一種蝦池自動巡航精量投飼裝置制造方法
【專利摘要】一種蝦池自動巡航精量投飼裝置，包括設置在蝦池沿岸的環(huán)形折線式軌道以及沿軌道運動并進行飼料投放的自動投飼裝置；所述環(huán)形折線式軌道包括設置在蝦池中頂端伸出水面的支架以及設置在支架頂端的環(huán)形拉線；所述自動投飼裝置包括投飼船、設置在投飼船上的投料機以及設置在投飼船和投料機之間的傳感控制系統(tǒng)，所述投飼船的底面上設置有與軌道中的拉線相配合的卡線器。本發(fā)明不僅可以完成飼料的沿岸自動進行均勻投喂，而且對投喂時間、投喂量和距離蝦池岸邊的投喂距離進行設置與調整，滿足蝦的不同成長階段的投喂要求。
【專利說明】一種蝦池自動巡航精量投飼裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水面養(yǎng)殖【技術領域】，特別是一種應用于蝦池中用于投放飼料的裝置。

【背景技術】
[0002]由于蝦的覓食特性比較特殊，喜歡在池塘岸邊覓食，所以一般要求蝦池在投喂時要沿岸均勻投料。目前，由于缺少專業(yè)的投飼設備，實際操作中，多為人工帶料沿岸間隔地進行拋灑。人工投喂勞動強度大，且投料難以均勻，投料效果差。隨著社會的發(fā)展，勞動力成本不斷上升，導致蝦的養(yǎng)殖成本也大為提高，在很大程度上限制了蝦養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明為解決蝦養(yǎng)殖過程中的投飼問題，提供一種可以沿蝦池岸邊自動進行均勻投放飼料的裝置。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案如下。
[0005]一種蝦池自動巡航精量投飼裝置，包括設置在蝦池沿岸的環(huán)形折線式軌道以及沿軌道運動并進行飼料投放的自動投飼裝置；所述環(huán)形折線式軌道包括設置在蝦池中頂端伸出水面的支架以及設置在支架頂端的環(huán)形拉線；所述自動投飼裝置包括投飼船、設置在投飼船上的投料機以及設置在投飼船和投料機之間的傳感控制機構，所述投飼船的底面上設置有與軌道中的拉線相配合的卡線器。
[0006]上述蝦池自動巡航精量投飼裝置，所述支架包括相配裝的支撐部和用于安裝拉線的頂伸部，所述支架頂伸部的上部設置有豎向用于放置拉線的掛線槽，掛線槽的頂端通過穿接在支架頂伸部頂端的螺栓封口。
[0007]上述蝦池自動巡航精量投飼裝置，所述支架掛線槽內固定焊接有用于引導拉線穿過的弧形引導支架。
[0008]上述蝦池自動巡航精量投飼裝置，所述卡線器至少設置有兩組，兩組卡線器分別設置在投飼船靠近蝦池岸邊一側的前后兩端；每組卡線器分別包括一對垂直于投飼船底向下并平行設置的兩根定位軸，定位軸的外圓周上通過軸承安裝有繞定位軸旋轉的圓柱棒；兩圓柱棒之間的間距大于軌道中支架頂端的寬度。
[0009]上述蝦池自動巡航精量投飼裝置，所述投料機包括盛裝飼料的料箱、用于控制出料的出料電機和用于控制甩料的甩料電機；所述出料電機和甩料電機的受控端連接傳感控制機構的輸出端。
[0010]上述蝦池自動巡航精量投飼裝置，所述投飼船底部設置有受傳感控制機構控制的推進電機及槳葉。
[0011]上述蝦池自動巡航精量投飼裝置，所述傳感控制機構包括用于實時測量投料機中飼料重量的重量傳感器以及控制投料機投飼和投飼船行走的控制裝置；所述控制裝置包括輸入設備、電源模塊、微控制器、驅動電路、A/D轉換電路以及液晶顯示電路，所述輸入設備的輸出端連接為微控制器，微控制器的輸入端經(jīng)A/D轉換電路連接重量傳感器的信號端；微控制器的輸出端連接液晶顯示電路，微控制器還通過驅動電路分別與投料機和投飼船的受控端連接；所述電源模塊的輸出端連接微控制器的電源端。
[0012]上述蝦池自動巡航精量投飼裝置，所述控制裝置還包括與微控制器連接的遙控電路，遙控電路通過無線信號連接遙控器。
[0013]上述蝦池自動巡航精量投飼裝置，所述控制裝置還包括與微控制器連接的電壓測量電路，電壓測量電路的輸入端連接電源模塊。
[0014]由于采用了以上技術方案，本發(fā)明所取得的技術進步效果如下:
本發(fā)明通過相配合的軌道和自動投飼裝置，不僅可以完成飼料的沿岸自動進行均勻投喂，而且對投喂時間、投喂量和距離蝦池岸邊的投喂距離進行設置與調整，滿足蝦的不同成長階段的投喂要求，極大地減少了養(yǎng)殖成本，降低了勞動強度，提高了喂養(yǎng)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述環(huán)形折線式軌道的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明所述支架的結構示意圖；
圖3為圖2的局部放大圖；
圖4為本發(fā)明所述弧形引導支架的結構示意圖；
圖5為本發(fā)明所述自動投飼裝置的主視圖；
圖6為本發(fā)明所述自動投飼裝置的左視圖；
圖7為本發(fā)明所述應變式重量傳感器的結構示意圖；
圖8為本發(fā)明所述控制裝置的結構框圖；
圖9為本發(fā)明所述電源轉換模塊的電路圖；
圖10為本發(fā)明所述電壓測量電路的電路圖；
圖11為本發(fā)明所述所述A/D轉換電路的電路圖；
圖12為本發(fā)明所述投飼船驅動電路的電路圖；
圖13為本發(fā)明所述投料機驅動電路的電路圖；
圖14為本發(fā)明所述液晶顯不電路的電路圖；
圖15為本發(fā)明投飼作業(yè)的流程圖。
[0016]圖中各標號表示為:1.環(huán)形折線軌道，11.支架，111.支撐部，112.頂伸部，113.掛線槽，114.弧形引導支架，115.螺栓，12.拉線，2.自動投飼裝置，21.投飼船，211.推進電機，22.投料機，221.料箱，222.出料電機，223.甩料電機，23.傳感控制機構，231.重量傳感器，232.控制裝置，233.傳感器支架，24.卡線器，241.角鋼架。

【具體實施方式】
[0017]下面將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0018]本發(fā)明包括環(huán)形折線式軌道I和自動投飼裝置2 ;環(huán)形折線式軌道I沿蝦池岸邊設置，自動投飼裝置沿軌道運動并完成飼料投放作業(yè)。
[0019]環(huán)形折線式軌道I的結構如圖1所示，包括若干支架11和一環(huán)形拉線12 ;支架11設置在蝦池中，支架的上部伸出水面用于定位環(huán)形拉線。支架將拉線支離水面一定高度，從而建立沿岸環(huán)形折線式軌道。本實施例中拉線采用細鋼絲繩或者尼龍繩，兩個端頭通過綁扎連接形成環(huán)形拉線。在實際使用過程中還可通過調整支架與岸邊的遠近改變軌道的離岸距離，從而控制自動投飼裝置與岸邊的距離，以實現(xiàn)根據(jù)蝦的成長階段對投喂距離的調整。
[0020]其中，支架11的結構如圖2和圖3所示，包括相配裝的支撐部111和頂伸部112，頂伸部用于安裝拉線，支撐部用于支撐頂伸部和拉線。本實施例中支撐部采用角鋼制作，頂伸部采用圓鋼制作，角鋼的頂端和圓鋼的底端焊接在一起構成支架。角鋼的部分底部插入蝦池底部的泥土中對支架進行固定，圓鋼的上部伸出水面安裝拉線。圓鋼的上部開設有豎向掛線槽113，掛線槽內放置拉線，掛線槽113的頂端通過穿接在支架頂伸部頂端的螺栓115封口，以便于安裝和拆卸。
[0021]本發(fā)明為保證自動投飼裝置能夠在支架處順利通過，還在支架掛線槽113內固定焊接了弧形引導支架114，如圖4所示。本實施例中弧形引導支架為鐵質圓弧段，拉線綁扎在鐵質圓弧段上，使位于支架處的拉線呈現(xiàn)弧形以便于自動投飼裝置通過。
[0022]自動投飼裝置2用于實現(xiàn)飼料的投喂工作，其結構如圖5和圖6所示，包括投飼船21、投料機22、傳感控制機構23以及卡線器24，投料機22、傳感控制機構23設置在投飼船上，卡線器24設置在投飼船底面上。
[0023]投飼船21為運動主體，用于支撐投料機和傳感控制機構。本實施例中，投飼船采用高穩(wěn)定性的雙體船結構，為整個裝置提供浮力，投飼船的底部裝有防水推進電機211及槳葉，可以在傳感控制機構的控制下行進或后退。推進電機采用型號為HX-L型船用電動掛槳機，該型推進電機的額定電壓為12V、額定功率為200W，可以產(chǎn)生足夠的推力。
[0024]投料機22包括料箱221、出料機構、出料電機222、甩料機構以及甩料電機223，料箱221用于盛放飼料，出料電機222和甩料電機223在傳感控制機構的控制下分別控制出料機構和甩料機構完成出料和甩料作業(yè)。出料電機采用GW370型12V、3.6W低速直流電機，甩料電機采用ZYTD型12V、20W高速直流電機。
[0025]卡線器24至少有兩組，均設置在投飼船21的底面上，與軌道中的拉線12相配合；用于卡裝在軌道的上方，保證自動投飼裝置在行走過程中不偏離拉線，實現(xiàn)自動投飼裝置的沿岸自動行使功能。當然，卡線器也可以設置多組，勻布在投飼船21底面靠近蝦池岸邊的一側。
[0026]本實施例中卡線器共設置兩組，兩組卡線器分別設置在投飼船靠近蝦池岸邊一側的前后兩端。每組卡線器24分別包括一對垂直于投飼船底向下并平行設置的兩根定位軸，定位軸的頂端通過角鋼架241安裝在投飼船上；定位軸的外圓周上通過軸承安裝有直徑較大的圓柱棒，圓柱棒能夠在外力作用下繞定位軸旋轉，兩圓柱棒之間的間距大于軌道中支架頂端的寬度，如圖6所示，以便于自動投飼裝置能夠順利通過。
[0027]傳感控制機構23包括重量傳感器231和控制裝置232。重量傳感器231通過傳感器支架233設置在投料機的下方，用于實時測量投料機中飼料的重量并傳輸給控制裝置；控制裝置232安裝在投飼船的前端，用于控制投料機投飼和投飼船行走。
[0028]本實施例中，重量傳感器231采用應變式重量傳感器，應變式重量傳感器的結構如圖7所示，包括成橋式連接的四個應變電阻，第一應變電阻和第二應變電阻的連接端與電源正極連接，第三應變電阻和第四應變電阻的連接端與電源負極連接；第一應變電阻和第三應變電阻的連接端以及第二應變電阻和第四應變電阻的連接端分別與控制裝置的輸入端連接。
[0029]本發(fā)明的控制裝置是自動投飼裝置的核心，控制裝置的結構框圖如圖8所示。包括電源模塊、微控制器、驅動電路、A/D轉換電路、液晶顯示電路、遙控電路、電壓測量電路、輸入設備以及微控制器外圍電路；所述微控制器的輸入端分別與輸入設備、電源模塊、A/D轉換電路、遙控電路以及電壓測量電路連接，微控制器的輸出端分別與驅動電路和液晶顯示電路連接；A/D轉換電路的輸入端連接重量傳感器的信號端，驅動電路的輸出端分別連接投料機的出料電機、甩料電機以及投飼船的推進電機的受控端。
[0030]電源模塊包括輸出電壓為12V、容量為50AH的可充電鉛蓄電池以及電源轉換模塊。電源轉換模塊用于將12V將為5V直流電壓為微控制器供電。
[0031]電源轉換模塊的電路圖如圖9所示，包括芯片LM2575、12V電源接線端子、第五電容C5、第六電容C6、二極管D5以及電感LI。12V電源接線端子的VCC端連接芯片LM2575的VIN輸入端，芯片LM2575的OUTPUT輸出端經(jīng)電感LI輸出5V直流電；電感LI與芯片LM2575的連接端連接二極管D5的負極，二極管D5的正極接地；電感LI的另一端經(jīng)第五電容C5接地。12V電源接線端子的VCC端還經(jīng)第六電容C6接地。
[0032]電壓測量電路的電路圖如圖10所示。包括第十六電阻R16，第十六電阻R16的一端接DC12V電源端，另一端接地，第十六電阻R16的可調端連接微控制器的輸入端。電壓測量電路用于實時檢測可充電鉛蓄電池的電壓值，當蓄電池的電壓值低于設定值時，微控制器發(fā)出報警信號，提醒作業(yè)人員對可充電鉛蓄電池進行充電。
[0033]A/D轉換電路用于將重量傳感器所傳輸?shù)男盘栟D換為微控制器所能識別的信號后傳輸給微控制器;A/D轉換電路的輸入端連接重量傳感器的兩個信號端，A/D轉換電路的輸出端連接微控制器的輸入端。
[0034]A/D轉換電路的電路圖如圖11所示，具體包括芯片HX117、第一電容Cf第四電容C4、第一電阻Rf第三電阻R3以及三極管Q1。其中芯片HX117的INA-輸入端連接重量傳感器的信號負輸出端，INA+輸入端經(jīng)第一電阻Rl連接重量傳感器的信號正輸出端，INA-輸入端和INA+輸入端之間還連接有第一電容Cl。芯片HX117的的DVDD電源端連接5V電源，5V電源還經(jīng)第四電容C4接地。PNP三極管的基極連接芯片HXl 17的BASE端，發(fā)射極連接5V電源，集電極連接芯片HX117的AVDD端。芯片HX117的AVDD端和AGND端之間并聯(lián)連接第二電容C2，第二電容C2的兩端并聯(lián)連接由第二電阻R2和第三電阻R3串聯(lián)連接構成的串聯(lián)支路，第二電阻R2和第三電阻R3的串接點連接芯片HX117的VFB端。芯片HX117的AGND端和VBG端之間還連接有第三電容C3。芯片HX117的DOUT輸出端與微控制器的輸入端連接。
[0035]HXl 17芯片是一款專為高精度重量傳感器而設計的24位差分AD轉換器，具有64和128倍可選增益，HXl 17芯片不停地進行AD轉換，轉換完成后，DOUT端口從高電平變低電平，此時便可以在PD_SCK弓I腳輸入脈沖信號，在DOUT端口依次讀取轉換后的每位AD值，如此循環(huán)。
[0036]驅動電路在微控制器的控制下以改變PWM的方式調節(jié)各電機轉速，驅動電路主要包括投飼船驅動電路和投料機驅動電路。
[0037]投飼船驅動電路如圖12所示，采用由兩片BST7960芯片構成的H橋驅動電路對推進電機Ml進行驅動。第一BST7960芯片的IN輸入端和INH輸入端分別接收微控制器輸出的PB6信號和PG2信號，第一 BST7960芯片的SR端和IS端經(jīng)第五電阻R5接地，第一 BST7960芯片的VS電源端接直流12V，第一 BST7960芯片的OUT輸出端連接推進電機Ml，用于控制推進電機進行正轉，即控制投飼船前進；第二 BST7960芯片的IN輸入端和INH輸入端分別接收微控制器輸出的PB7信號和PG3信號，第二 BST7960芯片的SR端和IS端經(jīng)第六電阻R6接地，第二 BST7960芯片的VS電源端接直流12V，第二 BST7960芯片的OUT輸出端連接推進電機Ml，用于控制推進電機進行反轉，即控制投飼船前后退。
[0038]投料機驅動電路如圖13所述，采用由L298電機驅動芯片構成的電路對出料電機M2和甩料電機M3進行驅動。芯片L298的INl輸入端和IN3輸入端分別連接微控制器輸出的PB5信號和PB6信號，ENA輸入端和ENB輸入端分別連接微控制器輸出的PGl信號和PG2信號。芯片L298的+VSS端接直流12V電源，+VS端接直流5V電源，SENSEA端、SENSEB端以及GND端接地。
[0039]液晶顯示電路主要用于對輸入信號、投料機料箱中飼料的重量、各電機的轉速、投飼船的行駛速度等信號進行顯示，其電路圖如圖14所示，主要包括芯片12864和第十電阻RlO0芯片12864的BLA端接電源VCC，BLK端接地，VO端連接第十電阻RlO可調端，第十電阻RlO的另外兩端分別連接VCC+和VCC-。
[0040]遙控電路用于與遙控器配合實現(xiàn)對投飼船和投料機進行遠方控制，遙控電路中的發(fā)送芯片和接收芯片分別采用PT2262和PT2272，其構成4位的暫存遙控控制位。
[0041]輸入設備采用矩陣鍵盤，用于完成時間、重量初始值、單次投料時間和投料量、出料電機速度和甩料電機速度的設置，設定值均保存在微控制器的EEPROM中，掉電重啟之后不需要重新設置。當然，也可通過與遙控電路通信的遙控器對上述信息進行設置。
[0042]本發(fā)明中微控制器采用ATmegal28A單片機，ATmegal28A單片機的外圍電路包括時鐘電路、看門狗電路。時鐘電路采用DS1302時鐘芯片，通過相應端口對其進行讀寫，完成時間的讀取和設定?？撮T狗電路主要采用DS1232芯片構成，用于監(jiān)測系統(tǒng)運行。
[0043]通過本發(fā)明的控制裝置可以實現(xiàn)以下功能:
O定時啟動投飼功能:用于完成自動化投喂，減少人工操作量?？刂蒲b置在實際運行過程中，通過比較從時鐘模塊中讀取的時間和預設于微控制器中的定時時間是否吻合，決定能否啟動。當時間吻合后，微控制器首先使能驅動推進電機，3s后，再使能出料電機及甩料電機，開始投料作業(yè)。
[0044]推進電機的速度設定值為零負載，即沒有蝦料時的推進值；微控制器給出的推進PWM值為設定推進值和附加推進值之和，附加推進值根據(jù)料箱中蝦料的質量不同，分為若干個檔次，這樣保證在不同負載的情況下，自動投飼裝置的行駛速度保持一致。
[0045]2)設定重量投料功能:
為實現(xiàn)對投料量的精確控制，可通過設定投料重量來控制投料機投放飼料的重量。傳感控制機構在啟動后，不斷讀取重量傳感器的值，并計算其與初始值之差，得出投料量，當投料重量達到設定值后，控制裝置控制投料機自動停止投喂。
[0046]3)遙控功能
考慮到在添料及自動投飼裝置檢修時，自動投飼裝置需要行駛到指定位置，自動投飼裝置還設置了遙控功能。遙控器不僅可以手動實現(xiàn)自動投飼裝置的啟停，還可以對自動投飼裝置的行駛速度進行調節(jié)，達到對投料均勻度的控制。
[0047]本發(fā)明實現(xiàn)飼料投喂作業(yè)的流程如圖15所示，具體如下所述:首先，將自動投飼裝置放置在軌道中，使環(huán)形拉線位于自動投飼裝置的卡線器中。
[0048]第二，對自動投飼裝置的控制裝置進行初始化。初始化的過程可通過矩陣鍵盤完成，也可通過遙控器完成。初始化的內容包括:自動投飼裝置系統(tǒng)時間的設定、重量初始值的設定、單次投料時間的設定、單次投料量的設定、出料電機速度的設定、甩料電機速度的設定、推進電機速度的設定以及遙控功能啟動或停止的設定。
[0049]第三，控制裝置對投料機料箱內的飼料重量以及系統(tǒng)時間進行讀取，判斷是否達到單次投飼時間的設定值；如達到單次投飼的設定時間，則進行單次投料量設定值的讀取并啟動推進電機，使投飼船開始行進；如沒有達到單次投飼時間，則繼續(xù)進行系統(tǒng)時間的讀取。
[0050]第四，當推進電機行進3s后，微控制器啟動投料機的出料電機和甩料電機進行工作；并通過重量傳感器返回的投料機料箱實時值，對是否達到投料量設定值進行判斷，當達到投料量設定值時，微控制器發(fā)出電機停止指令，所有電機停止工作，一次投喂作業(yè)完成。
【權利要求】
1.一種蝦池自動巡航精量投飼裝置，其特征在于:它包括設置在蝦池沿岸的環(huán)形折線式軌道(I)以及沿軌道運動并進行飼料投放的自動投飼裝置(2);所述環(huán)形折線式軌道包括設置在蝦池中頂端伸出水面的支架(11)以及設置在支架頂端的環(huán)形拉線(12);所述自動投飼裝置(2)包括投飼船(21)、設置在投飼船上的投料機(22)以及設置在投飼船(21)和投料機(22)之間的傳感控制系統(tǒng)(23)，所述投飼船(21)的底面上設置有與軌道中的拉線(12)相配合的卡線器(24)。
2.根據(jù)權利要求1所述的蝦池自動巡航精量投飼裝置，其特征在于:所述支架(11)包括相配裝的支撐部(111)和用于安裝拉線的頂伸部(112)，所述支架頂伸部的上部設置有豎向用于放置拉線的掛線槽(113)，掛線槽(113)的頂端通過穿接在支架頂伸部頂端的螺栓封口。
3.根據(jù)權利要求2所述的蝦池自動巡航精量投飼裝置，其特征在于:所述支架掛線槽(113)內固定焊接有用于引導拉線穿過的弧形引導支架(114)。
4.根據(jù)權利要求3所述的蝦池自動巡航精量投飼裝置，其特征在于:所述卡線器(24)至少設置有兩組，兩組卡線器分別設置在投飼船靠近蝦池岸邊一側的前后兩端；每組卡線器分別包括一對垂直于投飼船底向下并平行設置的兩根定位軸，定位軸的外圓周上通過軸承安裝有繞定位軸旋轉的圓柱棒；兩圓柱棒之間的間距大于軌道中支架頂端的寬度。
5.根據(jù)權利要求4所述的蝦池自動巡航精量投飼裝置，其特征在于:所述投料機(22)包括盛裝飼料的料箱、用于控制出料的出料電機和用于控制甩料的甩料電機；所述出料電機和甩料電機的受控端連接傳感控制機構的輸出端。
6.根據(jù)權利要求5所述的蝦池自動巡航精量投飼裝置，其特征在于:所述投飼船底部設置有受傳感控制機構控制的推進電機及槳葉。
7.根據(jù)權利要求6所述的蝦池自動巡航精量投飼裝置，其特征在于:所述傳感控制機構(23)包括用于實時測量投料機中飼料重量的重量傳感器以及控制投料機投飼和投飼船行走的控制裝置；所述控制裝置包括輸入設備、電源模塊、微控制器、驅動電路、A/D轉換電路以及液晶顯示電路，所述輸入設備的輸出端連接為微控制器，微控制器的輸入端經(jīng)A/D轉換電路連接重量傳感器的信號端；微控制器的輸出端連接液晶顯示電路，微控制器還通過驅動電路分別與投料機和投飼船的受控端連接；所述電源模塊的輸出端連接微控制器的電源端。
8.根據(jù)權利要求7所述的蝦池自動巡航精量投飼裝置，其特征在于:所述控制裝置還包括與微控制器連接的遙控電路，遙控電路通過無線信號連接遙控器。
9.根據(jù)權利要求8所述的蝦池自動巡航精量投飼裝置，其特征在于:所述控制裝置還包括與微控制器連接的電壓測量電路，電壓測量電路的輸入端連接電源模塊。
【文檔編號】A01K61/02GK104304139SQ201410478574
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權日:2014年9月19日
【發(fā)明者】王璋奇, 陳繼生, 黃增浩 申請人:華北電力大學（保定）