CN114190321A - 一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，包括：密封盖；浮漂收集盖，浮漂收集盖活动套设于密封盖外侧；浮漂收集筒，储料内筒顶部密封连接密封盖，外收集筒顶部浮动连接浮漂收集盖，形成浮漂收集仓；下料内筒，下料内筒固定设置于浮漂收集筒的内腔底部；活塞式浮筒，活塞式浮筒设置于下料内筒和储料内筒之间，并与活塞式浮筒顶部围成密闭且体积可变的储料仓，于活塞式浮筒底部围成密闭且体积可变的压水仓；一体式下料杆，用于将储料仓内的饵料向下输送至排料腔进行投喂；以及四向推进器，用于驱动机器人进行前后左右移动。实现自动收集漂浮垃圾、自动投饵，解放人力，同时极大保障了水产生物的营养供给及水体环境维护。
Description
技术领域
本发明涉及水产养殖设备技术领域，具体来说，是一种水产养殖用浮漂智能机器人。
背景技术
随着水产养殖种类的不断增多以及养殖环境与养殖方式的不断转变，水产养殖行业产生的经济效益逐年攀升，并仍存在巨大商业潜力。而饵料投喂技术是养殖主生产过程中重要环节，直接影响着养殖品种的产量和质量的提升。目前最常见的投饵方式普遍采用人工投喂。此外，在水产养殖过程中，不可避免的在很多水面上会漂浮许多垃圾，如园林垃圾、生活垃圾、工业垃圾等，在水面上一般很难实时地对漂浮垃圾进行收集处理。就目前而言，是通过拦漂拦截漂浮垃圾，然后通过手动清理。
对于迫切追求扩大生产的局面，传统的饵料投喂技术极大损耗人力物力，已经不能满足现代水产养殖的需求。人工投喂既费时费力，又无法精准保障水产生物的营养供给。且特别是对于采用立体养殖的区域，不同的水深养殖的不同的鱼类，如鲫鲤和鲢鳙等鱼类等，饵料投喂台不能够随着不同水深鱼类的活动范围进行移动，无法通过对水中饵料含量的判断确定合适的投喂频率、雾化饵料投喂量，也无法精确对不同水深进行投喂，造成局部投喂量过大或过小，不可避免地降低了养殖水产养殖效率，提高了养殖成本。
传统的拦漂只能拦截漂浮垃圾并不能自动收集漂浮垃圾，需要手动清理拦漂拦截的垃圾。在进行手动清理漂浮垃圾的情况下，清理工人驾驶船只清理漂浮垃圾的效率低、打捞时间长、打捞次数少，并不能实时的保持河面的整洁。
发明内容
本发明的目的是提供一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，实现自动收集漂浮垃圾、自动投饵，解放人力，同时极大保障了水产生物的营养供给及水体环境维护。
本发明的目的是这样实现的：一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，包括：
密封盖；
浮漂收集盖，所述浮漂收集盖活动套设于所述密封盖外侧；
浮漂收集筒，所述浮漂收集筒包括同心布置的储料内筒和外收集筒以及位于底部的排料腔，所述储料内筒顶部密封连接所述密封盖，所述外收集筒顶部浮动连接所述浮漂收集盖，形成浮漂收集仓；
下料内筒，所述下料内筒固定设置于所述浮漂收集筒的内腔底部，且其内孔与所述排料腔相连通；
活塞式浮筒，所述活塞式浮筒可上下滑动式设置于所述下料内筒和所述储料内筒之间，并与所述活塞式浮筒顶部围成密闭且体积可变的储料仓，与所述活塞式浮筒底部围成密闭且体积可变的压水仓；
一体式下料杆，所述一体式下料杆设置于所述下料内筒的内孔，用于将所述储料仓内的饵料向下输送至所述排料腔进行投喂；以及
四向推进器，所述四向推进器设置于所述浮漂收集筒的底部，用于驱动机器人进行前后左右移动。
进一步地，所述密封盖包括：
加料口，所述加料口设置于所述密封盖的顶部侧边位置；
密封塞，所述密封塞可拆卸设置于所述加料口；
内密封搭边，所述内密封搭边设置于所述密封盖外边缘内侧位置；
外密封搭边，所述外密封搭边设置于所述密封盖外边缘外侧位置，且与所述内密封搭边之间形成密封槽。
进一步地，所述浮漂收集盖包括：
中空盖体，所述中空盖体的外侧下端沿其周向间隔开设有若干内收集孔，顶部沿其周向间隔开设有若干喷射孔；
若干浮体，若干所述浮体间隔设置于所述中空盖体的底部，且与所述内收集孔相对应布置，所述浮体外壁中部设置有卡条；
O型密封垫，所述O型密封垫设置于所述中空盖体的内侧，与所述密封盖密封连接；以及
弹性密封垫，所述弹性密封垫设置于所述中空盖体的底部，以在所述浮漂收集盖锁紧状态下与所述外收集筒的顶端相抵接。
进一步地，所述浮漂收集筒包括：
储料内筒，所述储料内筒的外壁对应所述压水仓位置设置有进水管和排水管，上端外周壁间隔开设有若干限位块，下端设置有若干支撑座，且所述排水管上装设有电磁阀；
外收集筒，所述外收集筒的上端沿其周向设置有若干间隔布置的挡板和外收集孔，且于所述挡板内侧壁设置有与卡条相配合的卡块；其内围成的浮漂收集仓底部设置有水管安装孔和过滤网；
上排料底板，所述上排料底板设置于所述储料内筒的下端，其中部开设有连通所述下料内筒内孔的锥形孔，并通过螺钉固定连接所述下料内筒；以及
下排料底板，所述下排料底板设置于所述上排料底板下方位置，形成位于两者之间用于容置下料转盘的排料腔，其底部开设有若干排料孔，所述排料孔连通上方的所述锥形孔；
其中，以所述锥形孔为中心，所述上排料底板的下表面对应所述排料腔的顶部位置分布有若干呈散射状的导流板，且所述导流板呈弯曲状。
进一步地，所述下料内筒包括：
锥形混料槽，所述锥形混料槽开设于所述下料内筒内孔的顶部位置；
锥形下料槽，所述锥形下料槽呈到锥形，开设于所述下料内筒内孔的中下部位置；
下料口，所述下料口设置于所述下料内筒内孔的底部，且于上排料底板上的锥形孔相对应布置；
密封台，所述密封台设置于所述下料内筒顶部的外周壁，与其下方的所述活塞式浮筒相对应布置，且其底部嵌设有第一密封圈；
螺孔，所述螺孔设置于所述下料内筒的底部，与上排料底板上的若干螺钉相对应布置。
进一步地，所述活塞式浮筒包括：
第二密封圈，所述第二密封圈为多个，自上而下间隔设置于所述活塞式浮筒的内周壁，并与所述下料内筒的外周壁密封连接；
第三密封圈，所述第三密封圈为多个，自上而下间隔设置与所述活塞式浮筒的外周壁，并与所述浮漂收集筒的内周边密封连接；
导料斜波，所述导料斜波设置于所述活塞式浮筒顶部，且由外边缘至内边缘呈倾斜向下布置。
进一步地，所述一体式下料杆包括：
转轴，所述转轴同轴设置于所述下料内筒的内孔，且其下端延伸至所述浮漂收集筒底部的排料腔内；
搅拌桨，所述搅拌桨设置于所述转轴的顶端，且位于所述下料内筒的锥形混料槽内；
下料转子，所述下料转子呈倒锥形，设置于所述转轴的中部，且对应装配于所述下料内筒的锥形下料槽内；
下料转盘，所述下料转盘设置于所述转轴的下端，对应装配于所述排料腔内，且其上开设有若干对应排料孔的下料孔；
传动齿轮，所述传动齿轮设置于所述转轴的低端，且位于所述下料转盘的底部位置；
潜水电机，所述潜水电机设置于所述浮漂收集筒的底部，其输出轴传动配合所述传动齿轮；
其中，所述下料转盘中部与所述转轴连接处设置有锥形导流台，且所述锥形导流台外侧至所述排料孔之间设置有排料凹槽；所述排料凹槽与上排料底板下表面的导流板相贴合布置。
进一步地，所述四向推进器包括：
推进喷头，所述推进喷头为四个，呈四向设置于所述浮漂收集筒的底部；
六通电磁阀，所述六通电磁阀设置于所述浮漂收集筒的底部，且通过管道分别连接所述推进喷头内侧端以及连接所述浮漂收集仓和压水仓；
潜水式水泵，所述潜水式水泵设置于所述浮漂收集筒的底部，且安装于其中的一个所述推进喷头内侧端的管道上。
进一步地，所述推进喷头包括：
开口式喷头，所述开口式喷头呈喇叭状，且内侧的顶部和底部分别开设有弧形导向槽和位于所述弧形导向槽底部的弹簧安装槽，内侧边缘设置有环形挡边；
增压式阀片，所述增压式阀片为两个呈左右对此布置，且其上下端的卡柱嵌设于所述弧形导向槽和弹簧安装槽内，并通过复位弹簧连接。
进一步地，还包括智能监测PID控制系统，所述智能监测PID控制系统包括PH测定仪、红外传感器、CTD温盐深仪、超声波传感器和PID控制器。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的智能机器人在水面航行时，利用浮漂收集盖的自重及其在浮漂收集筒内水中的漂浮力，使浮漂收集盖随浮漂收集筒内水位的高度同步上升或下降，浮漂收集筒内的水通过水泵定时抽出，从而自动连通或关闭内收集孔和外收集孔，实现自动进水及漂浮垃圾的自动收集；
2、浮漂收集盖与浮漂收集筒采用可拆卸连接，当需要进行浮漂收集时，将浮漂收集盖浮动设置在浮漂收集筒内；当需要进行水下航行投喂时，将浮漂收集盖浮动通过卡条旋紧并密封固定在挡板内侧的卡块上，通过水泵向浮漂收集仓内充水，利用压力差水流从顶部的喷射孔喷出，形成向下的推力，控制机器人下潜至预设深度；
3、储料内筒整体采用密闭设计，采用活塞式浮筒将其内部空间分割为体积互补的压水仓和储料仓，采用水泵控制压水仓的水容量，通过控制水仓的水容量控制自身重量，继而调控浮力大小辅助控制设备在水中下降或上浮；
4、上部的储料仓与下部的压水仓采用活塞式的结构设计，整体容积不变，利用压水仓进水量与排放的饵料形成重量互补，可在保证不同下潜深度的同时，最大限度地提高了机器人的饵料载容量；
5、采用一体式下料杆的结构设计，通过一个驱动电机同时驱动控制搅拌轴、下料转子及底部的下料转盘同步转动，同时实现搅拌、送料以及下料动作，且结构设计紧凑、新颖，且取消了多个驱动电机，降低了生产成本；
6、在上排料底板上设置呈散射状的导流板，利用下料转盘的转动将进入排料腔的饵料引导至排料孔，通过排料孔和下料孔的错位连通实现饵料排放，且下料转盘上的锥形导流台和排料凹槽更有利于提高饵料下料效率；
7、采用水泵式推进结构的推进器设计，替代现有四旋翼式推进方式，以六通电磁阀控制推进器管道通路的切换，通过水泵控制四向方向的推进喷头喷水，从而控制机器人的移动方向，同时水泵也用作向下部水仓补水或排水，实现下潜深度及移动方向及移动速率的自动调节，航行稳定性好，灵活性高；
8、采用保压止逆式的推进喷头设计，利用压力差，实现正向进水时阀片全开，逆向出水时阀片侧增压渐开喷射推进，该保压止逆式喷头结构设计巧妙，可实现自调节双向进出水；
9、该智能化水下机器人搭载PH测定仪、红外传感器、CTD温盐深仪、超声波传感器及智能控制器，实时监测机器人的下潜信息、水养生物的体态特征及水质环境信息，实现对不同深度的水养生物及其养殖日投喂量进行有效控制，实现科学健康养殖并极大提高养殖效率、降低养殖成本。
附图说明
图1是本发明的俯视结构示意图。
图2是本发明的仰视结构示意图。
图3是本发明的主视结构示意图。
图4是本发明的剖视结构示意图。
图5是本发明的剖视结构示意图一。
图6是本发明的装配结构示意图二。
图7是密封盖的俯视结构示意图。
图8是密封盖的仰视结构示意图。
图9是浮漂收集盖的俯视结构示意图。
图10是浮漂收集盖的仰视结构示意图。
图11是浮漂收集盖的剖视结构示意图。
图12是浮漂收集筒的俯视结构示意图。
图13是浮漂收集筒的仰视结构示意图。
图14是浮漂收集筒的剖视结构示意图一。
图15是浮漂收集筒的剖视结构示意图二。
图16是浮漂收集筒的剖视结构示意图三。
图17是浮漂收集筒的剖视结构示意图四。
图18是下料内筒的俯视结构示意图。
图19是下料内筒的仰视结构示意图。
图20是下料内筒的剖视结构示意图。
图21是活塞式浮筒的俯视结构示意图。
图22是活塞式浮筒的仰视结构示意图。
图23是一体式下料杆的俯视结构示意图。
图24是一体式下料杆的仰视结构示意图。
图25是一体式下料杆与浮漂收集筒的装配结构示意图一。
图26是一体式下料杆与浮漂收集筒的装配结构示意图二。
图27是增压式阀片的立体结构示意图。
图28是开口式喷头的剖视结构示意图。
图29是增压式阀片的结构示意图。
图30是增压式阀片为全开状态的结构示意图。
图31是增压式阀片为全闭合状态的结构示意图。
图32是增压式阀片为喷射推进状态的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-32和具体实施例对本发明进一步说明。
参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，提供一种能够自动收集水面漂浮垃圾的水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，该机器人主要包括密封盖100、浮漂收集盖200、浮漂收集筒300、下料内筒400、活塞式浮筒500、一体式下料杆600和四向推进器700。
其中，所述密封盖100、浮漂收集盖200、浮漂收集筒300共同构成该机器人的外部壳体，其采用铝合金或不锈钢材质加工而成。所述浮漂收集盖200活动套设于所述密封盖100外侧，且所述密封盖100可拆卸装配在储料内筒310的顶部，与所述浮漂收集筒300密封连接，以在储料内筒310内形成一个耐压的密封空间，用于贮存饵料，并具有一定的防水渗透性。所述浮漂收集盖200可拆卸装配在外收集筒320的顶部，通过卡扣机构与所述外收集筒320固定或活动连接，以在外收集筒320内形成一个耐压的浮漂收集仓A。
所述浮漂收集筒300为多功能结构，其主要包括同心布置的储料内筒310和外收集筒320以及位于底部的排料腔D，所述储料内筒310顶部密封连接所述密封盖100，所述外收集筒320顶部浮动连接所述浮漂收集盖200，形成浮漂收集仓A。而所述下料内筒400固定设置于所述浮漂收集筒300的内腔底部，且其内孔与所述排料腔D相连通。
上述活塞式浮筒500可上下滑动式设置于所述下料内筒400和所述储料内筒310之间，并于所述活塞式浮筒500顶部围成密闭且体积可变的储料仓B，于所述活塞式浮筒500底部围成密闭且体积可变的压水仓C。活塞式浮筒500在储料内筒310和所述下料内筒400之间上下滑动的过程中，下部的压水仓C的体积也随之变大或变小，以及上部的储料仓B的体积也随之变小或变大。
上述一体式下料杆600设置于所述下料内筒400的内孔，用于将所述储料仓B内的饵料向下输送至所述排料腔D进行投喂；且采用一体式下料杆的结构设计，通过一个潜水电机同时驱动控制搅拌桨620、下料转子630及底部的下料转盘640同步转动，同时实现搅拌、送料以及下料动作。所述四向推进器700安装在所述浮漂收集筒300的底部，用于驱动机器人进行前后左右移动，以调整机器人在不同水深处的移动方向。
参阅图7和图8所示，所述密封盖100主要包括密封盖本体和可拆卸设置加料口101处的密封塞102。所述密封盖本体的顶部侧边位置开设有所述加料口101，并在密封盖本体外边缘内侧位置设置有内密封搭边103，在密封盖本体的外边缘外侧位置设置有外密封搭边104，且外密封搭边104与所述内密封搭边103之间形成密封槽，用于密封储料内筒的顶部，防止该机器人在下潜过程中漏水。
参阅图9、图10和图11所示，所述浮漂收集盖200主要包括中空盖体201、若干浮体203、O型密封垫206和弹性密封垫207。
上述中空盖体201的外侧下端沿其周向间隔开设有若干内收集孔202，顶部沿其周向间隔开设有若干喷射孔205；当中空盖体201在水中相对浮漂收集筒300上浮时，内收集孔202打开，水面的水流进入浮漂收集仓A内，收集水面的浮漂垃圾；当中空盖体201固定在浮漂收集筒300上且需要下潜时，启动潜水式水泵730通过水管向浮漂收集仓A内加水，当其内压力大于外检压力时，浮漂收集仓A内的水从喷射孔205喷射出，形成向下的推力，驱动机器人进行下潜。
若干所述浮体203间隔设置于所述中空盖体201的底部，且与所述内收集孔202相对应布置，浮体203采用泡沫材质，在水中具有较大的漂浮力。所述浮体203外壁中部设置有卡条204，用于将所述中空盖体201在不需要收集垃圾时固定在浮漂收集筒300上。
此外，为在浮漂收集仓A内形成一定的密封性，将所述O型密封垫206设置于所述中空盖体201的内侧，与所述密封盖100密封连接，以尽可能的使得浮漂收集仓A内的水从从喷射孔205向上喷射出。所述弹性密封垫207设置于所述中空盖体201的底部，以在所述浮漂收集盖200向下锁紧状态下与所述外收集筒320的顶端相抵接，且具有一定向下的缓冲空间以便于将卡条204旋转固定在外收集筒320内壁的卡块323底部。
参阅图12、图13、图14、图16和图17所示，所述浮漂收集筒300主要包括储料内筒310、外收集筒320、上排料底板330和下排料底板340。
上述储料内筒310的外壁对应所述压水仓C位置设置有进水管311和排水管312，进水管311的一端通过六通电磁阀720连接潜水式水泵730，另一端位于压水仓C内，通过潜水式水泵730在六通电磁阀720的切换下向压水仓C内加水，以控制压水仓C内水的重量，既可以补充因投放饵料所损失的整体重量，也可以增加机器人的整体重量，控制机器人下潜至不同深度。排水管312的一端设置在压水仓C内，另一端设置在所述浮漂收集筒300的外部，并在排水管312上安装有电磁阀313，通过控制电磁阀313可将压水仓内的水排水，以降低机器人的整体重量，控制机器人进行上升。
上述外收集筒320的上端沿其周向设置有若干间隔布置的挡板321和外收集孔322，挡板321与中空盖体201上的收集孔202相对应布置，外收集孔322对应中空盖体201的本体。当浮漂收集盖200上浮时，外收集孔322和收集孔202呈打开状态，水面上的浮漂垃圾随水流通过外收集孔322和收集孔202被收集在浮漂收集仓A内。所述挡板321内侧壁设置有与卡条204相配合的卡块323，卡块323为长条形靠近外收集孔322的一端布置。
此外，在围成的浮漂收集仓A的底部设置有水管安装孔324和过滤网325，潜水式水泵730经六通电磁阀720切换管路通过管道连通水管安装孔324，用于向浮漂收集仓A充水或将浮漂收集仓A内具有浮漂垃圾的水排出，过滤网325设置在浮漂收集仓A的底部，且具底部具有一定距离，以将浮漂垃圾拦截在过滤网325，使用过后手动取出过滤网325，清理出浮漂收集仓A内收集的浮漂垃圾。
在所述储料内筒310上端外周壁间隔开设有若干限位块314，下端设置有若干支撑座315。若干限位块314呈环形间隔布置，与密封盖100上的外密封搭边103相配合，保证密封盖100与储料内筒310装配的稳定性。储料内筒310底部设置的若干支撑座315主要起到支撑机器人的作用。
上述上排料底板330设置于所述储料内筒310的下端，其中部开设有连通所述下料内筒400内孔的锥形孔331，并通过螺钉333固定连接所述下料内筒400。而所述下排料底板340设置于所述上排料底板330下方位置，形成位于两者之间用于容置下料转盘640的排料腔D，其底部开设有若干排料孔341，所述排料孔341连通上方的所述锥形孔331。上排料底板330、下排料底板340和储料内筒310和外收集筒320为一体式结构，其采用不锈钢或铝合金制成，具有一定的耐压防腐蚀的性能。
参阅图14、图15和图16所示，以所述锥形孔331为中心，所述上排料底板330的下表面对应所述排料腔D的顶部位置分布有若干呈散射状的导流板332，且所述导流板332呈弯曲状。通过在排料腔D底部的上排料底板330上设置呈散射状的导流板332，利用下料转盘640的转动将进入排料腔D的饵料引导至排料孔431，通过排料孔431与下料转盘540错位连通实现饵料排放。
参阅图18、图19和图20所示，所述下料内筒400主要包括内筒体和开设于其内筒体上的锥形混料槽401、锥形下料槽402、下料口403和密封台404，锥形混料槽401、锥形下料槽402、下料口403和密封台404自上而下依次连通且呈同心布置。
具体地，锥形混料槽401开设于所述下料内筒400内孔的顶部位置，其内装设有搅拌桨620，所述锥形混料槽401整体呈开口状，储料仓在饵料在活塞式浮筒500的上升过程中向上顶起并落入该锥形混料槽401中，起到一定的汇集作用，以便于提高搅拌桨620的搅拌混合效率。
上述锥形下料槽402呈到锥形，开设于所述下料内筒400内孔的中下部位置，所述下料口403设置于所述下料内筒400内孔的底部，且于上排料底板330上的锥形孔331相对应布置。锥形下料槽402的内表面设置有与下料转子630相配合的螺纹槽，转动中的下料转子630可将锥形混料槽401内的饵料向下传送至下方的排料腔D内，同时下料转子630与锥形混料槽401紧密配合的结构还具有一定的防水作用，避免底部的水逆流至锥形混料槽401。
上述密封台404设置于所述下料内筒400顶部的外周壁，与其下方的所述活塞式浮筒500相对应布置，且其底部嵌设有第一密封圈405。活塞式浮筒500在上下浮动的过程中与所述下料内筒400的外周壁之间通过第一密封圈405密封连接。且当活塞式浮筒500上浮至最顶部时，活塞式浮筒500与所述密封台404向抵接，密封台404起到限位作用，以避免活塞式浮筒500脱离下料内筒400。
为保证下料内筒400在外筒200内安装的稳定性，在下料内筒400的底部圆形轨迹上间隔开设有若干所述螺孔406，若干螺孔406与上排料底板330上的若干螺钉333相对应布置，若干螺钉333的上端穿过上排料底板330旋紧在下料内筒400底部的若干所述螺孔406内，从而将下料内筒400牢牢地固定在上排料底板330上。
参阅图21和图22所示，作为智能机器人中用于调节压水仓和储料仓体积大小的浮动调节机构，所述活塞式浮筒500为中空的环形结构，其整体呈T型，其上设置有第二密封圈501和第三密封圈502。所述第二密封圈501为多个，自上而下间隔设置于所述活塞式浮筒500的内周壁，并与所述下料内筒400的外周壁密封连接。所述第三密封圈502为多个，自上而下间隔设置与所述活塞式浮筒500的外周壁，并与所述浮漂收集筒300的内周边密封连接，该活塞式浮筒500分别通过内圈的第二密封圈501和外圈的第三密封圈502滑动且密封设置在下料内筒400和浮漂收集筒300之间。
此外，值得注意的是，为避免饵料在储料仓可能存在的堆积死角，将活塞式浮筒500的顶部平面设置为倾斜状的导料斜波503，所述导料斜波503由外边缘至内孔边缘呈倾斜向下布置，倾斜角度为5-45°，优选为10-15°。以便于活塞式浮筒500在向上浮起的过程中能够将顶部储料仓内的饵料向上顶起，并沿导料斜波503落入下料内筒400的锥形混料槽401中，实现饵料的自动汇集。
参阅图23、图24、图25和图26所示，所述一体式下料杆600采用一体式的结构设计，并采用一个驱动电机同时驱动实现搅拌、送料以及下料动作，其主要包括转轴610、搅拌桨620、下料转子630、下料转盘640、传动齿轮650和潜水电机660。且所述搅拌桨620、下料转子630和下料转盘640均固定设置在转轴610上，并通过底部安装的传动齿轮650和潜水电机660同步驱动旋转。
上述转轴610同轴设置于所述下料内筒400的内孔，且其下端延伸至所述浮漂收集筒300底部的排料腔D内。所述搅拌桨620设置于所述转轴610的顶端，且位于所述下料内筒400的锥形混料槽401内，用于将储料仓B内的饵料在锥形混料槽401内进行搅拌混匀。所述下料转子630呈倒锥形，设置于所述转轴610的中部，且对应装配于所述下料内筒400的锥形下料槽402内，用于将储料仓内的饵料向下输送至排料腔D内。
上述下料转盘640采用焊接的方式设置于所述转轴610的下端，并对应装配于所述排料腔D内，且可随转轴610在排料腔D内旋转。该下料转盘640在旋转过程中，当其上开设的若干下料孔641与下方的对应所述排料孔431重合时，排料腔D的饵料通过连通的下料孔641和排料孔431排出进入水中，实现饵料的自动投喂。而当下料转盘640继续旋转，其上开设的若干下料孔641与下方的对应所述排料孔431完全呈错位时，下料孔641与排料孔431直接呈关闭状态，排料腔D的饵料无法通过下料孔641和排料孔431排入水中，停止饵料投喂。
上述传动齿轮650设置于所述转轴610的低端，且位于所述下料转盘640的底部位置；所述潜水电机660设置于所述浮漂收集筒300的底部，其输出轴通过蜗杆齿合连接所述传动齿轮650，用于驱动一体式下料杆600同时实现搅拌、送料以及下料动作。
参阅图23所示，为提高饵料投喂速率，避免饵料堵塞，在所述下料转盘640中部与所述转轴610连接处设置有锥形导流台642，且所述锥形导流台642外侧至所述排料孔431之间设置有排料凹槽643；所述排料凹槽643与上排料底板330下表面的导流板332相贴合布置。也就是说导流板332的下端面在竖直方向上也呈弧形结构，导流板332与排料凹槽643之间呈间隙配合，通过下料转盘640上的锥形导流642台和排料凹槽643的结构设计更有利于提高饵料下料效率。
参阅图2、图3、图4和图6所示，所述四向推进器700采用水泵式推进结构的推进器设计，替代现有四旋翼式推进方式。四向推进器700主要包括四个呈四向布置的推进喷头710、一个六通电磁阀720和一个潜水式水泵730。
其中，所述推进喷头710为四个分别设置于所述外筒200的底部，呈前后左右朝向布置；所述五通电磁阀720设置于所述外筒200的底部，且分别与所述推进喷头710内侧端的管道连接，用于切换至少两个推进喷头710连通。所述潜水式水泵730设置于所述外筒200的底部，且安装于其中的一个所述推进喷头710内侧端的管道上。启动推进喷头710，以一个推进喷头710作为进水口，以另外至少一个推进喷头710作为喷水口推动机器人前进，通过五通电磁阀720的切换喷水口和进水口，实现机器人在水下不动方向上的移动。
作为其中的一个优选实施方式，以其中的一个推进喷头710作为进水口，以反方向的推进喷头710作为喷水口。启动潜水式水泵730后，前进方向上的水流通过进水口方向上的推进喷头710吸水，可有效降低前进方向上的阻力，吸入的水通过潜水式水泵730从反方向上喷水口处的推进喷头710喷出，推动机器人前进。
参阅图30、图31和图32所示，所述推进喷头710采用保压止逆式的结构设计，其主要包括设置于推进喷头710远端的开口式喷头711和活动设置于开口式喷头711内的开关阀715，利用压力差，实现正向进水时开关阀715全开，逆向出水时开关阀715内侧水压增至预设压力后渐开，而喷水流推进，其结构设计巧妙，实现了自调节双向进出水的目的。
参阅图27和图28所示，该推进喷头710远端的所述开口式喷头711呈喇叭状，且内侧的顶部和底部分别开设有弧形导向槽712和位于所述弧形导向槽712底部的弹簧安装槽713，内侧边缘设置有环形挡边714起到一定的止逆作用。开关阀715包括两个呈左右对称布置的增压式阀片716，且其上下端的卡柱717嵌设于所述弧形导向槽712和弹簧安装槽713内，并通过复位弹簧718连接。
该推进喷头710的主要工作方式，主要包括作为进水口的全开式、作为出水口起始状态下的增压式、以及作为出水口增压后的喷射式，具体如下：
其一，作为进水口的全开式：推进喷头710作为进水口时，请参阅图30和图24所示，为进水端推进喷头为全开状态的结构示意图，以及为进水端推进喷头为全开状态下阀片开度的结构示意图。启动潜水式水泵730吸水，外界的水通过推进喷头710流入，外侧压力大于内侧压力，水流推动左右两片增压式阀片716呈打开状态，能够以最小的阻力将前进方向上的水吸入，并从反向或两侧方向上的推进喷头710出喷出；
其二，作为出水口起始状态下的增压式：推进喷头710作为排水口时，请参阅图31所示，为出水端推进喷头为增压止逆起始状态的结构示意图，以及为出水端推进喷头为增压止逆起始状态下阀片开度的结构示意图。启动潜水式水泵730吸水后，潜水式水泵730将水输送至增压式阀片717的内侧，而此时由于环形挡边714的设计，使得左右两侧的增压式阀片717呈封闭状态，水流无法通过增压式阀片717排出，此时在潜水式水泵730的作用下，增压式阀片717内侧的压力逐渐增大；
其三，出水口增压后的喷射式：推进喷头710作为排水口时，请参阅图27和图32所示，为出水端推进喷头为增压止逆喷流状态的结构示意图，以及为出水端推进喷头为增压止逆喷流状态下阀片开度的结构示意图。当增压式阀片716内侧的水压大小增压至预设值时，左右两侧的增压式阀片716及其连接的复位弹簧718被撑开，并在两增压式阀片716之间形成喷射通道，高压的水直接通过该喷射通道喷射而出，实现高压喷射前进的目的。
参阅图2、图3、图4和图6所示，该水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人还包括智能监测PID控制系统800，所述智能监测PID控制系统800包括PH测定仪801、红外传感器802、CTD温盐深仪803、超声波传感器和PID控制器以及电池组。通过多种检测传感器可实时检测机器人的下潜信息、水养生物的体态特征及水质环境信息，实现对不同深度的水养生物及其养殖日投喂量进行有效控制，实现科学健康养殖并极大提高养殖效率、降低养殖成本。
具体地，在实现科学健康养殖方面，通过搭载的PH测定仪801监控水质，依据水质中饵料离子所含浓度，雾化饵料流量等条件并结合投喂量预测模型，按需定量精准投饲投药。通过搭载的红外传感器802观察水中生物发热特征，监测水养生物生长情况和体质特征，在一定程度上起到预警作用。通过搭载的CTD温盐深仪803智能感温感深，用于测量不同水域环境下不同水层或深度的水体水温盐度、氧含量、声速、电导率及压力。
在该立体监控养殖智能化水下机器人的自主航行方面，通过搭载的超声波传感器并改进相应算法实现精准避障，在一定条件下，实现巡线巡航功能。采用PID控制器智能化控制进行水下机器人相关的速度，保持机器人稳定运行。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，其特征在于，包括：
密封盖；
浮漂收集盖，所述浮漂收集盖活动套设于所述密封盖外侧；
浮漂收集筒，所述浮漂收集筒包括同心布置的储料内筒和外收集筒以及位于底部的排料腔，所述储料内筒顶部密封连接所述密封盖，所述外收集筒顶部浮动连接所述浮漂收集盖，形成浮漂收集仓；
下料内筒，所述下料内筒固定设置于所述浮漂收集筒的内腔底部，且其内孔与所述排料腔相连通；
活塞式浮筒，所述活塞式浮筒可上下滑动式设置于所述下料内筒和所述储料内筒之间，并与所述活塞式浮筒顶部围成密闭且体积可变的储料仓，与所述活塞式浮筒底部围成密闭且体积可变的压水仓；
一体式下料杆，所述一体式下料杆设置于所述下料内筒的内孔，用于将所述储料仓内的饵料向下输送至所述排料腔进行投喂；以及
四向推进器，所述四向推进器设置于所述浮漂收集筒的底部，用于驱动机器人进行前后左右移动。
2.根据权利要求1所述的一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，其特征在于，所述密封盖包括：
加料口，所述加料口设置于所述密封盖的顶部侧边位置；
密封塞，所述密封塞可拆卸设置于所述加料口；
内密封搭边，所述内密封搭边设置于所述密封盖外边缘内侧位置；
外密封搭边，所述外密封搭边设置于所述密封盖外边缘外侧位置，且与所述内密封搭边之间形成密封槽。
3.根据权利要求2所述的一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，其特征在于，所述浮漂收集盖包括：
中空盖体，所述中空盖体的外侧下端沿其周向间隔开设有若干内收集孔，顶部沿其周向间隔开设有若干喷射孔；
若干浮体，若干所述浮体间隔设置于所述中空盖体的底部，且与所述内收集孔相对应布置，所述浮体外壁中部设置有卡条；
O型密封垫，所述O型密封垫设置于所述中空盖体的内侧，与所述密封盖密封连接；以及
弹性密封垫，所述弹性密封垫设置于所述中空盖体的底部，以在所述浮漂收集盖锁紧状态下与所述外收集筒的顶端相抵接。
4.根据权利要求3所述的一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，其特征在于，所述浮漂收集筒包括：
储料内筒，所述储料内筒的外壁对应所述压水仓位置设置有进水管和排水管，上端外周壁间隔开设有若干限位块，下端设置有若干支撑座，且所述排水管上装设有电磁阀；
外收集筒，所述外收集筒的上端沿其周向设置有若干间隔布置的挡板和外收集孔，且于所述挡板内侧壁设置有与卡条相配合的卡块，其内围成的浮漂收集仓底部设置有水管安装孔和过滤网；
上排料底板，所述上排料底板设置于所述储料内筒的下端，其中部开设有连通所述下料内筒内孔的锥形孔，并通过螺钉固定连接所述下料内筒；以及
下排料底板，所述下排料底板设置于所述上排料底板下方位置，形成位于两者之间用于容置下料转盘的排料腔，其底部开设有若干排料孔，所述排料孔连通上方的所述锥形孔；
其中，以所述锥形孔为中心，所述上排料底板的下表面对应所述排料腔的顶部位置分布有若干呈散射状的导流板，且所述导流板呈弯曲状。
5.根据权利要求4所述的一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，其特征在于，所述下料内筒包括：
锥形混料槽，所述锥形混料槽开设于所述下料内筒内孔的顶部位置；
锥形下料槽，所述锥形下料槽呈到锥形，开设于所述下料内筒内孔的中下部位置；
下料口，所述下料口设置于所述下料内筒内孔的底部，且于上排料底板上的锥形孔相对应布置；
密封台，所述密封台设置于所述下料内筒顶部的外周壁，与其下方的所述活塞式浮筒相对应布置，且其底部嵌设有第一密封圈；
螺孔，所述螺孔设置于所述下料内筒的底部，与上排料底板上的若干螺钉相对应布置。
6.根据权利要求5所述的一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，其特征在于，所述活塞式浮筒包括：
第二密封圈，所述第二密封圈为多个，自上而下间隔设置于所述活塞式浮筒的内周壁，并与所述下料内筒的外周壁密封连接；
第三密封圈，所述第三密封圈为多个，自上而下间隔设置与所述活塞式浮筒的外周壁，并与所述浮漂收集筒的内周边密封连接；
导料斜波，所述导料斜波设置于所述活塞式浮筒顶部，且由外边缘至内边缘呈倾斜向下布置。
7.根据权利要求6所述的一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，其特征在于，所述一体式下料杆包括：
转轴，所述转轴同轴设置于所述下料内筒的内孔，且其下端延伸至所述浮漂收集筒底部的排料腔内；
搅拌桨，所述搅拌桨设置于所述转轴的顶端，且位于所述下料内筒的锥形混料槽内；
下料转子，所述下料转子呈倒锥形，设置于所述转轴的中部，且对应装配于所述下料内筒的锥形下料槽内；
下料转盘，所述下料转盘设置于所述转轴的下端，对应装配于所述排料腔内，且其上开设有若干对应排料孔的下料孔；
传动齿轮，所述传动齿轮设置于所述转轴的低端，且位于所述下料转盘的底部位置；
潜水电机，所述潜水电机设置于所述浮漂收集筒的底部，其输出轴传动配合所述传动齿轮；
其中，所述下料转盘中部与所述转轴连接处设置有锥形导流台，且所述锥形导流台外侧至所述排料孔之间设置有排料凹槽，所述排料凹槽与上排料底板下表面的导流板相贴合布置。
8.根据权利要求7所述的一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，其特征在于，所述四向推进器包括：
推进喷头，所述推进喷头为四个，呈四向设置于所述浮漂收集筒的底部；
六通电磁阀，所述六通电磁阀设置于所述浮漂收集筒的底部，且通过管道分别连接所述推进喷头内侧端以及连接所述浮漂收集仓和压水仓；
潜水式水泵，所述潜水式水泵设置于所述浮漂收集筒的底部，且安装于其中的一个所述推进喷头内侧端的管道上。
9.根据权利要求8所述的一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，其特征在于，所述推进喷头包括：
开口式喷头，所述开口式喷头呈喇叭状，且内侧的顶部和底部分别开设有弧形导向槽和位于所述弧形导向槽底部的弹簧安装槽，内侧边缘设置有环形挡边；
增压式阀片，所述增压式阀片为两个呈左右对此布置，且其上下端的卡柱嵌设于所述弧形导向槽和弹簧安装槽内，并通过复位弹簧连接。
10.根据权利要求9所述的一种水产养殖用浮漂垃圾收集与自动投喂智能机器人，其特征在于，还包括智能监测PID控制系统，所述智能监测PID控制系统包括PH测定仪、红外传感器、CTD温盐深仪、超声波传感器和PID控制器。
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