。
如图6和7所示，养殖盒6用于黑水虻幼虫的养殖，可以根据需要控制养殖盒 6内温度；
本实施例中的养殖盒6为包括一两端开口的养殖槽6-5、底板6-6和盒盖6-2， 所述的养殖槽6-5的上部设置有向外倾斜的倾斜部6-8。养殖槽6-5上部的倾斜部 6-8可以设置在养殖槽6-5的一边或多边，本实施例选择设置在养殖槽6-5的四周。 养殖槽6-5的形状可以根据需要设计，可以为方形、圆形等，本实施例采用长方 形的养殖槽6-5。
倾斜部6-8与养殖槽6-5的夹角会影响黑水虻成虫爬出是否成功，一般选择为 30-60度，本实施为45度，方便成熟的黑水虻成虫爬出养殖槽6-5。养殖槽6-5、 盒盖6-2和底板6-6上设置有养殖盒保温层6-9。养殖槽6-5和盒盖6-2可以采用保温 材料制成，也可以选择在养殖槽6-5和盒盖6-2的外部设置养殖盒保温层6-9。本 实施例采取盒盖6-2采用保温材料制成，养殖槽6-5采用设置养殖盒保温层6-9。 底板6-6没有设置养殖盒保温层6-9。黑水虻幼虫养殖需要合适的温度一般为 35-42℃，黑水虻养殖过程中会产热，需要设置保温装置，使其处理合适的生长温度。
在最下面所述的养殖槽6-5的底部外面设置有收集槽6-7。收集槽6-7与养殖 槽6-5活动连接，便于成熟黑水虻幼虫的收集。
盒盖6-2的上设置有温控装置和养殖盒温度传感器6-4。
设置养殖盒温度传感器6-4和温控装置可以有效地控制温度，当温度过高的 时候通过打开盒盖6-2和开启温控装置可以有效的养殖槽6-5内的温度控制在黑 水虻幼虫合适的生长温度，有利于黑水虻幼虫的生长。当然对于北方等寒冷地 区，温控装置可以设置为加热装置。
本实施例的温控装置为负压风扇6-3。温控装置采用负压风机，可以使凉空 气从养殖槽6-5四周进入，防止凉风直接吹黑水虻幼虫，导致温差过大，使其死 亡或延缓生长速度。
黑水虻养殖装置还包括盒盖提升装置。设置盒盖提升装置可以有效的提升 盒盖，来对温度进行控制。提升装置可以选择多种提升装置，如链条提升机、液压提升机、螺纹杆提升机等。本实施例采用盒盖提升装置与布料装置3中水平 移动机构结构类似，包括牵引动力装置、牵引轴11、主动轮10和牵引绳9，所述 的牵引动力装置与牵引轴11安装在一起，所述的主动轮10与牵引轴11安装在一 起，所述的牵引绳9的一端与主动轮10固定在一起，另一端与盒盖固定在一起。 采用上述装置，结构简答，轻便。牵引动力装置采用牵引电机12。
黑水虻养殖装置还包括框架6-1，所述的底板6-6上设置有在框架6-1上。出 粪装置7设置在养殖槽6-5底部与底板6-6之间。在图1和图2中没有画出框架6-1， 当然也可以不用采用框架6-1，直接通过连接件固定在养殖房1上。
如图8-11所示，出粪装置7用于定时清除输送养殖盒下部养殖后产生的粪便；
本实施例的出粪装置7包括刮粪装置和水平移动装置，所述的水平移动装 置可以带动刮粪装置做往返移动；
所述的刮粪装置包括输送装置和刮板，所述的输送装置可以做水平直线， 所述的刮板设置在所述输送装置上，所述的刮板可以将养殖盒下部的粪块刮下 并通过输送装置将刮下来的粪从养殖盒一端输送到养殖盒另一端。
输送装置可以选择任何一种可以做往运动的装置，本实施例的所述的输送 装置包括动力装置、两个链轮(图中未标出)、输送链条7-6，所述的两个链轮 设置在养殖盒的两端，一个链轮与动力装置安装在一起，另一个链轮与固定架 (图中未标出)安装在一起，所述的输送链条7-6安装在两个链轮上。
链条包括内链板7-10、外链板、销轴(图中未标出)、套筒(图中未标出) 和滚子(图中未标出)，内链板7-10与套筒间、外链板与销轴间为过盈配合，套 筒与销轴间为间隙配合，形成动联接，所述的外链板包括一个设置销孔7-9的竖 板7-8和一个设置有安装孔7-5的横板7-7，所述的刮板为L形刮板L形刮板7-4， 所述的链条形刮板上设置有与安装孔7-5，所述的L形刮板L形刮板7-4通过安 装孔7-5与外链板安装在一起。采用上述结构可以牢固的将刮板固定在链条上， 且不破坏链条，为刮粪操作提供足够的动力。
输送链条7-6的两侧设置有侧板7-1。
动力装置为出粪电机7-3。
水平移动机构与布料装置3的水平移动机构结构一样，不在描述。
出粪装置7还包括出粪输送机，所述的出粪输送机设置在所述的输送装置 的两端端。出粪输送机为皮带输送机7-2。
如图12所示，分控系统采用分PLC控制器或单片机，本实施例采用分PLC控 制器，投虫装置5中的电动阀门5-12、电子制冷装置5-6、投虫温度传感器5-7和 电动推杆5-1，布料装置3中的螺旋输送机3-2和牵引动力装置，养殖盒中的负压 风扇6-3、养殖盒温度传感器6-4和牵引动力装置，出粪装置7中的出粪电机7-3、 皮带输送机7-2和牵引动力装置分别于分PLC控制器连接；
分PLC控制器对投虫装置5的控制过程：
(1)通过分PLC控制器设定电动阀门5-12开启的时间(如间隔1-3天启动 一次)和时长、设置电子制冷装置5-6的启动关闭的温度范围、设定电动推杆5-1 启动的时间和推动的距离；
(2)将休眠状态的黑水虻幼虫按照需求重量，放入黑水虻幼虫定量空间， 然后通过，当达到设定的电动推杆5-1的启动时间和距离时，分PLC控制器控制电动推杆5-1启动，且向前移动对应的距离，同时分PLC控制器控制电动阀门5-12 打开，定量份的黑水虻幼虫从投虫口5-11落下，通过养殖盒上的散热风扇4空隙 落入养殖盒，然后电动推杆5-1停止，电动阀门5-12关闭，完成一次投虫；
(3)当养殖盒内养殖结束，铺上新粪后，重复步骤2，可以实现多天多次 无人自动投虫；
(4)整个投虫过程中，养殖房温度传感监测养殖房内温度，当温度达到设 置范围以外，如设定温度为8-10度，当温度低于8度，高于10度，启动电子制冷 装置5-6，进行换热操作，当温度范围回到设定范围，则停止运行。
分PLC控制器对布料装置3的控制过程：
(1)设定螺旋输送机3-2启动时间(时间间隔为黑水虻幼虫养殖周期的自 然数倍如0、1、2……)、每次布料的时间和牵引动力装置的每次启动的时间和 运行距离；
(2)在养殖初期，开启螺旋输送机3-2，将粪便通过设置在机壳3-5下面的 出料口3-4投放到养殖盒内，在投放的同时由于养殖盒内的粪便从一头到另一头 逐渐铺满，在投料的同时可以起到铺平的作用，填满铺平以后通过水平移动装 置，移动螺旋输送机3-22，使其紧挨着已经填满铺平的地方继续投料操作，如 此反复，即可完成养殖盒；内的布料操作，然后螺旋输送机3-2和牵引动力装置 停止，完成一次布料；
(3)当一个养殖周期结束，分PLC控制器控制螺旋输送机3-2和牵引动力 装置启动，重复步骤2，完成再次布料操作，可以实现无人多天多次布料操作。
分PLC控制器对养殖盒的控制过程：
(1)通过分PLC控制器设定散热风扇4的启动条件(如养殖盒温度范围为 35-45度)、控温时候牵引动力装置启动条件(养殖盒内温度为45度以上)、布 料时候牵引动力装置控温启动条件(如布料装置启动前3-5min)、出虫控制条件 (如养殖一个周期结束)；
(2)布料投虫以后，盒盖盖在养殖槽6-5上，随着养殖进行，黑水虻幼虫 进食产热，温度上升，养殖温度传感器监测养殖盒内温度，当达到散热风扇4 启动温度，散热风扇4启动，对养殖盒进行散热操作，当温度达到正常，散热 风扇4停止；当散热风扇4开启，温度高度45度，则牵引动力装置启动，将盒 盖拉起，通过增大进风量，来控制养殖盒内温度；
(3)当一个养殖周期结束，黑水虻幼虫成熟，关闭散热风扇4，降低盒盖 高度，养殖盒内温度上升，达到成熟黑水虻幼虫的耐受温度，黑水虻幼虫通过 养殖盒的倾斜部6-8爬出，掉落到收集槽6-7内，完成一次黑水虻的养殖收集重 复。
分PLC控制器对出粪装置7的控制过程：
(1)通过分PLC控制器设定出粪电机7-3的启动时间、皮带输送机7-2的 启动时间和牵引动力装置的启动时间和移动距离；
(2)当养殖盒内经过几次养殖，养殖剩余的粪便在养殖盒内聚集压实，形 成一个粪块，分PLC控制器控制出粪电机7-3和皮带输送机7-2启动，将粪块 的一部分刮下，并输送到皮带输送机7-2，输送出去，然后牵引动力装置启动，拉动刮粪装置移动一定距离，继续刮粪，重复上述操作即可完成出粪工作；
(3)重复步骤2即可实现多次多天无人自动出粪工作。
如图13所示，总控系统采用总PLC控制器或单片机，本实施例采用总PLC 控制器，养殖房温度传感器2、换热装置和分PLC控制器分别于总PLC控制器；
总PLC控制器的控制过程：
(1)分PLC控制器的控制参数设定和显示可以在总PLC控制器同步实现， 具体控制如上，不在叙述；
(2)通过总PLC控制器设定散热风扇4的启动条件，如养殖房温度为25-35 度，当温度不在设定范围，换热装置启动加热或降温，使其恢复到设定范围。 如果有多个换热装置和养殖房温度传感器2，可以针对每个换热装置设定启动条 件。
为了实现远程操作，可以在设定无线传输模块，所述的无线传输模块与总 PLC控制器连接，所述的无线传输模块与接收终端连接，接收终端一般为手机、 电脑等，通过软件系统，可以实现无线终端对运行参数的查看和设定，实现无 人远程操作。
本发明中黑水虻饲料可以通过储料槽3-1，一次性装够一个操作周期需要的 黑水虻饲料，也可以操作饲料输送装置，实现一边往储料槽3-1内进料，一边布 料，实现布料的自动化操作。
一种小型黑水虻自动养殖方法，包括以下步骤：
(1)将黑水虻幼虫缓慢降温，使其达到休眠状态，备用；所述的缓慢降温 为：把黑水虻小幼虫放入保温箱内，再把保温箱放在5-15℃的冷库或冰柜内，当 保温箱内的温度降到预定温度后备用。
(2)将休眠状态的黑水虻幼虫放在投虫装置5中，使投虫装置5的温度保 持在5-15℃；
(3)在养殖盒的底部与底板6-6之间设置一个由黑水虻养殖虫粪制备的粪 板；采用布料装置往养殖盒内布料；采用投虫装置5往养殖盒内投虫；关闭养 殖盒，开始养殖；
(4)通过分控制系统设定系统运行参数，开启系统，通过盒盖、温控装置 和养殖盒温度传感器6-4控制养殖温度；
(5)当养殖盒内的黑水虻幼虫成熟以后，关闭温控装置、降低盒盖高度， 使成熟的黑水虻幼虫从养殖盒内爬出，掉落到收集槽6-7内，然后在分控制系统 控制的控制下，重复步骤(3)的步骤，循环养殖；
(6)当养殖次数达到设定时，分控制系统控制出粪装置7，进行出粪操作， 然后重复步骤(3)步骤，循环养殖；
(7)重复步骤(3)和步骤(4)的步骤，直至该批次养殖结束。
本发明的养殖系统和养殖方法，经过半年的实际运行，运行稳定，有效地 提高了养殖效率，降低了人工成本，具有良好的推广意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种小型黑水虻自动养殖系统，其特征在于：包括养殖房和总控系统，所述的养殖房内垂直和/或水平设置若干个养殖单元，所述的养殖单元包括投虫装置、布料装置、养殖盒、出粪装置和分控系统；
所述的投虫装置可以定时定量的将黑水虻幼虫投放至养殖盒内；
所述的布料装置可以定时定量的将黑水虻饲料水平铺满养殖盒；
所述的养殖盒用于黑水虻幼虫的养殖，可以根据需要控制养殖盒内温度；
所述的出粪装置用于定时清除输送养殖盒下部养殖后产生的虫粪；
所述的投虫装置、布料装置、养殖盒和出粪装置分别与分控系统连接，所述的分控系统与总控系统连接；
所述的投虫装置包括一个放置黑水虻幼虫的壳体和设置在壳体上的保温装置，所述的保温装置可以使壳体内部温度控制在5-15℃；设置在壳体内部的黑水虻幼虫定量装置，所述的定量装置可以将存放在壳体内的黑水虻幼虫分为若干份，每份黑水虻幼虫等重或不等重；推动装置，所述的推动装置将每份黑水虻幼虫从起放置位置推到壳体的投虫口 ，使定量份的黑水虻幼虫从投虫口落出，进入养殖盒内，所述的投虫口设置有电动阀门；
所述的出粪装置包括刮粪装置和水平移动机构，所述的水平移动机构可以带动刮粪装置做往返移动；所述的刮粪装置包括输送装置和刮板，所述的输送装置包括动力装置、两个链轮、输送链条，所述的两个链轮设置在养殖盒的两端，一个链轮与动力装置安装在一起，另一个链轮与固定架安装在一起，所述的输送链条安装在两个链轮上；所述的链条包括内链板、外链板、销轴、套筒和滚子，内链板与套筒间、外链板与销轴间为过盈配合，套筒与销轴间为间隙配合，形成动联接，所述的外链板包括一个设置销孔的竖板和一个设置有安装孔的横板，所述的刮板为L形刮板，所述的L形刮板上设置有安装孔，所述的L形刮板通过安装孔与外链板安装在一起；
所述的保温装置包括所述壳体内壁设置的空气通道，所述的壳体的外壁设置有投虫保温层，所述的空气通道内设置有投虫温控装置和投虫温度传感器；所述的投虫温控装置为电子制冷装置；所述的黑水虻幼虫定量装置包括一主轴，所述的主轴上设置若干分割片，所述的分割片的边缘与所述的空气通道外壁相接触；
所述的布料装置包括储料槽、螺旋布料装置和水平移动机构，所述的水平移动机构可以带动螺旋布料装置做往返运动；所述的螺旋布料装置包括螺旋输送机，所述的螺旋输送机的进料口与所述的储料槽连通，所述的螺旋输送机出料口为设置在其机壳底部的若干个出料口或一个贯穿机壳整体的出料口；
所述的出粪装置和所述的布料装置的水平移动机构的结构一样，包括导轨和牵引机构，所述的牵引机构包括牵引动力装置、牵引轴、主动轮、从动轮和牵引绳，所述的牵引动力装置与所述的牵引轴安装在一起，所述的牵引轴的两端设置主动轮，所述的主动轮与所述的从动轮通过牵引绳安装在一起，所述的牵引绳与所述输送装置或螺旋布料装置安装在一起；
所述的养殖盒包括至少一个养殖盒，所述的养殖盒包括一两端开口的养殖槽、底板、盒盖和盒盖提升装置，所述的养殖槽的上部设置有向外倾斜的倾斜部；最下面所述的养殖槽的底部外面设置有收集槽；所述盒盖的上设置有盒盖温控装置和养殖盒温度传感器；
还包括框架，所述的底板设置在框架上，出粪装置设置在养殖槽底部与底板之间，在养殖槽的底部与底板之间设置一个由黑水虻养殖虫粪制备的粪板。
2.根据权利要求1所述的一种小型黑水虻自动养殖系统，其特征在于：所述的养殖房还设置有养殖房温控装置，所述的养殖房温控装置与所述的总控系统连接。
3.根据权利要求2所述的一种小型黑水虻自动养殖系统，其特征在于：所述的养殖房温控装置包括设置在养殖房内的若干个养殖房温度传感器和换热装置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种小型黑水虻自动养殖系统，其特征在于：所述的总控系统还包括无线传输模块和接收终端。
5.一种小型黑水虻自动养殖方法，其特征在于：采用权利要求4所述的小型黑水虻自动养殖系统，包括以下步骤：
(1)将黑水虻幼虫缓慢降温，使其达到休眠状态，备用；
(2)将休眠状态的黑水虻幼虫放在投虫装置中，使投虫装置的温度保持在5-15℃；
(3)在养殖槽的底部与底板之间设置一个由黑水虻养殖虫粪制备的粪板；采用布料装置往养殖盒内布料；采用投虫装置往养殖盒内投虫；关闭养殖盒，开始养殖；
(4)通过分控制系统设定系统运行参数，开启系统，通过盒盖、盒盖温控装置和养殖盒温度传感器控制养殖温度；
(5)当养殖盒内的黑水虻幼虫成熟以后，关闭盒盖温控装置、降低盒盖高度，使成熟的黑水虻幼虫从养殖盒内爬出，掉落到收集槽内，然后在分控制系统控制的控制下，重复步骤(3)的步骤，循环养殖；
(6)当养殖次数达到设定时，分控制系统控制出粪装置，进行出粪操作，然后重复步骤(3)步骤，循环养殖；
(7)重复步骤(3)和步骤(6)的步骤，直至该批次养殖结束。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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