[發(fā)明專(zhuān)利]基于水面波動(dòng)信息的游泳型魚(yú)類(lèi)自適應(yīng)投喂裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110140761.7
• 申請(qǐng)日: 2021-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112790134A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向坤;葉章穎;倪偉強(qiáng);向鈞澤;曹慧敏;趙雪雅;張文明;孟甜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東魯威海洋科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A01K61/80
• 分類(lèi)號(hào): A01K61/80;A01K63/00;A01K63/04;G01P15/18;G01H17/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 郭俊玲

1.一種基于水面波動(dòng)信息的游泳型魚(yú)類(lèi)自適應(yīng)投喂裝置，包括循環(huán)水養(yǎng)殖池(1)和安裝在所述循環(huán)水養(yǎng)殖池(1)的外部左側(cè)的循環(huán)水處理系統(tǒng)(2)，其特征在于：在所述循環(huán)水養(yǎng)殖池(1)的正上方設(shè)置有投飼機(jī)(3)，在所述投飼機(jī)(3)的下端設(shè)置有四個(gè)投飼機(jī)出料口(4)，分別設(shè)置在投飼機(jī)(3)的前側(cè)、后側(cè)、左側(cè)和右側(cè)，在所述投飼機(jī)(3)的下方還設(shè)置有電機(jī)(5)和變頻器(6)，所述電機(jī)(5)與所述變頻器(6)的輸出端相連，所述變頻器(6)的輸入端與PLC(7)的輸出端相連，所述PLC(7)的輸入端與數(shù)字信號(hào)處理器(8)的輸出端相連，在所述循環(huán)水養(yǎng)殖池(1)的水面(10)上放置浮板(11)，所述浮板(11)位于所述投飼機(jī)出料口(4)的正下方，在所述浮板(11)的圓心位置固定三軸加速度傳感器(13)，所述三軸加速度傳感器(13)與所述數(shù)字信號(hào)處理器(8)的輸入端相連，在所述循環(huán)水養(yǎng)殖池(1)的池壁上固定設(shè)置有兩個(gè)圓桿(12)，兩個(gè)所述圓桿(12)的另一端分別與所述擋板(9)連接，兩塊所述擋板(9)由所述圓桿(12)固定位置且所述且所述浮板(11)由兩塊擋板(9)限位，安裝時(shí)，所述擋板(9)下端的位置低于水面2-3cm。

2.采用如權(quán)利要求1所述裝置的基于水面波動(dòng)信息的游泳型魚(yú)類(lèi)自適應(yīng)投喂方法，其特征在于：所述投喂方法包括如下步驟：

步驟1：三軸加速度傳感器(13)將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至數(shù)字信號(hào)處理器(8)；

步驟2：數(shù)字信號(hào)處理器(8)對(duì)接收到投飼機(jī)(3)投飼前浮板(11)的振動(dòng)數(shù)據(jù)做預(yù)處理，提取采樣時(shí)間內(nèi)的加速度信號(hào)值，計(jì)算其各軸向加速度均方根值：其中a_w(t)為實(shí)時(shí)加速度值，a_w為加速度均方根值；T為采樣時(shí)間；

步驟3：通過(guò)PLC(7)預(yù)設(shè)置電機(jī)(5)的工作時(shí)間和工作次數(shù)，進(jìn)而確定投飼機(jī)(3)的工作時(shí)間和投喂次數(shù)，投飼機(jī)(3)的落料區(qū)域S以循環(huán)水養(yǎng)殖池(1)的中心為圓心，半徑為：其中r₀為循環(huán)水養(yǎng)殖池的半徑，b為循環(huán)水養(yǎng)殖池內(nèi)養(yǎng)殖魚(yú)的條數(shù)，l_i為循環(huán)水養(yǎng)殖池內(nèi)第i條魚(yú)的體長(zhǎng)，l_max為循環(huán)水養(yǎng)殖池中魚(yú)的最大體長(zhǎng)；浮板(11)的半徑為r₁＝1.2r；

步驟4：通過(guò)PLC(7)設(shè)定電機(jī)(5)轉(zhuǎn)速初始值V₀，其中V₁為電機(jī)轉(zhuǎn)速；V₂為投飼速率，即投飼機(jī)每秒的飼料投喂量；m₀為滿足滿足魚(yú)正常生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)需求的最低飼料投喂量；n為投喂次數(shù)；t為電機(jī)工作時(shí)間；

步驟5：投喂開(kāi)始5s后，三軸加速度傳感器(13)將采集浮板(11)的實(shí)時(shí)振動(dòng)加速度實(shí)時(shí)傳送至數(shù)字信號(hào)處理器(8)；

6)數(shù)字信號(hào)處理器(8)通過(guò)對(duì)振動(dòng)信息計(jì)算處理后，數(shù)字信號(hào)處理器(8)向PLC(7)輸入處理結(jié)果，PLC(7)控制變頻器(6)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速V，δ為電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q策系數(shù)；f₁為采樣個(gè)數(shù)，f_s為采樣頻率，a_v為投飼機(jī)投飼工況下浮板的振動(dòng)加權(quán)加速度均方根值，a₀為投飼前浮板的振動(dòng)加權(quán)加速度均方根值均值，n為采樣組數(shù)，V₀為電機(jī)轉(zhuǎn)速初始值，其中電機(jī)的轉(zhuǎn)速的最大值V_max，且V_max≤V_n，V_n為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速；

7)若或a₁＜1.2a₀時(shí)G₁為單次投喂飼料重量，則PLC(7)發(fā)出停止投喂指令，線路斷電，等待下一次投喂工作的開(kāi)始。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于水面波動(dòng)信息的游泳型魚(yú)類(lèi)自適應(yīng)投喂方法，其特征在于：在所述步驟(2)中，為了對(duì)魚(yú)群攝食欲望更精確的評(píng)估，利用浮板的加權(quán)加速度均方根值作為魚(yú)群攝食欲望評(píng)價(jià)指標(biāo)：a_wx為三軸加速度傳感器x方向振動(dòng)加速度均方根值；a_wy為三軸加速度傳感器y方向振動(dòng)加速度均方根值；a_wz為三軸加速度傳感器垂向振動(dòng)加速度均方根值；a值越大，魚(yú)群攝食欲望越強(qiáng)。