CN114342854A - 一种水下鱼类自动筛选*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水下鱼类自动筛选***，包括：浮筒；鱼框组件，所述鱼框包括圆筒状的固定框和转动框，所述转动框套接在固定框内侧，通过转动框与固定框转动配合从而生成唯一的出鱼通路，所述出鱼通路指向与当前鱼体分类对应的独立空间；鱼类驱赶装置，所述鱼类驱赶装置固定连接于所述转动框的底部，且用于通过所述转动框上的栅格结构向所述转动框内部的鱼体施加定向的驱赶动作；以及控制***。本发明结构设计合理、使用可靠，特别是能在不离开水的情况下，进行养殖活体鱼分级管理，不仅减轻工作人员的劳动强度，而且显著提高渔业装备机械化水平。
Description
技术领域
本发明涉及分类采捕技术领域，具体而言，尤其涉及一种水下鱼类自动筛选***。
背景技术
在水产养殖的育苗或养殖培育过程中，我国水产养殖企业常用的分级方法一般是人工分级。首先由养殖工人将待分级的活鱼捕捞出来，依靠经验将鱼类分级，再放入不同质量的养殖鱼塘。这种分级手段需要将分级目标从鱼池捕捞出来，使其脱离水面，这么做的后果是可能对鱼体造成损伤，而且很有可能得出错误的结论，徒劳的浪费人力物力，并且分级效率很低。基于这种产业发展现状，水产养殖技术如今急需一种能够在水下进行自动分级操作的设备。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目的是要提供水下鱼类自动筛选***，不仅能够较为精准的分级分类管理养殖鱼类，还要能够在不损伤鱼类的情况下长时间运转，且不至于惊吓到鱼类，造成经济损失。
本发明采用的技术手段如下：
一种水下鱼类自动筛选***，包括：
浮筒，所述浮筒用于控制鱼框组件在水下的深度；
鱼框组件，所述鱼框包括圆筒状的固定框和转动框，所述转动框套接在固定框内侧，通过转动框与固定框转动配合从而生成唯一的出鱼通路，所述出鱼通路指向与当前鱼体分类对应的独立空间；
鱼类驱赶装置，所述鱼类驱赶装置固定连接于所述转动框的底部，且用于通过所述转动框上的栅格结构向所述转动框内部的鱼体施加定向的驱赶动作，使鱼体能够由正对驱赶方向的出鱼通路游出；以及
控制***，所述控制***的第一控制端连接第一驱动装置，第二控制端连接第二驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述转动框旋转，所述第二驱动装置用于驱动所述鱼类驱赶装置动作。
进一步地，所述***还包括图像采集装置，所述图像采集装置用于提取转动框内的鱼体图像信息，通过上位机对鱼体图像信息进行分析得到鱼体分类结果，将所述鱼体分类结果发送至控制***，由控制***将鱼体分类结果转化为控制转动框转动的控制指令，使转动框的转动出鱼口与相应的分类出鱼口对齐。
进一步地，所述固定框上周向布置有一个固定进鱼口和若干个分类出鱼口，所述转动框上相对设置有一个转动进鱼口和一个转动出鱼口，当所述固定框内部的转动框发生转动时，所述分类出鱼口均能够周期性的与所述转动出鱼口对接，其中所述固定进鱼口、固定进鱼口转动进鱼口以及转动出鱼口的形状和大小相当，且所述转动进鱼口和转动出鱼口的两侧分布有栅格结构，且所述栅格通过转动框底部的栅格结构连通。
进一步地，所述鱼类驱赶装置包括若干等间隔设置的底板，各所述底板通过第一转轴和第二转轴固定，所述第一转轴穿过各底板的中部位置，所述第二转轴穿过各底板的下部位置；
任意两底板之间的第一转轴上均固定连接第一连杆，任意两底板之间的第二转轴上均固定连接第二连杆，所述第一连杆和第二连杆一一对应；
所述第一连杆的自由端与其对应的第二连杆的自由端通过第三连杆连接，所述第三连杆的上端连接柔性毛刷；
当所述第一转轴和第二转轴同步转动时，分别通过第一连杆和第二连杆带动第三连杆在竖直平面上做圆周运动，此时连接在所述第三连杆末端的柔性毛刷周期性的由栅格进入转动框内部再离开。
进一步地，所述鱼类驱赶装置的底板数量与鱼框上的栅格数量相适应。
进一步地，所述第二驱动装置包括防水电机，所述防水电机与主动齿轮固定连接，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，所述从动齿轮固定在第一转轴或者第二转轴上。
进一步地，所述第一转轴和第二转轴均穿过底板的中心线。
进一步地，底板通过固定螺栓与转动框下部固定连接，且连接处设置有密封圈。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明通过鱼框结构将鱼类进出口对应至目标位置，通过鱼类驱赶装置的柔性栅格对鱼类进行定向驱赶，实现对海水养殖活体鱼进行分类作业，分类准确，工作效率高。
2、本发明中鱼类驱赶装置的旋转运动是通过防水马达产生，通过齿轮传动机构传递的，本结构的材料使用了柔性材料，使在分级操作过程中对鱼类目标造成的伤害降低，属于安全的养殖装备机械。
3、本发明采用鱼类驱赶装置和鱼框结构定向相结合进行海水养殖活体鱼分类，有助于增多分类类别，使用者能够自定义不同的分类方向，最大化经济效益。
4、本发明采用浮筒装置作为浮力来源，通过调节浮筒浮力，改变装置整体水位，从而靠近目标鱼类的正常生活水位，从而达到了水下分类的目的，增加了设备的作业能力和适用性。
本发明能够针对养殖环境下的养殖鱼类进行种内识别并进行分级处理，***结构设计合理、使用可靠，减轻工作人员的劳动强度，具有较强的实用价值，并大大提高渔业装备机械化水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种水下鱼类自动筛选***结构示意图。
图2为本发明中固定框结构示意图。
图3为本发明中转动框结构示意图。
图4为本发明中鱼类驱赶装置结构示意图。
图5为本发明鱼框组件与鱼类驱赶装置组合示意图。
图6为本发明鱼框组件与鱼类驱赶装置组合透视图。
图7为实施例中待分类鱼体的养殖箱结构示意图。
图8为实施例中饵料投放装置布置位置示意图。
图9为实施例中鱼体长度计算示意图。
图中：1、浮筒；2、鱼框组件；201、固定框；2011、固定进鱼口；2012、分类出鱼口；202、转动框；2021、转动进鱼口；2022、转动出鱼口；3、鱼类驱赶装置；301、底板；302、第一转轴；302、第二转轴；304、第一连杆；305、第二连杆；306、第三连杆；307、柔性毛刷；308、固定螺；401、防水电机；402、主动齿轮；403、从动齿轮；5、养殖箱；501、分区隔板；6、饵料投放机构。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明提供了一套配套于网箱养殖的活体鱼分类采捕***，在鱼类人工养殖过程中能够满足对于鱼类形态分类的不同需求，例如，筛选出足够大满足上市条件的鱼类，或者筛选出形态过小的欠喂养活体鱼类，本发明能够对目标鱼类进行分类采捕。
具体来说，如图1所示，本发明提供了一种水下鱼类自动筛选***，主要包括浮筒1、鱼框组件2、鱼类驱赶装置3以及控制***。本发明采用浮筒装置作为浮力来源，通过调节浮筒浮力，改变装置整体水位，从而靠近目标鱼类的正常生活水位，从而达到了水下分类的目的，增加了设备的作业能力和适用性。鱼框2包括圆筒状的固定框201和转动框202，二者套合在一起，转动框202在内侧。通过转动框202与固定框201转动配合能够生成唯一的出鱼通路，所述出鱼通路指向与当前鱼体分类对应的独立空间。鱼类驱赶装置3固定连接于所述转动框202的底部，且用于通过所述转动框202上的栅格结构向所述转动框202内部的鱼体施加定向的驱赶动作，使鱼体能够由正对驱赶方向的出鱼通路游出。本发明中控制***的作用主要有两个，第一是控制转动框202旋转，第二是控制鱼类驱赶装置3动作。控制***的第一控制端连接第一驱动装置，第二控制端连接第二驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述转动框202旋转，所述第二驱动装置用于驱动所述鱼类驱赶装置3动作。
优选地，如图2-3所示，固定框201上周向布置有一个固定进鱼口2011和若干个分类出鱼口2012。转动框202上相对设置有一个转动进鱼口2021和一个转动出鱼口2022，当固定框201内部的转动框202发生转动时，分类出鱼口2012均能够周期性的与所述转动出鱼口2022对接，其中固定进鱼口2011、固定进鱼口2011转动进鱼口2021以及转动出鱼口2022的形状和大小相当，且所述转动进鱼口2021和转动出鱼口2022的两侧分布有栅格结构，且所述栅格通过转动框202底部的栅格结构连通。
具体来说，当转动框202旋转时，其侧面将滑过固定框201上的固定进鱼口2011，当转动进鱼口2021和固定进鱼口2011正对时，刚好形成一个可以容纳鱼体由外部进入鱼框组件2内部的通路。而当转动出鱼口2022与某一个分类出鱼口正对时，刚好形成一个可以容纳鱼体由鱼框组件2内部游出的通路。此时只需将该通路与确定的筛选区域对接，即可完成鱼体的筛选分类。
优选地，如图4-5所示鱼类驱赶装置3能够通过转动框202上的栅格向鱼框组件2内部的鱼体施加定向的驱赶动作。主要包括若干等间隔设置的底板301，各底板通过第一转轴302和第二转轴303固定。第一转轴302穿过各底板的中部位置，所述第二转轴303穿过各底板的下部位置；任意两底板301之间的第一转轴302上均固定连接第一连杆304，任意两底板301之间的第二转轴303上均固定连接第二连杆305，所述第一连杆304和第二连杆305一一对应；第一连杆304的自由端与其对应的第二连杆305的自由端通过第三连杆306连接，所述第三连杆306的上端连接柔性毛刷307。进一步优选地，所述鱼类驱赶装置3的底板301数量与转动框202上的栅格数量相适应。底板301通过固定螺栓308与转动框202下部固定连接，且连接处设置有密封圈。
本申请中通过第二驱动装置驱动鱼类驱赶装置动作，如图6所示，具体包括防水电机401，所述防水电机401与主动齿轮402固定连接，所述主动齿轮402与从动齿轮403啮合，所述从动齿轮403固定在第一转轴302或者第二转轴303上。所述第一转轴302和第二转轴303均穿过底板301的中心线。
具体来说，当防水电机启动后，通过主动齿轮402与从动齿轮403，将输出动力传动至于从动齿轮403相连的第一转轴302上，带动第一转轴302和第二转轴303同步转动时，分别通过第一连杆304和第二连杆305带动第三连杆306在竖直平面上做圆周运动，此时连接在所述第三连杆306末端的柔性毛刷307能够周期性的由栅格进入转动框202内部再离开。当第三连杆306向上运动时，其末端的柔性毛刷307逐渐进入转动框202内部，当第三连杆306向下运动时，其末端的柔性毛刷307由转动框202内部离开。
作为本发明优选的实施方式，该筛选***还包括图像采集装置，其用于提取转动框202内的鱼体图像信息，通过上位机对鱼体图像信息进行分析得到鱼体分类结果，将所述鱼体分类结果发送至控制***，由控制***将鱼体分类结果转化为控制转动框202转动的控制指令，使转动框202的转动出鱼口2022与相应的分类出鱼口2012对齐。
下面通过一个具体的应用实例，对本发明的方案做进一步说明。
本实施例中开了一种在鱼类人工养殖过程中，能够满足对于形态足够大满足上市条件或形态过小的欠喂养活体鱼进行分类采捕的需求，必要的情况下对健康情况欠佳的活体鱼进行采捕的机电一体化***。
具体来说，如图7-8所示，将上述鱼类筛选***的鱼框组件2放入分类养殖箱5的中部圆形区域内，鱼框组件2在浮筒1的作用下能够悬停在养殖箱5的任意深度中。分类养殖箱通过多块分区隔板隔断为几个互不相同的养殖空间，独立养殖空间的设置可以根据鱼类的分级要求设定。本实施例中，通过分区隔板将养殖箱分为了5个养殖空间，其中最大的一个用于在筛选之前放置所有待筛鱼体，然后由左至右的各个养殖空间依次作为满足上市条件的鱼体暂存空间、欠喂养鱼体暂存空间、生病鱼体暂存空间以及备用暂存空间。
筛选开始，利用投饵机构6向鱼框组件2内部投放饵料，控制***控制转动框202旋转至进鱼工位(即转动框202旋转至转动进鱼口2021与固定进鱼口2011对齐)，鱼体由进鱼口进入鱼框组件2内部。鱼框组件的固定框201具有多个分类出鱼口2012，每个分类出鱼口2012对应一个独立的暂存空间。由图像采集***采集鱼体的图像信息，并发送至上位机进行分析计算，得到鱼体长度数据、健康数据或者其他能够作为分级标准的数据。根据分析结果判断当前鱼体的所述类别，并找到该类别对应的养殖箱暂存空间。
可选地，在本实施例的一种实施方式中，上位机采用一种基于3D视觉的鱼体图像自动分析方法，对鱼体长度数据和健康数据进行提取，包括通过yolov3算法检测图像中的鱼体区域，再通过Intel RealSense D435i(深度摄像头)，实时获取每一条鱼的鱼头、鱼尾、鱼体中心点的坐标信息，以及上述三点的深度信息，并基于上述信息根据三角形中线定理获取鱼体的实际长度，如图9所示，图中A点表示摄像头的安装位置，B点表示鱼体最前端一点也就是鱼头点，C点表示鱼体最后端一点也就是鱼尾点，D点为线段BC的中点也就是中心点，通过深度摄像头获取线段AB的长度a，线段AC的长度b以及线段AD的长度c，基于三角形中线定理获取线段BC的长度即为鱼体长度。然后根据预先由养殖实践获取的鱼的体长体重关系式，可以估计得到每条鱼的体重。同事根据鱼体图像对鱼体是否受伤进行判断，从而得到鱼体的健康数据。
可选地，在本实施例的另一种实施方式中，饲养人员直接通过观察向控制单元下发鱼体长度数据、健康数据或者其他能够作为分级标准的数据，并判断当前鱼体的所属类别。
确定当前鱼体类别对应的养殖箱暂存空间后，通过控制***控制转动框旋转至分类工位(即转动框旋202转至转动出鱼口2022与相应的分类出鱼口对齐2012)，此时再由控制***控制第二驱动装置启动鱼类驱赶装置3动作，柔性毛刷307进入鱼框组件2内部，向出鱼口方向施加一个驱赶动作，迫使鱼体由鱼框组件内部游入对应的分类暂存空间。重复上述步骤，直至待分类的鱼体均完成分类。作为本发明较佳的实施方式，本实施例还可以与鱼类养殖智能决策***结合，通过水中传感器检测鱼类品种和分级，然后通过单片机控制本发明的防水电机工作，实现鱼类的定向驱赶捕捉。
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。
Claims (8)
1.一种水下鱼类自动筛选***，其特征在于，包括：
浮筒(1)，所述浮筒(1)用于控制鱼框组件(2)在水下的深度；
鱼框组件(2)，所述鱼框组件(2)包括圆筒状的固定框(201)和转动框(202)，所述转动框(202)套接在固定框(201)内侧，通过转动框(202)与固定框(201)转动配合从而生成唯一的出鱼通路，所述出鱼通路指向与当前鱼体分类对应的独立空间；
鱼类驱赶装置(3)，所述鱼类驱赶装置(3)固定连接于所述转动框(202)的底部，且用于通过所述转动框(202)上的栅格结构向所述转动框(202)内部的鱼体施加定向的驱赶动作，使鱼体能够由正对驱赶方向的出鱼通路游出；以及
控制***，所述控制***的第一控制端连接第一驱动装置，第二控制端连接第二驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述转动框(202)旋转，所述第二驱动装置用于驱动所述鱼类驱赶装置(3)动作。
2.根据权利要求1所述的一种水下鱼类自动筛选***，其特征在于，所述***还包括图像采集装置，所述图像采集装置用于提取转动框(202)内的鱼体图像信息，通过上位机对鱼体图像信息进行分析得到鱼体分类结果，将所述鱼体分类结果发送至控制***，由控制***将鱼体分类结果转化为控制转动框(202)转动的控制指令，使转动框(202)的转动出鱼口(2022)与相应的分类出鱼口(2012)对齐。
3.根据权利要求1所述的一种水下鱼类自动筛选***，其特征在于，所述固定框(201)上周向布置有一个固定进鱼口(2011)和若干个分类出鱼口(2012)，所述转动框(202)上相对设置有一个转动进鱼口(2021)和一个转动出鱼口(2022)，当所述固定框(201)内部的转动框(202)发生转动时，所述分类出鱼口(2012)均能够周期性的与所述转动出鱼口(2022)对接，其中所述固定进鱼口(2011)、固定进鱼口(2011)转动进鱼口(2021)以及转动出鱼口(2022)的形状和大小相当，且所述转动进鱼口(2021)和转动出鱼口(2022)的两侧分布有栅格结构，且所述栅格通过转动框(202)底部的栅格结构连通。
4.根据权利要求3所述的一种水下鱼类自动筛选***，其特征在于，所述鱼类驱赶装置(3)包括若干等间隔设置的底板(301)，各所述底板通过第一转轴(302)和第二转轴(303)固定，所述第一转轴(302)穿过各底板的中部位置，所述第二转轴(303)穿过各底板的下部位置；
任意两底板(301)之间的第一转轴(302)上均固定连接第一连杆(304)，任意两底板(301)之间的第二转轴(303)上均固定连接第二连杆(305)，所述第一连杆(304)和第二连杆(305)一一对应；
所述第一连杆(304)的自由端与其对应的第二连杆(305)的自由端通过第三连杆(306)连接，所述第三连杆(306)的上端连接柔性毛刷(307)；
当所述第一转轴(302)和第二转轴(303)同步转动时，分别通过第一连杆(304)和第二连杆(305)带动第三连杆(306)在竖直平面上做圆周运动，此时连接在所述第三连杆(306)末端的柔性毛刷(307)周期性的由栅格进入转动框(2)内部再离开。
5.根据权利要求4所述的一种水下鱼类自动筛选***，其特征在于，所述鱼类驱赶装置(3)的底板(301)数量与转动框(202)上的栅格数量相适应。
6.根据权利要求4所述的一种水下鱼类自动筛选***，其特征在于，所述第二驱动装置包括防水电机(401)，所述防水电机(401)与主动齿轮(402)固定连接，所述主动齿轮(402)与从动齿轮(403)啮合，所述从动齿轮(403)固定在第一转轴(302)或者第二转轴(303)上。
7.根据权利要求4所述的一种水下鱼类自动筛选***，其特征在于，所述第一转轴(302)和第二转轴(303)均穿过底板(301)的中心线。
8.根据权利要求4所述的一种水下鱼类自动筛选***，其特征在于，底板(301)通过固定螺栓(308)与转动框(202)下部固定连接，且连接处设置有密封圈。
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| CN202210050309.6A CN114342854A (zh) | 2022-01-17 | 2022-01-17 | 一种水下鱼类自动筛选*** |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114938789A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-08-26 | 山东省淡水渔业研究院（山东省淡水渔业监测中心） | 一种金黄色乌鳢种苗自动化筛分装置 |
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-
2022
- 2022-01-17 CN CN202210050309.6A patent/CN114342854A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114938789A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-08-26 | 山东省淡水渔业研究院（山东省淡水渔业监测中心） | 一种金黄色乌鳢种苗自动化筛分装置 |
| CN114938789B (zh) * | 2022-06-17 | 2023-02-24 | 山东省淡水渔业研究院（山东省淡水渔业监测中心） | 一种金黄色乌鳢种苗自动化筛分装置 |
| CN117845816A (zh) * | 2024-03-08 | 2024-04-09 | 江苏淮阴水利建设有限公司 | 一种用于水利闸门检测的装置 |
| CN117845816B (zh) * | 2024-03-08 | 2024-05-17 | 江苏淮阴水利建设有限公司 | 一种用于水利闸门检测的装置 |
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