一种斑马鱼全自动精准投饲养殖系统及使用方法

技术领域

本发明涉及自动养殖设备领域，特别是涉及一种斑马鱼全自动精准投饲养殖系统及其使用方法。

背景技术

斑马鱼(Danio rerio)，鲤科、鲐属鱼类，是一种小型的热带淡水鱼类，因其在科学实验中被广泛使用而闻名。其优势在于，具有生长快，繁殖周期短等优秀的生理学特性，可在短时间内满足大量科研需求，雌性每两周左右即可进行一次繁殖活动，每次产卵量可达数百颗，同时，它的卵粒孵化周期短，卵膜透明易于观察。作为模式生物，斑马鱼基因与人类相比具有较高同源性，基因组大小约为1.5亿个碱基对，其中约有70％的基因与人类基因有高度的保守性，这使基于斑马鱼为研究模型的科研成果受到高度认可。此外，斑马鱼的遗传信息与基因组序列已经被完全解析，因此它在医学、毒理学等领域具有良好的运用基础。

为保证斑马鱼在研究应用前具有良好的生长发育情况，稳定的饵料来源及摄食环境至关重要。其中，丰年虾卵作为一种高营养价值的饵料，已被广泛用于斑马鱼的规范化养殖中。然而，传统全人工丰年虾卵培育并投饲斑马鱼的养殖方法存在一定的局限性，如操作繁琐、饵料利用效率低、投喂量精度低等。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种斑马鱼全自动精准投饲养殖系统及其使用方法，本方案能够实现自动化的培养丰年虫卵，进而通过丰年虫卵养殖斑马鱼的效果，显著的提高养殖效果并降低成本，具有稳定的自净排污的能力，降低人工养殖维护成本，提高养殖环境的稳定性和持久性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：培虫单元：用于孵化丰年虫卵；

投饲单元：用于将培虫单元培养的丰年虫卵投饲于斑马鱼的养殖容器内。

通过本方案能够实现通过培养丰年虫卵以养殖斑马鱼的效果。

优选的，所述培虫单元包括培虫桶和曝气装置；

所述培虫桶的底部设置有排饵口，所述排饵口设置有电控阀门，所述排饵口通过排饵管道连通至所述投饲单元，所述排饵口上方的所述培虫桶的侧壁设置有曝气口，所述曝气口通过曝气管连通至所述曝气装置；

所述培虫桶的中部倾斜设置有隔板，所述隔板的下端与所述培虫桶的内部连接，所述隔板下端上方对应的所述培虫桶的侧壁设置进水口，所述进水口与进水管连通，所述隔板的上端与所述培虫桶的内壁之间留设有筛选间隙，所述筛选间隙的上方对应的培虫桶的侧壁设置有排污口，所述排污口与排污管连通。

所述培虫桶的侧部设置有供暖装置和照明装置。

优选的，所述培虫桶的侧壁设置有注卵口和加盐口。

优选的，所述投饲单元包括养殖容器、丝杆、滑轨、移动块和计量腔；

若干所述养殖容器按照直线依次分布设置，所述丝杆和滑轨按照所述养殖容器的分布直线并列设置，所述丝杆通过电机带动转动，所述移动块与所述丝杆螺纹配合，所述移动块与所述滑轨滑动配合，所述移动块上设置有所述计量腔，所述计量腔与所述排饵管道连通，所述计量腔设置有对所述养殖容器供料的注虫管。

优选的，所述养殖容器分别设置有被感应件，所述移动块设置有检测所述被定位传感器。

优选的，所述移动块的前端和后端分别设置有接近开关，所在端的所述接近开关检测到物体时，控制所述电机驱动丝杆反向带动所述移动件运动。

优选的，所述移动件设置有舵机，所述舵机的输出端固定有所述注虫管，所述注虫管通过软管与所述计量腔连通，所述舵机带动注虫管向上摆动或者向下对接至所述养殖容器。

优选的，所述计量容器设置有液位传感器，液位传感器检测到水位时，关闭电控阀门。

一种斑马鱼全自动精准投饲养殖系统的使用方法，养殖丰年虫卵，根据丰年虫卵卵化生理需求，提供供暖、照明、进水、排水、供气和加盐操作；

筛选丰年虫卵：通过曝气装置对培虫桶内供气使虫壳上浮隔板上方，丰年虫卵下沉形成丰年虫卵悬液，进水管进水冲击，将隔板上虫体冲刷至下方，水面的虫壳向排污口冲刷排出；

丰年虫卵投饲：舵机带动注虫管向上摆动，打开电控阀门，将丰年虫卵悬液注入计量腔，在液位传感器检测到水位时，关闭电控阀门，舵机带动注虫管向下摆动对接至养殖容器，将丰年虫卵悬液排放至养殖容器内。

本发明的有益效果：本方案能够实现自动化的培养丰年虫卵，进而通过丰年虫卵养殖斑马鱼的效果，显著的提高养殖效果并降低成本，具有稳定的自净排污的能力，降低人工养殖维护成本，提高养殖环境的稳定性和持久性。

附图说明

图1为本发明提出的一种斑马鱼自动化精准投饲养殖系统正视图；

图2为本发明提出的一种斑马鱼自动化精准投饲养殖系统后视图；

图3为本发明提出的一种斑马鱼自动化精准投饲养殖系统中所含的丰年虫培虫系统的剖面图；

图4为本发明提出的一种斑马鱼自动化精准投饲养殖系统中所含的丰年虫培虫系统的正视图；

图中：1废液缸、2培虫系统、3可控投饲模组、4丝杆、5磁铁片、6斑马鱼养殖缸、7总控站、8灯带、9培虫隔板、10进水口、11加热盘、12排饵管、13排水口、14曝气泵、15进卵口、16进盐口、17进气管、18注虫管、19接近开关传感器、20霍尔传感器、21步进电机、22舵机、23水位传感器、24丝杆滑块。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例

一种斑马鱼全自动精准投饲养殖系统及其使用方法，包括如下：

培虫单元2：用于孵化丰年虫卵；

投饲单元3：用于将培虫单元2培养的丰年虫卵投饲于斑马鱼的养殖容器6内。

通过本方案能够实现通过培养丰年虫卵以养殖斑马鱼的效果。

所述培虫单元2包括培虫桶和曝气装置14；培虫桶采用亚克力材质，培虫桶的下端为锥形结构，锥形结构的下端设置排饵口12，所述排饵口12设置有电控阀门，所述排饵口12通过排饵管道连通至所述投饲单元3，所述排饵口12上方的所述培虫桶的侧壁设置有曝气口，所述曝气口通过曝气管连通至所述曝气装置14；

所述培虫桶的中部倾斜设置有隔板9，隔板9与水平面的夹角位40度，所述隔板9的下端与所述培虫桶的内部连接，所述隔板9下端上方对应的所述培虫桶的侧壁设置进水口10，所述进水口10与进水管连通，所述隔板9的上端与所述培虫桶的内壁之间留设有筛选间隙，所述筛选间隙的上方对应的培虫桶的侧壁设置有排污口13，所述排污口13与排污管连通。排污管连通至废液桶1。

所述培虫桶的侧部设置有供暖装置11和照明装置8。供暖装置11采用防水短路的加热装置，采用现有常用的水电分离的加热装置，照明装置8位设置于培虫桶顶部的照明灯条。

所述培虫桶的侧壁设置有注卵口15和加盐口16。注卵口15位于筛选间隙的上方。曝气口位于筛选间隙的下方。通过注卵口15可以向培虫桶添加丰年虫卵，通过加盐口16可以调节内部的盐的浓度。

所述投饲单元3包括养殖容器6、丝杆4、滑轨、移动块24和计量腔。

若干所述养殖容器6按照直线依次分布设置，所述丝杆4和滑轨按照所述养殖容器6的分布直线并列设置，所述丝杆4通过电机21带动转动，所述移动块24与所述丝杆4螺纹配合，所述移动块24与所述滑轨滑动配合，所述移动块24上设置有所述计量腔，所述计量腔与所述排饵管道连通，所述计量腔设置有对所述养殖容器6供料的注虫管18。通过丝杆4和滑轨的配合，可以带动移动块24移动，进而选择将计量腔停止对应养殖容器6处，对该处的养殖容器6添加丰年虫卵悬液养殖斑马鱼。

所述养殖容器6分别设置有被感应件，所述移动块24设置有检测所述被定位传感器。被感应件为磁铁片5，定位传感器采用霍尔传感器20。在霍尔传感器20检测到磁铁片5的之后，控制电机21停止转动，使得移动块24停留在对应的养殖容器6处，

所述移动块24的前端和后端分别设置有接近开关19，所在端的所述接近开关19检测到物体时，控制所述电机21驱动丝杆4反向带动所述移动件运动。以控制移动块24在丝杆4形成范围内移动，避免丝杆4带动移动块24撞到两端的结构。

所述移动件设置有舵机22，所述舵机22的输出端固定有所述注虫管18，所述注虫管18通过软管与所述计量腔连通，所述舵机22带动注虫管18向上摆动或者向下对接至所述养殖容器6。所述计量容器设置有液位传感器，液位传感器检测到水位时，关闭电控阀门。丰年虫卵悬液注入到计量腔后，液位传感器检测到液位，控制关闭电控阀门，停止向计量腔内添加丰年虫卵悬液，然后通过舵机22将注虫管18向下摆动，计量腔内的丰年虫卵悬液流动到养殖容器6内，由此进而到养殖容器6内的丰年虫卵悬液都是经过计量腔量取过的，已达到定量投放丰年虫卵悬液的效果。

为了提高整体的自动化性能，设置总控单元，总控单元包括预设程序的PLC，对所有传感器接收型号，并处理，对可控装置进行控制。

一种斑马鱼全自动精准投饲养殖系统的使用方法，养殖丰年虫卵，根据丰年虫卵卵化生理需求，提供供暖、照明、进水、排水、供气和加盐操作；

筛选丰年虫卵：通过曝气装置14对培虫桶内供气使虫壳上浮隔板9上方，丰年虫卵下沉形成丰年虫卵悬液，进水管进水冲击，将隔板9上虫体冲刷至下方，水面的虫壳向排污口13冲刷排出；

丰年虫卵投饲：在丰年虫卵投饲之前还需要向培虫桶内注入气体，通过气体将丰年虫卵和谁混合均匀，然后舵机22带动注虫管18向上摆动，打开电控阀门，将丰年虫卵悬液注入计量腔，在液位传感器检测到水位时，关闭电控阀门，舵机22带动注虫管18向下摆动对接至养殖容器6，将丰年虫卵悬液排放至养殖容器6内。

丰年虫卵通过注卵口15进入到培虫桶内，在重力作用下下沉到隔板9的下方，在曝气口充气下，带动丰年虫卵翻涌乱卵化，卵化过程中，隔板9隔绝丰年虫卵，使其不能进入到隔板9的上方，卵化完毕后，停止翻涌，虫体下沉，虫壳沿挡板上浮，通过筛选间隙，以实现虫壳分离。少量进入到隔板9上方的虫体，在进水口10进水冲刷后，经过筛选间隙下沉到隔板9下放，使得丰年虫卵的损耗降低，使丰年虫卵悬液密度得到精确的保证。

培虫丰度：

丰年虫卵密度为4-4.5g/L，培虫系统中悬液体积记为有效体积，其计算公式为：V_0＝1/2Nk。其中：V_0为有效体积，表示桶中虫体悬液体积；N为斑马鱼饲养量；k为投饲常数，即每日投喂频数，常取2-3。据此，设计培养桶体积，因考虑曝气导致的培养悬液体积膨胀和培虫系统中挡板体积。其计算公式为：V＝γV_0，其中，γ为倍率常数，此常数取1.2-1.5。

休眠的丰年虫卵孵化为成虫，孵化效果与环境参数有显著相关性，系统采用光照强度2000Lx，盐度10‰，水温28℃，缓慢曝气培养26h。

本发明的有益效果：本方案能够实现自动化的培养丰年虫卵，进而通过丰年虫卵养殖斑马鱼的效果，显著的提高养殖效果并降低成本，具有稳定的自净排污的能力，降低人工养殖维护成本，提高养殖环境的稳定性和持久性。

本方案养殖斑马鱼，能减少人为误差，对投饲时间、数量和频率进行控制，降低由人工操作引起的不一致性，进而提高实验动物的可靠性和规范性，自动投饲装置会减少人与实验动物的互动，有效减少实验动物的应激反应，有利于保持实验结果的稳定性。在孵化丰年虾卵、投喂斑马鱼方面具有显著优势，为生物学研究提供了更高效、精确和可靠的解决方案，从而提高实验质量和研究成果的精确度。此外，有助于降低实验成本，尤其是在大规模饲养模式中，自动化管理的优势将更加明显。可为实验室培育实验动物(如斑马鱼)进行定制，使装置更符合实验室的实际需求，确保实验过程中对投饲的精准把控和高效运作；可实现可控的定点定量精准投饲，提高养殖效率并降低成本；具备稳定的自净排污能力，降低人工维护成本，提高养殖环境的稳定性和持久性；实现多元化饲料适用性和可扩展性，根据不同养殖需求灵活调控投饲模式。

上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。