一种鱼体形态学特征全自动测量装置

1.本实用新型涉及机械自动化领域，具体涉及一种鱼体形态学特征全自动测量装置，依靠电机驱动，由plc实现运作控制，适用于水产养殖业中鱼体形态学特征的全自动测量。


背景技术：

2.近几十年来，我国在水产养殖领域的发展举世瞩目，养殖产量占世界总产量的70％以上。在水产养殖过程中，需要定期抽样监测其鱼体特征，如体长、体宽、鱼眼瞳孔和虹膜直径、鱼体中线长度、尾柄宽度和高度等。便于养殖户了解其生长状况、预测产量、调整投饵量和改善养殖环境等。对于鱼体体长测量而言，目前大多采用的是人工测量方法，操作者需要手持测量尺接触测量，受主观性影响较大，对操作人的技术水平要求较高。且劳动强度大，效率低。检测结果也因此不稳定，难以真实、确切地反映实际结果。同时，由于测量耗时过长，易造成鱼产生应激反应，甚至脱水死亡。因此，亟需设计一种鱼体形态学特征全自动测量装置，从而解决人工测量方法中遇到的难题，实现快速、便捷、高效地自动化测量，并为水产养殖户节省巨大的人力和财力成本。


技术实现要素：

3.为解决传统的人工测量方法中存在的难题，本实用新型设计一种鱼体形态学特征全自动测量装置，运行稳定，可以完成鱼体形态学特征的全自动测量功能，并且效率高、对鱼体伤害小。
4.本实用新型的技术方案在于提供一种鱼体形态学特征全自动测量装置，包括：光源、摄像头、传送带、黑箱、开发板、第一电机、第二电机、支撑架、气缸、输送带、载鱼板,其特征在于：
5.传送带固定在支撑架上面，用于传输载鱼板，传送带中间位置的上方是由支撑架支撑的黑箱，黑箱的内部上方中央处安装摄像头，摄像头用于对鱼体进行实时拍摄；摄像头旁边布置开发板，摄像头两边设置光源；传送带的一端布置第一电机，为传送带的工作提供动力；传送带的另一端布置气缸和输送带，气缸的活塞推杆用于将载鱼板从传送带推向输送带；输送带的下方布置第二电机，第二电机驱动输送带运动。
6.进一步地，待测量的鱼固定在载鱼板上。
7.进一步地，气缸的活塞杆前部焊有挡板，用于将载鱼板从传送带推送至输送带。
8.进一步地，活塞推杆用二位三通阀控制气缸活塞杆的伸缩运动。
9.本实用新型的有益效果：
10.1.实用新型的动力由两个电机提供，第一电机为传送带提供动力，第二电机为输送带提供动力，传送带传送载鱼板通过黑箱至气缸位置，气缸的活塞推杆将载鱼板从传送带推向输送带，输送带再将鱼回收到养殖网箱或养殖池，从而实现一个回收过程。气缸的活塞推杆将载鱼板拉回传送带，并通过第一电机(6)反转回归到原来初始位置，开始下一轮测
量。整个传输过程简单、紧凑、效率高。
11.2.本实用新型的气缸种类选择单作用气缸，在工作时，只有一个进气腔可以通入空气，使得气缸工作过程简单易于控制。气缸活塞杆前部焊有挡板，在装置中具有将载鱼板从传送带推送至输送带的作用，保证了整个装置循环运作的通畅。
12.3.本实用新型设计的动作控制部件plc采用fx2n系列产品，有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块，灵活性和控制能力强。在载鱼板传输过程中，通过对两个电机的控制，实现了对传送带和输送带运动控制和气缸活塞杆运动控制，实现了整个装置的自动化控制。
13.4.本实用新型设计的黑箱采用不锈钢材料制作箱体，为拍摄鱼体照片提供密闭的拍摄环境，减小外界因素干扰。
14.5.本实用新型在黑箱内设计了光源，可以增加黑箱内可见度，在工作时为摄像头提供充足的光照，改善摄像头拍摄质量。
15.6.本实用新型在黑箱内设计了带无线传输模块和图像处理能力的开发板，将拍摄到的图片信息立即传输至开发板进行智能形态学特征分析和测量，获得各鱼体形态学特征测量数据，并将图片信息进行压缩处理。获得的测量数据和压缩图片通过无线传输模块传输至远端数据中心，提高了装置的自动化和工作效率。
16.7.本实用新型所设计的支撑架结构简单，其材料的选用为轻质不锈钢材料，用于支撑整个装置，仪器在不影响工作的前提下，便于装置的安装和拆卸，并且不锈钢材料耐腐蚀，使用寿命长。
附图说明
17.图1是本实例所述的鱼体形态学特征全自动测量装置主视图；
18.图2是本实例所述的鱼体形态学特征全自动测量装置左视图；
19.图3是本实例所述的鱼体形态学特征全自动测量装置俯视图；
20.图4是本实例所述的鱼体形态学特征全自动测量装置黑箱的主剖面图；
21.图5是本实例所述的鱼体形态学特征全自动测量装置黑箱的侧面剖面图；
22.图6是本实例所述的活塞杆推送图；
23.图7是本实例所述的活塞杆收回图；
24.图8是本实例plc控制图；
25.图9是所述的鱼体形态学特征全自动测量装置的控制流程图。
26.其中：1
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光源、2
‑
摄像头、3
‑
传送带、4
‑
黑箱、5
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开发板、6
‑
第一电机、7
‑
第二电机、8
‑
支撑架、9
‑
气缸、10
‑
输送带、11
‑
载鱼板。
具体实施方式
27.以下将结合附图1
‑
9对本实用新型的技术方案进行详细说明。
28.如图1
‑
7所示，该实施例提供了一种鱼体形态学特征全自动测量装置，包括光源1、摄像头2、传送带3、黑箱4、开发板5、第一电机6、第二电机7、支撑架8、气缸9、输送带10、载鱼板11；
29.其中，支撑传送带10固定在支撑架8上面，用于传输载鱼板11，传送带3中间位置的
上方是由支撑架支撑的黑箱4，黑箱4的内部上方中央处是摄像头2，用于采集图像信息，对鱼体进行实时拍摄；摄像头2旁边设置开发板5，开发板5带无线传输模块和图像处理能力。摄像头2两边设置光源1；传送带3的一端是第一电机6，为传送带的工作提供动力；传送带3的另一端是气缸9和输送带10，气缸9的活塞推杆将载鱼板11从传送带3推向输送带10；输送带10的下方是第二电机7，为输送带10的工作提供动力。
30.气缸活塞杆前部焊有挡板，电磁阀控制气缸活塞杆的伸缩运动，其中电磁阀为二位三通阀。
31.开发板5带无线传输模块和图像处理模块；
32.所述装置设计了动作控制部件plc，控制的主体部分是两个电机，实现传送带和输送带运动控制和气缸活塞杆运动控制。传送带传送载鱼板11通过黑箱至气缸位置，气缸9的活塞推杆将载鱼板11从传送带3推向输送带10，实现下料过程，这个过程可将鱼从载鱼板推到养殖网箱或养殖池中，从而实现一个回收过程。
33.如图8
‑
9所示，该实施例还提供了一种鱼体形态学特征全自动测量装置的控制方法，具体包括：
34.步骤1、鱼体通过固定装置(如：透明带、扎带等)固定在载鱼板11上；
35.步骤1.1、鱼体固定，使用固定装置：透明带、扎带等将鱼体固定在载鱼板11上，以便图像采集；
36.步骤2、通过启动传送带3，载鱼板11随传送带缓缓经过黑箱，位于黑箱顶部中心处的摄像头动态拍摄鱼体照片后，将拍摄图片信息在开发板5上进行智能测量分析和压缩处理；
37.其中黑箱内有光源提供稳定的可见光，增加黑箱内可见度，改善摄像头拍摄质量；智能分析后获得的鱼体形态学特征数据(如体长、体宽、鱼眼瞳孔和虹膜直径、尾柄长度和宽度、中线长度等)及压缩后的图像通过开发板中的无线传输模块(含黑箱外部放置的天线)传输至远端数据中心。
38.步骤3、在载鱼板11到达传送带3右端时，通过气缸推杆将其从传送带3推至输送带10，实现一次回收过程，以减小鱼体受害程度。第一电机6进行反转，并通过传送带3带动载鱼板11回归到原来的位置。
39.由此可见，本实用新型所设计的摄像头在黑箱内部，黑箱采用不锈钢材料制作箱体，为拍摄鱼体照片提供密闭的拍摄环境，减小外界因素干扰。本实用新型在黑箱内部附有光源，在工作时为摄像头提供充足的光照，改善摄像头拍摄质量。本实用新型在黑箱内部附有开发板和无线传输模块，将拍摄到的图片信息在开发板中进行智能分析后获取鱼体的形态学特征测量数据并对图片信息进行压缩处理。获得的测量数据和压缩后的图片信息通过无线模块传输到远端数据中心。
40.本实用新型设计遵从经济型设计，并且大多数零件符合国家标准。以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。