TWI574612B - Feeding control devices for aquaculture animals - Google Patents

Description

水產養殖動物之餵食控制裝置

本發明係關於一種水產養殖動物之餵食控制裝置，尤指一種適用於全自動化水產養殖動物之餵食設備。

目前的水產養殖動物技術中，雖然已有專用的餵食設備，但其只有簡單的啟動、關閉、及流量控制等功能，並未有特別偵測水產養殖動物活動狀態之功能。換言之，習知的餵食設備仍必須仰賴人員去開啟餵食、停止、或調節餌料的流量等。

然而，按照一般養殖業者的習慣，通常會在固定的時間開啟設備而啟動餵食，但啟動後養殖業者一般不會長時地停留於投料處；也就是說，養殖業者並不會於整個餵食期間皆停留在投料處觀察水產養殖動物的索餌狀況，故時常發生投料量不足或過量之情況。另一方面，某些水產養殖動物食餌的位置係位於水面下或甚至池底，故即使養殖業者於池岸觀察索餌情況，仍無法獲得完整情況。

此外，如上所述，當有投料量不足的情況發生時，有可能會造成水產養殖動物的生產遲緩、或長成的尺寸不一，甚至也有可能因投料量不足造成搶食，而 導致水產養殖動物損傷。另外，當有過量投料的情況發生時，不僅造成餌料的浪費，過剩的餌料會殘留於養殖池中而腐敗，嚴重者將導致水質酸化，進而影響池內的水產養殖動物生存。

由此可知，一種成本低廉、可彈性搭配現有之任何形式餵食裝置、又可即時觀測水產養殖動物的索餌情況，並且全自動化控制投料之水產養殖動物之餵食控制裝置實為目前水產養殖動物產業之迫切期待者。

本發明之主要目的係在提供一種水產養殖動物之餵食控制裝置，俾能即時觀測水產養殖動物的索餌情況，進而全自動化控制開啟或關閉餵食，甚至控制餌料的流量，以避免有投料量不足或過量之情形發生。

為達成上述目的，本發明水產養殖動物之餵食控制裝置，其係用於控制一餵食裝置，而餵食裝置至少包括一餌料槽及至少一出料口，至少一出料口係連通至餌料槽，且餌料槽內容納有複數餌料，並透過至少一出料口投料至一養殖池。本發明之餵食控制裝置主要包括一水產養殖動物感測模組及一控制器。其中，水產養殖動物感測模組包括一升降機構、及一光電感應模組，而升降機構設置於鄰近至少一出料口處，即位於投料區內，又光電感應模組組設於升降機構上。另外，控制器係電性連接於餵食裝置與水產養殖動物感測模組之升降機構及光電感應模組；然而，於餵食期間，控制器控制升降機構作動以驅使光電感應模組沉入養殖池之水面 下，即位於水面下之投料區內，並控制光電感應模組啟動感應；其中，當光電感應模組感應到至少一水產養殖動物時，控制器控制餵食裝置進行投料。

據此，本發明水產養殖動物之餵食控制裝置可適用於絕大部分的水產養殖動物餵食裝置，且於餵食期間，本發明藉由光電感應模組感測水下水產養殖動物的活動狀況，進而控制餵食裝置來進行投料，藉此可全自動化控制餵食，而可完全避免投料量不足或過量之情形發生。另外，於非餵食期間，控制器則控制升降機構產生上升作動，使光電感應模組停留於水面上，因此可有效避免滋生藻類而影響光電感應模組之運作。

較佳的是，餵食裝置可更包括至少一餵食管，而其一端連接至餌料槽，至少一出料口係設置於餵食管之另一端；且水產養殖動物感測模組可更包括一浮架，其包括一第一端及一第二端，浮架之第一端鉸接於至少一餵食管，浮架之第二端可固設有一導槽，其可為矩型槽、或其他任意幾何多邊型之導槽；而升降機構可包括一Y型架，其包括一立板及二分岔板，且立板穿設於導槽並可自由滑動，而光電感應模組可組設於該二分岔板。據此，本發明藉由導槽之設置，除了可以導引Y型架進行升降作動外，亦可充分避免Y型架產生不必要之旋動。

再者，本發明水產養殖動物之餵食控制裝置的浮架之第二端可更裝設一滑輪；而升降機構可更包括一致動器及一傳動纜，致動器電性連接於控制器，且傳 動纜之一端連接至致動器，傳動纜之另一端繞經滑輪而連接至Y型架。據此，本發明可藉由控制器來驅動致動器，進而帶動傳動纜，使傳動纜拉動Y型架，而形成升降作動。其中，致動器可為線性馬達、旋轉馬達、氣油壓缸、或其他等效驅動元件，此外本發明之升降機構的傳動方式並不以此為限，亦透過齒輪及齒條或其他等效的傳動方式。

另外，本發明水產養殖動物之餵食控制裝置的浮架可包括一中空管，而中空管可包括有該第一端及該第二端，致動器設置於中空管之第一端之一側，且傳動纜貫穿中空管之第一端和第二端。據此，本發明之傳動纜可藏於中空管內部，藉此避免傳動纜受到外物干擾而影響作動，亦可避免日曬雨淋延長使用年限。

再且，本發明水產養殖動物之餵食控制裝置的浮架可更包括一V型架、及至少二浮力構件，而V型架固接於中空管，且至少二浮力構件可組設於V型架上；其中，至少二浮力構件係沉於養殖池之水面下。據此，本發明之浮架可藉由至少二浮力構件所形成之浮力，使浮架浮於養殖池之水面上；而浮力構件沉於養殖池之水面下，則可避免餌料堆積於浮力構件上，造成腐敗而影響環境衛生。

較佳的是，本發明水產養殖動物之餵食控制裝置的光電感應模組可為一光遮斷模組，其可包括一光發送器及一光接收器，而光發送器及光接收器分設於Y型架之該二分岔板末端。據此，當有水產養殖動物介於 光發送器及光接收器間，而構成光遮斷時，光電感應模組便送出信號，來通報控制器已有水產養殖動物索餌。惟，本發明之光電感應模組並不以光遮斷模組為限，其他形式同樣可以感應物件存在與否之等效光電感應模組均可適用於本發明。

較佳的是，本發明水產養殖動物之餵食控制裝置可更包括一餌料感測模組，其係設置於餵食裝置之該餌料槽內，且餌料感測模組電性連接至控制器；當餌料感測模組感測到餌料槽內的餌料不足時，控制器控制餵食裝置停止投料。據此，本發明可以透過餌料感測模組感測餌料槽內餌料的存量，當餌料槽內的餌料不足時，立即發送信號予控制器，而控制器則隨即控制餵食裝置停止投料。

又，本發明水產養殖動物之餵食控制裝置的水產養殖動物感測模組可更包括一攝像器，其組設於升降機構上並電性連接於控制器。其中，於餵食期間，控制器可控制升降機構以驅使攝像器沉入養殖池內，並控制攝像器拍攝至少一水產養殖動物。據此，本發明於養殖池水面下可另外增設攝像器來拍攝餵食期間水下水產養殖動物，藉以獲得水產養殖動物的相關資訊，如尺寸大小、活動狀態、索餌情況或水產養殖動物數量等。

此外，本發明水產養殖動物之餵食控制裝置的水產養殖動物感測模組可更包括一攝像器，其電性連接於控制器；於餵食期間，控制器可控制攝像器朝向光電感應模組並拍攝該至少一水產養殖動物。據此，本發 明於養殖池水面上方可另外增設攝像器來拍攝餵食期間水產養殖動物之情況，藉以獲得水產養殖動物的相關資訊，如尺寸大小、活動狀態、索餌情況或水產養殖動物數量等。

而且，本發明水產養殖動物之餵食控制裝置的餵食裝置可更包括一流量控制器，其係用於控制餵食裝置投料至養殖池之餌料流量，而控制器係電性連接至流量控制器。其中，於餵食期間，控制器可根據攝像器所拍攝之至少一水產養殖動物的尺寸大小及其數量中至少一者來控制流量控制器。據此，本發明可根據來索餌之水產養殖動物的尺寸大小及其數量中至少一者，進一步控制餵食之餌料流量，藉此更可避免投料量不足或過量之情形發生。另外，本發明之控制器可包括一影像處理部，其係用於辨識並計算攝像器所拍攝之影像中該至少一水產養殖動物的尺寸大小及其數量中至少一者。

更且，本發明水產養殖動物之餵食控制裝置可更包括一無線傳輸模組，其係電性連接至控制器；而無線傳輸模組係用於連線至一外部裝置，而外部裝置可以是遠端控制中心、個人電腦或便攜式電子裝置如行動電話、平板電腦等。據此，本發明可藉由無線傳輸模組與外部裝置建立連線，例如當有餌料不足時或水產養殖動物索餌狀況不佳時，可發送訊息至外部裝置，或者外部裝置可以直接對控制器進行遠端控制，如開啟/關閉系統，甚至查看影像等。

2‧‧‧餵食裝置

20‧‧‧餌料槽

21‧‧‧餵食管

210‧‧‧出料口

22‧‧‧流量控制器

3‧‧‧水產養殖動物感測模組

31‧‧‧浮架

31A‧‧‧第一端

31B‧‧‧第二端

311‧‧‧導槽

312‧‧‧滑輪

313‧‧‧中空管

314‧‧‧V型架

315‧‧‧浮力構件

32‧‧‧升降機構

320‧‧‧Y型架

321‧‧‧立板

322‧‧‧分岔板

323‧‧‧致動器

324‧‧‧傳動纜

33‧‧‧光電感應模組

331‧‧‧光發送器

332‧‧‧光接收器

34,35‧‧‧攝像器

4‧‧‧控制器

41‧‧‧影像處理部

42‧‧‧計時器

5‧‧‧餌料感測模組

6‧‧‧無線傳輸模組

F‧‧‧水產養殖動物

P‧‧‧養殖池

圖1係本發明一較佳實施例之示意圖。

圖2係本發明一較佳實施例之系統架構圖。

圖3係本發明一較佳實施例之浮架的局部立體圖。

圖4係本發明一較佳實施例之Y型架的前視圖。

本發明水產養殖動物之餵食控制裝置在本實施例中被詳細描述之前，要特別注意的是，以下的說明中，類似的元件將以相同的元件符號來表示。再者，本發明之圖式僅作為示意說明，其未必按比例繪製，且所有細節也未必全部呈現於圖式中。

請同時參閱圖1及圖2，圖1係本發明水產養殖動物之餵食控制裝置一較佳實施例之示意圖，圖2係本發明水產養殖動物之餵食控制裝置一較佳實施例之系統架構圖。如圖中所示，本實施例之餵食控制裝置主要係用於搭配一餵食裝置2，其如同現有一般水產養殖動物業中所使用常見的噴料器，例如可以透過震動或鼓風的方式輸送餌料之噴料裝置。

其中，本實施例之餵食裝置2至少包括一餌料槽20及一餵食管21，而餵食管21之一端連接至餌料槽20，另一端係包括一出料口210，且餌料槽20內容納有複數餌料，並透過餵食管21之出料口210投料至養殖池P中。不過，在本發明之其他實施態樣中，餵食管21並非必要，亦有可能餌料槽開設有出料口，而餵食時未經餵食管直接由餌料槽之出料口進行投料。

雖然，本實施例之餵食裝置2只有一餵食管21作為說明代表，但在其他實施例態樣中可包括多個餵食管21，故本發明之餵食控制裝置亦可同步控制多個餵食管21。此外，本實施例之餌料槽20內裝設有一流量控制器22，其係用於控制餵食管21投料至養殖池P之餌料流量，亦即可以透過流量控制器22來即時控制餵食管21之瞬間的餌料流量。

再如圖中所示，本實施例之餵食控制裝置主要包括一水產養殖動物感測模組3、一控制器4、一餌料感測模組5及一無線傳輸模組6；其中，本實施例之水產養殖動物感測模組3又主要包括一浮架31、一升降機構32及一光電感應模組33，而浮架31主要由一中空管313及一V型架314所組成，且中空管313包括一第一端31A及一第二端31B，該第一端31A鉸接於餵食管21下方，並透過使浮架31可隨著養殖池P之水位的高低，而由如下述之浮力構件315自動調整高低位置，仍不影響餵食管21之投料。

另外，V型架314固接於中空管313上，另有二浮力構件315組設於V型架314上，且在正常使狀態下，二浮力構件315係沉於養殖池P之水面下；因若浮力構件315浮於水面上，於餵食時，餌料容易堆積於浮力構件315上，除了浪費餌料外，時間一久餌料將造成腐敗而影響環境衛生。再者，請一併參閱圖3，圖3係本發明水產養殖動物之餵食控制裝置一較佳實施例之浮架31的局部立體圖，如圖中所示，本實施例之中空管 313之第二端31B末端固設有一導槽311，且在中空管313之第二端31B上鄰近導槽311處又裝設一滑輪312。

請再一併參閱圖4，圖4係本發明水產養殖動物之餵食控制裝置一較佳實施例之Y型架的前視圖。如圖1及圖4所示，本實施例之升降機構32設置於鄰近出料口210處，即位於餌料的投料區內，然此處所稱投料區乃係包括水面上及水下，其因應水產動物之種類及其索餌習性而不同，例如當所養殖之水產養殖動物為台灣鲷魚時，投餌區即位於水面上；又如所養殖之水產養殖動物為蝦時，投餌區即位於水面下方甚至池底。

另外，升降機構32包括一Y型架320、一致動器323及一傳動纜324，而Y型架320係由一立板321及二分岔板322所構成，而立板321穿設於導槽311並可自由滑動。其中，本實施例之導槽311為一矩型導槽，其除了可以導引Y型架320進行升降作動外，亦可充分避免Y型架320產生不必要之旋動。

又，本實施例之致動器323為一線性馬達，其設置於中空管313之第一端31A的一側，而傳動纜324之一端連接至致動器323，傳動纜324之另一端經由中空管313之第一端31A穿至第二端31B，並繞經滑輪312而連接至Y型架320上。據此，一旦啟動致動器323時，便可經由拉動傳動纜324，而使Y型架320作升降運動。而且，本實施例之傳動纜324藏於中空管313內部，藉此避免傳動纜324受到外物干擾而影響作動，亦可避免日曬雨淋延長使用年限。

再且，本實施例之光電感應模組33為一光遮斷模組，其包括一光發送器331及一光接收器332，而光發送器331及光接收器332分設於Y型架320之該二分岔板322末端。此外，本實施例之水產養殖動物感測模組3更包括一攝像器34，其組設於Y型架320上，而本實施例之攝像器34可於水下拍攝水產養殖動物，以獲得所飼養之水產養殖動物的相關信息或狀態，例如尺寸大小、數量、活動力、或索餌情況等等。然而，本實施例之光發送器331、光接收器332及攝像器34上皆塗附有除藻劑，藉以抑制藻類生長，以免因滋生藻類而影響上述電子器件之運作。

再者，關於控制器4，其係電性連接於餵食裝置2與水產養殖動物感測模組3，且本實施例之控制器4包括一影像處理部41及一計時器42，計時器42係用來計算餵食期間，其可預先設定，例如設定上午8點至10點以及下午4點至6點為餵食期間，當抵達餵食期間時控制器41便啟動餵食之控制。然而，於餵食期間，控制器4控制升降機構32作動以驅使光電感應模組33及攝像器34沉入養殖池P之水面下，並控制光電感應模組33啟動感應以及控制攝像器34拍攝水產養殖動物；當光電感應模組33感應到水產養殖動物時，控制器4控制餵食裝置2進行投料。

更一步說明，於餵食期間，當有水產養殖動物F位於光發送器331與光接收器332之間時將構成光遮斷，此時光電感應模組33便送出信號，來告知控制器 4已有水產養殖動物F來索餌，而控制器41便控制餵食裝置2啟動投料。相反地，如果始終都沒有水產養殖動物F來索餌，亦即光發送器331與光接收器332間未被遮斷，則控制器4便控制餵食裝置2關閉投料。當然，於餵食期間，本實施例之光電感應模組33並不是一直啟動著，而是採用間歇性的啟動，例如每間隔數秒或數分鐘，且每次啟動持續數秒或數分鐘，藉此提升準確度。不過，本發明之其他實施例態樣之光電感應模組33亦可採用整個餵食期間持續啟動感測。

此外，於餵食期間，且光電感應模組33確實感測有水產養殖動物在索餌時，控制器4將自動監控攝像器34所拍攝之影像，且控制器4之影像處理部41將辨識並計算攝像器34所拍攝之影像中水產養殖動物的尺寸大小，而控制器4便根據辨識及計算的結果來控制流量控制器22。據此，本實施例可根據來索餌之水產養殖動物F的尺寸大小，進一步控制餵食之餌料流量，例如當有較大型水產養殖動物F來索餌時便增大餌料的投料流量，藉此可避免投料量不足或搶食；又例如都是小型水產養殖動物F來索餌時，便調節餌料的投料流量，以避免投料過量之情形發生。然而，在本發明的其他實施態樣中，亦可透過攝像器34監控來索餌之水產養殖動物F數量、活動力及餵食狀況等等，來控制餵食之餌料流量。

另外，在本發明的其他實施態樣中，攝像器34也不以水下拍攝為限，亦可於水面上方朝索餌的水產 養殖動物拍攝，如圖1中所示之攝像器35，其雖然也是組設於Y型架320上，但即便是當光電感應模組33下沉至養殖池P時，攝像器35仍位於水面上，且同樣可以獲得所飼養之水產養殖動物F的相關信息或狀態，例如尺寸大小、數量、活動力、或索餌情況等等。當然，在較佳的實施例中，可同時設置水下拍攝之攝像器34以及水上拍攝之攝像器35。

另一方面，一旦餵食期間結束，控制器4則控制升降機構32作動以驅使光電感應模組33及攝像器34上升而位於養殖池P之水面上，以避免光電感應模組33及攝像器34因長期沉於水下而滋生藻類。因此，本實施例俾能即時觀測水產養殖動物F的索餌情況，進而全自動化控制開啟或關閉餵食，甚至根據來索餌之水產養殖動物F的尺寸大小、數量、活動力、或索餌情況等等，以控制餌料的流量，更可避免有投料量不足或過量投料之情形發生。

此外，又如圖1及圖2中所示，本實施例之餌料槽20中設置有一餌料感測模組5電性連接至控制器4，其為一微動開關。換言之，當微動開關感測到餌料槽20內的餌料不足時，控制器4便控制餵食裝置2關閉投料。然而，本發明之餌料感測模組5並非以微動開關為限，其他各式的等效感應元件亦可適用於本發明，例如光電感應元件或壓力感應元件等。

更進一步，本實施例更包括一無線傳輸模組6，其電性連接至控制器4，其主要係用於連線至一外部 裝置7；而無線傳輸模組6可採用紅外線通訊、射頻通訊、藍芽通訊、無線網路通信(Wi-Fi)、全球互通微波存取(WiMax)、群蜂(ZigBee)、Z-Wave、第三代行動通訊(3G)、第四代行動通訊(4G)以及第五代行動通訊(5G)等符合通訊協定之網路訊號以傳送或接收執行指令之網路訊號。另一方面，外部裝置7可以是遠端控制中心、遠端個人電腦或其他便攜式電子裝置如筆記型電腦、行動電話或平板電腦等。

據此，在本實施例中，當餌料感測模組5感測到餌料槽20內的餌料不足時，控制器4便控制無線傳輸模組6發送警告信息至外部裝置7，以即時通報業主補充餌料。另外，於餵食期間，光電感應模組33持續一段期間未感應到水產養殖動物F前來索餌時，亦即水產養殖動物F索餌情況不佳時，此時控制器4同樣會控制無線傳輸模組6發送警告信息至外部裝置7，以即時通報業主。此外，當然業主也可利用外部裝置7連線至無線傳輸模組6來進行遠端控制，例如開啟或關閉餵食控制裝置之運轉、設定餵食時間、以及透過攝像器34,35即時觀看水產養殖動物F索餌影像等等。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

2‧‧‧餵食裝置

20‧‧‧餌料槽

21‧‧‧餵食管

210‧‧‧出料口

22‧‧‧流量控制器

3‧‧‧水產養殖動物感測模組

31‧‧‧浮架

31A‧‧‧第一端

31B‧‧‧第二端

313‧‧‧中空管

314‧‧‧V型架

315‧‧‧浮力構件

32‧‧‧升降機構

320‧‧‧Y型架

321‧‧‧立板

322‧‧‧分岔板

323‧‧‧致動器

324‧‧‧傳動纜

33‧‧‧光電感應模組

331‧‧‧光發送器

332‧‧‧光接收器

34,35‧‧‧攝像器

5‧‧‧餌料感測模組

F‧‧‧水產養殖動物

P‧‧‧養殖池

Claims (10)

1. 一種水產養殖動物之餵食控制裝置，其係用於控制一餵食裝置，該餵食裝置包括一餌料槽及至少一出料口，該至少一出料口係連通至該餌料槽，該餌料槽內容納有複數餌料，並透過該至少一出料口投料至一養殖池，該餵食控制裝置包括：一水產養殖動物感測模組，其包括一升降機構及一光電感應模組，該升降機構設置於鄰近該至少一出料口處，該光電感應模組組設於該升降機構上；以及一控制器，其係電性連接於該餵食裝置與該水產養殖動物感測模組之該升降機構及該光電感應模組；其中，於餵食期間，該控制器控制該升降機構作動以驅使該光電感應模組沉入該養殖池之水面下，並控制該光電感應模組啟動感應；當該光電感應模組感應到至少一水產養殖動物時，該控制器控制該餵食裝置進行投料。
2. 如請求項1之水產養殖動物之餵食控制裝置，其中，該餵食裝置更包括至少一餵食管，其一端連接至該餌料槽，該至少一出料口係設置於該餵食管之另一端；該水產養殖動物感測模組更包括一浮架，其包括一第一端及一第二端，該浮架之該第一端鉸接於該至少一餵食管，該浮架之該第二端固設有一導槽；該升降機構包括一Y型架，其包括一立板及二分岔板，該立板穿設於該導槽並可自由滑動，該光電感應模組組設於該二分岔板。
3. 如請求項2之水產養殖動物之餵食控制裝置，其中，該浮架之該第二端更裝設一滑輪；該升降機構更包括一致動器及一傳動纜，該致動器電性連接於該控制器，該傳動纜之一端連接至該致動器，該傳動纜之另一端繞經該滑輪而連接至該Y型架。
4. 如請求項3之水產養殖動物之餵食控制裝置，其中，該浮架包括一中空管、一V型架及至少二浮力構件，該中空管包括有該第一端及該第二端，該致動器設置於該中空管之該第一端之一側，該傳動纜貫穿該中空管之該第一端和該第二端；該V型架固接於該中空管，該至少二浮力構件組設於該V型架上，該至少二浮力構件係沉於該養殖池之水面下。
5. 如請求項2之水產養殖動物之餵食控制裝置，其中，該光電感應模組為一光遮斷模組，其包括一光發送器及一光接收器，該光發送器及該光接收器分設於該Y型架之該二分岔板末端。
6. 如請求項1之水產養殖動物之餵食控制裝置，其更包括一餌料感測模組，其係設置於該餵食裝置之該餌料槽內，該餌料感測模組電性連接至該控制器；當該餌料感測模組感測到該餌料槽內的餌料不足時，該控制器控制該餵食裝置停止投料。
7. 如請求項1之水產養殖動物之餵食控制裝置，其中，該水產養殖動物感測模組更包括一攝像器，其組設於該升降機構上並電性連接於該控制器；於餵食期間，該控制器控制該升降機構以驅使該攝像器沉入該養殖池內，並控制該攝像器拍攝該至少一水產養殖動物。
8. 如請求項1之水產養殖動物之餵食控制裝置，其中，該水產養殖動物感測模組更包括一攝像器，其電性連接於該控制器；於餵食期間，該控制器控制該攝像器朝向該光電感應模組並拍攝該至少一水產養殖動物。
9. 如請求項7或8之水產養殖動物之餵食控制裝置，其中，該餵食裝置更包括一流量控制器，其係用於控制該餵食裝置投料至該養殖池之餌料流量，該控制器係電性連接至該流量控制器；於餵食期間，該控制器根據該攝像器所拍攝之該至少一水產養殖動物的尺寸大小及其數量中至少一者來控制該流量控制器。
10. 如請求項1之水產養殖動物之餵食控制裝置，其更包括一無線傳輸模組，其係電性連接至該控制器；該無線傳輸模組係用於連線至一外部裝置。