自行走式养殖水槽自动投饲系统及其控制方法与流程

本发明属于水产养殖技术领域，涉及一种饲料投喂系统，具体为自行走式养殖水槽自动投饲系统及其操作方法。

背景技术：

随着科技的发展，自动化技术装备成为水产养殖必不可少的关键因素，近几年来池塘内循环养殖模式(养殖水槽)得到广泛的推广应用，对于自动化智能化投饲设备设施具有迫切的需求。现阶段养殖水槽多采用传统投饲机及集约化风送式投饲系统，普遍面临着饲料存储难、智能化程度低、能耗高、饲料浪费严重、维护成本高等技术难题。

现有技术中关于养殖投饲自动补料的系统多是在实验室内进行，在实际生产应用中推广的非常少，如中国专利申请cn109220947a公开了一种轨道式室内养殖投饲机自动补料系统。该系统在养殖车间顶部固定设有导轨，轨道上安装传动轮，传动轮与补料装置连接，补料装置包括多个紧邻的料仓，料仓内部设有料仓重力传感器，多个料仓还设有集中落料口；导轨的位置确保补料位置的出料口为投饲机料仓的正上方。该现有技术的优点在于能够实现自动补料，避免养殖中鱼类产生应激反应。但是其仍存在不足，如：1、轨道设于养殖槽上空，无法适应外界的养殖环境，在自然环境中不能保证饲料投喂的精准度；2、投饲过程中无法实现转向，因而不能保证投饲的广度。

技术实现要素：

解决的技术问题：为了克服现有技术中的不足，获得一种投饲精准，且能保证投饲范围的自动投饲系统，本发明提供了自行走式养殖水槽自动投饲系统及其操作方法。

技术方案：自行走式养殖水槽自动投饲系统，所述系统包括设于养殖水槽岸基硬化平台上的大容量自动计量下料料仓，和在养殖水槽内能够自动行走的电动自行走投饲装置；所述大容量自动计量下料料仓和电动自行走投饲装置电连接。大容量自动计量下料料仓用于存储饲料、为投饲装置自动定量加料、提供投饲装置闲时停靠及充电。

优选的，所述大容量自动计量下料料仓包括大容量料仓、上料管道、压力称重传感器和电控卸料阀；其中，上料管道设于大容量料仓内的一侧，压力称重传感器沿大容量料仓对称设置，电控卸料阀设于大容量料仓的底部；所述大容量料仓通过料仓立柱和法兰盘固定于养殖水槽岸基硬化平台上，且压力称重传感器与料仓立柱嵌套连接。

优选的，所述上料管道内置于大容量料仓的一侧，且上料管道上设有料仓上料口，料仓上料口伸出大容量料仓底部。

优选的，所述电控卸料阀上设有挡料板。

优选的，所述料仓立柱上设有投饲装置位置指示传感器和投饲装置充电电源。

优选的，所述电动自行走投饲装置自上而下依次设有可更换多规格料斗、可伸缩自动投饲输料装置、称重装置、动力行走轮和转向辅助轮，其中，动力行走轮由驱动电机带动，并由电池仓供电。投饲装置由驱动电机为动力行走轮提供动力，转向辅助轮用于辅助装置转向和平衡，称重装置用于当次投饲计量，可更换多规格料斗用于存储当次投饲所需饲料，可伸缩自动投饲输料装置用于水槽投饲，电池仓用于安装电池为装置行走、程控及投饲提供电力供应。

优选的，所述电动自行走投饲装置上设有与大容量自动计量下料料仓相对应的投饲装置位置指示传感器和投饲装置充电电源。

以上任一所述自行走式养殖水槽自动投饲系统的操作方法，所述方法包括以下步骤：

所述系统由用户根据不同养殖水槽养殖对象的一般摄食投饲规律，将系统工作的定时、定量、定点投喂信息通过控制程序录入控制系统；

s1：非投饲时段，电动自行走投饲装置停靠于大容量自动计量下料料仓下并连接充电装置，由投饲装置内置处理器判定电量状况并决定是否激活充电或停止充电；

s2：投饲时段，所述系统的总控发送投饲指令，自动分配不同投饲装置的投饲目的水槽及所需料仓饲料类型，并自动生成完整投饲流程及规划路径；投饲装置接受指令断开充电装置、离开停靠位置并行驶到达所需饲料类型的大容量自动计量下料料仓下，料仓通过投饲装置位置指示传感器判断投饲装置位置，适时开启电动卸料阀定量加料；加料完成，投饲装置根据投饲方案及规划路径行驶至第一条目的水槽投饲点位，由投饲装置位置指示传感器判断到位情况，可伸缩自动投饲输料装置伸出并越过拦鱼网，定量、定点、定时投喂饲料，完成后根据投饲方案继续下一条养殖水槽自动投饲；当投饲装置料斗内投饲量不能够满足下一条水槽投饲任务时，自动返回岸基料仓加料并继续投饲流程；全部流程完成后，投饲装置返回、停靠于料仓下并连接充电。

优选的，料仓和投饲装置的具体控制方法如下：

(1)料仓的控制方法

s1：上料控制，使用风送式上料机完成上料，上料机输料管直接连接料仓的上料管道，通过压力称重传感器数值判断上料量及停止上料；

s2：称重控制，压力称重传感器集成入控制系统，通过显示实时重量数据判断大容量料仓料量，投饲时通过实时数据判断投饲装置加料量，并通过系统进行缺料报警反馈；

s3：投饲装置停靠加料控制，系统通过料仓及投饲装置位置指示传感器联动判断投饲装置停靠位置及到位情况，停靠到位并得到系统发送的加料指示，料仓开启电控卸料阀进行加料，通过料仓及投饲装置的压力称重传感器实时数据判断加料量，并配合电控卸料阀开合度控制加料速度，完成精准加料控制；

s4：投饲装置停靠充电控制，系统通过料仓及投饲装置位置指示传感器联动判断投饲装置停靠位置及到位情况，停靠到位后料仓同投饲装置建立充电连接，得到系统充电指示自动为投饲装置充电；

(2)投饲装置控制方法：

s1：投饲装置停靠加料控制，系统通过料仓及投饲装置位置指示传感器联动判断投饲装置停靠位置及到位情况，停靠到位并得到系统发送的加料指示，料仓开启电控卸料阀进行加料，通过料仓及投饲装置的压力称重传感器实时数据判断加料量，并配合电控卸料阀开合度控制加料速度，完成精准加料控制；

s2：投饲装置停靠充电控制，系统通过料仓及投饲装置位置指示传感器联动判断投饲装置停靠位置及到位情况，停靠到位后料仓同投饲装置建立充电连接，得到系统充电指示自动为投饲装置充电；

s3：投饲装置行走控制，投饲装置由驱动电机提供动力通过动力行走轮沿规划路径行走，转向辅助轮用于辅助装置转向和平衡；投饲装置通过安装于周围的避障传感器及摄像头实现自行走和主动避障。投饲过程中，投饲装置行走路径严格参照当次系统投饲方案规划路径，自动实现行驶、避障、转向、停靠的行走控制；

s4：投饲装置投饲控制，系统通过投饲装置及投饲位点的位置指示传感器联动判断投饲装置停靠位置及到位情况，停靠到位后可伸缩自动投饲输料装置伸出并越过拦鱼网，由投饲装置控制器完成饲料的定量、定点、定时投喂，投饲完成后可伸缩自动投饲输料装置缩回并根据投饲方案继续下一条养殖水槽自动投饲。

有益效果：(1)本发明所述自行走式养殖水槽自动投饲系统及其操作方法通过料仓和料斗共同配合实现饲料的精准投放，避免养殖过程中的应激反应及饲料的浪费；(2)所述系统和方法在没有轨道的情况下切换使用实现饲料投放的广度；(3)本发明所述系统和方法饲料存储简单、智能化程度高、能耗低、饲料利用率高且维护成本合理。

附图说明

图1是本发明所述系统的结构示意图；

图2是大容量自动计量下料料仓的结构示意图；

图3是电动自行走投饲装置的结构示意图；

图4是电动自行走投饲装置加料示意图；

其中，1为大容量自动计量下料料仓，2为电动自行走投饲装置，3为大容量料仓，4为上料管道，5为压力称重传感器，6为电控卸料阀，7为料仓立柱，8为投饲装置位置指示传感器，9为投饲装置充电电源，10为法兰盘，11为料仓上料口，12为挡料板，13为可更换多规格料斗，14为可伸缩自动投饲输料装置，15为称重装置，16为电池仓，17为转向辅助轮，18为驱动电机，19为动力行走轮。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

如图1-4所示，自行走式养殖水槽自动投饲系统，所述系统包括设于养殖水槽岸基硬化平台上的大容量自动计量下料料仓1，和在养殖水槽内能够自动行走的电动自行走投饲装置2；所述大容量自动计量下料料仓1和电动自行走投饲装置2电连接。

所述大容量自动计量下料料仓1包括大容量料仓3、上料管道4、压力称重传感器5和电控卸料阀6；其中，上料管道4设于大容量料仓3内的一侧，压力称重传感器5沿大容量料仓3对称设置，电控卸料阀6设于大容量料仓3的底部；所述大容量料仓3通过料仓立柱7和法兰盘10固定于养殖水槽岸基硬化平台上，且压力称重传感器5与料仓立柱7嵌套连接。

所述上料管道4内置于大容量料仓3的一侧，且上料管道4上设有料仓上料口11，料仓上料口11伸出大容量料仓3底部。

所述电控卸料阀6上设有挡料板12。

所述料仓立柱7上设有投饲装置位置指示传感器8和投饲装置充电电源9。

所述电动自行走投饲装置2自上而下依次设有可更换多规格料斗13、可伸缩自动投饲输料装置14、称重装置15、动力行走轮19和转向辅助轮17，其中，动力行走轮19由驱动电机18带动，并由电池仓16供电。

所述电动自行走投饲装置2上设有与大容量自动计量下料料仓1相对应的投饲装置位置指示传感器8和投饲装置充电电源9。

实施例2

采用实施例1所述的自行走式养殖水槽自动投饲系统进行养殖水槽的投饲，具体操作方法如下：

所述系统由用户根据不同养殖水槽养殖对象的一般摄食投饲规律，将系统工作的定时、定量、定点投喂信息通过控制程序录入控制系统；

s1：非投饲时段，电动自行走投饲装置2停靠于大容量自动计量下料料仓1下并连接充电装置，由投饲装置内置处理器判定电量状况并决定是否激活充电或停止充电；

s2：投饲时段，所述系统的总控发送投饲指令，自动分配不同投饲装置的投饲目的水槽及所需料仓饲料类型，并自动生成完整投饲流程及规划路径；投饲装置接受指令断开充电装置、离开停靠位置并行驶到达所需饲料类型的大容量自动计量下料料仓1下，料仓通过投饲装置位置指示传感器8判断投饲装置位置，适时开启电动卸料阀6定量加料；加料完成，投饲装置根据投饲方案及规划路径行驶至第一条目的水槽投饲点位，由投饲装置位置指示传感器8判断到位情况，可伸缩自动投饲输料装置14伸出并越过拦鱼网，定量、定点、定时投喂饲料，完成后根据投饲方案继续下一条养殖水槽自动投饲；当投饲装置料斗内投饲量不能够满足下一条水槽投饲任务时，自动返回岸基料仓加料并继续投饲流程；全部流程完成后，投饲装置返回、停靠于料仓下并连接充电。

料仓和投饲装置的具体控制方法如下：

(1)料仓的控制方法

s1：上料控制，使用风送式上料机完成上料，上料机输料管直接连接料仓的上料管道4，通过压力称重传感器5数值判断上料量及停止上料；

s2：称重控制，压力称重传感器5集成入控制系统，通过显示实时重量数据判断大容量料仓3料量，投饲时通过实时数据判断投饲装置加料量，并通过系统进行缺料报警反馈；

s3：投饲装置停靠加料控制，系统通过料仓及投饲装置位置指示传感器8联动判断投饲装置停靠位置及到位情况，停靠到位并得到系统发送的加料指示，料仓开启电控卸料阀6进行加料，通过料仓及投饲装置的压力称重传感器5实时数据判断加料量，并配合电控卸料阀6开合度控制加料速度，完成精准加料控制；

s4：投饲装置停靠充电控制，系统通过料仓及投饲装置位置指示传感器8联动判断投饲装置停靠位置及到位情况，停靠到位后料仓同投饲装置建立充电连接，得到系统充电指示自动为投饲装置充电；

(2)投饲装置控制方法：

s1：投饲装置停靠加料控制，系统通过料仓及投饲装置位置指示传感器8联动判断投饲装置停靠位置及到位情况，停靠到位并得到系统发送的加料指示，料仓开启电控卸料阀6进行加料，通过料仓及投饲装置的压力称重传感器5实时数据判断加料量，并配合电控卸料阀6开合度控制加料速度，完成精准加料控制；

s2：投饲装置停靠充电控制，系统通过料仓及投饲装置位置指示传感器8联动判断投饲装置停靠位置及到位情况，停靠到位后料仓同投饲装置建立充电连接，得到系统充电指示自动为投饲装置充电；

s3：投饲装置行走控制，投饲装置由驱动电机18提供动力通过动力行走轮19沿规划路径行走，转向辅助轮17用于辅助装置转向和平衡；投饲装置通过安装于周围的避障传感器及摄像头实现自行走和主动避障。投饲过程中，投饲装置行走路径严格参照当次系统投饲方案规划路径，自动实现行驶、避障、转向、停靠的行走控制；

s4：投饲装置投饲控制，系统通过投饲装置及投饲位点的位置指示传感器联动判断投饲装置停靠位置及到位情况，停靠到位后可伸缩自动投饲输料装置14伸出并越过拦鱼网，由投饲装置控制器完成饲料的定量、定点、定时投喂，投饲完成后可伸缩自动投饲输料装置14缩回并根据投饲方案继续下一条养殖水槽自动投饲。