一种用于河蟹养殖的全自动均匀投饵船的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于河蟹养殖的全自动均匀投饵船，包括船体、自动投饵装置、电气控制装置，所述自动投饵装置置于船体的船尾部位，包括料斗、压力传感器、多个漏斗、饵料阀门、阀门电机、多个导料管，多个漏斗并排设置在料斗的底部，每个漏斗的两侧均装有压力传感器，每个漏斗的底部均设置有饵料阀门、且与一导料管相连通，饵料阀门的开度由阀门电机控制，导料管倾斜延伸至船尾的外部；电气控制装置包括嵌入式ARM处理器和分别与嵌入式ARM处理器连接的GPS导航模块、姿态模块、GPRS无线远程监控模块和超声波测距传感器，所述嵌入式ARM处理器还与压力传感器、阀门电机连接。本发明实现了投饵量的反馈控制，轨迹控制灵活。
【专利说明】一种用于河蟹养殖的全自动均匀投饵船
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自动投饵船，特别是涉及一种用于河蟹养殖的全自动均匀投饵船。
【背景技术】
[0002]随着农业机械化与自动化技术的发展以及人民生活水平的提高，市场对河蟹产品的需求不断增加，河蟹的养殖技术与管理不断更新，但由于河蟹养殖具有较强的地域限制，河蟹不能大面积移动，只能在自身附近区域觅食；同时，争食与好斗是河蟹的天性，在密度大、饵料少时会相互残杀；另外河蟹的过度密集容易造成水体中溶解氧的降低，从而导致河蟹因溶解氧低而逃窜。然而目前河蟹养殖采用三种方式:一是靠人工撑船投饵喂料。这种方式工作效率低，劳动强度大，很难提高河蟹养殖产量；二是靠投饵机投饵喂料。这种方式虽然通过人工操作定时定量投饵，节约劳动力，但该投饵机是一种定点撒料机，只能固定在某一地点投料，这种投饵机仅适用于圆形等小面积的蟹塘，而且也存在饵料的分布不均匀的现象；三是通过船载投饵机喂食。适用于一些规模不大的养殖场，投喂时，人划小船沿池塘边环形，再通过安装在船上的投饵机将饵料投向池塘，但这种方式比较麻烦和费力，而且投喂点易随划船运行变化而改变，影响投喂效果。自动化程度比较高的自动投饵船也因投饵装置的不受控，一旦外界出现比较大的干扰，船舶很难达到匀速航行，如外界的风浪等因素可能导致船舶加速、船舶靠岸前应减速到一定速率再掉头或者停止等情况，这就导致了船舶不可能一直保持匀速。而且传统的投饵机抛洒出来的饵料分布形似一个扇形，船载的投饵机抛洒出来的饵料分布是一个个的斜扇面，船在行驶过程中，容易造成分布在池塘里的饵料区域的空白或者重叠。
[0003]综上所述，现有的投饵方式很难达到均匀投饵。
[0004]在河蟹养殖这种特殊的养殖环境下，对投饵的均匀性依赖较强，饵料的分布不均匀很容易造成投饵量过多或不足，投放过多的饵料不仅会增加成本，还会导致水质的污染。因此，研宄一种用于河蟹养殖的全自动均匀投饵机器船具有很高的实用价值。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种用于河蟹养殖的撒料均匀可控的全自动自主导航明轮机器船。
[0006]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0007]一种用于河蟹养殖的全自动均匀投饵船，包括船体、自动投饵装置、电气控制装置，其特征在于:
[0008]所述自动投饵装置置于船体的船尾部位，包括料斗、压力传感器、多个漏斗、饵料阀门、阀门电机、多个导料管，所述多个漏斗并排设置在料斗的底部，每个漏斗的两侧均装有压力传感器，每个漏斗的底部均设置有饵料阀门、且与一导料管相连通，所述饵料阀门的开度由阀门电机控制，所述导料管倾斜延伸至船尾的外部；
[0009]所述电气控制装置包括嵌入式ARM处理器和分别与嵌入式ARM处理器连接的GPS导航模块、姿态模块、GPRS无线远程监控模块和超声波测距传感器，所述嵌入式ARM处理器还与所述压力传感器、阀门电机连接。
[0010]优选地，所述导料管与之间漏斗之间还设置有振动管道，所述振动管道与振动电机相连。
[0011]优选地，漏斗、导料管的数量均为八个，所述导料管的宽度从出饵口到投饵口由窄变宽，八个所述投饵口的总宽度为四米。
[0012]优选地，所述船体采用明轮推进器作为动力系统，所述明轮推进器安置在船体中间的两侧，所述明轮推动器包括明轮、无刷直流电机、电机控制器、减速装置，所述明轮与电机之间，所述无刷直流电机与位于船体的船首的锂电池电联接，所述电机控制器与嵌入式ARM处理器连接。
[0013]优选地，所述投饵机的正前方顶端安装摄像头，所述摄像头与嵌入式ARM处理器连接。
[0014]优选地，所述船体为玻璃钢材质。
[0015]与普通的投饵机相比，本发明所述的用于河蟹养殖的全自动均匀投饵船，具有以下优点:
[0016]1.利用重力惯性作用，将普通投饵机上的振动电机以及抛洒电机改造成振动管道以及阀门电机，使得投饵量可控，料斗内安装的压力传感器，实现了投饵量的反馈控制，而且，饵料的剩余量经过一定算法，能确定船要以多大的速度行驶，才能将饵料均匀分布在整个池塘。或者规定航速，当饵料的剩余量低于一定值时，记下当前的位置，返航装料后，回到之前位置继续投饵。
[0017]2.采用明轮推动器，绿色环保无污染，实现了轨迹控制灵活。
[0018]3.导料管的总宽度以及导料管的管数决定饵料分布以及船航行轨迹的精度。
[0019]4.能够嵌入式ARM处理器通过预设航行轨迹为外环内S型，针对船转弯投饵特性，在外环行驶时船围绕着池塘一圈投饵完后，进入S型弯投饵机可以不工作，不仅能实现均匀投饵，而且避免了转弯带来的复杂控制算法。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明所述全自动均匀投饵船一实施例的结构图。
[0021]图2是本发明所述全自动均匀投饵船的侧视图。
[0022]图3是所述电气控制结构图。
[0023]图4是所述全自动均匀投饵船的航行轨迹示意图。
[0024]
[0025]附图标记说明如下:
[0026]1-料斗，2-压力传感器，3-漏斗，5-饵料阀门，6-阀门电机，7_明轮推进器，8_电机控制器，9-电气控制盒，10-GPRS无线远程监控模块，11-嵌入式ARM处理器，12-姿态模±夬，13-GPS导航模块，14-锂电池，15-超声波测距传感器，16-船首，17-船体，18-固定台，19-投饵口，20-船尾，21-导料管，22-振动电机，23-出饵口，24-振动管道，25-自动投饵装置。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0028]如图1、图2所示，本发明所述的用于河蟹养殖的全自动均匀投饵船，包括船体17、自动投饵装置25、电气控制装置。所述船体17为玻璃钢材质，所述自动投饵装置25固定在位于船体17的船尾20部位的固定台18上。电气控制装置置于电气控制盒9内，位于船体17的中部。船体17中部的两侧安置明轮推进器7作为船体17的动力推动系统；船首16配置为整船提供动力的锂电池14 ;以利于整个机器船的平稳性。虽然，明轮推动器7的推进效率比螺旋桨低，但在不追求船速的养殖作业情况下，采用明轮推动器7不仅保证了船体17在水草密集区也能顺利通行，对河蟹养殖的水藻能起一定的保护作用，同时起到了活水增氧不污染，降低河蟹发病率的作用。所述明轮推动器包括明轮、无刷直流电机、电机控制器8、减速装置，所述无刷直流电机由位于船首16的锂电池14连接。
[0029]如图2所示，所述自动投饵装置25包括料斗1、压力传感器2、八个漏斗3、饵料阀门5、阀门电机6、八个导料管21。所述多个漏斗3并排设置在料斗I的底部，每个漏斗3的两侧均装有一压力传感器2，用于测量剩余饵料的重量。每个漏斗3的底部均设置有饵料阀门5，所述饵料阀门5的开度由阀门电机6控制，达到控制投饵量的作用。若在规定区域内饵料投放过多，则将饵料阀门5的开度减小，反之，则让饵料阀门5的开度增大。在本实施例中，为了使流进八个导料管21的饵料尽可能的均匀，在所述导料管21与漏斗3之间设置有振动管道24、所述振动管道24与振动电机22相连，饵料从饵料阀门5出来后进入饵料振动管道24，能让饵料更加均匀的进入每一个导料管21。导料管21连接在振动管道24的出饵口 23处，并倾斜延伸至船尾20的外部，导料管21的出口即投饵口 19位于船尾20的外侦U。导料管21由轻质的光滑的铝材制成，所述导料管21的宽度从出饵口 23到投饵口 19由窄变宽，八个所述投饵口 19的总宽度即投饵范围为四米。
[0030]电气控制盒9安置在锂电池14上面，电气控制盒9由金属材料制成，能有效抑制外界电磁干扰。位于电气控制盒9内的电气控制装置包括嵌入式ARM处理器11和分别与嵌入式ARM处理器11连接的GPS导航模块13、姿态模块12、GPRS无线远程监控模块10和超声波测距传感器15。所述嵌入式ARM处理器11还与所述压力传感器2、阀门电机6、电机控制器8连接，如图3所示。压力传感器2将检测到的料斗I内的饵料量、阀门电机6的状态发送到嵌入式ARM处理器11，嵌入式ARM处理器11根据剩余的行程及饵料量控制阀门电机6进而调整饵料阀门5的开度。超声波测距传感器15用于探测水面上的竹竿、移动的船只等障碍物以及离池塘岸的距离信息，并将信息传送到嵌入式ARM处理器11，起避障保护的作用。明轮推进器7中电机的转速，电流电压信号以及船速，经检测之后送入嵌入式ARM处理器11处理。
[0031]嵌入式ARM处理器11选用mini2440，搭载WinCE操作系统，嵌入电子地图，用作导航仪。通过卫星定位系统传输到GPS导航模块13，经过接收解析，获得GPS经玮度等信息，实现船运动的轨迹跟踪。同时，通过GPRS无线远程监控模块10，把所采集到的经玮度信息、投饵速率、饵料余量、各个电机的工作状态传输到上位机进行监控，再通过上位机进行投饵机器船的紧急控制。还可以在投饵机的正前方嵌入式ARM处理器11连接的摄像头，将采集到的投饵情况以及周边的障碍物情况等图像信息通过嵌入式ARM处理器11、GPRS无线的远程监控模块10传输到上位机。
[0032]在嵌入式ARM处理器11的IXD轨迹规划模块26上进行轨迹规划，通过闭环反馈控制，实现船上各电机的反馈调速以及轨迹跟踪。将这些信号通过GPRS无线远程监控模块10传输到上位机进行监控。比如船在行驶过程中检测到饵料已空，则发警报记录当前的经玮度信息后返航。
[0033]如图4所示，自动投饵机器船若要实现进一步的均匀投饵，则需要对船的航行轨迹进行优化，考虑到船在转弯处投饵状况复杂，故采用了一种外环内S型轨迹来规划船行驶轨迹。其中，以A为起点，按照箭头的方向，顺时针绕着外环不到一圈，距起点A—定距离，此距离为投饵幅度范围，按照箭头方向进入S型弯道，在B轨迹上行驶到距离弯道C 一定距离，将投饵装置的饵料阀门5关闭，刚好能将阀门关闭后的那部分饵料在完全投喂出去之后才开始转弯进入C轨迹，同样，当机器船将要驶离C进入D轨迹前一定距离后打开阀门，刚好能在一进入D后就能开始投饵。按照B⑶的轨迹循环，一直到轨迹E后，出S型弯进入F轨迹，回到起点A。
[0034]所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于河蟹养殖的全自动均匀投饵船，包括船体(17)、自动投饵装置(25)、电气控制装置，其特征在于: 所述自动投饵装置(25)置于船体(17)的船尾(20)部位，包括料斗(I)、压力传感器(2)、多个漏斗(3)、饵料阀门(5)、阀门电机(6)、多个导料管(21)，所述多个漏斗(3)并排设置在料斗(I)的底部，每个漏斗(3)的两侧均装有压力传感器(2)，每个漏斗(3)的底部均设置有饵料阀门(5)、且与一导料管(21)相连通，所述饵料阀门(5)的开度由阀门电机(6)控制，所述导料管(21)倾斜延伸至船尾(20)的外部； 所述电气控制装置包括嵌入式ARM处理器(11)和分别与嵌入式ARM处理器(11)连接的GPS导航模块(13)、姿态模块(12)、GPRS无线远程监控模块(10)和超声波测距传感器(15)，所述嵌入式ARM处理器(11)还与所述压力传感器(2)、阀门电机(6)连接。
2.根据权利要求1所述的投饵船，其特征在于，所述导料管(21)与之间漏斗(3)之间还设置有振动管道(24)，所述振动管道(24)与振动电机(22)相连。
3.根据权利要求1所述的投饵船，其特征在于，漏斗(3)、导料管(21)的数量均为八个，所述导料管(21)的宽度从出饵口(23)到投饵口(19)由窄变宽，八个所述投饵口(19)的总宽度为四米。
4.根据权利要求1所述的投饵船，其特征在于，所述船体(17)采用明轮推进器(7)作为动力系统，所述明轮推进器(7)安置在船体(17)中间的两侧，所述明轮推动器包括明轮、无刷直流电机、电机控制器(8)、减速装置，所述明轮与电机之间，所述无刷直流电机与位于船体(17)的船首(16)的锂电池(14)电联接，所述电机控制器⑶与嵌入式ARM处理器(11)连接。
5.根据权利要求1所述的投饵船，其特征在于，所述投饵机的正前方顶端安装摄像头，所述摄像头与嵌入式ARM处理器(11)连接。
6.根据权利要求1所述的投饵船，其特征在于，所述船体(17)为玻璃钢材质。
【文档编号】A01K67/033GK104430188SQ201410557606
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】赵德安, 刘会贵, 孙月平, 洪剑青, 张云, 赵宇艳 申请人:江苏大学