一種用于河蟹養殖的全自動均勻投餌船的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種用于河蟹養殖的全自動均勻投餌船，包括船體、自動投餌裝置、電氣控制裝置，所述自動投餌裝置置于船體的船尾部位，包括料斗、壓力傳感器、多個漏斗、餌料閥門、閥門電機、多個導料管，多個漏斗并排設置在料斗的底部，每個漏斗的兩側均裝有壓力傳感器，每個漏斗的底部均設置有餌料閥門、且與一導料管相連通，餌料閥門的開度由閥門電機控制，導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導航模塊、姿態模塊、GPRS無線遠程監控模塊和超聲波測距傳感器，所述嵌入式ARM處理器還與壓力傳感器、閥門電機連接。本發明實現了投餌量的反饋控制，軌跡控制靈活。
【專利說明】一種用于河蟹養殖的全自動均勻投餌船
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種自動投餌船，特別是涉及一種用于河蟹養殖的全自動均勻投餌船。
【背景技術】
[0002]隨著農業機械化與自動化技術的發展以及人民生活水平的提高，市場對河蟹產品的需求不斷增加，河蟹的養殖技術與管理不斷更新，但由于河蟹養殖具有較強的地域限制，河蟹不能大面積移動，只能在自身附近區域覓食；同時，爭食與好斗是河蟹的天性，在密度大、餌料少時會相互殘殺；另外河蟹的過度密集容易造成水體中溶解氧的降低，從而導致河蟹因溶解氧低而逃竄。然而目前河蟹養殖采用三種方式:一是靠人工撐船投餌喂料。這種方式工作效率低，勞動強度大，很難提高河蟹養殖產量；二是靠投餌機投餌喂料。這種方式雖然通過人工操作定時定量投餌，節約勞動力，但該投餌機是一種定點撒料機，只能固定在某一地點投料，這種投餌機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象；三是通過船載投餌機喂食。適用于一些規模不大的養殖場，投喂時，人劃小船沿池塘邊環形，再通過安裝在船上的投餌機將餌料投向池塘，但這種方式比較麻煩和費力，而且投喂點易隨劃船運行變化而改變，影響投喂效果。自動化程度比較高的自動投餌船也因投餌裝置的不受控，一旦外界出現比較大的干擾，船舶很難達到勻速航行，如外界的風浪等因素可能導致船舶加速、船舶靠岸前應減速到一定速率再掉頭或者停止等情況，這就導致了船舶不可能一直保持勻速。而且傳統的投餌機拋灑出來的餌料分布形似一個扇形，船載的投餌機拋灑出來的餌料分布是一個個的斜扇面，船在行駛過程中，容易造成分布在池塘里的餌料區域的空白或者重疊。
[0003]綜上所述，現有的投餌方式很難達到均勻投餌。
[0004]在河蟹養殖這種特殊的養殖環境下，對投餌的均勻性依賴較強，餌料的分布不均勻很容易造成投餌量過多或不足，投放過多的餌料不僅會增加成本，還會導致水質的污染。因此，研宄一種用于河蟹養殖的全自動均勻投餌機器船具有很高的實用價值。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種用于河蟹養殖的撒料均勻可控的全自動自主導航明輪機器船。
[0006]本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。
[0007]一種用于河蟹養殖的全自動均勻投餌船，包括船體、自動投餌裝置、電氣控制裝置，其特征在于:
[0008]所述自動投餌裝置置于船體的船尾部位，包括料斗、壓力傳感器、多個漏斗、餌料閥門、閥門電機、多個導料管，所述多個漏斗并排設置在料斗的底部，每個漏斗的兩側均裝有壓力傳感器，每個漏斗的底部均設置有餌料閥門、且與一導料管相連通，所述餌料閥門的開度由閥門電機控制，所述導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導航模塊、姿態模塊、GPRS無線遠程監控模塊和超聲波測距傳感器，所述嵌入式ARM處理器還與所述壓力傳感器、閥門電機連接。
[0010]優選地，所述導料管與之間漏斗之間還設置有振動管道，所述振動管道與振動電機相連。
[0011]優選地，漏斗、導料管的數量均為八個，所述導料管的寬度從出餌口到投餌口由窄變寬，八個所述投餌口的總寬度為四米。
[0012]優選地，所述船體采用明輪推進器作為動力系統，所述明輪推進器安置在船體中間的兩側，所述明輪推動器包括明輪、無刷直流電機、電機控制器、減速裝置，所述明輪與電機之間，所述無刷直流電機與位于船體的船首的鋰電池電聯接，所述電機控制器與嵌入式ARM處理器連接。
[0013]優選地，所述投餌機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]優選地，所述船體為玻璃鋼材質。
[0015]與普通的投餌機相比，本發明所述的用于河蟹養殖的全自動均勻投餌船，具有以下優點:
[0016]1.利用重力慣性作用，將普通投餌機上的振動電機以及拋灑電機改造成振動管道以及閥門電機，使得投餌量可控，料斗內安裝的壓力傳感器，實現了投餌量的反饋控制，而且，餌料的剩余量經過一定算法，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池塘。或者規定航速，當餌料的剩余量低于一定值時，記下當前的位置，返航裝料后，回到之前位置繼續投餌。
[0017]2.采用明輪推動器，綠色環保無污染，實現了軌跡控制靈活。
[0018]3.導料管的總寬度以及導料管的管數決定餌料分布以及船航行軌跡的精度。
[0019]4.能夠嵌入式ARM處理器通過預設航行軌跡為外環內S型，針對船轉彎投餌特性，在外環行駛時船圍繞著池塘一圈投餌完后，進入S型彎投餌機可以不工作，不僅能實現均勻投餌，而且避免了轉彎帶來的復雜控制算法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明所述全自動均勻投餌船一實施例的結構圖。
[0021]圖2是本發明所述全自動均勻投餌船的側視圖。
[0022]圖3是所述電氣控制結構圖。
[0023]圖4是所述全自動均勻投餌船的航行軌跡示意圖。
[0024]
[0025]附圖標記說明如下:
[0026]1-料斗，2-壓力傳感器，3-漏斗，5-餌料閥門，6-閥門電機，7_明輪推進器，8_電機控制器，9-電氣控制盒，10-GPRS無線遠程監控模塊，11-嵌入式ARM處理器，12-姿態模±夬，13-GPS導航模塊，14-鋰電池，15-超聲波測距傳感器，16-船首，17-船體，18-固定臺，19-投餌口，20-船尾，21-導料管，22-振動電機，23-出餌口，24-振動管道，25-自動投餌裝置。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。
[0028]如圖1、圖2所示，本發明所述的用于河蟹養殖的全自動均勻投餌船，包括船體17、自動投餌裝置25、電氣控制裝置。所述船體17為玻璃鋼材質，所述自動投餌裝置25固定在位于船體17的船尾20部位的固定臺18上。電氣控制裝置置于電氣控制盒9內，位于船體17的中部。船體17中部的兩側安置明輪推進器7作為船體17的動力推動系統；船首16配置為整船提供動力的鋰電池14 ;以利于整個機器船的平穩性。雖然，明輪推動器7的推進效率比螺旋槳低，但在不追求船速的養殖作業情況下，采用明輪推動器7不僅保證了船體17在水草密集區也能順利通行，對河蟹養殖的水藻能起一定的保護作用，同時起到了活水增氧不污染，降低河蟹發病率的作用。所述明輪推動器包括明輪、無刷直流電機、電機控制器8、減速裝置，所述無刷直流電機由位于船首16的鋰電池14連接。
[0029]如圖2所示，所述自動投餌裝置25包括料斗1、壓力傳感器2、八個漏斗3、餌料閥門5、閥門電機6、八個導料管21。所述多個漏斗3并排設置在料斗I的底部，每個漏斗3的兩側均裝有一壓力傳感器2，用于測量剩余餌料的重量。每個漏斗3的底部均設置有餌料閥門5，所述餌料閥門5的開度由閥門電機6控制，達到控制投餌量的作用。若在規定區域內餌料投放過多，則將餌料閥門5的開度減小，反之，則讓餌料閥門5的開度增大。在本實施例中，為了使流進八個導料管21的餌料盡可能的均勻，在所述導料管21與漏斗3之間設置有振動管道24、所述振動管道24與振動電機22相連，餌料從餌料閥門5出來后進入餌料振動管道24，能讓餌料更加均勻的進入每一個導料管21。導料管21連接在振動管道24的出餌口 23處，并傾斜延伸至船尾20的外部，導料管21的出口即投餌口 19位于船尾20的外偵U。導料管21由輕質的光滑的鋁材制成，所述導料管21的寬度從出餌口 23到投餌口 19由窄變寬，八個所述投餌口 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導航模塊13、姿態模塊12、GPRS無線遠程監控模塊10和超聲波測距傳感器15。所述嵌入式ARM處理器11還與所述壓力傳感器2、閥門電機6、電機控制器8連接，如圖3所示。壓力傳感器2將檢測到的料斗I內的餌料量、閥門電機6的狀態發送到嵌入式ARM處理器11，嵌入式ARM處理器11根據剩余的行程及餌料量控制閥門電機6進而調整餌料閥門5的開度。超聲波測距傳感器15用于探測水面上的竹竿、移動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，起避障保護的作用。明輪推進器7中電機的轉速，電流電壓信號以及船速，經檢測之后送入嵌入式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，嵌入電子地圖，用作導航儀。通過衛星定位系統傳輸到GPS導航模塊13，經過接收解析，獲得GPS經瑋度等信息，實現船運動的軌跡跟蹤。同時，通過GPRS無線遠程監控模塊10，把所采集到的經瑋度信息、投餌速率、餌料余量、各個電機的工作狀態傳輸到上位機進行監控，再通過上位機進行投餌機器船的緊急控制。還可以在投餌機的正前方嵌入式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嵌入式ARM處理器11、GPRS無線的遠程監控模塊10傳輸到上位機。
[0032]在嵌入式ARM處理器11的IXD軌跡規劃模塊26上進行軌跡規劃，通過閉環反饋控制，實現船上各電機的反饋調速以及軌跡跟蹤。將這些信號通過GPRS無線遠程監控模塊10傳輸到上位機進行監控。比如船在行駛過程中檢測到餌料已空，則發警報記錄當前的經瑋度信息后返航。
[0033]如圖4所示，自動投餌機器船若要實現進一步的均勻投餌，則需要對船的航行軌跡進行優化，考慮到船在轉彎處投餌狀況復雜，故采用了一種外環內S型軌跡來規劃船行駛軌跡。其中，以A為起點，按照箭頭的方向，順時針繞著外環不到一圈，距起點A—定距離，此距離為投餌幅度范圍，按照箭頭方向進入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5關閉，剛好能將閥門關閉后的那部分餌料在完全投喂出去之后才開始轉彎進入C軌跡，同樣，當機器船將要駛離C進入D軌跡前一定距離后打開閥門，剛好能在一進入D后就能開始投餌。按照B⑶的軌跡循環，一直到軌跡E后，出S型彎進入F軌跡，回到起點A。
[0034]所述實施例為本發明的優選的實施方式，但本發明并不限于上述實施方式，在不背離本發明的實質內容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用于河蟹養殖的全自動均勻投餌船，包括船體(17)、自動投餌裝置(25)、電氣控制裝置，其特征在于: 所述自動投餌裝置(25)置于船體(17)的船尾(20)部位，包括料斗(I)、壓力傳感器(2)、多個漏斗(3)、餌料閥門(5)、閥門電機(6)、多個導料管(21)，所述多個漏斗(3)并排設置在料斗(I)的底部，每個漏斗(3)的兩側均裝有壓力傳感器(2)，每個漏斗(3)的底部均設置有餌料閥門(5)、且與一導料管(21)相連通，所述餌料閥門(5)的開度由閥門電機(6)控制，所述導料管(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導航模塊(13)、姿態模塊(12)、GPRS無線遠程監控模塊(10)和超聲波測距傳感器(15)，所述嵌入式ARM處理器(11)還與所述壓力傳感器(2)、閥門電機(6)連接。
2.根據權利要求1所述的投餌船，其特征在于，所述導料管(21)與之間漏斗(3)之間還設置有振動管道(24)，所述振動管道(24)與振動電機(22)相連。
3.根據權利要求1所述的投餌船，其特征在于，漏斗(3)、導料管(21)的數量均為八個，所述導料管(21)的寬度從出餌口(23)到投餌口(19)由窄變寬，八個所述投餌口(19)的總寬度為四米。
4.根據權利要求1所述的投餌船，其特征在于，所述船體(17)采用明輪推進器(7)作為動力系統，所述明輪推進器(7)安置在船體(17)中間的兩側，所述明輪推動器包括明輪、無刷直流電機、電機控制器(8)、減速裝置，所述明輪與電機之間，所述無刷直流電機與位于船體(17)的船首(16)的鋰電池(14)電聯接，所述電機控制器⑶與嵌入式ARM處理器(11)連接。
5.根據權利要求1所述的投餌船，其特征在于，所述投餌機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.根據權利要求1所述的投餌船，其特征在于，所述船體(17)為玻璃鋼材質。
【文檔編號】A01K67/033GK104430188SQ201410557606
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】趙德安, 劉會貴, 孫月平, 洪劍青, 張云, 趙宇艷 申請人:江蘇大學