一種用于河蟹養(yǎng)殖的全自動(dòng)均勻投餌船的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種用于河蟹養(yǎng)殖的全自動(dòng)均勻投餌船，包括船體、自動(dòng)投餌裝置、電氣控制裝置，所述自動(dòng)投餌裝置置于船體的船尾部位，包括料斗、壓力傳感器、多個(gè)漏斗、餌料閥門(mén)、閥門(mén)電機(jī)、多個(gè)導(dǎo)料管，多個(gè)漏斗并排設(shè)置在料斗的底部，每個(gè)漏斗的兩側(cè)均裝有壓力傳感器，每個(gè)漏斗的底部均設(shè)置有餌料閥門(mén)、且與一導(dǎo)料管相連通，餌料閥門(mén)的開(kāi)度由閥門(mén)電機(jī)控制，導(dǎo)料管傾斜延伸至船尾的外部；電氣控制裝置包括嵌入式ARM處理器和分別與嵌入式ARM處理器連接的GPS導(dǎo)航模塊、姿態(tài)模塊、GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊和超聲波測(cè)距傳感器，所述嵌入式ARM處理器還與壓力傳感器、閥門(mén)電機(jī)連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了投餌量的反饋控制，軌跡控制靈活。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于河蟹養(yǎng)殖的全自動(dòng)均勻投餌船

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)投餌船，特別是涉及一種用于河蟹養(yǎng)殖的全自動(dòng)均勻投餌船。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，市場(chǎng)對(duì)河蟹產(chǎn)品的需求不斷增加，河蟹的養(yǎng)殖技術(shù)與管理不斷更新，但由于河蟹養(yǎng)殖具有較強(qiáng)的地域限制，河蟹不能大面積移動(dòng)，只能在自身附近區(qū)域覓食；同時(shí)，爭(zhēng)食與好斗是河蟹的天性，在密度大、餌料少時(shí)會(huì)相互殘殺；另外河蟹的過(guò)度密集容易造成水體中溶解氧的降低，從而導(dǎo)致河蟹因溶解氧低而逃竄。然而目前河蟹養(yǎng)殖采用三種方式:一是靠人工撐船投餌喂料。這種方式工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，很難提高河蟹養(yǎng)殖產(chǎn)量；二是靠投餌機(jī)投餌喂料。這種方式雖然通過(guò)人工操作定時(shí)定量投餌，節(jié)約勞動(dòng)力，但該投餌機(jī)是一種定點(diǎn)撒料機(jī)，只能固定在某一地點(diǎn)投料，這種投餌機(jī)僅適用于圓形等小面積的蟹塘，而且也存在餌料的分布不均勻的現(xiàn)象；三是通過(guò)船載投餌機(jī)喂食。適用于一些規(guī)模不大的養(yǎng)殖場(chǎng)，投喂時(shí)，人劃小船沿池塘邊環(huán)形，再通過(guò)安裝在船上的投餌機(jī)將餌料投向池塘，但這種方式比較麻煩和費(fèi)力，而且投喂點(diǎn)易隨劃船運(yùn)行變化而改變，影響投喂效果。自動(dòng)化程度比較高的自動(dòng)投餌船也因投餌裝置的不受控，一旦外界出現(xiàn)比較大的干擾，船舶很難達(dá)到勻速航行，如外界的風(fēng)浪等因素可能導(dǎo)致船舶加速、船舶靠岸前應(yīng)減速到一定速率再掉頭或者停止等情況，這就導(dǎo)致了船舶不可能一直保持勻速。而且傳統(tǒng)的投餌機(jī)拋灑出來(lái)的餌料分布形似一個(gè)扇形，船載的投餌機(jī)拋灑出來(lái)的餌料分布是一個(gè)個(gè)的斜扇面，船在行駛過(guò)程中，容易造成分布在池塘里的餌料區(qū)域的空白或者重疊。
[0003]綜上所述，現(xiàn)有的投餌方式很難達(dá)到均勻投餌。
[0004]在河蟹養(yǎng)殖這種特殊的養(yǎng)殖環(huán)境下，對(duì)投餌的均勻性依賴(lài)較強(qiáng)，餌料的分布不均勻很容易造成投餌量過(guò)多或不足，投放過(guò)多的餌料不僅會(huì)增加成本，還會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)的污染。因此，研宄一種用于河蟹養(yǎng)殖的全自動(dòng)均勻投餌機(jī)器船具有很高的實(shí)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種用于河蟹養(yǎng)殖的撒料均勻可控的全自動(dòng)自主導(dǎo)航明輪機(jī)器船。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0007]一種用于河蟹養(yǎng)殖的全自動(dòng)均勻投餌船，包括船體、自動(dòng)投餌裝置、電氣控制裝置，其特征在于:
[0008]所述自動(dòng)投餌裝置置于船體的船尾部位，包括料斗、壓力傳感器、多個(gè)漏斗、餌料閥門(mén)、閥門(mén)電機(jī)、多個(gè)導(dǎo)料管，所述多個(gè)漏斗并排設(shè)置在料斗的底部，每個(gè)漏斗的兩側(cè)均裝有壓力傳感器，每個(gè)漏斗的底部均設(shè)置有餌料閥門(mén)、且與一導(dǎo)料管相連通，所述餌料閥門(mén)的開(kāi)度由閥門(mén)電機(jī)控制，所述導(dǎo)料管傾斜延伸至船尾的外部；
[0009]所述電氣控制裝置包括嵌入式ARM處理器和分別與嵌入式ARM處理器連接的GPS導(dǎo)航模塊、姿態(tài)模塊、GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊和超聲波測(cè)距傳感器，所述嵌入式ARM處理器還與所述壓力傳感器、閥門(mén)電機(jī)連接。
[0010]優(yōu)選地，所述導(dǎo)料管與之間漏斗之間還設(shè)置有振動(dòng)管道，所述振動(dòng)管道與振動(dòng)電機(jī)相連。
[0011]優(yōu)選地，漏斗、導(dǎo)料管的數(shù)量均為八個(gè)，所述導(dǎo)料管的寬度從出餌口到投餌口由窄變寬，八個(gè)所述投餌口的總寬度為四米。
[0012]優(yōu)選地，所述船體采用明輪推進(jìn)器作為動(dòng)力系統(tǒng)，所述明輪推進(jìn)器安置在船體中間的兩側(cè)，所述明輪推動(dòng)器包括明輪、無(wú)刷直流電機(jī)、電機(jī)控制器、減速裝置，所述明輪與電機(jī)之間，所述無(wú)刷直流電機(jī)與位于船體的船首的鋰電池電聯(lián)接，所述電機(jī)控制器與嵌入式ARM處理器連接。
[0013]優(yōu)選地，所述投餌機(jī)的正前方頂端安裝攝像頭，所述攝像頭與嵌入式ARM處理器連接。
[0014]優(yōu)選地，所述船體為玻璃鋼材質(zhì)。
[0015]與普通的投餌機(jī)相比，本發(fā)明所述的用于河蟹養(yǎng)殖的全自動(dòng)均勻投餌船，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1.利用重力慣性作用，將普通投餌機(jī)上的振動(dòng)電機(jī)以及拋灑電機(jī)改造成振動(dòng)管道以及閥門(mén)電機(jī)，使得投餌量可控，料斗內(nèi)安裝的壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)了投餌量的反饋控制，而且，餌料的剩余量經(jīng)過(guò)一定算法，能確定船要以多大的速度行駛，才能將餌料均勻分布在整個(gè)池塘?；蛘咭?guī)定航速，當(dāng)餌料的剩余量低于一定值時(shí)，記下當(dāng)前的位置，返航裝料后，回到之前位置繼續(xù)投餌。
[0017]2.采用明輪推動(dòng)器，綠色環(huán)保無(wú)污染，實(shí)現(xiàn)了軌跡控制靈活。
[0018]3.導(dǎo)料管的總寬度以及導(dǎo)料管的管數(shù)決定餌料分布以及船航行軌跡的精度。
[0019]4.能夠嵌入式ARM處理器通過(guò)預(yù)設(shè)航行軌跡為外環(huán)內(nèi)S型，針對(duì)船轉(zhuǎn)彎投餌特性，在外環(huán)行駛時(shí)船圍繞著池塘一圈投餌完后，進(jìn)入S型彎投餌機(jī)可以不工作，不僅能實(shí)現(xiàn)均勻投餌，而且避免了轉(zhuǎn)彎帶來(lái)的復(fù)雜控制算法。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明所述全自動(dòng)均勻投餌船一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖2是本發(fā)明所述全自動(dòng)均勻投餌船的側(cè)視圖。
[0022]圖3是所述電氣控制結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖4是所述全自動(dòng)均勻投餌船的航行軌跡示意圖。
[0024]
[0025]附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0026]1-料斗，2-壓力傳感器，3-漏斗，5-餌料閥門(mén)，6-閥門(mén)電機(jī)，7_明輪推進(jìn)器，8_電機(jī)控制器，9-電氣控制盒，10-GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊，11-嵌入式ARM處理器，12-姿態(tài)?！缐?，13-GPS導(dǎo)航模塊，14-鋰電池，15-超聲波測(cè)距傳感器，16-船首，17-船體，18-固定臺(tái)，19-投餌口，20-船尾，21-導(dǎo)料管，22-振動(dòng)電機(jī)，23-出餌口，24-振動(dòng)管道，25-自動(dòng)投餌裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0028]如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述的用于河蟹養(yǎng)殖的全自動(dòng)均勻投餌船，包括船體17、自動(dòng)投餌裝置25、電氣控制裝置。所述船體17為玻璃鋼材質(zhì)，所述自動(dòng)投餌裝置25固定在位于船體17的船尾20部位的固定臺(tái)18上。電氣控制裝置置于電氣控制盒9內(nèi)，位于船體17的中部。船體17中部的兩側(cè)安置明輪推進(jìn)器7作為船體17的動(dòng)力推動(dòng)系統(tǒng)；船首16配置為整船提供動(dòng)力的鋰電池14 ;以利于整個(gè)機(jī)器船的平穩(wěn)性。雖然，明輪推動(dòng)器7的推進(jìn)效率比螺旋槳低，但在不追求船速的養(yǎng)殖作業(yè)情況下，采用明輪推動(dòng)器7不僅保證了船體17在水草密集區(qū)也能順利通行，對(duì)河蟹養(yǎng)殖的水藻能起一定的保護(hù)作用，同時(shí)起到了活水增氧不污染，降低河蟹發(fā)病率的作用。所述明輪推動(dòng)器包括明輪、無(wú)刷直流電機(jī)、電機(jī)控制器8、減速裝置，所述無(wú)刷直流電機(jī)由位于船首16的鋰電池14連接。
[0029]如圖2所示，所述自動(dòng)投餌裝置25包括料斗1、壓力傳感器2、八個(gè)漏斗3、餌料閥門(mén)5、閥門(mén)電機(jī)6、八個(gè)導(dǎo)料管21。所述多個(gè)漏斗3并排設(shè)置在料斗I的底部，每個(gè)漏斗3的兩側(cè)均裝有一壓力傳感器2，用于測(cè)量剩余餌料的重量。每個(gè)漏斗3的底部均設(shè)置有餌料閥門(mén)5，所述餌料閥門(mén)5的開(kāi)度由閥門(mén)電機(jī)6控制，達(dá)到控制投餌量的作用。若在規(guī)定區(qū)域內(nèi)餌料投放過(guò)多，則將餌料閥門(mén)5的開(kāi)度減小，反之，則讓餌料閥門(mén)5的開(kāi)度增大。在本實(shí)施例中，為了使流進(jìn)八個(gè)導(dǎo)料管21的餌料盡可能的均勻，在所述導(dǎo)料管21與漏斗3之間設(shè)置有振動(dòng)管道24、所述振動(dòng)管道24與振動(dòng)電機(jī)22相連，餌料從餌料閥門(mén)5出來(lái)后進(jìn)入餌料振動(dòng)管道24，能讓餌料更加均勻的進(jìn)入每一個(gè)導(dǎo)料管21。導(dǎo)料管21連接在振動(dòng)管道24的出餌口 23處，并傾斜延伸至船尾20的外部，導(dǎo)料管21的出口即投餌口 19位于船尾20的外偵U。導(dǎo)料管21由輕質(zhì)的光滑的鋁材制成，所述導(dǎo)料管21的寬度從出餌口 23到投餌口 19由窄變寬，八個(gè)所述投餌口 19的總寬度即投餌范圍為四米。
[0030]電氣控制盒9安置在鋰電池14上面，電氣控制盒9由金屬材料制成，能有效抑制外界電磁干擾。位于電氣控制盒9內(nèi)的電氣控制裝置包括嵌入式ARM處理器11和分別與嵌入式ARM處理器11連接的GPS導(dǎo)航模塊13、姿態(tài)模塊12、GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊10和超聲波測(cè)距傳感器15。所述嵌入式ARM處理器11還與所述壓力傳感器2、閥門(mén)電機(jī)6、電機(jī)控制器8連接，如圖3所示。壓力傳感器2將檢測(cè)到的料斗I內(nèi)的餌料量、閥門(mén)電機(jī)6的狀態(tài)發(fā)送到嵌入式ARM處理器11，嵌入式ARM處理器11根據(jù)剩余的行程及餌料量控制閥門(mén)電機(jī)6進(jìn)而調(diào)整餌料閥門(mén)5的開(kāi)度。超聲波測(cè)距傳感器15用于探測(cè)水面上的竹竿、移動(dòng)的船只等障礙物以及離池塘岸的距離信息，并將信息傳送到嵌入式ARM處理器11，起避障保護(hù)的作用。明輪推進(jìn)器7中電機(jī)的轉(zhuǎn)速，電流電壓信號(hào)以及船速，經(jīng)檢測(cè)之后送入嵌入式ARM處理器11處理。
[0031]嵌入式ARM處理器11選用mini2440，搭載WinCE操作系統(tǒng)，嵌入電子地圖，用作導(dǎo)航儀。通過(guò)衛(wèi)星定位系統(tǒng)傳輸?shù)紾PS導(dǎo)航模塊13，經(jīng)過(guò)接收解析，獲得GPS經(jīng)瑋度等信息，實(shí)現(xiàn)船運(yùn)動(dòng)的軌跡跟蹤。同時(shí)，通過(guò)GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊10，把所采集到的經(jīng)瑋度信息、投餌速率、餌料余量、各個(gè)電機(jī)的工作狀態(tài)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行監(jiān)控，再通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行投餌機(jī)器船的緊急控制。還可以在投餌機(jī)的正前方嵌入式ARM處理器11連接的攝像頭，將采集到的投餌情況以及周邊的障礙物情況等圖像信息通過(guò)嵌入式ARM處理器11、GPRS無(wú)線的遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊10傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
[0032]在嵌入式ARM處理器11的IXD軌跡規(guī)劃模塊26上進(jìn)行軌跡規(guī)劃，通過(guò)閉環(huán)反饋控制，實(shí)現(xiàn)船上各電機(jī)的反饋調(diào)速以及軌跡跟蹤。將這些信號(hào)通過(guò)GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊10傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行監(jiān)控。比如船在行駛過(guò)程中檢測(cè)到餌料已空，則發(fā)警報(bào)記錄當(dāng)前的經(jīng)瑋度信息后返航。
[0033]如圖4所示，自動(dòng)投餌機(jī)器船若要實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的均勻投餌，則需要對(duì)船的航行軌跡進(jìn)行優(yōu)化，考慮到船在轉(zhuǎn)彎處投餌狀況復(fù)雜，故采用了一種外環(huán)內(nèi)S型軌跡來(lái)規(guī)劃船行駛軌跡。其中，以A為起點(diǎn)，按照箭頭的方向，順時(shí)針繞著外環(huán)不到一圈，距起點(diǎn)A—定距離，此距離為投餌幅度范圍，按照箭頭方向進(jìn)入S型彎道，在B軌跡上行駛到距離彎道C 一定距離，將投餌裝置的餌料閥門(mén)5關(guān)閉，剛好能將閥門(mén)關(guān)閉后的那部分餌料在完全投喂出去之后才開(kāi)始轉(zhuǎn)彎進(jìn)入C軌跡，同樣，當(dāng)機(jī)器船將要駛離C進(jìn)入D軌跡前一定距離后打開(kāi)閥門(mén)，剛好能在一進(jìn)入D后就能開(kāi)始投餌。按照B⑶的軌跡循環(huán)，一直到軌跡E后，出S型彎進(jìn)入F軌跡，回到起點(diǎn)A。
[0034]所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于河蟹養(yǎng)殖的全自動(dòng)均勻投餌船，包括船體(17)、自動(dòng)投餌裝置(25)、電氣控制裝置，其特征在于: 所述自動(dòng)投餌裝置(25)置于船體(17)的船尾(20)部位，包括料斗(I)、壓力傳感器(2)、多個(gè)漏斗(3)、餌料閥門(mén)(5)、閥門(mén)電機(jī)(6)、多個(gè)導(dǎo)料管(21)，所述多個(gè)漏斗(3)并排設(shè)置在料斗(I)的底部，每個(gè)漏斗(3)的兩側(cè)均裝有壓力傳感器(2)，每個(gè)漏斗(3)的底部均設(shè)置有餌料閥門(mén)(5)、且與一導(dǎo)料管(21)相連通，所述餌料閥門(mén)(5)的開(kāi)度由閥門(mén)電機(jī)(6)控制，所述導(dǎo)料管(21)傾斜延伸至船尾(20)的外部； 所述電氣控制裝置包括嵌入式ARM處理器(11)和分別與嵌入式ARM處理器(11)連接的GPS導(dǎo)航模塊(13)、姿態(tài)模塊(12)、GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊(10)和超聲波測(cè)距傳感器(15)，所述嵌入式ARM處理器(11)還與所述壓力傳感器(2)、閥門(mén)電機(jī)(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投餌船，其特征在于，所述導(dǎo)料管(21)與之間漏斗(3)之間還設(shè)置有振動(dòng)管道(24)，所述振動(dòng)管道(24)與振動(dòng)電機(jī)(22)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投餌船，其特征在于，漏斗(3)、導(dǎo)料管(21)的數(shù)量均為八個(gè)，所述導(dǎo)料管(21)的寬度從出餌口(23)到投餌口(19)由窄變寬，八個(gè)所述投餌口(19)的總寬度為四米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投餌船，其特征在于，所述船體(17)采用明輪推進(jìn)器(7)作為動(dòng)力系統(tǒng)，所述明輪推進(jìn)器(7)安置在船體(17)中間的兩側(cè)，所述明輪推動(dòng)器包括明輪、無(wú)刷直流電機(jī)、電機(jī)控制器(8)、減速裝置，所述明輪與電機(jī)之間，所述無(wú)刷直流電機(jī)與位于船體(17)的船首(16)的鋰電池(14)電聯(lián)接，所述電機(jī)控制器⑶與嵌入式ARM處理器(11)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投餌船，其特征在于，所述投餌機(jī)的正前方頂端安裝攝像頭，所述攝像頭與嵌入式ARM處理器(11)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投餌船，其特征在于，所述船體(17)為玻璃鋼材質(zhì)。
【文檔編號(hào)】A01K67/033GK104430188SQ201410557606
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】趙德安, 劉會(huì)貴, 孫月平, 洪劍青, 張?jiān)? 趙宇艷 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)