一种基于物联网的水产养殖投料系统

1.本发明涉及水产养殖饲喂技术领域，具体涉及一种基于物联网的水产养殖投料系统。


背景技术：

2.水产养殖作业船是具有自动巡航、自动驻泊、投饵施药与水质检测等多种功能的自动化装备，其运用能有效提高作业效率，效降低人工劳动强度，进而提高水产养殖的经济效益。但是由于水产养殖作业船的储料仓的容量是恒定的，每次储料仓的饵料不足后都要返回岸边添加饵料，因此，需要经常有人守在塘边为养殖作业船添加饵料，这样不仅浪费人力，而且，操作繁琐，效率低下，不适合大规模养殖。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于物联网的水产养殖投料系统，以实现对投料船的自动定量加料。
4.为了实现上述目的，本发明提供一种基于物联网的水产养殖投料系统，包括第一壳体，其上、下两端呈敞口结构；两个储料桶，沿水平方向滑动设置在所述第一壳体内，所述储料桶的顶部设置有第一进料口，所述储料桶的底部设置有第一出料口；两个阀门机构，分别设置在对应的一个所述储料桶的底部，所述阀门机构用于打开或关闭所述第一出料口；定量分配机构，其设置在所述第一壳体的下方，其用于对所述第一出料口漏下的饵料定量分配；横移驱动机构，其用于驱动两个所述储料桶移动，以使其中一个所述第一出料口对准所述定量分配机构；投料船，其具有料仓，所述投料船上设置有与所述料仓连通的撒料机构；以及导料机构，其与所述定量分配机构连通，所述导料机构用于将定量分配好的饵料导入所述料仓内。
5.优选地，所述储料桶的底部向上凹陷形成有六条导向槽，六条所述导向槽沿所述第一出料口的轴线呈环形阵列布置，且依次连通形成呈正六边形的槽体结构；所述阀门机构包括开闭驱动组件和六块挡板，六块所述挡板沿所述第一出料口的轴线呈环形阵列布置，每块所述挡板分别对应一条所述导向槽并与所述导向槽滑动配合，所述挡板具有两面抵接斜面，两面所述抵接斜面的夹角为60
°
，相邻两块所述挡板的所述抵接斜面贴合；所述开闭驱动组件用于同步驱动六块所述挡板沿着对应的所述导向槽在水平方向滑移，以打开或闭合所述第一出料口。
6.优选地，所述开闭驱动组件包括：驱动盘，其转动设置在所述挡板背离所述储料桶的一面，所述驱动盘贯穿有漏料孔和六个滑孔，所述漏料孔设置在所述驱动盘的中心并与所述第一出料口同轴布置，六个所述滑孔沿所述漏料孔的轴线呈环形阵列布置；第一支架，其设置在所述储料桶的外壁上；以及旋转驱动件，其铰接在所述第一支架上，所述旋转驱动件的输出轴与所述驱动盘铰接；
7.所述挡板分别贴合于所述储料桶的底面和所述驱动盘的顶面，所述挡板面向所述
驱动盘的一面设置有从动柱，每个所述从动柱分别设置在对应的一个所述滑孔内；所述挡板面向所述储料桶的一面设置有滑块，所述滑块滑动且无相对转动地设置在所述导向槽内。
8.优选地，所述横移驱动机构包括两组横移驱动组件，两组所述横移驱动组件对称布置在所述第一壳体的两侧，所述横移驱动组件包括丝杆和电机，所述丝杆转动设置在所述第一壳体的外侧，所述电机设置在所述第一壳体上并与所述丝杆传动连接；
9.所述第一壳体的两相对侧壁分别设置有导向孔，所述导向孔沿水平方向延伸；所述储料桶的外壁上设置有两个托耳，两个所述托耳分别穿过对应一侧的所述导向孔后与所述丝杆螺纹配合，所述托耳滑动配合在所述导向孔内。
10.优选地，所述定量分配机构包括：接料斗，其设置在其中一个所述阀门机构的下方，所述接料斗具有两个送料通道；第二壳体，其设置在所述接料斗的下方，所述第二壳体的顶部设置有两个第二进料口，每个所述第二进料口与对应的一个所述送料通道连通，所述第二壳体的底部设置有第二出料口，所述第二出料口位于两个所述第二进料口之间；第一定量盒，其滑动设置在所述第二壳体内，所述第一定量盒自上而下贯穿有第一容纳腔，所述第一定量盒设置有第一遮板；第二定量盒，其滑动设置在所述第二壳体内并与所述第一定量盒连接，所述第二定量盒自上而下贯穿有第二容纳腔，所述第二定量盒设置有第二遮板；以及换位驱动件，其用于驱动所述第一定量盒和所述第二定量盒同步移动；
11.所述第一定量盒和所述第二定量盒的上下两端分别贴合于所述第二壳体的顶壁和底壁，当所述第一容纳腔对准所述第二出料口时，所述第一遮板遮蔽一个所述第二进料口，所述第二容纳腔对准另一个所述第二进料口；当所述第二容纳腔对准所述第二出料口时，所述第二遮板遮蔽一个所述第二进料口，所述第一容纳腔对准另一个所述第二进料口。
12.优选地，所述投料船的顶部设置与所述料仓连通的第三进料口，还包括电动推拉式仓盖，所述电动推拉式仓盖用于打开或遮蔽所述第三进料口；所述导料机构包括：伸缩管，其顶端与所述第二出料口连通，其底端设置有刚性筒体；两个第二支架，分别设置在所述第二壳体的底部并对称布置在所述伸缩管的两侧；以及两个伸缩驱动件，分别沿竖向设置在对应的所述第二支架上，两个所述伸缩驱动件的输出轴分别与所述刚性筒体连接。
13.本发明的有益效果：
14.本发明公开了一种基于物联网的水产养殖投料系统，当需要对投料船添加饵料时，正对定量分配机构的阀门机构打开该储料桶的第一出料口，饵料进入到定量分配机构中，定量分配机构对饵料进行定量分配，然后将定量分配好的饵料通过导料机构导入投料船的料仓中，不仅实现对投料船的自动定量加料，同时，也使得每次添加的饵料的分量是相同的，从而提高了对投喂量控制的准确性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
16.图1为本发明一实施例提供的基于物联网的水产养殖投料系统的结构示意图；
17.图2为储料桶底部的结构示意图；
18.图3为驱动盘内侧的结构示意图；
19.图4为挡板的结构示意图；
20.图5为打开第一出料口(隐藏驱动盘后)的结构示意图；
21.图6为阀门机构与储料桶相配合的结构示意图；
22.图7为阀门机构打开第一出料口的仰视图；
23.图8为两个储料桶安装在第一壳体内的结构示意图；
24.图9为定量分配机构的剖面示意图。
25.附图标记：
26.10-第一壳体，11-导向孔；
27.20-储料桶，21-第一出料口，22-导向槽，23-托耳；
28.30-阀门机构，31-挡板，311-抵接斜面，32-驱动盘，321-漏料孔，322-滑孔，33-第一支架，34-旋转驱动件，35-从动柱，36-滑块；
29.40-定量分配机构，41-接料斗，411-送料通道，42-第二壳体，421-第二进料口，422-第二出料口，43-第一定量盒，431-第一容纳腔，432-第一遮板，44-第二定量盒，441-第一容纳腔，442-第一遮板，45-换位驱动件；
30.51-丝杆，52-电机；
31.60-投料船，61-料仓，611-第三进料口，62-撒料机构，63-电动推拉式仓盖；
32.70-导料机构，71-伸缩管，711-刚性筒体，72-第二支架，73-伸缩驱动件。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
34.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
35.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以
是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.如图1-9所示，在本发明的一实施例中，提供一种基于物联网的水产养殖投料系统，包括第一壳体10、两个储料桶20、两个阀门机构30、定量分配机构40、横移驱动机构、投料船60和导料机构70。
40.第一壳体10的上、下两端呈敞口结构，第一壳体10通过安装架安装在养殖塘的岸边，两个储料桶20沿水平方向滑动设置在第一壳体10内，储料桶20的顶部设置有第一进料口，储料桶20的底部设置有第一出料口21。每个储料桶20的底部设置有一个阀门机构30，阀门机构30用于打开或关闭第一出料口21。
41.定量分配机构40设置在第一壳体10的下方，定量分配机构40用于对第一出料口21漏下的饵料定量分配。横移驱动机构用于驱动两个储料桶20移动，以使其中一个第一出料口21对准定量分配机构40。
42.投料船60具有料仓61，投料船60上设置有与料仓61连通的撒料机构62。导料机构70与定量分配机构40连通，导料机构70用于将定量分配好的饵料导入料仓61内。投料船60上安装有船载控制系统(附图未示出)，船载控制系统包括控制模块、定位模块、视觉模块、船桨驱动模块及电源系统组成，船载控制系统和撒料机构62均为现有技术，在此不再赘述。上述阀门机构30、定量分配机构40、横移驱动机构、投料船60和导料机构70都受到控制器(附图未示出)的控制。
43.养殖户通过向两个储料桶20加满饵料，当需要对投料船60添加饵料时，依靠投料船60的定位模块与导料机构70的位置信息，以合适的位置和方向接近导料机构70，并移动到导料机构70的下方，正对定量分配机构40的阀门机构30打开该储料桶20的第一出料口21，饵料进入到定量分配机构40中，定量分配机构40对饵料进行定量分配，然后将定量分配好的饵料通过导料机构70导入投料船60的料仓61中，不仅实现对投料船60的自动定量加料，同时，也使得每次添加的饵料的分量是相同的，从而提高了对投喂量控制的准确性。
44.当正对定量分配机构40的储料桶20加完饵料后，控制器驱动横移驱动机构工作，又会把另一个装满饵料的储料桶20移动到定量分配机构40的正上方，而空的储料桶20又被移动到第一壳体10内的空余位置等待加料。通过设计两个储料桶20，当一个储料桶20内的饵料排空后，在养殖户没有及时装料的情况下，也能够保证整个投料系统的正常工作。
45.在一个实施例中，参阅图2-图7，其中图7中所示虚线为驱动盘32的初始位置。储料桶20的底部向上凹陷形成有六条导向槽22，六条导向槽22沿第一出料口21的轴线呈环形阵列布置，且依次首尾连通形成呈正六边形的槽体结构。阀门机构30包括开闭驱动组件和六块挡板31，六块挡板31沿第一出料口21的轴线呈环形阵列布置，每块挡板31分别对应一条导向槽22并与导向槽22滑动配合，挡板31具有两面抵接斜面311，两面抵接斜面311的夹角为60
°
，相邻两块挡板31的抵接斜面311贴合。开闭驱动组件用于同步驱动六述挡板31沿着对应的导向槽22在水平方向滑移，以打开或闭合第一出料口21。
46.具体地，开闭驱动组件包括驱动盘32、第一支架33和旋转驱动件34。驱动盘32转动设置在挡板31背离储料桶20的一面，驱动盘32贯穿有漏料孔321和六个滑孔322，漏料孔321
设置在驱动盘32的中心并与第一出料口21同轴布置，六个滑孔322沿漏料孔321的轴线呈环形阵列布置。第一支架33设置在储料桶20的外壁上，旋转驱动件34铰接在第一支架33上，旋转驱动件34的输出轴与驱动盘32铰接。
47.挡板31分别贴合于储料桶20的底面和驱动盘32的顶面，挡板31面向驱动盘32的一面设置有呈圆柱状的从动柱35，每个从动柱35分别设置在对应的一个滑孔322内；挡板31面向储料桶20的一面设置有呈矩形状的滑块36，滑块36滑动且无相对转动地设置在导向槽22内。
48.当控制器控制旋转驱动件34伸出其输出轴，会带动驱动盘32绕第一出料口21的轴线转动，在此过程中，每个滑孔322的内壁会抵推对应的从动柱35，由于滑块36只能沿导向槽22滑动而不会与导向槽22发生相对转动，因此，从动柱35会带动挡板31沿着导向槽22的长度方向滑移，在挡板31滑移的过程中，相邻两块挡板31的抵接斜面311也始终贴合滑移，从而逐渐打开第一出料口21。
49.通过设计六块挡板31来打开或闭合第一出料口21，在横移驱动机构驱动两个储料桶20在第一壳体10移动的过程中，阀门机构30不会与接料斗41(下文将作进一步说明)发生干涉，从而保证了储料桶20能够顺利地切换。
50.在一个实施例中，横移驱动机构包括两组横移驱动组件，两组横移驱动组件对称布置在第一壳体10的两侧，横移驱动组件包括丝杆51和电机52，丝杆51转动设置在第一壳体10的外侧，电机52设置在第一壳体10上并与丝杆51传动连接。第一壳体10的两相对侧壁分别设置有导向孔11，导向孔11沿水平方向延伸；储料桶20的外壁上设置有两个托耳23，两个托耳23分别穿过对应一侧的导向孔11后与丝杆51螺纹配合，托耳23滑动配合在导向孔11内。
51.如图1和图8所示，第一壳体10内的空间可容纳三个储料桶20，而接料斗41正对第一壳体10的中间位置。由于两个储料桶20的托耳23均螺纹配合在两根丝杆51上，因此，两个储料桶20的位移量是相同的，当正对定量分配机构40的储料桶20加完饵料后，控制器同步驱动两个电机52工作，又会把另一个装满饵料的储料桶20移动到接料斗41的正上方，而空的储料桶20又被移动到第一壳体10内的空余位置等待加料。通过设计两个储料桶20，当一个储料桶20内的饵料排空后，在养殖户没有及时装料的情况下，也能够保证整个投料系统的正常工作。
52.在一个实施例中，定量分配机构40包括接料斗41、第二壳体42、第一定量盒43、第二定量盒44和换位驱动件45。接料斗41设置在其中一个阀门机构30的下方，接料斗41具有两个送料通道411。第二壳体42设置在接料斗41的下方，第二壳体42的顶部设置有两个第二进料口421，每个第二进料口421与对应的一个送料通道411连通，第二壳体42的底部设置有第二出料口422，第二出料口422位于两个第二进料口421之间。
53.第一定量盒43滑动设置在第二壳体42内，第一定量盒43自上而下贯穿有第一容纳腔431，第一定量盒43设置有第一遮板432。第二定量盒44滑动设置在第二壳体42内并与第一定量盒43连接，第二定量盒44自上而下贯穿有第二容纳腔441，第二定量盒44设置有第二遮板442，换位驱动件45用于驱动第一定量盒43和第二定量盒44同步移动。
54.第一定量盒43和第二定量盒44的上下两端分别贴合于第二壳体42的顶壁和底壁，当第一容纳腔431对准第二出料口422时，第一遮板432遮蔽一个第二进料口421，第二容纳
腔441对准另一个第二进料口421；当第二容纳腔441对准第二出料口422时，第二遮板442遮蔽一个第二进料口421，第一容纳腔431对准另一个第二进料口421。
55.为方便详述定量分配机构40的原理，把两个送料通道411分别记为送料通道411a和送料通道411b，把两个第二进料口421分别记为第二进料口421a和第二进料口421b，送料通道411a分别与接料斗41和第二进料口421a连通，送料通道411b分别与接料斗41和第二进料口421b连通。
56.由于第一定量盒43与第二定量盒44不能同时与接料斗41连通，当储料桶20漏下的饵料漏入接料斗41后，会分别进入到送料通道411a和送料通道411b中。如果此时第一定量盒43与接料斗41连通，饵料会直接通过第二进料口421a进入到第一容纳腔431内，而第二定量盒44上的第二遮板442封堵第二进料口421b，饵料不会进入到第二容纳腔441内。由于第一定量盒43和第二定量盒44的上下两端分别贴合于第二壳体42的顶壁和底壁，因此，进入到第一容纳腔431和第二容纳腔441内的饵料量基本相同。
57.参阅图9，第一定量盒43装满饵料后，换位驱动件45驱动第一定量盒43和第二定量盒44朝相同方向移动，在此过程中，第一遮板432会逐渐封堵第二进料口421a，而第二遮板442会逐渐打开刚才封堵的第二进料口421b。当第一容纳腔431对准第二出料口422时，第一遮板432完全封堵第二进料口421a，第二遮板442完全打开另一个第二进料口421b，此时，第一容纳腔431内的饵料会完全漏入导料机构70中，送料通道411b内的饵料便会流入第二容纳腔441中。
58.而后，换位驱动件45又驱动第一定量盒43和第二定量盒44复位，在此过程中，第一遮板432会逐渐打开第二进料口421a，而第二遮板442会逐渐封堵的第二进料口421b，第二容纳腔441内的饵料会完全漏入导料机构70中，送料通道411a内的饵料便会流入第一容纳腔431中。
59.上述设计中，可通过换位驱动件45的推拉次数来计算对投料船60加料量，从而保证了对投料船60加料量的一致性。利用该投料系统可实现饵料的定量分料和定量填装，解决了人工加料的繁琐操作、效率低等问题。
60.在一个实施例中，投料船60的顶部设置与料仓61连通的第三进料口611，还包括电动推拉式仓盖63，电动推拉式仓盖63用于打开或遮蔽第三进料口611。导料机构70包括伸缩管71、两个第二支架72和两个伸缩驱动件73。伸缩管71的顶端与第二出料口422连通，伸缩管71的底端设置有刚性筒体711。两个第二支架72分别设置在第二壳体42的底部并对称布置在伸缩管71的两侧，两个伸缩驱动件73分别沿竖向设置在对应的第二支架72上，两个伸缩驱动件73的输出轴分别与刚性筒体711连接。
61.当需要对投料船60添加饵料时，依靠投料船60的定位模块与导料机构70的位置信息，以合适的位置和方向接近导料机构70，电动推拉式仓盖63打开第三进料口611，两个伸缩驱动件73伸出其输出轴从而驱动刚性筒体711下移并伸入到第三进料口611中，以此实现对投料船60的定量加料。加料结束后，伸缩驱动件73收回其输出轴，并使伸缩管71缩短，电动推拉式仓盖63关闭第三进料口611即可。
62.本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
63.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。