CN116602257B - 一种水产养殖饵料定量投放设备 - Google Patents
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Abstract
一种水产养殖饵料定量投放设备,包括储料装置(1)、传送装置(2)和投放装置(3)。其中,储料装置(1)包括储料箱(5),储料箱(5)底部设置有分料器(6);传送装置(2)包括进料漏斗(10)、输送管(20)、输送电机(11)和出料漏斗(24),投放装置(3)包括定量桶(30)、拉力传感器(35)、倒圆台环形漏斗(31)、投放电机(37)、离心阀组(32)和抛料盘(33)。本发明的水产养殖饵料定量投放设备通过设置储料、传送和投放三大模块装置,可实现水生动物的无人化、智能化、精准化的高效、科学管理。
Description
技术领域
本发明涉及水产养殖技术领域,尤其涉及一种水产养殖精准定量投放设备。
背景技术
水产养殖是人为控制下繁殖、培育和收获水生动植物的生产活动。一般包括在人工饲养管理下从鱼苗养成商品鱼或水产品的全过程。
人工投放是水产养殖中最原始的投放方式,该投放方法随意性较大,投放频率不稳定,饵料在养殖池/养殖桶中的抛洒相对集中,抛洒的均匀性受投放人员力量和抛洒习惯影响较大,使得水生动物的摄食密度相对比较集中,一部分水生动物得不到足够的食物,另一部分水生动物获得食物太多,导致水生动物的个体差异比较大,生长不均匀。同时,传统人工投放方法不仅费时费力,而且随着人工成本的提高,养殖成本也随之不断提高,导致水产养殖的利润降低。
发明内容
针对人工投放成本高、效率低、均匀性差等问题,本发明提供一种水产养殖饵料定量投放设备。
根据本发明的一种水产养殖饵料定量投放设备,包括储料装置、传送装置和投放装置。
其中,储料装置包括储料箱,储料箱下方设置有支撑架,储料箱底部设置有分料器,分料器设置有分流锥和分料口,分流锥位于分料器底部中央和周壁拐角,分料口位于相邻分流锥之间;分料口设置有封口板。
传送装置包括进料漏斗、输送管、输送电机和出料漏斗,其中进料漏斗与分料口连接,输送管一端连接进料漏斗,另一端连接出料漏斗,输送管中设置有螺旋叶片,螺旋叶片由输送电机驱动。
投放装置包括定量桶、拉力传感器、倒圆台环形漏斗、投放电机、离心阀组和抛料盘;其中拉力传感器位于定量桶顶部,用于称量饵料;定量桶上部设置有接料口,出料漏斗位于接料口中但与接料口不接触;倒圆台环形漏斗位于定量桶底部,倒圆台环形漏斗底部设置有环形排列的多个出料孔,投放电机位于倒圆台环形漏斗底部中央,投放电机的电机轴朝下延伸并与抛料盘中心连接;抛料盘上部与离心阀组连接,抛料盘周壁上设置有多个投放孔。
具体情况下,储料箱包括箱体和箱盖,箱盖通过支撑杆与箱体连接,箱盖内侧设置有防潮盒。
优选情况下,储料箱中下部设置有压力传感器,用于感知储料箱内饵料多少。
具体情况下,与出料漏斗连接的输送管左右两侧设置有挂钩,用于将出料漏斗悬挂在定量桶的接料口中。
具体情况下,离心阀组包括:上盖板、轨道板、离心阀片、弹簧、下盖板;上盖板、轨道板和下盖板中央都开设有圆孔,其中轨道板的圆孔向外延伸有轨道槽,轨道槽中央开设有弹簧槽,离心阀片外侧连接弹簧,离心阀片位于轨道槽中,弹簧位于弹簧槽中;上盖板和下盖板分别设置在轨道板上下两侧,抛料盘上部与下盖板固定连接。
具体情况下,抛料盘上的投放孔在水平方向上的投放距离S由下式决定:
其中,V0为饵料抛出的初速度,θ为投放孔与水平面的夹角,Vh0为饵料在水平方向上的初速度,t为饵料在空中运动的时间,H为抛料盘与养殖桶之间的垂直高度,g为重力加速度。
具体情况下,饵料抛出的初速度V0=2πnr,其中n为投放电机转速,r为抛料盘半径。
本发明的水产养殖饵料定量投放设备通过设置储料、传送和投放三大模块装置,可实现水生动物的无人化、智能化、精准化的高效、科学管理。具体优点如下:
(1)储料装置通过设置压力传感器实时感应储料箱内饵料容量,通过设计分流锥和多个分料口,可同时供应多个养殖桶/池内的水生动物的高效管理。另外,防潮盒的设计可防止储料箱内饵料受潮。
(2)传送装置通过设置螺旋叶片和传送管实现饵料的传输,传送速度根据投放量进行微调,传送系统更易控制,使投放到定量桶的饵料更加精准。
(3)投放装置通过设置拉力传感器和定量桶实现不同水生对象在不同生长阶段的精准定量投放。该装置通过设置多个不同角度大小的投放孔,可实现饵料同一同心圆不同投放半径的均匀抛洒。
附图说明
图1为本发明水产养殖饵料定量投放设备的整体结构示意图。
图2为本发明中储料装置的立体结构示意图。
图3为本发明中分料器的立体结构示意图。
图4为本发明中传送装置进料段的立体结构示意图。
图5为本发明中传送装置出料段的立体结构示意图。
图6为本发明中投放装置的侧视示意图。
图7为本发明中倒圆台环形漏斗的结构示意图。
图8为本发明中离心阀组的分体结构示意图。
图9为本发明中轨道板和离心阀片的组装结构俯视示意图。
图10为离心阀组和投放电机的总体组装结构俯视示意图。
图11为本发明中抛料盘的结构示意图,其中(a)为俯视示意图,(b)为侧视展开示意图。
图12为本发明中饵料运动路径示意图。
图13为本发明一个具体实施例中三种投放孔的饵料运动路径示意图。
附图中各标记分别代表:1-储料装置,2-传送装置,3-投放装置,4-养殖桶,5-储料箱,51-箱体,52-箱盖,53-支撑杆,54-握把,6-分料器,61-分料锥,62-分料口,7-支撑架,8-防潮盒,9-压力传感器,10-进料漏斗,11-输送电机,12-连接架,13-主动轮,14-从动轮,15-皮带,21-进料段,22-中间段,23-出料段,24-出料漏斗,25-螺旋叶片,26-挂钩,30-定量桶,31-倒圆台环形漏斗,32-离心阀组,33-抛料盘,34-接料口,35-拉力传感器,36-投放孔,37-投放电机,38-出料孔,39-上盖板,40-轨道板,41-轨道槽,42-弹簧槽,43-离心阀片,44-弹簧,45-下盖板,46-电机轴,47-出料空间。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图来详细描述本发明的内容。
参见图1,根据本发明的水产养殖饵料定量投放设备主要包括储料装置1、传送装置2和投放装置3。其中,储料装置1用来盛放水产养殖用饵料,投放装置3设置在养殖桶4(或养殖池)的上方,储料装置1中的饵料通过传送装置2输送至投放装置3,再通过投放装置3定量投放到养殖桶4中,供养殖桶4中饲养的水产食用。
具体参见图2,储料装置1包括储料箱5、分料器6和支撑架7。储料箱5包括箱体51和箱盖52,箱盖52与箱体51之间通过支撑杆53连接。箱盖52上表面设置有握把54,用来打开箱盖52。箱盖52下表面设置有防潮盒8,用来防止箱体51中的饵料受潮。箱体51中下部设置有压力传感器9,用于感知储料箱5内饵料多少。储料箱5底部设置有分料器6,具体参见图3,分料器6设置有分流锥61和分料口62,多个分流锥61位于分料器6底部中央和周壁拐角,分流锥61具体为棱锥形或圆锥形。每个分料口62位于相邻分流锥61之间,通过设置分流锥61能够防止饵料堆集堵塞。通过分流锥61的排布,可以形成多个分料口62,每个分料口62设置有相应的封口板。在图中示出实施例中,分料口62为4个;在其他实施例中,也可以设置成1个、2个、3个或更多个,分别用来连接不同个传送装置2,从而实现“1对N”个养殖桶4投放饵料。支撑架7设置在分料器6下方,为传送装置2留出操作空间。
具体参见图1、图4和图5,传送装置2包括进料漏斗10、输送管20、输送电机11和出料漏斗24。其中输送管20分为进料段21、中间段22和出料段23,进料段21和出料段23水平设置。输送管20两端封闭,在进料段21上侧开设有进料口,在出料段23下侧开设有出料口。进料漏斗10连接分料口62和进料段21的进料口,出料漏斗24连接出料段23的出料口。输送管20整个内部贯穿有螺旋叶片25,外部设置有传动机构。传动机构设置在进料段21一侧,包括输送电机11,输送电机11连接主动轮13,主动轮13通过皮带15连接从动轮14,从动轮14连接螺旋叶片25。输送电机11可以通过连接架12固定安装在支撑架7上。出料段23左右两侧分别设置有挂钩26。
具体参见图6,投放装置3包括定量桶30、拉力传感器35、倒圆台环形漏斗31、投放电机37、离心阀组32和抛料盘33。其中拉力传感器35位于定量桶30顶部,用于称量饵料。定量桶30通过拉力传感器35悬挂在养殖桶4上方。定量桶30上部设置有接料口34,在图6示出的实施例中,接料口34为横向贯通孔,出料段23穿过接料口34,出料漏斗24位于接料口34中但与接料口34边缘不接触,出料段23通过自身的挂钩26独立悬挂,从而不影响拉力传感器35对定量桶30的重量称量。定量桶30和出料段23可以通过挂钩固定在棚室内,也可通过在地面打倒L桩使投放装置3悬空于养殖桶/池中央的正上方。
具体参见图7,倒圆台环形漏斗31位于定量桶30底部,倒圆台环形漏斗31底部设置有环形排列的多个出料孔38,投放电机37的电机壳位于倒圆台环形漏斗31底部中央并与之固定,投放电机37的电机轴朝下延伸并与抛料盘33中心连接。抛料盘33上部与离心阀组32固定连接。工作状态下,投放电机37带动离心阀组32和抛料盘33一起旋转,倒圆台环形漏斗31不旋转。
具体参见图8-10,离心阀组32包括上盖板39、轨道板40、离心阀片43、弹簧44和下盖板45。上盖板39、轨道板40和下盖板45中央都开设有圆孔,其中轨道板40的圆孔向外延伸有轨道槽41,轨道槽41中央开设有弹簧槽42。轨道槽41沿圆周方向可以等分设置成多个。离心阀片43外侧连接弹簧44,多个离心阀片43可以围成封闭圆环形。组装后,每个离心阀片43位于相应轨道槽41中,弹簧44位于相应弹簧槽42中。上盖板39和下盖板45分别设置在轨道板40上下侧。上下盖板的中心圆孔与轨道板40的中心圆孔正对,并且上下盖板中心圆孔的圆周线与离心阀片43围成圆环的外周线在竖直方向上对齐(参见图10)。投放电机37的电机轴46穿过各板的中心圆孔。电机轴46与各板中心圆孔圆周线之间留有出料空间47,出料空间47形状和大小与各离心阀片43形成的封闭圆环形相等。出料空间47与倒圆台环形漏斗31的环形排列的出料孔38上下正对。当投放电机37的电机轴46旋转时,带动离心阀组32旋转,离心阀片43在离心力作用下向外运动,从而打开出料空间47,从倒圆台环形漏斗31的出料孔38下来的饵料通过出料空间47进入抛料盘33。当投放电机37的电机轴46停止旋转时,离心阀片43在弹簧44的弹力作用下复位,关闭出料空间47。
具体参见图11,抛料盘33上部与下盖板45固定连接,抛料盘33周向侧壁上设置有多个投放孔36。投放孔36是从内壁面向外壁面向下倾斜的贯通孔,向下倾斜的投放角度θ(投放孔与水平面间的夹角)可以根据需要设置成多种,从而可以调节不同的投放半径(水平投放距离)。
水平投放距离S的推算过程:
假设投放电机37转速为n,抛料盘33半径为r,则投放电机37的角速度ω=2πn,饵料抛出的初速度V0=2πnr。
参见图12,当投放孔36与水平面之间呈一定的投放角度θ时,饵料抛出方向为斜下方方向。饵料抛出的速度可以分解为水平方向的初速度Vh0和垂直方向的初速度Vv0。
水平方向的初速度 Vh0 = V0cosθ。
垂直方向的初速度 Vv0 = V0sinθ。
受重力加速度g=9.8m/s2的影响,饵料在竖直方向上做初速度为Vv0、加速度为g的匀加速运动,也即初速度不为0的自由落体运动。下边计算暂不考虑空气阻力影响。
设抛料盘33与养殖桶4之间垂直高度为H,则饵料在空中的运动时间t为
即
饵料在水平方向是匀速运动,则饵料在水平方向上的投放距离S为
从上式可以看出,饵料在水平方向上的投放距离S主要由饵料抛出的初速度V0、投放角度θ和投放高度H决定。在初速度V0和投放高度H一定的情况下,不同投放角度θ的投放孔36则可以实现多个投放半径的饵料投放,从而覆盖同一养殖桶4的不同空间,实现均匀投放。另外,在投放角度θ和投放高度H一定的情况下,还可以通过调节投放电机37转速n来调节初速度V0,从而也可以调节不同投放距离。此外,在投放电机37转速n和投放角度θ一定的情况下,也可以通过调节投放高度H来调节不同投放距离。
在一具体实施例中,当养殖桶半径R=2m时,理想中的3种饵料投放半径分别为:0.5m,1.0m,1.5m。投放电机转速n固定为500r/min,抛料盘半径r=0.15m,通过公式计算得到3种投放孔36相应的投放角度θ为70.5°、52.5°、39°(参见图13)。
下面简要描述本发明的水产养殖饵料定量投放设备的工作过程。
在储料装置1、传送装置2和投放装置3全部安装完成后,将储料箱5内添加饵料,此时饵料压力传感器9处于被挤压状态,同时在防潮盒8内放置干燥剂。之后连接电源,输送电机11带动主动轮13和从动轮14旋转,使通过进料漏斗10掉落到进料段21的饵料随着螺旋叶片25的旋转运动传送到出料段23,然后饵料经出料漏斗24掉落到定量桶30内。根据拉力传感器35的系统设定,每次的投放量可一次或多次进行精准称量。
当称量完成后,投放电机37驱动离心阀组32和抛料盘33转动,离心阀片43通过离心力向外打开出料空间,饵料通过倒圆台环形漏斗31进入到抛料盘33。饵料通过几种直径相同、角度不同的椭圆形投放孔36实现多个同心圆投放轨道的均匀投放。投放结束后,停止投放电机37驱动,离心阀片43恢复原始状态,倒圆台环形漏斗31呈现封口状态。
本领域技术人员应该理解,上述示出的具体实施例仅为本发明的优选实施例。本领域技术人员在不脱离本发明精神的前提下,可以利用常规手段对上述实施例进行简单改型,但都应属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种水产养殖饵料定量投放设备,其特征在于,包括储料装置(1)、传送装置(2)和投放装置(3);其中,
储料装置(1)包括储料箱(5),储料箱(5)下方设置有支撑架(7),储料箱(5)底部设置有分料器(6),分料器(6)设置有分流锥(61)和分料口(62),分流锥(61)位于分料器(6)底部中央和周壁拐角,分料口(62)位于相邻分流锥(61)之间;分料口(62)设置有封口板;
传送装置(2)包括进料漏斗(10)、输送管(20)、输送电机(11)和出料漏斗(24),其中进料漏斗(10)与分料口(62)连接,输送管(20)一端连接进料漏斗(10),另一端连接出料漏斗(24),输送管(20)中设置有螺旋叶片(25),螺旋叶片(25)由输送电机(11)驱动;
投放装置(3)包括定量桶(30)、拉力传感器(35)、倒圆台环形漏斗(31)、投放电机(37)、离心阀组(32)和抛料盘(33);其中拉力传感器(35)位于定量桶(30)顶部,用于称量饵料;定量桶(30)上部设置有接料口(34),出料漏斗(24)位于接料口中但与接料口边缘不接触;倒圆台环形漏斗(31)位于定量桶(30)底部,倒圆台环形漏斗(31)底部设置有环形排列的多个出料孔(38),投放电机(37)位于倒圆台环形漏斗(31)底部中央,投放电机(37)的电机轴朝下延伸并与抛料盘(33)中心连接;抛料盘(33)上部与离心阀组(32)连接,抛料盘(33)周壁上设置有多个投放孔(36);
与出料漏斗(24)连接的输送管(20)左右两侧设置有挂钩(26),用于将出料漏斗(24)悬挂在定量桶(30)的接料口(34)中;
离心阀组(32)包括上盖板(39)、轨道板(40)、离心阀片(43)、弹簧(44)和下盖板(45);上盖板(39)、轨道板(40)和下盖板(45)中央都开设有圆孔,其中轨道板(40)的圆孔向外延伸有轨道槽(41),轨道槽(41)中央开设有弹簧槽(42),离心阀片(43)外侧连接弹簧(44),离心阀片(43)位于轨道槽(41)中,弹簧(44)位于弹簧槽(42)中;上盖板(39)和下盖板(45)分别设置在轨道板(40)上下两侧,抛料盘(33)上部与下盖板(45)固定连接;
多个离心阀片(43)围成封闭圆环形,组装后,每个离心阀片(43)位于相应轨道槽(41)中,弹簧(44)位于相应弹簧槽(42)中;上下盖板的中心圆孔与轨道板(40)的中心圆孔正对,并且上下盖板中心圆孔的圆周线与离心阀片(43)围成圆环的外周线在竖直方向上对齐;投放电机(37)的电机轴(46)穿过各板的中心圆孔;电机轴(46)与各板中心圆孔圆周线之间留有出料空间(47),出料空间(47)形状和大小与各离心阀片(43)形成的封闭圆环形相等;出料空间(47)与倒圆台环形漏斗(31)的环形排列的出料孔(38)上下正对;当投放电机(37)的电机轴(46)旋转时,带动离心阀组(32)旋转,离心阀片(43)在离心力作用下向外运动,从而打开出料空间(47),从倒圆台环形漏斗(31)的出料孔(38)下来的饵料通过出料空间(47)进入抛料盘(33);当投放电机(37)的电机轴(46)停止旋转时,离心阀片(43)在弹簧(44)的弹力作用下复位,关闭出料空间(47)。
2.根据权利要求1所述的水产养殖饵料定量投放设备,其特征在于,储料箱(5)包括箱体(51)和箱盖(52),箱盖(52)通过支撑杆(53)与箱体(51)连接,箱盖(52)内侧设置有防潮盒(8)。
3.根据权利要求1所述的水产养殖饵料定量投放设备,其特征在于,储料箱(5)中下部设置有压力传感器(9),用于感知储料箱(5)内饵料多少。
4.根据权利要求1所述的水产养殖饵料定量投放设备,其特征在于,抛料盘(33)上的投放孔(36)在水平方向上的投放距离S由下式决定:
其中,V0为饵料抛出的初速度,θ为投放孔与水平面的夹角,Vh0为饵料在水平方向上的初速度,t为饵料在空中运动的时间,H为抛料盘(33)与养殖桶(4)之间的垂直高度,g为重力加速度。
5.根据权利要求4所述的水产养殖饵料定量投放设备,其特征在于,饵料抛出的初速度V0=2πnr,其中n为投放电机(37)转速,r为抛料盘(33)半径。
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