CN115024264B - 一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统 - Google Patents

Abstract

本发明所公开的一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统，包括控制器、多个矩阵分布的养殖盒、以及自动投喂机构；各养殖盒包括投喂开口和盖合在投喂开口的盖板，盖板上形成有投喂孔和观察孔；自动投喂机构包括喂食料投喂装置、AGV小车、安装于AGV小车上的升降驱动装置、安装于升降驱动装置上的横向平移驱动装置、以及安装于横向平移驱动装置上的纵向平移驱动装置。其利用AGV小车驱动、升降驱动装置、横向平移驱动装置和纵向平移驱动装置相互配合联动，以实现自动投喂机构对各养殖盒进行分别自动指定投喂，从而降低养殖工人的劳动强度，提高生产率。投喂过程中可通过视觉摄像头对养殖盒内情况进行图像采集，起到监测目的。

Description

一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统

技术领域

本发明涉及一种梭子蟹养殖设备及自动投喂系统的技术领域，尤其是一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统。

背景技术

三疣梭子蟹，简称梭子蟹，是我国大型海产经济类蟹，具有生长快、环境适应能力强、市场价格高、国内外价格稳定等特点，是重要的水产养殖品种之一。其人工养殖业始于2000 年，10多年来梭子蟹养殖生产基本是以池塘散养为主。这种养殖模式下的养殖用水浑浊且难以调控，不能准确估计梭子蟹养殖数量，无法实现科学投喂，从而导致饲料浪费和池塘底质恶化；而且梭子蟹在蜕壳期间会相互残食，致使其产量很低——亩产量一般仅为20kg到 80kg，养成成活率在 5%左右，严重制约了梭子蟹养殖业的进一步发展。

随着农业的现代化发展，梭子蟹的养殖模式也从传统的粗放型逐渐演变为绿色环保的集约型。“梭子蟹单体筐养”是梭子蟹集约化养殖的一种主要生产模式。它的基本思想是将梭子蟹单独养殖在一个个塑料筐或者其它材质的筐中，避免梭子蟹相互残杀且有利于水质管理和科学投喂，从而提高梭子蟹的成活率，提升产业水平。在这种养殖模式下，梭子蟹的成活率比传统养殖提高了 10 倍以上，一般可以达到 70%左右，很大程度上提高了土地利用率。但是在“单体筐养”的养殖模式下，养殖场工人需要定期巡视以及投喂，查看梭子蟹的生长情况，这些任务增加了养殖工人的劳动量，提高了梭子蟹的养殖成本，市场急需有一种智能化的投喂方式来和“单体筐养”的养殖模式匹配以解决上述技术问题。

故此，提出本发明。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统，具体方式如下。

本发明所设计的一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统，包括控制器、多个矩阵分布的养殖盒、以及自动投喂机构；

各养殖盒包括投喂开口和盖合在投喂开口的盖板，盖板上形成有投喂孔和观察孔；

自动投喂机构包括喂食料投喂装置、AGV小车、安装于AGV小车上的升降驱动装置、安装于升降驱动装置上的横向平移驱动装置、以及安装于横向平移驱动装置上的纵向平移驱动装置，喂食料投喂装置包括投喂料槽、安装管体、投喂管体、以及安装于纵向平移驱动装置上的固定板，投喂料槽固定于固定板上，固定板上安装投喂电机，安装管体和投喂管体均穿设于投喂料槽上，投喂管体上形成有与投喂料槽的出料口位置对应的入料口，投喂管体内置入有螺杆，螺杆的一端与投喂电机的转轴连接，安装管体的前端安装有视觉摄像头；

AGV小车、升降驱动装置、横向平移驱动装置、纵向平移驱动装置、投喂电机和视觉摄像头分别与控制器相连并受其控制；

AGV小车驱动自动投喂机构位移至养殖盒旁侧，利用升降驱动装置、横向平移驱动装置和纵向平移驱动装置相互配合联动，促使投喂管体上具有出料口的端部对应贯穿投喂孔后置于养殖盒内，安装管体上具有视觉摄像头的部分对应贯穿观察孔后置于养殖盒内，投喂电机启动控制螺杆旋转，以将投喂料槽内的喂食料输送至养殖盒内，视觉摄像头用以监测喂食料投喂情况以及养殖盒内的梭子蟹图像采集。

根据上述系统，横向平移驱动装置包括第一驱动电机、安装于升降驱动装置的升降驱动部的升降平台、横向设置的第一滚珠丝杠、以及与第一滚珠丝杠平行设置的第一直线导轨，第一滚珠丝杠的两端分别通过轴承座安装于升降平台上，第一驱动电机和第一直线导轨固定于升降平台上， 第一驱动电机的转轴与第一滚珠丝杠的一端连接，纵向平移驱动装置分别与第一滚珠丝杠的滑块和第一直线导轨的滑块固定，第一驱动电机与控制器相连并受其控制。

根据上述系统，纵向平移驱动装置包括第二驱动电机、横向位移平台、纵向设置的第二滚珠丝杠、以及与第二滚珠丝杠平行设置的第二直线导轨，第二滚珠丝杠的两端分别通过轴承座安装于横向位移平台上，第二驱动电机和第二直线导轨固定于横向位移平台上，第二驱动电机的转轴与第二滚珠丝杠的一端连接，横向位移平台分别与第一滚珠丝杠的滑块和第一直线导轨的滑块固定，固定板分别与第二滚珠丝杠的滑块和第二直线导轨的滑块固定，第二驱动电机与控制器相连并受其控制。

根据上述系统，升降驱动装置包括架体、升降伺服滑台，架体固定于AGV小车上，升降伺服滑台呈竖直状安装于AGV小车上，架体的导向面呈竖直固定的第三直线导轨，升降平台分别与升降伺服滑台的滑块和第三直线导轨的滑块固定，升降伺服滑台与控制器相连并受其控制。

根据上述系统，架体的上端或下端安装有激光传感器，且激光传感器的感应端与第三直线导轨的滑块对应，激光传感器与控制器相连并受其控制。

根据上述系统，养殖盒还包括投喂部，投喂部包括第一斜面和第二斜面，投喂开口设置于第一斜面上，且第一斜面与第二斜面之间的夹角为a,a为锐角、钝角或90°角。

根据上述系统，养殖盒还包括与投喂开口连通的上开口，上开口的边缘形成凸缘。

根据上述系统，架体的底部上设置有保护垫片，防止喂食料投喂装置因意外失速下坠导致升降平台上的机构损坏，起到缓震吸能保护机器的作用。

本发明所设计的一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统，其有益效果如下：

1、利用AGV小车驱动、升降驱动装置、横向平移驱动装置和纵向平移驱动装置相互配合联动，以实现自动投喂机构对各养殖盒进行分别自动指定投喂，从而降低养殖工人的劳动强度，提高生产率。

2、投喂过程中可通过视觉摄像头对养殖盒内情况进行图像采集，实现了梭子蟹的饵料自动投喂和了解其生长状况的目的。在长期数据采集的情况下，能建立数据库对梭子蟹进行全生命周期监控。

附图说明

图1是整体结构示意图（一）；

图2是整体结构示意图（二）；

图3是A处放大图；

图4是整体结构示意图（三）；

图5是控制系统结构示意图。

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：

如图1-图4所示，本实施例所描述的一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统，包括控制器、多个矩阵分布的养殖盒1、以及自动投喂机构2；控制器为PLC控制器，PLC控制器上连接有WIFI网络模块或网络传输模块，WIFI网络模块或网络传输模块通过RTMP与中继服务器实现实时信息共享传输，WIFI网络模块或网络传输模块通过消息队列遥测传输MQTT与物联网云端平台通信连接，物联网云端平台通过高级消息队列协议AMQP与中继器服务器连接，中继服务器包括数据处理服务器、流媒体服务器和梭子蟹识别比对服务器，数据处理服务器、流媒体服务器和梭子蟹识别比对服务器三者相互通信连接，中继服务器分别通过超文本传输协议HTTP与PC客户端和移动客户端通信连接。

在本实施例中，各养殖盒1包括投喂开口11和盖合在投喂开口11的盖板12，盖板12上形成有投喂孔121和观察孔122；其中盖板12可通过胶水或螺钉固定于养殖盒1上，投喂孔121用于自动投喂机构2的投喂管体252贯穿插入养殖盒1内，观察孔122用于安装管体253插入至养殖盒1内，盖板12可采用透明材质的盖板12或不透明材质的盖板12。

优选地，养殖盒1还包括投喂部13，投喂部13包括第一斜面131和第二斜面132，投喂开口11设置于第一斜面131上，且第一斜面131与第二斜面132之间的夹角为a,a为锐角、钝角或90°角，其中投喂部13的第一斜面131设置使得盖板12呈倾斜状，从而便于自动投喂机构2的两管体分别贯穿投喂孔121和观察孔122。

优选地，养殖盒1还包括与投喂开口11连通的上开口14，上开口14的边缘形成凸缘141，凸缘141的设置便于多个养殖盒1进行堆叠，使得堆叠后稳定可靠。

在本实施例中，自动投喂机构2包括喂食料投喂装置25、AGV小车21、安装于AGV小车21上的升降驱动装置22、安装于升降驱动装置22上的横向平移驱动装置23、以及安装于横向平移驱动装置23上的纵向平移驱动装置24，喂食料投喂装置25包括投喂料槽251、安装管体253、投喂管体252、以及安装于纵向平移驱动装置24上的固定板250，投喂料槽251固定于固定板250上，固定板250上安装投喂电机257，安装管体253和投喂管体252均穿设于投喂料槽251上，投喂管体252上形成有与投喂料槽251的出料口256位置对应的入料口258，投喂管体252内置入有螺杆255，螺杆255的一端与投喂电机257的转轴连接，安装管体253的前端安装有视觉摄像头254；AGV小车21、升降驱动装置22、横向平移驱动装置23、纵向平移驱动装置24、投喂电机257和视觉摄像头254分别与控制器相连并受其控制。

本实施例中横向平移驱动装置23包括第一驱动电机232、安装于升降驱动装置22的升降驱动部的升降平台231、横向设置的第一滚珠丝杠233、以及与第一滚珠丝杠233平行设置的第一直线导轨234，第一滚珠丝杠233的两端分别通过轴承座安装于升降平台231上，第一驱动电机232和第一直线导轨234固定于升降平台231上， 第一驱动电机232的转轴与第一滚珠丝杠233的一端连接，纵向平移驱动装置24分别与第一滚珠丝杠233的滑块和第一直线导轨234的滑块固定，第一驱动电机232与控制器相连并受其控制，其在第一驱动电机232启动后，促使第一滚珠丝杠233旋转达到其滑块横向平移，做到投喂料槽251进行左右横向平移，以调整投喂管体252和安装管体253在横向位置上的移动，而且采用滚珠丝杠使得位移精度高，提升投喂及巡检的精准性，第一直线导轨234起到横向平移的导向作用。

本实施例中纵向平移驱动装置24包括第二驱动电机242、横向位移平台241、纵向设置的第二滚珠丝杠243、以及与第二滚珠丝杠243平行设置的第二直线导轨244，第二滚珠丝杠243的两端分别通过轴承座安装于横向位移平台241上，第二驱动电机242和第二直线导轨244固定于横向位移平台241上， 第二驱动电机242的转轴与第二滚珠丝杠243的一端连接，横向位移平台241分别与第一滚珠丝杠233的滑块和第一直线导轨234的滑块固定，固定板250分别与第二滚珠丝杠243的滑块和第二直线导轨244的滑块固定，第二驱动电机242与控制器相连并受其控制，其在第二驱动电机242启动后，促使第二滚珠丝杠243旋转达到其滑块前后纵向平移，做到投喂料槽251进行前后纵向平移，以调整投喂管体252和安装管体253在前后位置上的移动，而且采用滚珠丝杠使得位移精度高，提升投喂及巡检的精准性，第二直线导轨244起到纵向平移的导向作用。

本实施例中升降驱动装置22包括架体221、升降伺服滑台222，架体221固定于AGV小车21上，升降伺服滑台222呈竖直状安装于AGV小车21上，架体221的导向面呈竖直固定的第三直线导轨223，升降平台231分别与升降伺服滑台222的滑块和第三直线导轨223的滑块固定，升降伺服滑台222与控制器相连并受其控制；架体221的上端或下端安装有激光传感器，且激光传感器的感应端与第三直线导轨223的滑块对应，激光传感器与控制器相连并受其控制。升降伺服滑台222工作，驱动升降平台231作升降动作，并利用激光传感器监测升降平台231的位移距离，从而达到精准控制升降平台231的位移高度。

本实施例中在架体221上设置有保护垫片26，防止升降平台失速下降，硬性撞击AGV小车产生剧烈震动，导致重要设备损坏。

具体工作原理，中继服务器对PC客户端或移动终端发送控制信息进行处理后形成控制指令，控制指令经物联网云端平台传送至控制器，控制器分别控制第一驱动电机232、第二驱动电机242、升降伺服滑台222和AGV小车21，以达到AGV小车21、升降驱动装置22、横向平移驱动装置23和纵向平移驱动装置24相互配合联动，从而AGV小车21移动而将自动投喂机构2驱动位移至养殖盒1旁侧，并且自动投喂机构2的升降驱动装置22、横向平移驱动装置23和纵向平移驱动装置24相互配合联动及微调，促使投喂管体252上具有出料口256的端部与投喂孔121位置对应，安装管体253上具有视觉摄像头254的部分对应观察孔122，再利用纵向平移驱动装置24驱动投喂料槽251向养殖盒1方向平移，实现安装管体253具有视觉摄像头254的端部和投喂管体252上具有出料口256的端部分别对应贯穿投喂孔121和观察孔122后插入养殖盒1内，投喂电机257和视觉摄像头254启动，螺杆255旋转将投喂料槽251内受重力影响的投喂料定量挤出，同时视觉摄像头254进行拍摄照片，并将拍摄到的照片实时上传到中继服务器，梭子蟹识别比对服务器可以完成对照片的目标对比检测，同时对养殖盒1内的梭子蟹进行监测，完成一个养殖盒1的投喂及巡检后，自动投喂机构2的升降驱动装置22、横向平移驱动装置23和纵向平移驱动装置24相互配合联动及微调，使得自动投喂机构2的安装管体253和投喂管体252分别对应贯穿另一养殖盒1的投喂孔121和观察孔122，从而依上述操作方式进行多次对养殖盒1进行投喂及巡检，以对整个养殖区域内的梭子蟹生长情况进行监测统计。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均将落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统，其特征在于，包括控制器、多个矩阵分布的养殖盒（1）、以及自动投喂机构（2）；

各养殖盒（1）包括投喂开口（11）和盖合在投喂开口（11）的盖板（12），盖板（12）上形成有投喂孔（121）和观察孔（122）；

自动投喂机构（2）包括喂食料投喂装置（25）、AGV小车（21）、安装于AGV小车（21）上的升降驱动装置（22）、安装于升降驱动装置（22）上的横向平移驱动装置（23）、以及安装于横向平移驱动装置（23）上的纵向平移驱动装置（24），喂食料投喂装置（25）包括投喂料槽（251）、安装管体（253）、投喂管体（252）、以及安装于纵向平移驱动装置（24）上的固定板（250），投喂料槽（251）固定于固定板（250）上，固定板（250）上安装投喂电机（257），安装管体（253）和投喂管体（252）均穿设于投喂料槽（251）上，投喂管体（252）上形成有与投喂料槽（251）的出料口（256）位置对应的入料口（258），投喂管体（252）内置入有螺杆（255），螺杆（255）的一端与投喂电机（257）的转轴连接，安装管体（253）的前端安装有视觉摄像头（254）；

AGV小车（21）、升降驱动装置（22）、横向平移驱动装置（23）、纵向平移驱动装置（24）、投喂电机（257）和视觉摄像头（254）分别与控制器相连并受其控制；

中继服务器对PC客户端或移动终端发送控制信息进行处理后形成控制指令，控制指令经物联网云端平台传送至控制器，控制器分别控制第一驱动电机（232）、第二驱动电机（242）、升降伺服滑台（222）和AGV小车（21），以达到AGV小车（21）、升降驱动装置（22）、横向平移驱动装置（23）和纵向平移驱动装置（24）相互配合联动，从而AGV小车（21）驱动自动投喂机构（2）位移至养殖盒（1）旁侧，利用升降驱动装置（22）、横向平移驱动装置（23）和纵向平移驱动装置（24）相互配合联动，促使投喂管体（252）上具有出料口（256）的端部对应贯穿投喂孔（121）后置于养殖盒（1）内，安装管体（253）上具有视觉摄像头（254）的部分对应贯穿观察孔（122）后置于养殖盒（1）内，投喂电机（257）启动控制螺杆（255）旋转，以将投喂料槽（251）内的喂食料输送至养殖盒（1）内，视觉摄像头（254）用以监测喂食料投喂情况以及养殖盒（1）内的梭子蟹图像采集，投喂电机（257）和视觉摄像头（254）启动，螺杆（255）旋转将投喂料槽（251）内受重力影响的投喂料定量挤出，同时视觉摄像头（254）进行拍摄照片，并将拍摄到的照片实时上传到中继服务器，梭子蟹识别比对服务器可以完成对照片的目标对比检测，同时对养殖盒（1）内的梭子蟹进行监测；

横向平移驱动装置（23）包括第一驱动电机（232）、安装于升降驱动装置（22）的升降驱动部的升降平台（231）、横向设置的第一滚珠丝杠（233）、以及与第一滚珠丝杠（233）平行设置的第一直线导轨（234），第一滚珠丝杠（233）的两端分别通过轴承座安装于升降平台（231）上，第一驱动电机（232）和第一直线导轨（234）固定于升降平台（231）上，第一驱动电机（232）的转轴与第一滚珠丝杠（233）的一端连接，纵向平移驱动装置（24）分别与第一滚珠丝杠（233）的滑块和第一直线导轨（234）的滑块固定，第一驱动电机（232）与控制器相连并受其控制；

纵向平移驱动装置（24）包括第二驱动电机（242）、横向位移平台（241）、纵向设置的第二滚珠丝杠（243）、以及与第二滚珠丝杠（243）平行设置的第二直线导轨（244），第二滚珠丝杠（243）的两端分别通过轴承座安装于横向位移平台（241）上，第二驱动电机（242）和第二直线导轨（244）固定于横向位移平台（241）上， 第二驱动电机（242）的转轴与第二滚珠丝杠（243）的一端连接，横向位移平台（241）分别与第一滚珠丝杠（233）的滑块和第一直线导轨（234）的滑块固定，固定板（250）分别与第二滚珠丝杠（243）的滑块和第二直线导轨（244）的滑块固定，第二驱动电机（242）与控制器相连并受其控制；

升降驱动装置（22）包括架体（221）、升降伺服滑台（222），架体（221）固定于AGV小车（21）上，升降伺服滑台（222）呈竖直状安装于AGV小车（21）上，架体（221）的导向面呈竖直固定的第三直线导轨（223），升降平台（231）分别与升降伺服滑台（222）的滑块和第三直线导轨（223）的滑块固定，升降伺服滑台（222）与控制器相连并受其控制，架体（221）的上端或下端安装有激光传感器，且激光传感器的感应端与第三直线导轨（223）的滑块对应，激光传感器与控制器相连并受其控制，升降伺服滑台工作，驱动升降平台作升降动作，并利用激光传感器监测升降平台的位移距离，从而达到精准控制升降平台的位移高度；架体（221）的底部上设置有保护垫片（26）。

2.根据权利要求1所述的一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统，其特征在于，养殖盒（1）还包括投喂部（13），投喂部（13）包括第一斜面（131）和第二斜面（132），投喂开口（11）设置于第一斜面（131）上，且第一斜面（131）与第二斜面（132）之间的夹角为a,a为锐角、钝角或90°角。

3.根据权利要求1所述的一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统，其特征在于，养殖盒（1）还包括与投喂开口（11）连通的上开口（14），上开口（14）的边缘形成凸缘（141）。