CN114813224A - 一种应用于虾塘的采样装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于虾塘的采样装置，包括水上平台、升降机构、料盘、视频检测机构、补料机构和控制终端；所述控制终端分别与所述升降机构、所述补料机构和所述视频检测机构通信连接；所述水上平台漂浮于水面，所述升降机构、补料机构和视频检测机构均固定安装于所述水上平台，所述升降机构的升降部与所述料盘连接以使所述料盘沉入池底或升至水面，所述视频检测机构用于拍摄升至水面的所述料盘中饲料余量并将数据传输至所述控制终端，所述控制终端判定是否需要向所述料盘补料并指令所述补料机构是否向所述料盘供料。既减轻了工作人员的工作负担，又可避免饲料余量判断不准确造成的饲料浪费问题。
Description
技术领域
本发明属于虾塘养殖技术领域，尤其涉及一种应用于虾塘的采样装置及方法。
背景技术
虾塘是用于养殖虾类的池塘。由于虾类生存于池底，在投放饲料时需要将饲料沉于池底才能供给虾类食用。然而池塘面积广阔且通常池水较为浑浊难以看清池底情况，便无法判断投放私聊区域的虾类数量及饲料消耗情况，很容易错过饲料补充时机，造成部分区域的虾类进食不足成长品质不佳的问题，且还可能造成部分区域饲料投放过量严重浪费的问题。
目前，以人工定时捞起盛装饲料的料盘检查饲料消耗量，来判断虾类聚集区域，对饲料消耗快的区域增加补充饲料次数和补充量，对饲料消耗慢的区域减少饲料补充次数和补充量。但以人工操作捞起料盘时，工作人员走动会激荡池水，使得料盘上的饲料存在被水冲掉的可能，进而造成人工检查结果出现误差，影响对饲料补充次数和补充量的判断。且采用人工检查和补充饲料的方式工作量也极为繁重。
综上所述，亟需一种应用于虾塘的采样装置，能够对虾塘底部盛装饲料的料盘进行检查，并根据饲料消耗状况补充饲料。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种应用于虾塘的采样装置，可自动生起料盘，并判定是否需要对料盘进行补料，以此替代人工管理虾塘而产生的繁重工作，同时解决工作人员在池塘内走动造成的料盘检查结果不准确的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种应用于虾塘的采样装置，包括水上平台、升降机构、料盘、视频检测机构、补料机构和控制终端；所述控制终端分别与所述升降机构、所述补料机构和所述视频检测机构通信连接；所述水上平台漂浮于水面，所述升降机构、补料机构和视频检测机构均固定安装于所述水上平台，所述升降机构的升降部与所述料盘连接以使所述料盘沉入池底或升至水面，所述视频检测机构用于拍摄升至水面的所述料盘中饲料余量并将数据传输至所述控制终端，所述控制终端判定是否需要向所述料盘补料并指令所述补料机构是否向所述料盘供料。
通过上述方案，本发明至少得到以下技术效果：
本发明的采样装置漂浮于饲料投放区域的水面上，通过升降机构将料盘下放到池底进行饲料投喂，也可通过升降机构将料盘升至水面处，再通过视频检测机构对料盘上的饲料余量进行测量，控制终端接收到视频检测机构传输的数据后，判定是否需要补充饲料，并控制不了机构是否向料盘补料。该采样装置可替代人工捞起料盘，并观察料盘中饲料余量后再决定是否补充饲料的工作，极大地减轻了工作负担。并且该自动补料机构在升降料盘时整体处于漂浮在水面的状态，不会造成池水震荡，减少料盘移动过程中随水流运动而损失的饲料量，从而对该饲料投放区域的饲料消耗量评估结果更为准确。
优选的，还包括移动机构，所述移动机构包括支撑杆和推进器，所述推进器通过所述支撑杆安装于所述水上平台的底部，使所述推进器浸于水中，所述推进器推动所述水上平台在水面移动。
优选的，所述升降机构包括伺服电机、第一绞盘和绳索；所述伺服电机与所述控制终端通信连接，所述料盘与所述绳索连接，所述伺服电机驱动所述第一绞盘转动，所述绳索盘绕于所述第一绞盘并通过所述第一绞盘的转动而收放。
优选的，还包括锚定机构，所述锚定机构包括锚头、锚索和第二绞盘；所述锚头与所述锚索连接，所述锚索盘绕于所述第二绞盘，所述伺服电机驱动所述第二绞盘转动进而收放所述锚头。
优选的，所述补料机构包括料箱、电动闸门和下料管，所述电动闸门与所述控制终端通信连接，所述下料管一端连通于所述料箱的底部，另一端悬于所述料盘的上方，所述电动闸门安装于所述下料管上用以控制所述下料管的通断。
优选的，所述水上平台包括平台支架和若干浮动件；若干所述浮动件漂浮于水面，所述平台支架分别与若干所述浮动件连接；所述浮动件包括浮球、浮圈或浮板中的一种。
优选的，所述水上平台上还安装有电池箱，所述电池箱分别与所述升降机构、所述视频检测机构、所述补料机构和所述控制终端电连接以进行供电；所述水上平台上还设置有太阳能板，所述太阳能电池板与所述电池箱电连接，以将太阳能转化为电能供给所述电池箱。
优选的，还包括计时模块，所述计时模块与所述控制终端通信连接，所述计时模块用于定时发送信号至所述控制终端，所述控制终端收到所述计时模块发送的信号后指令各机构执行一次补料。
优选的，还包括水质监测模块和无线通信模块；所述水质监测模块安装于所述水上平台，且所述水质监测模块和所述无线通信模块分别与所述控制终端通信连接；所述水质监测模块用于监测水质，并将水质数据通过所述无线通信模块传输至云端。
本发明的目的还在于，提供一种应用于虾塘的采样方法，结合上述的应用于虾塘的采样装置，解决人工补充饲料工作繁重且易产生误判的情况。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种应用于虾塘的采样方法，适用于上述方案中任意一项所述的应用于虾塘的采样装置，该补料方法包括如下步骤：
步骤一：所述水上平台悬停于目标投喂区域，所述料盘内初次添加饲料，并通过所述升降机构将所述料盘沉入池底；
步骤二：到达预定的间隔时间后，所述升降机构将所述料盘升至水面处，所述视频检测机构对所述料盘内的饲料余量进行测量，并将测量数据传输至所述控制终端；所述视频检测机构还对爬入所述料盘中被一并升上水面的样品虾进行测量；
步骤三：所述控制终端接收所述视频检测机构传输的数据后进行判定；
步骤四：所述控制终端指令所述升降机构将所述料盘重新沉入池底。
通过上述方案，本发明至少得到以下技术效果：
本发明的自动补料方法适用于上述方案中的应用于虾塘的采样装置，无需工作人员进入池塘，通过控制终端指令升降机构自动升降料盘，在将料盘升至水面后进行饲料余量的测量，并判定是否需要补充饲料。
本发明的有益效果为：
本发明的采样装置可实现自动升降料盘并测量料盘中的饲料余量，根据料盘中的饲料余量来判定是否向料盘补料，并且还能拍摄到样品虾的成长情况，全程无需工作人员进入池塘操作。特别是还通过在该采样装置上安装移动机构使得该采样装置能够自主在虾塘内移动至目标饲料投放区域，再通过锚定机构稳固位置进行饲料投喂作业。既减轻了工作人员的工作负担，又可避免饲料余量判断不准确造成的饲料浪费问题。
附图说明
图1为本发明在一实施例中提供的采样装置结构示意图。
图2为本发明在一实施例中提供的加装移动机构和锚定机构的采样装置结构示意图。
图例：
1水上平台；2升降机构；3料盘；4视频检测机构；5补料机构；6控制终端；7移动机构；8锚定机构；9太阳能板；
11平台支架；12浮动件；13电池箱；
21伺服电机；22第一绞盘；23绳索；
51料箱；52电动闸门；53下料管；
71支撑杆；72推进器；
81锚头；82锚索；83第二绞盘。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例提供了一种应用于虾塘的采样装置包括水上平台1、升降机构2、料盘3、视频检测机构4、补料机构5和控制终端6。控制终端6作为中央处理器，其分别与升降机构2、视频检测机构4和补料机构5通信连接，用以传输数据和指令，集成控制各机构的运行。水上平台1漂浮在虾塘的水面上承载其他机构，升降机构2、视频检测机构4和补料机构5均安装在水上平台1上，其中升降机构2悬吊着料盘3，使料盘3能够下放浸入池底，也可上升至水面处。视频检测机构4架设在料盘3的上方，拍摄镜头对准料盘3上升至水面处的位置，当料盘3抬升至水面时，通过视频检测机构4拍摄料盘3的方式获取料盘3上饲料余量的数据，并将该数据传输给控制终端6。控制终端6根据料盘3上的饲料余量图像或影像来判断本次料盘3上升是否需要补充饲料，若需要补充，则控制终端6指令补料机构5向料盘3供料；若不需要补充，则控制终端6跳过补料机构5直接指令升降机构2下放料盘3。
值得一提的是，上述方案中的视频检测机构4可选用摄像头、摄像机或照相机中的一种，与控制终端6进行通信连接后，将拍摄到的影像或图像数据传输给控制终端6。其中，采用摄像机或照相机时，由于设备自带存储功能，可对拍摄到的影像或图像进行存储，待工作人员回收该采样装置后提取影像或图像资料，用以分析虾类的进食规律和分布情况。
并且，由于料盘3沉入池底，虾类游动至料盘3内进食，当升降机构2将料盘3上升至水面时也可起到随机提取样品虾的效果，视频检测机构4拍摄料盘3时可同时拍摄到样品虾的影像或图像，用作对虾类生长情况的监控和判断。
如图2所示，在一实施例中，为使该采样装置能够自行在虾塘的水面移动，在无需工作人员进入虾塘的情况下自行运动至目标投料区域，还在水上平台1的底部安装有移动机构7。该移动机构7包括支撑杆71和推进器72，推进器72没于水中，支撑杆71将推进器72与水上平台1固定连接。本实施例中推进器72采用螺旋桨推进器72，通过螺旋桨转动向后推送水流，产生的反作用力推动水上平台1在池塘的水面移动。
如图1所示，在一实施例中，升降机构2包括伺服电机21、第一绞盘22和绳索23。伺服电机21作用动力源驱动第一绞盘22正向或反向转动，绳索23盘绕在第一绞盘22上，当第一绞盘22正向转动时释放绳索23，当第一绞盘22反向转动时收缴绳索23。将料盘3拴系在绳索23的端头处，随着第一绞盘22对绳索23的收放作用，实现料盘3的升降效果。
如图2所示，在一实施例中，为使水上平台1悬停于目标投喂区域时能够停泊的更加稳定，避免水上平台1随水流移动或被风吹动偏离目标投喂区域。锚定机构8包括锚头81、锚索82和第二绞盘83。其中第二绞盘83也装配有电机进行驱动，锚索82一端缠绕在第二绞盘83上，另一端拴系锚头81。通过电机驱动第二绞盘83转动实现下锚和起锚的效果。
如图1所示，在一实施例中，补料机构5包括料箱51、电动闸门52和下料管53。料箱51内存储有饲料，料箱51的底部设置有出料口，下料管53接通在出料口处，使料箱51中的饲料可从下料管53输出，下料管53的底部管口位于料盘3的正上方，将饲料引导至料盘3中。电动阀安装在下料管53处并与控制终端6通信连接，控制终端6可指令该电动阀的开启或关闭。当电动阀关闭时，下料管53被封堵，停止下料。当电动阀开启时，下料管53畅通，饲料从下料管53输出到料盘3中。
如图1所示，在一实施例中，水上平台1由若干个浮动件12和平台支架11组合构成。浮动件12可包括浮球、浮圈或浮板中的一种。平台支架11作为承载各机构的安装载体，浮动件12则起到漂浮在水面提供浮力的效果。也可将平台支架11通过梁结构固定在岸边或水底。
如图1所示，在一实施例中，在水上平台1上还安装有太阳能板9和电池箱13，太阳能板9将太阳能转化为电能，并通过太阳能板9与电池箱13的连接将电能储存起来。通过电池箱13对各机构进行供电，保障装置的运行。
如图1所示，在一实施例中，为实现定时自动启动装置的效果，还设置有计时模块，该计时模块与控制终端6通信连接，设定好启动时间后，计时模块会间隔预定的时间触发一次信号并发送给控制终端6，控制终端6每接收一次计时模块传输的信号就会启动一次补料循环步骤，该循环步骤包括：第一步升降机构2抬升料盘3，第二步视频检测机构4拍摄料盘3内的饲料余量，第三步控制终端6判定是否需要补料，若需要补料则控制终端6指令补料机构5输出饲料，若不需要补料则直接跳过补料机构5。第四步控制终端6指令升降机构2将料盘3下放到池底。完成一次补料循环步骤。
在一实施例中，还设置了水质监测模块和无线通信模块；水质监测模块安装于水上平台，用于检测虾塘内的水质情况。且水质监测模块和无线通信模块分别与控制终端通信连接；水质监测模块监测水质情况，并将水质数据通过无线通信模块传输至云端。可通过接收设备在远程接收虾塘的水质数据。并且图像或影像数据也可上传云端并在接收设备上调取查看。
在一实施例中，还提供了一种应用于虾塘的采样方法，适用于上述实施例中任意一项所述的应用于虾塘的采样装置，其特征在于，该补料方法包括如下步骤：
步骤一：所述水上平台1悬停于目标投喂区域，所述料盘3内初次添加饲料，并通过所述升降机构2将所述料盘3沉入池底；
步骤二：到达预定的间隔时间后，所述升降机构2将所述料盘3升至水面处，所述视频检测机构4对所述料盘3内的饲料余量进行测量，并将测量数据传输至所述控制终端6；
步骤三：所述控制终端6接收所述视频检测机构4传输的数据后进行判定；
步骤四：若所述料盘3内的饲料余量少于或等于预定值，则步骤三中所述控制终端6判定所述料盘3需要补料，并指令所述补料机构5向所述料盘3供料；
步骤五：若所述料盘3内的饲料余量多于预定值，则步骤三中所述控制终端6判定所述料盘3不需要补料；
步骤六：步骤四或步骤五执行完成后，所述控制终端6指令所述升降机构2将所述料盘3重新沉入池底。
以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾即可，但是限于篇幅，未进行一一描述。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。
Claims (10)
1.一种应用于虾塘的采样装置，其特征在于：包括水上平台、升降机构、料盘、视频检测机构、补料机构和控制终端；所述控制终端分别与所述升降机构、所述补料机构和所述视频检测机构通信连接；所述水上平台漂浮于水面，所述升降机构、补料机构和视频检测机构均固定安装于所述水上平台，所述升降机构的升降部与所述料盘连接以使所述料盘沉入池底或升至水面，所述视频检测机构用于拍摄升至水面的所述料盘中饲料余量并将数据传输至所述控制终端，所述控制终端判定是否需要向所述料盘补料并指令所述补料机构是否向所述料盘供料。
2.根据权利要求1所述应用于虾塘的采样装置，其特征在于：还包括移动机构，所述移动机构包括支撑杆和推进器，所述推进器通过所述支撑杆安装于所述水上平台的底部，使所述推进器浸于水中，所述推进器推动所述水上平台在水面移动。
3.根据权利要求1所述应用于虾塘的采样装置，其特征在于：所述升降机构包括伺服电机、第一绞盘和绳索；所述伺服电机与所述控制终端通信连接，所述料盘与所述绳索连接，所述伺服电机驱动所述第一绞盘转动，所述绳索盘绕于所述第一绞盘并通过所述第一绞盘的转动而收放。
4.根据权利要求3所述应用于虾塘的采样装置，其特征在于：还包括锚定机构，所述锚定机构包括锚头、锚索和第二绞盘；所述锚头与所述锚索连接，所述锚索盘绕于所述第二绞盘，所述伺服电机驱动所述第二绞盘转动进而收放所述锚头。
5.根据权利要求1所述应用于虾塘的采样装置，其特征在于：所述补料机构包括料箱、电动闸门和下料管，所述电动闸门与所述控制终端通信连接，所述下料管一端连通于所述料箱的底部，另一端悬于所述料盘的上方，所述电动闸门安装于所述下料管上用以控制所述下料管的通断。
6.根据权利要求1所述应用于虾塘的采样装置，其特征在于：所述水上平台包括平台支架和若干浮动件；若干所述浮动件漂浮于水面，所述平台支架分别与若干所述浮动件连接；所述浮动件包括浮球、浮圈或浮板中的一种。
7.根据权利要求1所述应用于虾塘的采样装置，其特征在于：所述水上平台上还安装有电池箱，所述电池箱分别与所述升降机构、所述视频检测机构、所述补料机构和所述控制终端电连接以进行供电；所述水上平台上还设置有太阳能板，所述太阳能电池板与所述电池箱电连接，以将太阳能转化为电能供给所述电池箱。
8.根据权利要求1所述应用于虾塘的采样装置，其特征在于：还包括计时模块，所述计时模块与所述控制终端通信连接，所述计时模块用于定时发送信号至所述控制终端，所述控制终端收到所述计时模块发送的信号后指令各机构执行一次补料。
9.根据权利要求1所述应用于虾塘的采样装置，其特征在于：还包括水质监测模块和无线通信模块；所述水质监测模块安装于所述水上平台，且所述水质监测模块和所述无线通信模块分别与所述控制终端通信连接；所述水质监测模块用于监测水质，并将水质数据通过所述无线通信模块传输至云端。
10.一种应用于虾塘的采样方法，适用于权利要求1-9任意一项所述的应用于虾塘的采样装置，其特征在于，该补料方法包括如下步骤：
步骤一：所述水上平台悬停于目标投喂区域，所述料盘内初次添加饲料，并通过所述升降机构将所述料盘沉入池底；
步骤二：到达预定的间隔时间后，所述升降机构将所述料盘升至水面处，所述视频检测机构对所述料盘内的饲料余量进行测量，并将测量数据传输至所述控制终端；所述视频检测机构还对爬入所述料盘中被一并升上水面的样品虾进行测量；
步骤三：所述控制终端接收所述视频检测机构传输的数据后进行判定；
步骤四：所述控制终端指令所述升降机构将所述料盘重新沉入池底。
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