一种基于声纳技术的大水体气力式智能投饲系统的制作方法

本发明涉及一种水产养殖过程中的投饲系统，更具体地说涉及一种应用在大水体中基于声纳技术的气力式智能投饲系统。

背景技术：

我国作为水产养殖大国，养殖水产品总量位居世界第一，约占世界水产养殖总量的70％，并且水产养殖总产量保持每年约5％的增长趋势。据中国渔业统计年鉴调查显示，2015年我国水产品养殖总量达到4937.90万t，约占国内水产品生产总量的73.70％。

在水产养殖过程中，饲料是最主要的可变成本，一般占养殖总成本的50％-80％，各种相关技术的研究和应用旨在实现最快的生长速率，最小的饲料浪费和稳定的代谢物，其中投饲机就是为了实现这一目标应运而生的，它主要用来给鱼池投喂颗粒状饲料。根据自动化程度投饲方式一般分为人工投饲和机器投饲等。人工投饲在投喂水产养殖生物时，可以实时地观察到养殖生物是否饱食，及时发现饲料浪费并快速纠正，但此种喂养方法因费时费力，故只适用于较小的生产系统，并且需要经验丰富的管理人员。大规模生产系统一般采用半自动投饲方式，只需定期管理投饲系统，可以解放人力，但需要确定合理的投喂量和投喂时间，不合理的投喂不仅不能促进鱼类生长，反而还有可能会减弱其对病害的抵抗力，难以保证生物达到健康生长状态。

在我国大水体水产养殖中，饲料的投喂基本上是使用饲料投喂机。大水体养殖中的投饲机尽管有不同的类型、型号和方式，但基本上都是使用电力来提供能源，通过操作台控制电机的启动进行生产应用。在养殖池密集的农场，同时会运行多台投饲机，会发出严重的噪音，影响生活环境和养殖环境。

在人为的自动控制投喂饵料中，也经常会出现投撒不均匀和投料量不合适等现象，很难根据鱼类的需要进行精确的喂养。这样在鱼群的群聚性摄食时，容易产生群体优势，当充足投饵时，有些鱼强势多食，当饵料投得少时，弱势鱼就少食或吃不到饵料，使得鱼类在养殖过程中，出现较为严重的分级现象。近几年在大水体的养殖池塘，有养殖者花大笔资金试图利用各种燃气和燃油机械来推动载人和投饲机器的船在养殖池塘进行投饲，虽然燃气燃油机械动力高，但其投入较高，并且容易污染水体，是一种非环保措施。

气力式的投饲机，因其对饲料的破破损率低，不需庞大的投饲机构而且灵活性好，也不会产生较大的噪声，将是未来几年的发展方向。同时，声纳技术迅速发展，已经被广泛的应用在海洋渔业，可用于发现鱼群的动向、鱼群所在地点和范围，利用它可以大大提高捕鱼的产量和效率，同样，我们可以将声纳技术用于大水体养殖，它可以确定鱼群的密度和重量，从而调节投饲。本发明提出的一种基于声纳技术的大水体气力式智能投饲系统，提供一种气力式、可以远距离投饲并且能够基于声纳技术进行反馈投饲，极大程度上避免不必要的人工成本，提高饵料的利用率，为养殖水生生物的福利化生长提供技术支持。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于声纳技术的大水体气力式智能投饲系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于声纳技术的大水体气力式智能投饲系统，包括：称重传感器、控制器、风机、料仓、输送管、撒料器、浮子、三通管、声纳装置。所述风机、三通管、输送管、撒料器依次连接，所述料仓末端与三通管的另一接口相连；所述浮子与撒料器相连。所述称重传感器实时监测料仓重量。料仓的下料端设置有螺旋输送器，螺旋输送器由电机控制；螺旋输送器的输出端与三通管相连；

所述称重传感器、风机、电机以及声纳装置分别与控制器相连；声纳装置实时监测水体内养殖生物的密度、重量和大小，控制器根据采集的养殖生物的密度、重量和大小情况，结合投饲率计算饲料需求量，并通过控制电机和风机进行投料，同时，根据称重传感器获得实时投料量，当实时投料量等于饲料需求量时，关闭电机和风机。

进一步地，所述撒料器由第一弯管和第二弯管通过轴承连接而成，一端与输送管相连，另一端的撒料口具有斜切面。

进一步地，风机出口处还设置有空气冷却器。

进一步地，所述风机和三通管之间设置有气流传感器，所述气流传感器与控制器相连。

本发明的有益效果是：针对于大水体养殖，投饲系统设计较为简单巧妙，操作方便，使用较为灵活，并且可以远距离线上操作，采用气力式的运输方式，可以降低饲料的破损率，同时可以根据实际需求将输送管放到养殖池任意位置，亦可根据设计原理变为多路输送。结合声纳技术，可以有反馈性的进行投饲，并对饲料转化率进行实时检测，极大程度上避免不必要的人工成本，提高饵料的利用率，为养殖水生生物的福利化生长提供技术支持。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为图1的三维轴侧图；

图3为料流示意图；

图4为图1中撒料器的主视图；

图中，风机1、控制器2、空气冷却器3、气流传感器4、料仓5、输送管6、轴承7、撒料器8、浮子9、声纳装置10、三通管11、螺旋输送器12、电机13、撒料口14。

具体实施方式

为了提高在水产养殖过程中的饲料转化率，降低投饲强度，减少人力的投入，进而降低生产成本，提高经济效益，本发明提供一种基于声纳技术的大水体气力式智能投饲系统，可实现自动投饲，并通过声纳反馈的鱼群密度与重量，改变当前投饲量，可以有效地实时监控饲料系数。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种基于声纳技术的大水体气力式智能投饲系统，称重传感器、控制器2、风机1、料仓5、输送管6、撒料器8、浮子9、三通管11、声纳装置10。所述风机1、三通管11、输送管6、撒料器8依次连接，所述料仓5末端与三通管11的另一接口相连；所述浮子9与撒料器8相连。所述称重传感器实时监测料仓5重量。料仓5的下料端设置有螺旋输送器12，螺旋输送器12由电机13控制，由电机13提供动力；螺旋输送器12的输出端与三通管11相连；料仓5内的饲料流动如图3，是通过螺旋输送器12的旋转，带动饲料从料仓5流动到螺旋输送器12，再经过三通管11落入输送管6进行输送。此套投饲系统直接由料仓5进行供料，可以减少重复加料环节。为了能够更好地将饲料进行排出，螺旋输送器12的叶片边缘固定有毛刷，可以将螺旋输送器底部的饲料一并排出。

所述称重传感器、风机1、电机13以及声纳装置10分别与控制器2相连；作为本领域的公知常识，所述声纳装置主要由一个收发基阵和辅助设备等构成，收发基阵的换能器可以将电能转化为声能并发射出去，同时可以将捕捉到的声能再转化为电能传递给处理器，经过特定处理后就可以得到水下的地形地貌以及养殖生物的密度、重量和大小，这样就可以结合在当前养殖生物重量下的饲料转化率进行投饲。控制器2根据采集的养殖生物的密度、重量和大小情况，结合投饲率计算饲料需求量，并通过控制电机和风机进行投料，同时，根据称重传感器获得质量差，即为实时投料量，当实时投料量等于饲料需求量时，关闭电机和风机，停止投料。

所述撒料器8由第一弯管和第二弯管通过轴承7连接而成，一端与输送管6相连，另一端散料口14具有斜切面。斜切面开口依靠运输气流产生的背压可以为养殖池提供特殊的回旋饲料播撒功能，而抛洒距离则由气流速度和输送管直径共同决定，在一定范围内可调。输送管是聚乙烯管，具有强好的耐腐蚀性，是一种免维护软管。

风机出口处还设置有空气冷却器3，主要用于对风机1产生的运输空气进行冷却，因为由风机1产生的运输空气含有较高的热能，如果这些带有较高热能的空气直接接触饲料，则可能会造成饲料的变质，故在接触饲料之前需要由空气冷却器进行冷却。

所述风机1和三通管11之间设置有气流传感器4，所述气流传感器4与控制器2相连。其作用是辅助调节流速，若气流的流速过高，会加大饲料破损的风险，同时会造成较大的灰尘，若空气流速过低，则会造成饲料堵塞，导致无法正常排料，所以气流传感器4对流速进行检测，辅助控制器2控制风机的功率，使之在一个强度适中的速度范围内，保证饲料的正常输送与排料。

本发明是这样工作的：养殖过程中，当需要进行投饲时，声纳装置10采集养殖生物的密度、重量和大小，控制器2根据采集的养殖生物的密度、重量和大小情况，结合投饲率，根据本领域的常规的计算方法计算饲料需求量，并通过控制电机和风机进行投料，同时，根据称重传感器获得质量差，即为实时投料量，当实时投料量等于饲料需求量时，关闭电机和风机，停止投料。

风机为投饲系统产生运输空气，当运输空气流经空气冷却器3时，会使风机产生的运输空气冷却，这样可以防止带有较高热能的空气直接接触饲料使之变质。同时，气流传感器4对流速进行检测，辅助控制器2控制风机的功率，使之在一个强度适中的速度范围内，保证饲料的正常输送与排料；在风机启动的30秒后，再启动电机13带动螺旋输送器12旋转，这样可以保证在输送管6内已经形成一个较为稳定的气流与气压，可以提高投饲精度。同时，在螺旋输送器12的作用下，料仓5内的饲料开始下落，并经过螺旋输送器12下落至三通管11处，进而在风力作用下进入输送管6，通过运输空气进行输送，当输送到投饲系统的末端的撒料器8时，具有斜切面的撒料口14依靠运输气流产生的背压可以为养殖池提供特殊的回旋饲料播撒功能，从而可以均匀撒料，而抛洒距离则由气流速度和输送管直径共同决定，在一定范围内可调，为养殖水生生物的福利化生长提供技术支持。