[发明专利]一种深水网箱自动投饵计量装置

说明书

技术领域

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。

背景技术

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。

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。

发明内容

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。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

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，旋转的旋转轮可对位于其上的物料提供离心力；

扭矩测量装置，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；

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。

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。

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。

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。

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。

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。

所述进料口处还设有进料漏斗。

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。

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m_i由旋转轮中心沿旋转轮径向以速度v_i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v_i；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m_i，q_m为单位时间内的质量流量，M_i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：