一种深水网箱自动投饵计量装置

1.一种深水网箱自动投饵计量装置，其特征在于包括：
壳体，上、下两端分别设置有进料口、出料口；
中心转轴，竖向设置于所述壳体内；
旋转轮，呈圆盘状，水平安装在所述中心转轴上，随着中心转轴的转动而旋转，旋转的旋转轮对位于其上的物料提供离心力；
扭矩传感器，用于测量中心转轴的扭矩；
驱动装置，与中心转轴连接，用于驱动中心转轴转动；
增量式编码器，固定在所述驱动装置的输出轴上，用于测量驱动装置输出轴的转速；
所述旋转轮中心部位设有向上渐缩的导流柱，旋转轮上表面还径向设有导流叶片；
物料从进料口进入计量装置内，通过垂直的导流柱分散流入旋转轮的导流叶片之间；
物料随旋转轮带动旋转，在离心力作用下向旋转轮外侧运动，最后被甩离旋转轮，然后物料沿着外壳体内壁自由滑落，最后进入到出料口；通过所述扭矩传感器测得的力矩，再结合增量式编码器测得的旋转轮的瞬时转速，获到物料的流量。
2.根据权利要求1所述的深水网箱自动投饵计量装置，其特征在于：所述壳体包括外壳体和内壳体，所述进料口、出料口分别设置在所述外壳体的上、下两端。
3.根据权利要求2所述的深水网箱自动投饵计量装置，其特征在于：所述旋转轮通过键联接安装在所述中心转轴的上端，并介于所述内壳体顶部与所述进料口之间。
4.根据权利要求3所述的深水网箱自动投饵计量装置，其特征在于：所述扭矩传感器设于旋转轮下方的内壳体内，并通过弹性柱销联轴器与所述中心转轴连接。
5.根据权利要求4所述的深水网箱自动投饵计量装置，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机和减速器，并设于所述外壳体外部底端；所述驱动电机为三相交流异步电动机，且减速器的输出轴与中心转轴通过联轴器连接。
6.根据权利要求5所述的深水网箱自动投饵计量装置，其特征在于：所述增量式编码器位于扭矩传感器的下方并固定在所述减速器的输出轴上，增量式编码器与减速器的输出轴同轴转动。
7.根据权利要求6所述的深水网箱自动投饵计量装置，其特征在于：所述进料口处还设有进料漏斗。

一种深水网箱自动投饵计量装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种计量装置，特别是涉及一种用于深水网箱养殖的自动投饵计量装置。属于深水网箱养殖领域。\n背景技术\n[0002] 目前，我国深水网箱养殖普遍使用颗粒饲料，基本上是人工搬运和投喂，加大了劳动强度，同时也降低了工作效率。不同型号的饲料颗粒密度与体积存在差异，投饵进程中旋转下料器内饲料密实度不断变化，饲料输送量也同步变化。由于计量系统以饲料体积流量为计量结果，导致投饵系统存在饲料计量不准、误差较大的缺点。经试验测量，饲料投喂误差度约为±10%。计量不准不仅影响投喂的精度与效率，更重要的是影响鱼类生长和养殖效益的最大化。\n[0003] 目前国内投饵机的供料计量装置主要分为螺旋输送式、机械振动式、电磁振动式、电磁铁翻板式、转盘定量式、抽屉式定量下料式等。此类装置计量原理大体为称重式与定容式，使用中会受到饲料特性、机械振动、重力场变化等因素的影响，故在自动投喂时存在饲料计量不精确的问题。随着深水网箱向大型化、深远海发展，大容量、高精度、高效率、抗风浪能力强的自动投饵装备是今后的发展方向。\n发明内容\n[0004] 本发明所要解决的技术问题，就是提供一种深水网箱自动投饵计量装置，该计量装置结构简单，计量精确，可靠性好，饲料输送计量过程中不受饲料特性与重力场变化的影响。\n[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：\n[0006] 一种深水网箱自动投饵计量装置，其特征在于包括：\n[0007] 壳体，上、下两端分别设置有进料口、出料口；\n[0008] 中心转轴，竖向设置于所述壳体内；\n[0009] 旋转轮，呈圆盘状，水平安装在所述中心转轴上，随着中心转轴的转动而旋转，旋转的旋转轮可对位于其上的物料提供离心力；\n[0010] 扭矩测量装置，用于测量中心转轴的扭矩；\n[0011] 驱动装置，与中心转轴连接，用于驱动中心转轴转动；\n[0012] 转速测量装置，固定在所述驱动装置的输出轴上，用于测量驱动装置输出轴的转速。\n[0013] 所述壳体包括外壳体和内壳体，所述进料口、出料口分别设置在所述外壳体的上、下两端。\n[0014] 所述旋转轮中心部位设有向上渐缩的导流柱，旋转轮上表面还径向设有导流叶片；所述旋转轮通过键联接安装在所述中心转轴的上端，并介于所述内壳体顶部与所述进料口之间。\n[0015] 所述扭矩测量装置为扭矩传感器，设于旋转轮下方的内壳体内，并通过弹性柱销联轴器与所述中心转轴连接。扭矩传感器的输出电压正比于该旋转力矩，并通过模数转换将模拟量转换为数字量输出。扭矩传感器采用电阻应变式原理，通过电刷实现信号输出。\n[0016] 所述驱动装置包括驱动电机和减速器，并设于所述外壳体外部底端；所述驱动电机为三相交流异步电动机，且减速器的输出轴与中心转轴通过联轴器连接。\n[0017] 所述转速测量装置为增量式编码器，位于扭矩传感器的下方，固定在所述减速器的输出轴上，增量式编码器与减速器的输出轴同轴转动。增量式光电编码器的轴转一圈会输出固定的脉冲，通过测量增量式光电编码器的输出信号进行计算处理得到转速。\n[0018] 所述进料口处还设有进料漏斗。\n[0019] 本发明的工作原理为：饲料颗粒从进料漏斗进入计量装置内，通过垂直的导流柱分散，饲料分散流入旋转轮的导流叶片之间的槽中；饲料随旋转轮带动旋转，在离心力作用下向旋转轮外侧运动，最后被甩离旋转轮，然后饲料沿着外壳体内壁自由滑落，最后进入到出料口。在这个过程中，饲料受到离心力的作用，此力引起一个反作用运动力矩，由扭矩传感器测得旋转轮中心转轴的扭矩，并通过模数转换将模拟量转换为数字量输出，从而得出旋转轮所受的力矩，再结合增量式光电编码器测得的旋转轮的瞬时转速，便可得到颗粒饲料的流量。\n[0020] 旋转轮随中心转轴转动，其转动角速度测得为ω；设单位物料质量mi由旋转轮中心沿旋转轮径向以速度vi相对于旋转轮作匀速直线运动；扭矩取决于旋转轮的角速度ω和颗粒料的径向速度vi；在t时间内，有i个颗粒饲料通过旋转轮，其单个颗粒质量为mi，qm为单位时间内的质量流量，Mi为旋转轮在实际工作时所受的瞬时扭矩，其计算推导公式如下：\n[0021] \n[0022] \n[0023] \n[0024] 对两边求导得： 最后得到：M=m×ω×R2。式中：M为旋转向\n心力对测轮转动中心产生的力矩；m为单位时间内通过旋转轮的质量；ω为旋转轮的旋转角速度；R为旋转轮的半径。从上式中可以看出，在角速度ω保持不变时，M与颗粒饲料单位时间质量流量m成正比，通过测得的扭矩M和角速度ω，则可准确获得饲料的质量流量。\n[0025] 与现有技术相比，本发明的优点如下：\n[0026] （1）计量影响因素少。从公式可以看出该装置的测量精度对饲料的特性、下料角度和下落速度等因素不相关。\n[0027] （2）能实现实时反馈与控制。颗粒饲料测量值为动态变化值，代表所测量的值为瞬时值，能实现信号实时反馈对投饵过程控制的精确控制。\n[0028] （3）该装置在颗粒饲料输送过程中不涉及机械振动等重力变化的影响，避免了称重等静力学测量带来的误差影响。\n[0029] （4）由于装置对饲料质量进行直接的测量，无需密度和体积的乘积来计算，因此与饲料的容重、密实度无关。\n[0030] （5）结构简单。一般气力输送装置需要在出料口处加装阻流装置，防止气流向上扰动，使输送的颗粒饲料顺利进入输料系统内。该计量装置中的颗粒饲料进入旋转轮后，输料时所用的风机产生的气流从进入计量装置后不会影响测量的准确度，且可封锁向上的空气流。因此即使在计量装置内存在反方向的气流，也不用特别的阻流装置，能大大简化结构。\n附图说明\n[0031] 图1为本发明优选实施例的结构示意图；\n[0032] 图2为本发明优选实施例的旋转轮的俯视图；\n[0033] 图3为应用了本发明的计量装置的自动投饵系统的总体结构示意图。\n[0034] 图中：1-外壳体；11-进料口；12-出料口；13-进料漏斗；2-内壳体；3-旋转轮；\n31-导流柱；32-导流叶片；4-扭矩传感器；5-增量式编码器；6-减速器；7-三相交流异步电动机；8-中心转轴；81-弹性柱销联轴器；9-料仓；91-计量装置；92-罗茨风机；93-深水网箱；94-输送管道。\n具体实施方式\n[0035] 为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步描述。\n[0036] 图1和图2所示的深水网箱自动投饵计量装置，包括外壳体1、内壳体2、旋转轮3、扭矩传感器4、增量式编码器5、减速器6以及三相交流异步电动机7；外壳体1上、下部分别设有进料口11、出料口12，且进料口11处还设有一个进料漏斗13；外壳体1内竖向设置有中心转轴8；旋转轮3中心部位设有向上渐缩的导流柱31，旋转轮3上还径向设有导流叶片32；旋转轮3、扭矩传感器4和增量式编码器5都安装在中心转轴8上；不同的是，旋转轮\n3通过键连接安装在中心转轴8的上端位置，位于内壳体2的顶上方并靠近进料口11，扭矩传感器4位于内壳体2内，且扭矩传感器4通过弹性柱销联轴器81与中心转轴8连接；增量式编码器5位于扭矩传感器4的下方，并固定在减速器6的输出轴上，增量式编码器5与减速器6的输出轴同轴转动；减速器6设于外壳体1外部底端；三相交流异步电动机7与减速器6连接，且减速器6的输出轴与中心转轴8通过联轴器连接。\n[0037] 本发明的工作过程为：饲料颗粒从进料漏斗13进入计量装置内，通过垂直的导流柱31分散，饲料分散流入旋转轮3的导流叶片32之间的槽中；饲料随旋转轮3带动旋转，在离心力作用下向旋转轮3外侧运动，最后被甩离旋转轮3，然后饲料沿着外壳体1内壁自由滑落，最后进入到出料口12。\n[0038] 图3所示为深水网箱养殖自动投饵系统，包括料仓9、计量装置91、罗茨风机92、深水网箱93、输送管道94。罗茨风机92产生稳定的低压压送空气流进入输送管道94。颗粒饲料从料仓9输送到计量装置91中，通过计量装置91的准确计量后，进入输送管道94。\n饲料在罗茨风机92产生的压送空气推送作用下，输送到深水网箱93中。\n[0039] 以上所述实施例仅表达了本发明的部分种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。