CN111838045B - 海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，其特征在于，包括控制中心、送料鼓风机、冷却管、进料仓以及饲料传输管道；所述送料鼓风机的出风口通过所述冷却管连接所述进料仓的进风口，且所述进料仓的进风口与饲料出口连通，以风送饲料到所述饲料传输管道；所述饲料传输管道连接饲料分配阀，且所述饲料分配阀通过各饲料传输管道单元与对应网箱上的投喂装置，以将分配好的饲料传输至需要投喂的网箱；所述智能投喂系统，还包括水下空气泡发生系统，所述水下空气泡发生系统包括压缩空气站和空气分配阀，以将压缩空气传输至各投喂装置的压缩空气管道。

Description

海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统

技术领域

本发明属于海洋网箱养殖设备技术领域，更具体地，涉及一种海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统。

背景技术

我国海水养殖当前主要集中在滩涂、港湾和湾外浅海海域。近岸海水养殖的过度发展已使得资源环境承载能力达到或接近上限，一些地区的海湾水质富营养化、沉积物多、生物受污染比较严重。因此不少地区将发展深远海养殖作为构筑现代海洋产业体系的重要手段，拓展深远海养殖空间的需求日益强烈，必须依托现代工程科技和信息技术，推动海水养殖由近海向外海拓展，发展离岸深水抗风浪网箱养殖，建设一批深水网箱养殖基地。

首先现行的近海网箱养殖模式中，主要采用挪威圆网，其结构为漂浮上海面上的敞口。投喂方式为人工或机械的空中抛洒，饲料从空中洒向水面并逐渐下沉，鱼群在表层水面聚集取食。这种投喂方式带来两个问题是，其一，这方式只适用于漂浮在海面的全浮网箱，对于抗风浪的半潜或座底网箱，完全不能够适用。其二，即使网箱在全浮工况，我们也希望鱼群尽可能在大部份时间停留在较深的水域，降低了饲料浪费，这样不仅能降低鱼群感染有害微生物和寄生虫的危险，也避免了海鸟争食饲料，不再需要加装防鸟网。

其次光作为一种生态因子能量进入水域生态系统，不仅为鱼类带来必须的水生动植物能量，而且可以独立的对鱼类的摄食、生殖、内分泌起着直接或间接地重要的影响。随着半导体技术的发展，各种波长、大小功率的LED芯片被开发出来并广泛应用于各行业，逐渐认识到LED人工光照作为一种物理手段，不仅可以增加水产养殖生长效率，促进鱼类生长，而且可以调控鱼类的性腺发育，获得绿色高品质的食品。水下补光灯光稳定准确的照明可以增加利润，正确使用为许多水产养殖物种确保减少鱼类早熟。此外还可以导致养殖鱼类更快地生长和更有效的饲料利用。水下补光灯适用于需要在大型网箱中照明的鲑鱼、鳕鱼和其他快速生长物种。但现有技术中并没有涉及能够满足水下养殖中光线需求的具体水下补光灯结构。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，包括送料鼓风机、冷却管、进料仓以及饲料传输管道，送料鼓风机的出风口通过冷却管连接进料仓的进风口，进料仓的进风口与饲料出口连通，以风送饲料到饲料传输管道，饲料传输管道连接饲料分配阀，饲料分配阀通过各饲料传输管道单元与对应网箱上的投喂装置连接，以将分配好的饲料传输至需要投喂的网箱进行投喂。

为实现上述目的，提供一种海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，包括控制中心、送料鼓风机、冷却管、进料仓以及饲料传输管道；

所述送料鼓风机的出风口通过所述冷却管连接所述进料仓的进风口，且所述进料仓的进风口与饲料出口连通，以风送饲料到所述饲料传输管道；

所述饲料传输管道连接饲料分配阀，且所述饲料分配阀通过各饲料传输管道单元与对应网箱上的投喂装置，以将分配好的饲料传输至需要投喂的网箱；

所述智能投喂系统，还包括水下空气泡发生系统，所述水下空气泡发生系统包括压缩空气站和空气分配阀，所述压缩空气站通过管道与所述空气分配阀连接，且所述空气分配阀通过各压缩空气传输管道与对应网箱中所述投喂装置的压缩空气入口连接，以将压缩空气传输至各投喂装置的压缩空气管道。

进一步地，所述投喂装置包括旋风涡旋混合器、海水管道、主投喂管道以及饲料投喂歧管；

所述旋风涡旋混合器包括风送饲料分散仓和海水涡轮仓，且所述风送饲料分散仓包括中心轴和绕其环向设置的旋转叶轮，以分离饲料空气混合气流中的饲料并使其落入所述海水涡轮仓；所述海水涡轮仓包括若干海水入口和涡旋导流板，涡旋导流板的底部与所述主投喂管道连接；

各所述海水管道上端与对应的所述海水入口连通，下端与浸没于海水中的海水潜水泵连接，以将海水抽入所述海水涡轮仓内，形成旋转向下的涡流，带动饲料进入所述主投喂管道；

所述主投喂管道下端布置多根所述饲料投喂歧管，以用于将所述主投喂管道内的饲料通过各饲料投喂歧管进行多点投喂到养殖水体空间内。

进一步地，所述主投喂管道底端为管道变径结构，所述管道变径结构通过上结构圆环内套环与若干上结构圆环件支撑连接，所述上结构圆环件支撑端部通过上结构圆环件固定；所述管道变径结构上环向设有若干所述饲料投喂歧管，且各所述饲料投喂歧管通过下结构圆环件固定。

进一步地，所述上结构圆环件和所述下结构圆环件竖向上对应设置，且两者之间设有若干水下补光灯，所述水下补光灯通过两端的连接件分别与所述上结构圆环件和所述下结构圆环件连接。

进一步地，所述水下补光灯包括水下灯主体及其两端的连接件；

所述水下灯主体包括上端盖、下端盖以及固定于两者之间的金属内管和玻璃外管；所述金属内管外部均布有若干十字型翅片，相邻的所述十字型翅片之间形成发光组件的装配卡槽，发光组件稳定插于对应的装配卡槽中；

所述金属内管内部与穿过其中的中空螺杆之间形成海水流动冷却腔室，并且通过所述上端盖、下端盖上的端盖通孔共同形成海水对流冷却水通道。

进一步地，所述金属内管和玻璃外管之间形成隔水密封腔室，且所述金属内管翅片的外径和所述玻璃外管的内径相同，使得相邻的十字型翅片之间形成独立的发光组件装配卡槽。

进一步地，所述网箱顶部设有若干可升降环境传感器，所述可升降监测装置包括圈绕装置和圈绕跟踪装置；

所述绕圈装置包括圆筒、伞齿轮以及圆筒驱动电机，其中所述圆筒通过轴杆与两端的侧支架板可转动的固定连接，所述伞齿轮一端与所述圆筒驱动电机连接，另一端与所述轴杆连接，且悬吊收放钢缆绕所述圆筒收放；

所述圈绕跟踪装置包括滑板、滑板定位孔洞、丝杆、光杆以及圈绕跟踪驱动电机，其中所述丝杆和光杆两端分别固定于两侧的侧支架板上，所述滑板设于所述丝杆和光杆上并可沿其滑动，且滑板上设有滑板定位孔洞，用于所述悬吊收放钢缆穿过。

进一步地，所述悬吊收放钢缆端部设置的监测探头，所述监测探头包括多功能环境传感器、全景摄像机以及水下照明灯组的一种或几种。

进一步地，所述冷却管与所述进料仓之间的管道上还设有空气调节器，用于调节空气速度，使饲料保持分散。

进一步地，所述管道上设有清洁塞喷射器，在空气的驱动下贴合在管道内壁，将附着在管道内壁的饲料残渣刮下并带出。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，包括送料鼓风机、冷却管、进料仓以及饲料传输管道，送料鼓风机的出风口通过冷却管连接进料仓的进风口，进料仓的进风口与饲料出口连通，以风送饲料到饲料传输管道，饲料传输管道连接饲料分配阀，饲料分配阀通过各饲料传输管道单元与对应网箱上的投喂装置连接，以将分配好的饲料传输至需要投喂的网箱进行投喂。

(2)本发明的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，投喂装置包括旋风涡旋混合器、管道结构以及饲料投喂歧管；旋风涡旋混合器包括风送饲料分散仓和海水涡旋仓，海水涡旋仓与主投喂管道连接，主投喂管道与饲料投喂歧管连接；通过风送饲料接入口传送进入的饲料，经过风送饲料分散仓和海水涡旋仓，进入主投喂管道，最终从饲料投喂歧管出料口进入深层水体，实现水下多点投喂。

(3)本发明的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，投喂装置底部设有环境监测传感器，环境监测传感器集成了多种传感器功能，其连接端与上结构圆环件和下结构圆环件固定，通过可实现温度、含氧量、盐度、水流速度方向、pH值等数据的检测，通过远程通信及控制系统根据检测数据进行投喂方案的实时调节；

(4)本发明的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，网箱上设有若干可升降监测装置，其升降由安装在其上端的绞车控制，绞车的传动装置包括圈绕装置和圈绕跟踪装置，并设有对应的步进电机和减速装置，由信号接收及控制装置控制，各可升降监测装置收集的信号集中到信号接收及控制装置后，由WiFi、5G设备或者北斗系统实时发送至控制中心，控制中心的控制信号也可双向传输至可升降监测装置，并控制可升降监测装置的开关和升降。可升降监测装置的监测探头采用摄像头和传感器系统监控鱼类和喂食过程，确保了鱼类的最佳操作和健康环境，绞车控制监测探头上下移动，将水下各层面视频图像、饲料和环境数据传输到控制中心。

(5)本发明的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，包括空气泡发生系统，压缩空气站中产生的压缩空气经过空气分配阀19与投喂装置的压缩空气管道连通，并通过投喂装置中设置的气泡发生器吹出气泡，鱼类通过吞咽产生空气泡调节自身浮力，减少浮起游动消耗体能，从而提高鱼类饲料转化率。在极端低气压环境下，通过开启气泡发生器可增加局部水域的海水含氧量，防止鱼类缺氧和厌氧微生物的爆发。另外若鱼类因病感染时，可在气泡发生器源中加入臭氧辅助药物治疗鱼病。

(6)本发明的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，投喂装置上设置的若干水下补光灯，稳定准确的照明可增加利润，正确使用水下补光灯可减少许多水产养殖品种的成熟度。此外还可以加快生长速度并提高饲料转化率。并且在灯光中引入UV光照，从而降低了海洋微生物和寄生虫对鱼类的侵害，且有利于周边海水的清洁。水下补光灯的补光灯放置在大约养殖网箱的中间位置。可以覆盖整个养殖网箱。

(7)本发明的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，水下补光灯包括水下灯主体及两端的连接件，水下灯主体中金属内管和玻璃外管卡于上下端盖之间，金属内管和玻璃外管之间形成隔水密封腔室；金属内管外部均布有若干十字型翅片，相邻的十字型翅片之间形成发光组件的装配卡槽，满足水下养殖中的光线需求；发光组件可稳定插于对应的装配卡槽中；金属内管内部与穿过其中的中空螺杆形成海水流动冷却腔室，并且通过上下端盖上的端盖通孔形成海水对流冷却水通道，实现冷却循环。

附图说明

图1为本发明实施例的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统整体示意图；

图2为本发明实施例各饲料投喂系统设备间的连接示意图；

图3为本发明实施例水下空气泡发生系统连接示意图；

图4为本发明实施例可升降监测装置安装示意图；

图5为本发明实施例图4的俯视图；

图6为本发明实施例可升降监测装置结构示意图；

图7为本发明实施例可升降监测装置涉及的圈绕跟踪装置俯视图；

图8为本发明实施例可升降监测装置涉及的圈绕装置俯视图；

图9为本发明实施例图4中可升降监测装置安装局部示意图；

图10为本发明实施例涉及的投喂装置示意图；

图11为本发明实施例水下涉及的投喂装置涉及的饲料投喂歧管俯视图；

图12为本发明实施例的涉及的投喂装置的局部放大图；

图13为本发明实施例图12中沿A-A的剖面结构示意图；

图14为本发明实施例图12中沿隔板的剖面结构示意图；

图15为本发明实施例图12中沿B-B的剖面结构示意图；

图16为本发明实施例图12中沿C-C的剖面结构示意图；

图17为本发明实施例涉及的水下补光灯示意图；

图18为本发明实施例涉及的水下补光灯俯视图；

图19为本发明实施例图18中沿B-B的剖面结构示意图；

图20为本发明实施例图17中沿A-A的剖面结构示意图；

图21a为本发明实施例中水下补光灯涉及的端盖结构剖面图；

图21b为本发明实施例中水下补光灯涉及的端盖结构俯视图；

图21c为本发明实施例中水下补光灯涉及的端盖结构仰视图；

图22a为本发明实施例中水下补光灯涉及的金属内管剖面图；

图22b为本发明实施例中水下补光灯涉及的金属内管俯视图；

图23a为本发明实施例中水下补光灯涉及的玻璃外管剖面图；

图23b为本发明实施例中水下补光灯涉及的玻璃外管俯视图；

图24a为本发明实施例中水下补光灯涉及的发光组件示意图；

图24b为本发明实施例中水下补光灯涉及的发光组件俯视图；

图25a为本发明实施例中水下补光灯涉及的另一种发光组件示意图；

图25b为本发明实施例中水下补光灯涉及的另一种发光组件俯视图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-控制中心、2-送料鼓风机、3-冷却管、4-空气调节器、5-清洁塞喷射器、6-出料计量器、7-可升降监测装置、8-投喂装置、9-水下补光灯、10-压缩空气站、11-饲料分配阀、12-饲料传输管道、13-进料仓、14-饲料传输管道单元、15-压缩空气传输管道、16-强弱电传输系统、17-网箱、18-臭氧发生器、19-空气分配阀；

701-发射天线、702-信号接收及控制装置、703-电源输入端、704-信号输入端、705-侧支架板、706-伞齿轮、708-圆筒驱动电机、709-吊缆定位空洞、710-信号传输线缆、711-悬吊收放钢缆、712-多功能环境传感器、713-全景摄像机、714-圆筒、715-滑板、716-滑板定位孔洞、717-丝杆、718-光杆、719-圈绕跟踪驱动电机、720-环形底座、721-防护罩；

801-无线远程通信及控制装置、802-旋风涡旋混合器、803-强弱电接口、804-海水管道、805-压缩空气入口、806-风送饲料进口、807-上安装结构、808-下安装结构、809-压缩空气管道、810-主投喂管道、811-管道变径结构、812-上结构圆环内套环、813-上结构圆环件支撑、814-气泡发生器、815-下结构圆环件、816-海水潜水泵、818-饲料投喂歧管、819-环境监测传感器、820-全景监控摄像头、821-强电管道、822-弱电管道；8101-控制通信系统外轮廓线；8201-通风网罩、8202-风送饲料分散仓、8203-隔板、8204-海水涡旋仓、8205-锥体结构、8206-自由旋转分散叶轮、8207-中心轴、8208-支架、8209-隔板开孔、8210-海水入口、8211-旋涡导流板；8301-强电接入口、8302-弱电接入口；

901-防水电线、902-螺杆端口螺帽、903-中空螺杆、904-端盖、905-螺杆定位螺帽、906-端盖通孔、907-金属内管、908-玻璃外管、909-隔水密封腔室、910-海水流动冷却腔室、911-发光组件、912-蓝光LED单元、913-UV紫外线LED单元、914-白光LED单元。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

图1为本发明实施例的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统整体示意图。如图1所示，A区域为海洋网箱养殖的浮式平台或者投喂驳船部分，B区域为网箱部分，本发明的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，包括控制中心1、送料鼓风机2、冷却管3、进料仓13以及饲料传输管道12，送料鼓风机2的出风口通过冷却管3连接进料仓13的进风口，进料仓13的进风口与饲料出口连通，以风送饲料到饲料传输管道12，饲料传输管道12连接饲料分配阀11，饲料分配阀11通过各饲料传输管道单元14与对应网箱17上的投喂装置8连接，以将分配好的饲料传输至需要投喂的网箱进行投喂。进料仓13的饲料出口处还设有出料计量器6，以控制单位时间内的出料量，出料计量单元控制出料量从0.6公斤/分钟到192公斤/分钟可调。

送料鼓风机2为进料系统产生输送空气，冷却管3用于降低运输空气的温度，防止过热的空气与饲料混合后，导致饲料破碎和变性析出油脂，可采用风冷和水冷对冷却管3进行冷却；另外，冷却管3与进料仓13之间的管道上还优选设有空气调节器4，用于调节空气速度，使饲料保持分散，不团结，不破碎，降低了堵塞的风险。管道上还优选设有清洁塞喷射器5，定时清理并吸附饲料残留物，其原理是将直径略大于管道内径的弹性海绵球置于管道内，在空气的驱动下贴合在管道内壁，海绵球行进过程中将附着在管道内壁的饲料残渣刮下并带出，以保持管道通畅。

本发明的投喂系统，还包括水下空气泡发生系统，图3为本发明实施例水下空气泡发生系统连接示意图，结合图1和图3，本发明的水下空气泡发生系统包括压缩空气站10、空气分配阀19以及压缩空气传输管道15，压缩空气站10通过管道与空气分配阀19连接，空气分配阀19与通过各压缩空气传输管道15与对应网箱中的投喂装置8连接，以将分配的压缩空气传输至各投喂装置的压缩空气管道，并在投喂装置出料口附近产生密集的空气泡供鱼类吞咽来调整自身的浮力。压缩空气站10和空气分配阀19之间还优选设有臭氧发生器，以使水下投喂装置中产生臭氧。

另外，控制中心1和网箱之间还设有强弱电传输系统16，以通过强弱电电缆将强弱电输入至各网箱中的投喂装置。

控制中心1用于远程控制整个投喂过程，控制中心1能够访问喂养过程中数据，养殖投喂系统在使用过程中根据养殖过程中的实时数据，并实时反馈，确保养殖全过程投料量正确并按时投喂。投喂系统集成了环境传感器数据，海水含氧量、海水温度和水流传感器数据等数据实时监测，准确监测鱼群食欲，环境数据实时显示并记录，自动或手动摄像机选择，根据接收到的数据进行投料调整，投喂系统中生成的数据可以在控制中心访问，提供端到端的生产、概述、控制、分析、基准和报告。控制中心1中还设有生物能量转化换算系统，是一个具有鱼类生长生物质比例数量调节投喂饲料成份和数量的程序化饲料投喂控制系统，在满足按养殖鱼群的种类，生长周期等主要因素所选择的对应投喂程序投喂外，还基于对鱼类食欲和环境数据的准确监测，适时调整修正基准投喂程序，以确保养殖全过程中准确、高效的投料。

图2为本发明实施例各饲料投喂系统设备间的连接示意图，结合图1和图2，在大型化网箱养殖系统中，可以根据不同养殖品种和养殖周期，设立多个饲料筒仓风送饲料生成系统，以满足更加适应市场的多品种，多养殖周期的柔性化养殖方案。饲料筒仓风送饲料生成系统的并行最大数量为3组。每组投喂系统中，可以串联多不同的进料仓，从而实现不同特质的饲料和药物按比例混合并投喂到指定养殖网箱。进料仓的最多串联数量为8个。投喂管道中所需的风动动力来自于送料鼓风机2，送料鼓风机2产生的高压气流由于温度较高，首先要经过浸没于海水中的冷却道路降低气流温度，并由安装在风机出风管道上的控制阀门(空气调节器4)控制管道内风力的压力及流速以获得合适的风力。

进料仓13上部为柱体结构，总高度的下三分之一为锥体结构，在锥体结构中部外壁，安装有仓壁振动器，以防止落料堵塞；还设有智能饲料仓出口闸门，以使其方便安装于进料仓法兰和进料剂量阀之间的剂量器顶部，并可以根据系统编程投喂量控制出口闸门的开口大小。并且优选地，本发明的进料仓13可以选择方形或圆形筒仓，饲料筒仓的贮量为30-300吨。

出料计量器6的剂量转子将饲料球团转移到进料管，且筒仓中的饲料颗粒以受控制的单位剂量输送到对应的饲料传输管道，再经饲料分配阀11风送到每个网箱。在实际使用中可将多个饲料仓系统串联使用，即可以将不同的饲料仓中的不同饲料、药物以不同的投喂剂量，分别进入同一风送饲料投喂管，在风送饲料投喂管中混合后，经管饲料分配阀11风送到对应的网箱。饲料分配阀11的规格为从1变4通道到1变60通道。饲料选择阀可并联使用，最大并联数量为12联。本发明的饲料传输管道优选采用PE饲料风送管道，并设于应变浮力支架上，能够处理预期的负荷，且管道更换方便。饲料传输管道65和饲料分配管道66采用高质量和耐用的饲料管道提供各种口径尺寸，最大长度达1000米。

图4和图5为本发明实施例可升降监测装置安装示意图。图9为可升降监测装置安装局部示意图。网箱顶部设有若干升降环境传感器7，本发明的网箱框架由桁架节点和桁架杆件模块化建造和扩展，网箱框架形状可以是多种，如球形、圆柱形、四棱柱形、五棱柱形、六棱柱形、八棱柱形等。本发明优选实施例中网箱框架形态为正六棱柱形。本发明的优选实施例图5中，设有七个可升降监测装置7，且其水平分布方式为：其中一个分布于网箱中间点，其他六个环向分布于距中心半径三分之二处。如图4所示，可升降监测装置7可于最高监测位a和最低监测位c之间的范围进行监测，且其中间为中间监测位b；位于网箱中间点的可升降监测装置7除了可于最高监测位a和锥底监测位d之间的范围进行监测。升降高度为从顶网到底网的全养殖高度，可以实现鱼群全水域无死角实时监控。

可升降监测装置7的升降由安装在其上端的绞车控制，绞车的传动装置包括圈绕装置和圈绕跟踪装置，并设有对应的步进电机和减速装置，由信号接收及控制装置控制，各可升降监测装置7收集的信号集中到信号接收及控制装置后，由WiFi、5G设备或北斗系统实时发送至控制中心1，控制中心1的控制信号也可双向传输至可升降监测装置7，并控制可升降监测装置7的开关和升降。

如图6至图8所示，本发明可升降监测装置7包括圈绕装置和圈绕跟踪装置，其中绕圈装置包括圆筒714、伞齿轮706以及圆筒驱动电机708，其中圆筒714通过轴杆与两端的侧支架板705可转动的固定连接，伞齿轮706一端与圆筒驱动电机708连接，另一端与轴杆连接，在圆筒驱动电机708的动力作用下，相继带动伞齿轮706、轴杆和圆筒714旋转，使得悬吊收放钢缆711绕圆筒714收放，实现监测探头的升降。

圈绕跟踪装置包括滑板715、滑板定位孔洞716、丝杆707、光杆718以及圈绕跟踪驱动电机719，其中丝杆707和光杆718两端分别固定于两侧的侧支架板705上，滑板715设于套设于丝杆707和光杆718上并可沿其滑动，且滑板715上设有滑板定位孔洞716，用于悬吊收放钢缆711穿过，竖向上，丝杆707和光杆718设于圆筒714下方，滑板715在圈绕跟踪驱动电机719的动力作用下能够沿丝杆707和光杆718滑动，能够根据圈绕装置的绕线状态调整并控制悬吊收放钢缆711的水平位置。

可升降监测装置7包括还防护罩721，圈绕装置和圈绕跟踪装置设于防护罩721内部的环形底座720上，且防护罩721内部还设有电源输入端703、信号输入端704以及信号接收及控制装置702；防护罩721的顶面上设有发射天线701并与信号接收及控制装置连接。其中信号输入端704与信号传输线缆710连通，以接收监测探头监测的实时数据并传递给控制装置。

悬吊收放钢缆711与网箱的连接处设有吊缆定位孔洞709，用于定位悬吊收放钢缆711端部设置的监测探头，监测探头包括多功能环境传感器712、全景摄像机713以及水下照明灯组。

监测探头采用摄像头和传感器系统监控鱼类和喂食过程，确保了鱼类的最佳操作和健康环境，绞车控制监测探头上下移动，将水下各层面视频图像、饲料和环境数据传输到控制中心。全景摄像机713监控的内容包括：水下饲养活动.、表面摄食活动、鱼类成熟、鱼类行为、网箱底部的排污口、鱼类寄生虫等。在喂食过程中，摄像机仰视对准投料口，可以看到未吃的颗粒，还可监测鱼表面活动和饲料传播，并且使用PC或手机、iPad可快速准确的操控摄像机和绞车。多功能环境传感器可实现温度、含氧量、盐度、密度、水位、水压、pH值、水流速度、水流方向、实际电导率、总溶解固体、电阻率和/或透明度等数据的监测。

优选地，网箱棱柱方向的最上端，还分别设有对应水上环境视频摄像机，每个摄像机有多个摄像头组成的360度环绕视角，摄像及图像经计算机拼合可形成网箱平面立体全景影像，可执行安保监视等诸多功能，切结合AI技术，可实现自动化分析报警处理。

网箱11上设有对应的投喂装置8，可实现饲料水下投喂、水下灯光、水下气泡发生、环境监测、鱼类进食全方位视频监测多种功能。图10为本发明实施例涉及的投喂装置示意图；图11为本发明实施例投喂装置涉及的饲料投喂歧管俯视图；如图所示，本发明的投喂装置8，包括无线远程通信及控制装置801、旋风涡旋混合器802、管道结构以及饲料投喂歧管818；其中旋风涡旋混合器802包括风送饲料分散仓8202、海水涡轮仓8204以及横向设于上下仓体之间的隔板8203；管道结构包括压缩空气管道809、主投喂管道810以及海水管道804。

具体地，图12为本发明实施例涉及的投喂装置的局部放大图；图13-16为图12中沿A-A、沿隔板、沿B-B以及沿C-C的剖面结构示意图，如上图所示，旋风涡旋混合器802包括风送饲料分散仓8202(上仓体)和海水涡轮仓8204(下仓体)，且上述两个仓体中间横向设有隔板8203。其中，风送饲料分散仓8202侧面设有风送饲料进口806，将传送的饲料进一步输送至各对应的投喂管道。风送饲料分散仓8202侧面还设有压缩空气入口805，压缩空气入口805与压缩空气管道809连通，用于通入压缩空气；风送饲料分散仓8202的顶面设有通风网罩8201，用于将分离的空气排出。

如图13所示的风送饲料分散仓的剖面结构，其中部设有中心轴8207，中心轴8207的外部环向设有若干分散叶轮8206，分散叶轮8206均匀布置且可绕中心轴8207旋转。另外，风送饲料进口806、压缩空气入口805均固定于支架8208上。

图14所示的沿隔板的剖面结构示意图，隔板8203上设有若干均匀布置的隔板开孔8209，以让从风送饲料进口806输送进入风送饲料分散仓8202的饲料，从隔板开孔8209落入海水涡旋仓8204。

图15所示的海水涡轮仓剖面结构示意图，海水涡轮仓8204的侧面设有若干海水入口8210，海水涡轮仓8204设有若干涡旋导流板8211，且涡旋导流板8211的底部与主投喂管道810连通；海水涡旋仓8204的底部为锥体结构8205，优选地，锥体结构8205的底部孔径与主投喂管道810的孔径相匹配。

图16为本发明实施例图2中沿C-C的剖面结构示意图，即管道结构的横向剖面图，主投喂管道810周围设有若干海水管道804，海水管道804与海水涡旋仓8204侧面的对应的海水入口8210相连通，海水管道804的数量与海水入口8210的数量相同。相邻的海水管道804之间还间隔设有压缩空气管道809、强电管道821弱电管道822，其中压缩空气管道809与压缩空气入口805相连通，强电管道821和弱电管道822分别与设于旋风涡旋混合器802一侧的强电接入口8301和弱电接入口8302连通。

海水管道804上端连接海水入口8210，海水管道804的下端与浸没于海水中的海水潜水泵816连接，海水潜水泵816与海水管道804以及海水入口8210相对应，海水潜水泵816将海水从对应的海水入口8210抽入海水涡旋仓8204，多股海水在海水涡旋仓8204中形成旋转向下的涡流，带动风送饲料分散仓8202落入的饲料进入主投喂管道810。

主投喂管道810下端为管道变径结构811，且管道变径结构811通过上结构圆环内套环812与若干环向设置的上结构圆环件支撑813连接，上结构圆环件支撑813端部通过上结构圆环件814固定；管道变径结构811上还环向设有若干饲料投喂歧管818，且饲料投喂歧管818通过下结构圆环件815固定；饲料投喂歧管818用于将主投喂管道810的饲料分散至各歧管，从歧管出口投喂到养殖水体空间内，实现水下多点投喂。本发明的投喂装置的投喂口设置在养殖水体深度的中间部位，可实现网箱半潜状态下正常投喂，并使鱼群在较多的时间段停留在深层水域。

上结构圆环件814和下结构圆环件815竖向上对应设置，且圆环件外框架之间设有若干水下补光灯9，水下补光灯9通过两端的连接件分别与上结构圆环件814和下结构圆环件815连接。

上结构圆环件814内设置有气泡发生器(均匀设置的小孔)，且上结构圆环件814与压缩空气管道809连通，压缩空气入口805输入的压缩空气，传输至上结构圆环件814，并通过上结构圆环件814上均匀分布的小孔吹出合适大小的密集空气泡，鱼类通过吞咽空气泡调节自身浮力，减少浮起游动消耗体能，从而提高鱼类饲料转化率。在极端低气压环境下，通过开启气泡发生器可增加局部水域的海水含氧量，防止鱼类缺氧和厌氧微生物的爆发。另外若鱼类因病感染时，可在气泡发生器源中加入臭氧进一步辅助药物治疗鱼病。

本发明投喂装置8底部设有环境监测传感器819和全景监控摄像头820，环境监测传感器819集成了多种传感器功能，其连接端与上结构圆环件814和下结构圆环件815固定，可实现温度、含氧量、盐度、密度、水位、水压、PH值、水流速度、水流方向、实际电导率、总溶解固体、电阻率和/或透明度等数据的检测，通过远程通信及控制系统801根据检测数据进行投喂方案的实时调节；全景监控摄像头820可提供全方位多角度的鱼群进食图像，可监测鱼体大小、状况、食欲等诸多信息，上传至远程通信及控制系统801，为管理人员的投喂提供参考。环境监测和视频监控信号通过WiFi、5G或者北斗系统等，传送至远程通信及控制系统801。远程通信及控制系统801也通过WiFi、5G或者北斗系统等反馈给多功能投喂器。

本发明投喂装置，其工作原理及过程为：由投喂系统产生的饲料空气混合气流，经投喂装置的旋风涡旋混合器802上的风送饲料进口806进入，从水平偏心方向进入混合器上部的风送饲料分散仓8202，在气流作用在推动分散叶轮旋转；在上述过程中，饲料和空气分离，空气经上端的通风网罩8201排出，饲料在叶轮的带动下，均匀下沉，经过上下仓室的隔板开孔8209落入下部的海水涡旋仓8204。由安装在较深水域的海水潜水泵816将网箱深层海水从海水入口8210泵入海水涡旋仓8204，多股海水在涡旋导流板8211和海水涡旋仓锥体段的共同作用下，形成旋转向下的涡流，带动海水涡旋仓8204落下的饲料，经主投喂管道810，饲料投喂歧管818、投喂管出料口进入深层水体，实现水下投喂。

在周长数米到十几米(17米)的下结构圆环件上均匀分布着若干个(12个)饲养投喂歧管的投喂口，使饲料以合适的方式在养殖网箱中分散，最大速度达到每分钟50公斤。主投喂管道810、饲料投喂歧管818的饲料出口优选在养殖网箱的中间位置，本发明投喂装置可在半潜或全潜状态的网箱中使用，实现快速有效的水下投喂(大约50公斤/分钟)，其可形成良好的饲料分散、良好的清洁环境，便于操作和维护，而且由于在养殖网箱中间，不需要防鸟网。根据网箱的容积不同，所需的多功能投喂装置的数量也不同，例如若网箱容积2万立方米，优选设有多功能投喂器三个，投喂深度为12米。

进一步地，图17为本发明实施例涉及的水下补光灯示意图，图18为图17的俯视图，图19为图18中沿B-B的剖面结构示意图。如图所示，本发明的水下补光灯9，包括水下灯主体及其两端的连接件，其中水下灯主体包括中空螺杆903、端盖904、金属内管907、玻璃外管908等。

图21a至21c分别为本发明水下补光灯涉及的端盖结构剖面图、俯视图和仰视图。端盖904包括相对设置的上端盖和下端盖，端盖904的顶部中心设有中间通孔用于中空螺杆903的穿过，中间通孔周围环形间隔布置有若干端盖通孔906；端盖904的底面设有环状的槽体结构，其中内圈的槽体结构用于固定金属内管907，外圈的槽体结构用于固定玻璃外管908；金属内管907的两端分别卡于上端盖和下端盖的内圈槽体结构，玻璃外管908的两端分别卡于上端盖和下端盖的外圈槽体结构中。

图20为本发明图17中沿A-A的剖面结构示意图。图22a和22b分别为本发明水下补光灯中涉及的金属内管剖面图和俯视图。金属内管907外部均布有若干十字型翅片，相邻的十字型翅片之间形成发光组件911的装配卡槽，发光组件911可稳定插于对应的装配卡槽中。

图23a和23b分别为玻璃外管的剖面图和俯视图，本发明的水下补光灯涉及的玻璃外管优选为采用硼硅酸盐玻璃，能更好的承受网箱养殖过程粗糙的环境。

金属内管907和玻璃外管908之间形成隔水密封腔室909，金属内管907翅片的外径和玻璃外管908的内径优选为相同，使得相邻的金属内管907翅片之间形成独立的发光组件装配卡槽。

在本发明的优选实施例中，两种发光组件911间隔布置于相邻的金属外管翅片之间，两种发光组件911中UV紫外线LED单元913的数量相同。

本发明水下补光灯9中，两种发光组件可分别开关，并且其中一种发光组件中蓝光LED单元912和UV紫外线LED单元913可分别开关，另一种发光组件中的UV紫外线LED单元913和白光LED单元914可分别开关，从而能够实现不同亮度的调节，满足不同条件下发光的需求。

本发明的水下补光灯9，金属内管907内部与穿过其中的中空螺杆903形成海水流动冷却腔室910，并且通过上下端盖上的端盖通孔906形成海水对流冷却水通道；工作时，金属结构的金属内管907将工作产生的热量传导给对流冷却水通道的海水，冷却海水受热上浮形成对流，从下端盖上的端盖通孔流进，流经金属内管907内部，再从上端盖的端盖通孔流出，最终形成冷却循环。

另外，中空螺杆903与端盖的连接处设有螺杆定位螺帽905，用于中空螺杆903与端盖的定位与固定，中空螺杆903的两端设有螺杆端口螺帽902，用于中空螺杆的固定。中空螺杆903顶部设有防水电线901，依次穿过中空内管上的侧部开口以及上端盖的槽体结构，与发光组件911实现电连通。

本发明的一个具体实施例如下：水下补光灯的外径为200mm，总高660mm，灯管高400mm；端盖采用ABS材料，金属内管采用铝青铜压铸，玻璃外管采用硼硅酸盐玻璃；发光组件装配卡槽中装配有12组发光组件，两种型号的发光组件各6组并且间隔设置；白光LED二极管色温为3000K，暖白色，蓝光LED二极管色温为20000K；总功率为1450瓦，工作电压为48DC；并且采用聚氨酯电缆实现电连接，设有配套的防水连接插头。

图24和图25分别为本发明水下补光灯涉及的两种发光组件示意图。本发明优选为包含两种不同的发光组件911。如图24所示的其中一种发光组件，包括若干均匀竖向排布的蓝光LED单元912和UV紫外线LED单元913，其中蓝光LED单元912设于UV紫外线LED单元913的上方。如图25所示的另一种发光组件，包括若干均匀竖向排布的UV紫外线LED单元913和白光LED单元914，其中白光LED单元914设于UV紫外线LED单元913上方。

本发明的水下补光灯，是一种新的独特的组合，抗早熟光和紫外线将保持鱼在更深的水域；水下补光灯光和海底喂食大部分时间都会让鱼在更深的水域中围绕着投喂点；水下补光灯光能够使鱼大部分时间保持在更深的水域，并减少海水表层有害微生物和寄生虫压力；并且在冬季，水下补光灯能够避免因光线条件差而带来的鱼类生长问题。稳定准确的照明可增加利润，正确使用水下补光灯可减少许多水产养殖品种的成熟度。此外还可以加快生长速度并提高饲料转化率。高品质的水下灯具有出色的光谱分布，该设计便于可更换灯泡。通过使用额外的光照，鱼类将实现更快的生长和获得更高的收获重量。各频率LED的独特的组合，抗早熟光谱和紫外线将使鱼保持在更深的水域。水下灯光利用鱼类对各波长光照的生理反应，实现鱼类的抗早熟促生长，并且在灯光中引入UV光照，从而降低了海洋微生物和寄生虫对鱼类的侵害，且有利于周边海水的清洁。水下补光灯的补光灯放置在大约养殖网箱的中间位置。可以覆盖整个养殖网箱。

本发明的海洋网箱养殖综合体中的智能化投喂系统，是一个具有生物质调节喂养模式的饲料投喂系统，该系统基于对各种鱼类食欲和环境数据的准确监测：

首先，含氧量、温度和水流传感器完全集成在投喂系统中，所有传感器数据实时显示并记录，以便进一步分析，确保在任何时候都进行最佳喂养。

其次，其关键功能包括：各养殖网箱内环境及鱼群概况；各养殖网箱的养殖规划和执行情况；各养殖品种、养殖阶段饲料品种及投喂量计划；多个养殖网箱的不同品种不同养殖阶段分别控制投喂计划；饲料仓库控制；集成式喂养摄像机控制.；精确的饲料输送空气压力控制系统；精确的水下灯光控制系统；精确的水下气泡生成控制系统。

另外，本发明投喂系统的动态调整内容为：投喂量、投喂速度、投喂间隔；投喂饲料的品种、类别组合方式；水下灯光的开启、开启时间、间隔；水下灯光和光源的种类；水泡发生器的开启、开启时间、类别等。

在投喂系统中，饲料投喂在一般情况下，由控制中心按养殖鱼类的品种、养殖阶段，以标准作业模式按时按量操作，并可以参照海水环境传感器和影像数据等因素进行自动或人工修改或调整。

在投喂系统硬件中，进料仓+饲料仓喂料器可多个串联使用，可实现多种饲料、药物混合投喂。在本系统中，进料仓和饲料仓混合器的最大串联数量为8个。饲料分配选择阀可实现1+3到1+60的分配选择，以实现多个网箱的分别投喂。输送管道有不同的直径选择，以适应不同的流量，其最大输送距离为1000米。在投喂系统中饲料分配选择阀，可根据需要不同规格串并联使用。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，其特征在于，包括控制中心（1）、送料鼓风机（2）、冷却管（3）、进料仓（13）以及饲料传输管道（12）；

所述送料鼓风机（2）的出风口通过所述冷却管（3）连接所述进料仓（13）的进风口，且所述进料仓（13）的进风口与饲料出口连通，以风送饲料到所述饲料传输管道（12）；

所述饲料传输管道（12）连接饲料分配阀（11），且所述饲料分配阀（11）通过各饲料传输管道单元（14）对应网箱（17）上的投喂装置（8），以将分配好的饲料传输至需要投喂的网箱；

所述智能投喂系统，还包括水下空气泡发生系统，所述水下空气泡发生系统包括压缩空气站（10）和空气分配阀（19），所述压缩空气站（10）通过管道与所述空气分配阀（19）连接，且所述空气分配阀（19）通过各压缩空气传输管道（15）与对应网箱中所述投喂装置（8）的压缩空气入口连接，以将压缩空气传输至各投喂装置的压缩空气管道；

所述投喂装置（8）包括旋风涡旋混合器（802）、海水管道（804）、主投喂管道（810）以及饲料投喂歧管（818）；

所述旋风涡旋混合器（802）包括风送饲料分散仓（8202）和海水涡轮仓（8204），且所述风送饲料分散仓（8202）包括中心轴（8207）和绕其环向设置的旋转叶轮（8206），以分离饲料空气混合气流中的饲料并使其落入所述海水涡轮仓（8204）；所述海水涡轮仓（8204）包括若干海水入口（8210）和涡旋导流板（8211），涡旋导流板（8211）的底部与所述主投喂管道（810）连接；

各所述海水管道（804）上端与对应的所述海水入口（8210）连通，下端与浸没于海水中的海水潜水泵（816）连接，以将海水抽入所述海水涡轮仓（8204）内，形成旋转向下的涡流，带动饲料进入所述主投喂管道（810）；

所述主投喂管道（810）下端布置多根所述饲料投喂歧管（818），以用于将所述主投喂管道（810）内的饲料通过各饲料投喂歧管进行多点投喂到养殖水体空间内；

所述主投喂管道（810）底端为管道变径结构（811），所述管道变径结构（811）通过上结构圆环内套环（812）与若干上结构圆环件支撑（813）连接，所述上结构圆环件支撑（813）端部通过上结构圆环件（814）固定；所述管道变径结构（811）上环向设有若干所述饲料投喂歧管（818），且各所述饲料投喂歧管（818）通过下结构圆环件（815）固定。

2.根据权利要求1所述的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，其特征在于，所述上结构圆环件（814）和所述下结构圆环件（815）竖向上对应设置，且两者之间设有若干水下补光灯（9），所述水下补光灯（9）通过两端的连接件分别与所述上结构圆环件（814）和所述下结构圆环件（815）连接。

3.根据权利要求2所述的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，其特征在于，所述水下补光灯（9）包括水下灯主体及其两端的连接件；

所述水下灯主体包括上端盖、下端盖以及固定于两者之间的金属内管（907）和玻璃外管（908）；所述金属内管（907）外部均布有若干十字型翅片，相邻的所述十字型翅片之间形成发光组件的装配卡槽，发光组件（911）稳定插于对应的装配卡槽中；

所述金属内管（907）内部与穿过其中的中空螺杆（903）之间形成海水流动冷却腔室（910），并且通过所述上端盖、下端盖上的端盖通孔（906）共同形成海水对流冷却水通道。

4.根据权利要求3所述的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，其特征在于，所述金属内管（907）和玻璃外管（908）之间形成隔水密封腔室（909），且所述金属内管（907）翅片的外径和所述玻璃外管（908）的内径相同，使得相邻的十字型翅片之间形成独立的发光组件装配卡槽。

5.根据权利要求1-4任一项所述的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，其特征在于，所述网箱（17）顶部设有若干可升降监测装置（7），所述可升降监测装置（7）包括圈绕装置和圈绕跟踪装置；

所述圈绕装置包括圆筒（714）、伞齿轮（706）以及圆筒驱动电机（708），其中所述圆筒（714）通过轴杆与两端的侧支架板（705）可转动的固定连接，所述伞齿轮（706）一端与所述圆筒驱动电机（708）连接，另一端与所述轴杆连接，且悬吊收放钢缆（711）绕所述圆筒（714）收放；

所述圈绕跟踪装置包括滑板（715）、滑板定位孔洞（716）、丝杆（707）、光杆（718）以及圈绕跟踪驱动电机（719），其中所述丝杆（707）和光杆（718）两端分别固定于两侧的侧支架板（705）上，所述滑板（715）设于所述丝杆（707）和光杆（718）上并可沿其滑动，且滑板（715）上设有滑板定位孔洞（716），用于所述悬吊收放钢缆（711）穿过。

6.根据权利要求5所述的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，其特征在于，所述悬吊收放钢缆（711）端部设置的监测探头，所述监测探头包括多功能环境传感器（712）、全景摄像机（713）以及水下照明灯组的一种或几种。

7.根据权利要求1或6所述的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，其特征在于，所述冷却管（3）与所述进料仓（13）之间的管道上还设有空气调节器（4），用于调节空气速度，使饲料保持分散。

8.根据权利要求7所述的海洋网箱养殖综合体中的智能投喂系统，其特征在于，所述冷却管（3）与所述进料仓（13）之间的管道上设有清洁塞喷射器（5），在空气的驱动下贴合在管道内壁，将附着在管道内壁的饲料残渣刮下并带出。

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