CN112005943A - 一种对虾工厂化养殖用投饵机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对虾工厂化养殖用投饵机器人，属于水产养殖智能装备领域，投饵机器人包括动力装置、投饵装置和电控装置，动力装置上承载有投饵装置和电控装置，电控装置与投饵装置有电缆和数据传输线连接；所述投饵机器人具有自动行走、多方向抛投饲料、投饲量精准、适用于高温潮湿环境和造价低等特点。

Description

一种对虾工厂化养殖用投饵机器人
技术领域：
本发明属于水产养殖智能装备领域，具体涉及一种对虾工厂化养殖用投饵机器人。
背景技术：
凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)工厂化养殖是继池塘养殖、高位塘养殖之后发展起来的一种新型养殖模式，因其具有排污彻底、养殖水环境可调可控、养殖产量高、养殖风险小等优势，近年来其发展规模呈快速扩张的趋势。
精细化投喂是凡纳滨对虾工厂化养殖成败的关键，体长3cm之前其投喂频次为12次/天，体长3cm—8cm之间其投喂频次为8次/天，体长大于8cm 之后其投喂频次为6次/天，投喂是凡纳滨对虾工厂化养殖日常管理的主要内容，24小时高频率投喂一方面占用大量的劳动力资源、增加养殖成本，另一方面工人的高强度劳动经常容易发生因投喂不精细度引起的个体规格参差不齐和肝胰脏疾病，影响产量和收益。
产业迫切需求一种适用于对虾工厂化养殖的自动投饵装置。目前，国内外常用的自动投饵装置大致分为三种类型：第一种是固定式投饵机，其主要由储料箱、抛撒系统和控制系统三部分组成，特点是投饵机位置固定、需要人工上料，广泛应用于池塘养殖和内陆网箱养殖，大型池塘往往需要配备多台投饵机，不太适合室内潮湿环境；第二种是轨道式投饵机，其主要由导轨、移动式智能投饵箱、上料系统和控制系统组成，特点是实现了定时、定点精准投喂，自动上料，适用于工厂化养殖，缺点是养殖池上方需预留一定高度空间，另外导轨拐弯会导致料箱移动困难，室内养殖池对称布置的车间通常需要配备2台投饵机，这些都会增加投资成本；第三种是气喷式投饵机，其主要由高压气泵、料箱、分料系统、输料管和喷嘴组成，其特点是送料量大、输送距离远，适用于大型网箱养殖。对虾工厂化养殖车间环境高温、潮湿，养殖池数量多、大多数是以中间过道为中心对称布局，投喂量变化大、频次多，上述这些投饵装置均不台适用于对虾工厂化水产养殖。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种对虾工厂化养殖用投饵机器人，所述投饵机器人具有自动行走、多方向抛投饲料、投饲量精准、适用于高温潮湿环境和造价低等特点。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种对虾工厂化养殖用投饵机器人，投饵机器人包括动力装置、投饵装置和电控装置，投饵装置和电控装置承载在动力装置上，电控装置与投饵装置和动力装置间有电缆和数据传输线连接。
所述动力装置包括下壳体、减速电机、履带、主动轮、支撑轮、张紧轮、自动充电装置和磷酸锂铁电池。下壳体是敞开式的，下壳体的下方设置有两个减速电机、两条履带、两个主动轮、两个支撑轮、两个张紧轮、一个自动充电装置和一个磷酸锂铁电池，主动轮设置在动力装置后端的左右两侧，支撑轮设置在动力装置的前端，张紧轮设置在动力装置的中部底端，主动轮、支撑轮和张紧轮上的齿轮与履带齿轮相扣；投饵机器人行走时,两台减速电机分别驱动两侧主动轮，主动轮联合支撑轮和张紧轮带动履带滚动，两台减速电机的转速及转速差异控制投饵机器人行进速度和行进方向，磷酸锂铁电池为减速电机提供并储蓄电能，自动充电装置为磷酸锂铁电池补充电能，当投饵机器人投完一遍饵料或出现匮电时会自动回到充电区，自动充电装置的两极自动对准充电器的正负极进行充电。
所述投饵装置包括上壳体、饵料仓、饵料提升装置、饵料抛撒装置和回转支承装置。上壳体内设置有饵料仓、饵料提升装置和饵料抛撒装置，上壳体与下壳体通过回转支承装置连接；饵料仓的下端开口与饵料提升装置的下端开口对接在一起，饵料提升装置的上端连接饵料抛撒装置，投喂时，饵料提升装置顶端的控制电机驱动绞龙把饵料仓内的颗粒饲料提升至饵料抛撒装置，在通过饵料抛撒装置内设置的控制电机驱动叶轮旋转，旋转的叶轮把饲料抛撒到养殖池内；抛撒过程中，回转支承装置内控制电机启动，带动上壳体左右摇摆以便饵料抛撒更加均匀，回转支承装置能够进行180°旋转，可以原地给附近的多个养殖池同时投饵；投饵料量由饵料提升装置内的控制电机的转速和转动时间控制，抛撒距离饵料抛撒装置内的控制电机的转速控制。
所述电控装置包括摄像头、避障器、触边器、读卡器、磁条传感器和智能控制柜。摄像头安装在上壳体的上端，避障器安装在机器人前端下壳体的顶部，触边器设置在机器人前端下壳体的外部，读卡器和磁条传感器均设置在机器人前端下壳体的下部；摄像头、避障器、触边器、读卡器、磁条传感器都与智能控制柜有电缆和数据传输线连接；投喂机器人通过磁条传感器检测铺设于地面的磁条信息来导航，通过读卡器读取布设于过道两侧池壁上的识别卡信息来确认投喂点位置，避障器帮助投喂机器人避开行进中的障碍物，触边器的功能是在障碍物触碰到投喂机器人后即停止行进并报警，摄像头用来观察投喂效果；智能控制柜包括中央处理器、数据存储器、数据显示系统和数据传输系统，中央处理器采集安装在饵料仓、饵料提升装置、饵料抛撒装置、回转支承装置、减速电机、磷酸锂铁电池、摄像头、避障器、触边器、读卡器和磁条传感器上的传感器传回的信息并存储，一方面以数字或图表方式显示在显示屏上，另一方面向饵料提升装置、饵料抛撒装置、回转支承装置、减速电机上的控制电机发出指令，指挥和协调饵料提升装置、饵料抛撒装置、回转支承装置、减速电机上的控制电机工作；显示屏具有人机交互功能，不但可以显示各单元的工作状态，而且能够通过操作实时修正投饵参数；数据传输系统负责把中央处理器通过移动通信网络把数据传送至手机终端，并通过手机终端实现人机互动。
本发明与现有现有技术相比的有益效果：
1.机器人行走由履带传动，一是有效克服了因对虾养殖车间过道盖板高低不平而影响机器人行走的问题，二是通过两台减速电机的差速运转，可以实现机器人灵活转向。
2.投饵机器人的投饵料量由饵料提升装置内的控制电机的转速和转动时间控制，抛撒距离饵料抛撒装置内的控制电机的转速控制，这样设计一是投饵速度快，二是投饵距离可调可控。
3.上下壳体间的回转支承装置设计，一方面可以在投饵时实现饵料抛投方向的左右摇摆，结合抛投距离的变化，可以实现大面积均匀投喂；二是可以实现原地给附近的多个养殖池同时投喂，大幅度提升了机器人的投喂效率。
4.智能化方面。采用自动充电，投饵机器人投完一遍饵料或出现匮电时会自动回到充电区，自动充电装置的两极自动对准充电器的正负极进行充电。另外增加了自动避障和触边报警功能，这是专门针对对虾工厂化养殖车间复杂的环境设计的，这样可以避免机器人工作时撞到车间工作人员或撞翻其他物品，保证安全，同时在机器人工作受阻时及时通知车间工作人员清理运行通道上的障碍物。
附图说明
图1为本发明装置侧视图；
图2为本发明装置正视图。
1、上壳体，2、下壳体，3、智能控制柜，4、饵料仓，5、饵料提升装置， 6、饵料抛撒装置，7、回转支承装置，8、减速电机9、履带10、主动轮11、支撑轮，12、张紧轮，13、自动充电装置，14、磷酸锂铁电池，15、摄像头 16、避障器，17、触边器，18、读卡器，19、磁条传感器。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图来对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明的保护范围不受实施例任何形式上的限制。
一种对虾工厂化养殖用投饵机器人，投饵机器人包括动力装置、投饵装置和电控装置，动力装置上承载有投饵装置和电控装置，电控装置与投饵装置有电缆和数据传输线连接；
所述的动力装置包括下壳体2、减速电机8、履带9、主动轮10、支撑轮 11、张紧轮12、自动充电装置13和磷酸锂铁电池14；下壳体是敞开式的，下壳体的下方设置有减速电机8、履带9、主动轮10、支撑轮11、张紧轮12、自动充电装置13和磷酸锂铁电池14，主动轮设置在动力装置后端的左右两侧，张紧轮设置在动力装置的前端，支撑轮设置在动力装置的中部底端；投饵机器人行走时,两台减速电机8分别驱动两侧主动轮10，主动轮10联合支撑轮11和张紧轮12传动履带9前行，两台减速电机8的转速及转速差异控制投饵机器人行进速度和行进方向，磷酸锂铁电池14为减速电机8提供并储蓄电能，自动充电装置13为磷酸锂铁电池14补充电能；
投饵装置包括上壳体1、饵料仓4、饵料提升装置5、饵料抛撒装置6和回转支承装置7；上壳体内设置有饵料仓4、饵料提升装置5和饵料抛撒装置 6，饵料仓的下端开口与饵料提升装置的下端开口对接在一起，饵料提升装置的上端连接饵料抛撒装置，回转支承装置设置在投饵装置的下端、上壳体的外部、动力装置的上方；投喂时饵料仓4内的饵料通过饵料提升装置5内的绞龙提升饵料抛撒装置6，饵料抛撒装置6内设置有投饵电机，投饵电机高速旋转，把饵料抛撒到养殖池，抛撒过程中，回转支承装置7内旋转电机启动，带动饵料抛撒装置的喷料嘴左右摇摆使饵料抛撒更均匀；回转支承装置7能够进行180°旋转，从而改变投饵方向和养殖池；投饵料量由饵料提升装置5 内的投饵电机转速和转动时间控制；
电控装置包括摄像头15、避障器16、触边器17、读卡器18、磁条传感器19和智能控制柜3；摄像头安装在上壳体的上端，避障器安装在投饵机器人的前端、下壳体的上端，触边器设置在下壳体的外部、投喂机器人的最前端，读卡器18和磁条传感器19均设置在下壳体的下部；摄像头15、避障器 16、触边器17、读卡器18、磁条传感器1都与智能控制柜有数据传输线连接；投喂机器人通过磁条传感器19检测铺设于地面的磁条信息来导航，通过读卡器18读取布设于过道两侧池壁上的识别卡信息来确认投喂点位置，避障器16 帮助投喂机器人避开行进中的障碍物，触边器17的功能是在障碍物触碰到投喂机器人后即停止行进并报警，摄像头15用来观察投喂效果；智能控制柜3 包括中央处理器、数据存储器、数据显示系统和数据传输系统，中央处理器采集安装在饵料仓4、饵料提升装置5、饵料抛撒装置6、回转支承装置7、减速电机8、磷酸锂铁电池14、摄像头15、避障器16、触边器17、读卡器 18和磁条传感器19上的传感器传回的信息并存储，一方面以数字或图表方式显示在显示屏上，另一方面向动力装置、投饵装置和电控装置发出指令，指挥和协调各单元工作；显示屏具有人机交互功能，不但可以显示各单元的工作状态，而且能够通过操作实时修正投饵参数；数据传输系统负责把中央处理器通过移动通信网络把数据传送至手机终端，并通过手机终端实现人机互动。
技术参数：
1)投饵机器人外形规格：1000mm(长)×618mm(宽)×1049mm(高)；
2)出料高度：812mm；
3)最大抛料距离：10000mm；
4)最大载料量：50kg；
5)投饵精度：定时、定点、定量投喂，投饵量误差小于1g；
6)智能化：自动巡航，自动投喂，触摸屏操控界面，可以设置运行参数、投饵参数，查看投饵状态，查看投喂历史；料仓缺料、行进障碍实时、远程报警；自动定点充电，实时监控电量，匮电报警；具有物联网功能：投喂时间、投喂量、投喂参数可通过手机终端远程设置；投喂状态、投喂历史可以通过手机远程查看。

Claims (1)

1.一种对虾工厂化养殖用投饵机器人，投饵机器人包括动力装置、投饵装置和电控装置，动力装置上承载有投饵装置和电控装置，电控装置与投饵装置有电缆和数据传输线连接；
所述的动力装置包括下壳体(2)、减速电机(8)、履带(9)、主动轮(10)、支撑轮(11)、张紧轮(12)、自动充电装置(13)和磷酸锂铁电池(14)；下壳体是敞开式的，下壳体的下方设置有减速电机(8)、履带(9)、主动轮(10)、支撑轮(11)、张紧轮(12)、自动充电装置(13)和磷酸锂铁电池(14)，主动轮设置在动力装置后端的左右两侧，张紧轮设置在动力装置的前端，支撑轮设置在动力装置的中部底端；投饵机器人行走时,两台减速电机(8)分别驱动两侧主动轮(10)，主动轮(10)联合支撑轮(11)和张紧轮(12)传动履带(9)前行，两台减速电机(8)的转速及转速差异控制投饵机器人行进速度和行进方向，磷酸锂铁电池(14)为减速电机(8)提供并储蓄电能，自动充电装置(13)为磷酸锂铁电池(14)补充电能；
投饵装置包括上壳体(1)、饵料仓(4)、饵料提升装置(5)、饵料抛撒装置(6)和回转支承装置(7)；上壳体内设置有饵料仓(4)、饵料提升装置(5)和饵料抛撒装置(6)，饵料仓的下端开口与饵料提升装置的下端开口对接在一起，饵料提升装置的上端连接饵料抛撒装置，回转支承装置设置在投饵装置的下端、上壳体的外部、动力装置的上方；投喂时饵料仓(4)内的饵料通过饵料提升装置(5)内的绞龙提升饵料抛撒装置(6)，饵料抛撒装置(6)内设置有投饵电机，投饵电机高速旋转，把饵料抛撒到养殖池，抛撒过程中，回转支承装置(7)内旋转电机启动，带动饵料抛撒装置的喷料嘴左右摇摆使饵料抛撒更均匀；回转支承装置(7)能够进行180°旋转，从而改变投饵方向和养殖池；投饵料量由饵料提升装置(5)内的投饵电机转速和转动时间控制；
电控装置包括摄像头(15)、避障器(16)、触边器(17)、读卡器(18)、磁条传感器(19)和智能控制柜(3)；摄像头安装在上壳体的上端，避障器安装在投饵机器人的前端、下壳体的上端，触边器设置在下壳体的外部、投喂机器人的最前端，读卡器(18)和磁条传感器(19)均设置在下壳体的下部；摄像头(15)、避障器(16)、触边器(17)、读卡器(18)、磁条传感器(19)都与智能控制柜有数据传输线连接；投喂机器人通过磁条传感器(19)检测铺设于地面的磁条信息来导航，通过读卡器(18)读取布设于过道两侧池壁上的识别卡信息来确认投喂点位置，避障器(16)帮助投喂机器人避开行进中的障碍物，触边器(17)的功能是在障碍物触碰到投喂机器人后即停止行进并报警，摄像头(15)用来观察投喂效果；智能控制柜(3)包括中央处理器、数据存储器、数据显示系统和数据传输系统，中央处理器采集安装在饵料仓(4)、饵料提升装置(5)、饵料抛撒装置(6)、回转支承装置(7)、减速电机(8)、磷酸锂铁电池(14)、摄像头(15)、避障器(16)、触边器(17)、读卡器(18)和磁条传感器(19)上的传感器传回的信息并存储，一方面以数字或图表方式显示在显示屏上，另一方面向动力装置、投饵装置和电控装置发出指令，指挥和协调各单元工作；显示屏具有人机交互功能，不但可以显示各单元的工作状态，而且能够通过操作实时修正投饵参数；数据传输系统负责把中央处理器通过移动通信网络把数据传送至手机终端，并通过手机终端实现人机互动。
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