一种基于物联网的稻鸭共生养殖培育设备及其使用方法

1.本发明涉及养殖技术领域，具体为一种基于物联网的稻鸭共生养殖培育设备及其使用方法。


背景技术：

2.稻鸭共生技术主要就是利用鸭子喜食植物和虫子的特性，鸭子在稻田中的活动可减少稻田的虫害及杂草，利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果，刺激水稻生长，同时鸭子的粪便还可以代替大量的化学肥料，这样既能降低化肥、人工的成本投入，且还能减少农药的施用，减少化学污染；在稻鸭共生技术当中引入物联网技术，利用数据分析技术,辅助管理者及时发现问题并实施解决问题的措施。
3.物联网的稻鸭共生养殖培育设备主要是在稻鸭养殖环境中设置相应的传感器节点，通过传感器对稻鸭共生的环境、虫害等问题进行监测，管理人员可根据传感器的数据对产生问题的原因进行分析，并在合适环境中做出相应的措施，如在进行喷雾杀虫时，风速过高会导致药物在空气中飘散，导致药物喷洒不均匀，在进行喷雾杀虫时通常是在风速低于4m/s以下的风速进行，如防治纹枯病等中下部病害时，在露天之后的早上或雨后进行喷雾时，药水会被雾水或雨水进行二次稀释，能有效减少用水量，且药液在露水或雨水的作用下，可以下淋到水稻中下部，用药效里更好；为此，物联网的数据准确性，能帮助管理人员更好判断天气情况。
4.现有的风速检测主要分为两种，一种为机械式风速仪，一种是电子式风速仪，机械式风速仪采用风力驱动内部零部件转动切割磁感线，根据感应电流判断风力的大小，由于内部存在机械运动，长期使用会致使内部零件磨损而导致测量精度降低，数据会有较大的误差，而电子式利用超声波时差法来实现风速风向的测量，超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应，通过计算即可得到精确的风速，为此，电子式风速仪不存在机械磨损情况，但电子式风速仪在雨后或雾天之后，风速仪的超声波发射器容易产生积水，声音在水中的传播速度约为空气中传播速度的5倍，致使超声波风速仪在雨后或雾天之后的测量精度较低，导致管理人员无法做出相应的判断进行治纹枯病等中下部病害的药物喷洒，而可能会错失较好的实施天气，导致用药效效果降低。
5.为此，提出一种基于物联网的稻鸭共生养殖培育设备及其使用方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于物联网的稻鸭共生养殖培育设备及其使用方法，通过设置清理装置，并通过驱动组件利用风能驱动清理装置对发射盘上的积水进行清理，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种基于物联网的稻鸭共生养殖培育设备及其使用方法，包括安装座，所述安装座上方螺栓固定安装有发射盘，所述发射盘中部设有用于发射超声波的发射器，所述发射
盘上方通过多个支撑柱共同固定安装有接收盘，所述接收盘通过螺纹连接的方式固定安装在多个支撑柱上，所述接收盘用于接收发射盘发射的超声波，所述接收盘上方设有处理器，所述处理器用于处理接收盘接收超声波时间差，所述安装座下方设有用于对发射盘积水清理的清理装置。
9.优选的，所述清理装置包括外壳及转轴，所述外壳通过螺钉连接的方式同时与发射盘、安装座固定连接，所述转轴两端分别通过自润滑轴承转动安装在外壳上，所述转轴一端固定安装有刮板，所述刮板与发射盘紧贴，所述转轴上连接有曲柄摇杆机构，所述曲柄摇杆机构包括连杆一、连杆二、涡轮、蜗杆，所述涡轮与蜗杆均通过轴承转动安装在外壳上，所述涡轮与蜗杆相互啮合，所述连杆一的一端通过销钉与转轴转动连接，且另一端通过销钉与连杆二的一端转动连接，所述连杆二的另一端通过销钉与涡轮转动连接，所述蜗杆上连接有驱动蜗杆转动的驱动组件。
10.优选的，所述驱动组件包括驱动杆，所述驱动杆与蜗杆通过键连接，所述驱动杆下方通过螺纹连接的方式均匀安装有多个支杆，多个所述支杆上均安装有风杯；
11.所述支杆可进行多节伸缩，所述支杆的结构与可伸缩的伞骨中棒的结构相似，单节可伸缩长度为5cm。
12.在使用过程中，风会直接作用在风杯，进而驱动驱动杆转动，通过驱动杆的转动带动曲柄摇杆机构运动，通过曲柄摇杆机构带动转轴往复转动，进而使刮板在发射盘表面摆动，当发射盘表面产生积水时，刮板的摆动会将发射盘上的积水刮去，避免发射盘表面积水影响超声波的传递而导致风速监测不准确。
13.在设备用在不同地区时，由于各地区常年的平均风速不同，设备应用在平均风速较大的地区时，由于风速大，风杯获得的速度与风速大小有关，在风速大的地区驱动杆获得的转速大，在使用过程驱动杆转速较快，使得清理装置内部零件的磨损加剧，致使设备使用寿命降低，可调节根据使用地区不同，采用不同传动比不同的涡轮蜗杆传动，调节清理装置的清理频率。
14.驱动组件在驱动清理装置时，需要克服内部传动部件的阻力，而在内陆地区，由于与常年风力较小，驱动组件获得的驱动力较小，导致驱动组件提供的驱动力无法驱动清理装置，通过将支杆设置为可伸缩式，在使用前将支杆长度加长，在使用过程驱动的旋转力臂增加，相同风速的情况下获得的驱动力较大。
15.本发明中，驱动组件上连接风杯，可通过风力驱动刮板对积水进行清理，本发明中，也可采用叶片利用风能驱动，但叶片大小不可调节，可通过转动叶片角度，改变叶片的迎风角度，改变风流经叶片表面的产生的压力差，进而调节驱动杆的转动力矩，驱动组件也可采用电力驱动，通过电机对涡杆进行驱动，采用电力驱动可直接将其接到电源总线，也可设置太阳能电池板对其供电，这都会使风速仪的安装变得更为复杂，且安装太阳能电池板会增加风速仪的成本增加。
16.优选的，所述涡轮为毛毡涡轮，所述外壳内部上方设有储存筒，所述储存筒用于储存润滑油，所述储存筒通过软管与涡轮连接；
17.超声波风速仪最大优点是没有机械磨损，为此维护时间长，风速仪通常安装在高处，不易维护，涡轮蜗杆的传动却需要经常维护，涡轮蜗杆在使用时间长后，涡轮蜗杆上的润滑油会产生挥发，致使涡轮蜗杆上缺少润滑油，使得涡轮蜗杆磨损速度加剧，使用寿命降
低，通过采用毛毡涡轮，并在安装座上设置与涡轮连接的储存筒，储存筒内部储存有润滑油，通过毛毡的吸附性，当涡轮上油较少时，毛毡会吸附储存筒内部的润滑油，进而保证涡轮蜗杆上有足够的润滑油，使涡轮蜗杆的维护时间可设置在6-8月，且毛毡涡轮在润滑无尘环境下寿命可达8-10年，使用寿命较长，无需经常更换。
18.优选的，所述外壳上方滑动安装有插销，所述涡轮上设有与插销相互配合的销孔，所述外壳顶部开设有凹槽，所述插销一端位于凹槽内部，位于凹槽内部的所述插销上连接有推板，所述推板上方连接有弹簧，所述推板下方设有橡胶块，所述橡胶块材质为吸水膨胀橡胶；
19.在雨天或大雾天时，发射盘上容易产生积水，但在晴天时，发射盘上不会产生积水，清理装置在晴天运作会致使清理装置作无用功，且一直作业会导致清理装置内部零件磨损，导致设备使用寿命降低，通过设置插销，涡轮上设有与插销配合的销孔，当在雨天或大雾天时，吸水橡胶吸水膨胀，推动插销脱离销孔，致使涡轮蜗杆转动，当天气为晴天时，橡胶块的水被烘干而收缩，弹簧推动插销进入到销孔当中，锁死涡轮，进而清理装置停止作业；通过橡胶块的吸水膨胀及干燥收缩的原理控制插销移动，而实现清理装置在雨天工作而晴天不工作，进而减少清理装置作业时间，降低清理装置零件磨损提高清理装置使用寿命。
20.优选的，所述刮板摆动到70
°
时插销与销孔配合；
21.当刮板摆动至70
°
时，刮板处于摆动角度最大的位置处，通过设置刮板摆动到70
°
时插销与销孔配合，插销在锁死清理装置时，刮板处于发射器两侧，从而防止刮板位于发射器上影响超声波的传播。
22.优选的，所述外壳上开设有与凹槽连通的透气孔，所述透气孔向下倾斜10
°‑
30
°
；
23.通过在安装座设置橡胶块的位置处开设有透气孔，在使用时，当凹槽上方与透气孔处产生压力差时，空气就能在凹槽内部流通，在晴天时能加快橡胶块的干燥，使清理装置能更快停止，减少清理装置工作时间，提高清理装置使用寿命，透气孔向下倾斜，可防止凹槽内部积水，防止凹槽内部积水过多影响橡胶块的干燥。
24.本发明提供另一种技术方案，基于一种基于物联网的稻鸭共生养殖培育设备的使用方法，包括以下步骤：
25.s1、指北箭头需要与指南针北方向对齐，将设备通过螺栓固定安装在立柱上，距离地面高度为10m以上，立柱离驱动组件至少保持25cm的距离，根据当地常年平均风速调节支杆长度，如在沿海地区风速较大，减小支杆长度，在内陆地区时，风速较小，应增加支杆长度；
26.s2、开机，对风速进行监测，检测过程中，在晴天橡胶块为干燥状态，插销位于销孔内部，涡轮无法转动，清理装置无法工作，刮板向左侧倾斜70
°
，在雾天或雨天，发射盘上产生积水流入到凹槽内部与橡胶块接触，橡胶块吸水膨胀，推动插销脱离销孔，涡轮可以转动，驱动组件在风的钻用下驱动杆转动，带动驱动杆转动，而带动清理装置工作，对发射盘表面的积水进行清理，在雨后或雾天后，风经过发射盘上方或透气孔处时，凹槽处与透气孔处形成不同的压力差，空气在凹槽与透气孔处流通，对橡胶块进行干燥，橡胶块逐渐收缩，插销在弹簧作用下回弹，在刮板摆动至左侧70
°
时，插销与销孔对齐进入到销孔中对涡轮锁死；
27.s3、使用6-8个月，关机，并打开外壳，向储存筒内部补充润滑油；
28.s4、安装外壳，开机，继续对风速进行监测。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
30.1、本发明所述的一种基于物联网的稻鸭共生养殖培育设备及其使用方法，通过设置清理装置，并通过驱动组件利用风能驱动清理装置，解决了电子式风速仪积水而影响检测精度的问题，且利用风能驱动，不需要为其设置外部动力，进而降低了能源的损耗。
31.2、本发明所述的一种基于物联网的稻鸭共生养殖培育设备及其使用方法，通过在外壳上设置插销，且在涡轮上设置与插销相互配合的销孔，在雨天或雾天时，通过橡胶块的吸水膨胀推动插销脱离销孔使清理装置对积水进行清理，在雨天或雾天过后橡胶块干燥后插销进入销孔而锁死涡轮转动，使清理装置在晴天时不进行工作，减少清理装置的工作时间，降低设备的机械磨损，提高设备的使用寿命。
32.3、本发明所述的一种基于物联网的稻鸭共生养殖培育设备及其使用方法，通过在凹槽处设置开设透气孔，当凹槽上方与透气孔处产生压力差时，空气就能在凹槽内部流通，在晴天时能加快橡胶块的干燥，使清理装置能更快停止，减少清理装置工作时间，提高清理装置使用寿命。
附图说明
33.图1为本发明风杯驱动组件的整体结构示意图；
34.图2为本发明叶片驱动组件的整体结构示意图；
35.图3为本发明立体结构剖视图；
36.图4为本发明的侧视局部剖视图；
37.图5为本发明的正视局部剖视图；
38.图6为本发明的图3中a处局部放大图；
39.图7为本发明的图4中b处局部放大图；
40.图8为本发明的图5中c处局部放大图。
41.图中：1、安装座；2、发射盘；3、支撑柱；4、接收盘；5、处理器；6、转轴；7、外壳；8、刮板；9、曲柄摇杆机构；901、连杆一；902、连杆二；903、涡轮；904、蜗杆；10、驱动组件；1001、驱动杆；1002、风杯；1003、支杆；11、储存筒；12、插销；13、销孔；14、橡胶块；15、透气孔；16、凹槽；17、弹簧；18、推板。
具体实施方式
42.实施例一，如图1至图8所示，该实施例用于内陆地区，具体如下：
43.一种基于物联网的稻鸭共生养殖培育设备，包括安装座1，安装座1上方螺栓固定安装有发射盘2，发射盘2中部设有用于发射超声波的发射器，发射器采用宽压10v-30v直流供电，模拟量信号输出为4ma-20ma，风速量程为0-60m/s，发射超声波频率为1s，发射盘2上方通过多个支撑柱3共同固定安装有接收盘4，接收盘4通过螺纹连接的方式固定安装在多个支撑柱3上，接收盘4用于接收发射盘2发射的超声波，接收盘4上设有指北箭头，接收盘4上方设有处理器5，处理器5用于处理接收盘4接收超声波所用时间，安装座1下方设有用于对发射盘2积水清理的清理装置。
44.清理装置包括转轴6，转轴6两端分别通过自润滑轴承转动安装在发射盘2与接收盘4上，转轴6一端固定安装有刮板8，刮板8与发射盘2紧贴，转轴6上连接有曲柄摇杆机构9，曲柄摇杆机构9包括连杆一901、连杆二902、涡轮903、蜗杆904，涡轮903与蜗杆904均转动安装在安装座1上，涡轮903与蜗杆904相互啮合，涡轮903蜗杆904的传动比为10，连杆一901的一端通过销钉与转轴6转动连接，连杆一901的最大摆动角度为140
°
，单侧摆动最大角度为70
°
，连杆一901的另一端通过销钉与连杆二902的一端转动连接，连杆二902的另一端通过销钉与涡轮903转动连接，蜗杆904上连接有驱动蜗杆904转动的驱动组件10；
45.涡轮903为毛毡涡轮，安装座1上方设有储存筒11，储存筒11用于储存润滑油，储存筒11容积为100ml，润滑油采用l-cke320#4l，储存筒11通过软管与涡轮903连接；
46.驱动组件10包括驱动杆1001，驱动杆1001与蜗杆904通过键连接，驱动杆1001下方通过螺纹连接的方式均匀安装有3个支杆1003，3个支杆1003上均安装有风杯1002，风杯1002为直径10cm的且内部中空的半球形状，风杯1002最大转动半径为15cm；
47.支杆1003可进行3节伸缩，长度分别为10cm、15cm、20cm。
48.外壳7上方滑动安装有插销12，涡轮903上设有与插销12相互配合的销孔13，插销12直径为1.2cm，销孔13直径为1.4cm，外壳7顶部开设有凹槽16，插销12一端位于凹槽16内部，位于凹槽16内部的插销12上连接有推板18，推板18上方连接有弹簧17，推板18下方设有橡胶块14，橡胶块14材质为硫化型吸水膨胀橡胶(wsr)，插销12在连杆一901摆动至左侧70
°
时可与销孔13对齐，外壳7上开设有与凹槽16连通的透气孔15，透气孔15直径为2cm，透气孔15向下倾斜10
°
。
49.安装时，在指北箭头需要与指南针北方向对齐，通过螺栓将固定在立柱上，风速仪安装在空旷地方，且风速仪距离地面高度为10m，立柱离风杯1002最小距离为10cm，内陆地区常年平均风速在3m/s以上，风力较小，支杆1003长度调节为20cm，调节之后开机启动。
50.使用时，在晴天橡胶块14为干燥状态，插销12位于销孔13内部，涡轮903无法转动，进而锁死曲柄摇杆机构9及驱动组件10，刮板8向左侧倾斜70
°
；
51.雨天时，雨水飘落到发射盘2上而后流入到凹槽16内部与橡胶块14接触，橡胶块14吸水膨胀，推动插销12脱离销孔13，涡轮903可以转动，风作用到风杯1002上推动风杯1002绕驱动杆1001转动，从而带动驱动杆1001转动，进而带动蜗杆904驱动涡轮903转动，通过曲柄摇杆机构9带动转轴6进行140
°
的往复摆动，进而使刮板8在发射盘2上方紧贴且在发射盘2表面进行140
°
摆动，对发射盘2表面的积水进行清理，保证发射盘2表面无积水，避免积水影响发射盘2对风速的检测；在雾天，橡胶块14吸收雾滴而膨胀，使得插销12脱离销孔13致使清理装置得以工作，对发射盘2表面凝集露水进行清理；
52.在雨后或雾天后，风经过发射盘2上方或透气孔15处时，由于风运行轨迹的不同，致使凹槽16处与透气孔15处形成不同的压力差，使空气在凹槽16与透气孔15处流通，加速对橡胶块14的干燥，减少清理装置在晴天时的工作时间，减低清理装置内部零件的磨损，在橡胶块14干燥过程中，橡胶块14逐渐收缩，插销12在弹簧17作用下回弹，在刮板8摆动至左侧70
°
时，插销12与销孔13对其而进入到销孔13中对涡轮903锁死，进而清理装置停止工作。
53.在使用过程中，需要涡轮903会吸取储存筒11中的润滑油进行自润滑，而存储筒内部润滑油会被消耗，在此过程中每个6个月需要对储存筒11进行补油，防止存储筒内部润滑油干枯。
54.实施例二，如图1至图8所示，该实施例应用于沿海地区，具体如下：
55.实施例二当中，支杆1003可进行3节伸缩，长度分别为10cm、15cm、20cm，沿海地区常年平均风速在6m/s以上，风速加大，将支杆1003长度调节至10cm，涡轮903蜗杆904传动比为20，相对于实施例一，实施例二的涡轮903蜗杆904传动比增大，在相同风速下清理装置的清理频率低，减小清理装置的清理速度，降低内部零件的磨损，提高设备使用寿命。实施例一应用在内陆地区时，支杆1003长度为20cm，在相同风速下产生的可产生较大的驱动力，保证驱动组件10在风速小的情况下有足够的驱动力驱动清理装置工作。
56.对于实施例二中未提及的实施方式，均与实施例一相同，在此不做过多赘述。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。