一种自主导航河蟹养殖投饵装置的均匀投饵方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自主导航河蟹养殖投饵装置及均匀投饵方法，在明轮动力投饵船体上安装有气动风送投饵装置和电气控制装置，所述气动风送投饵装置主要包括自动投饵机、风机和气体分流器，所述电气控制装置主要包括ARM9控制板以及与ARM9控制板相连接的上位机通讯装置、GPS/INS组合导航装置和明轮驱动器；所述的均匀投饵方法主要包含以下步骤：步骤1，建立蟹塘矩形工作区域坐标系；步骤2，确定内螺旋均匀投饵的圈数；步骤3，计算内螺旋均匀投饵目标点，生成目标投饵路径；步骤4，根据目标投饵密度及当前船速计算投饵机各通道流量，进行内螺旋均匀投饵。本发明专利技术可实现投饵作业的精确控制，能显著提高河蟹的养殖效益，促进河蟹养殖业的发展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水产养殖自动投饲领域，特别是河蟹养殖的自动投饲。
技术介绍
河蟹是我国重要的淡水蟹类，其肉质鲜美、营养丰富，深得广大消费者的青睐。近年来，随着市场需求的不断增加，河蟹的养殖规模也日益扩大，给渔民们带来了良好的经济效益。在河蟹的养殖过程中，喂料投饵是一项十分重要的工作，然而，由于河蟹爬行缓慢且活动范围有限，只能在自身附近的区域内觅食。饵料的投放不均会导致局部饵料过多或者过少，饵料过多时不仅会造成饵料的浪费，还会造成河蟹的过度集中，导致局部溶解氧的过度消耗，从而引起水质环境的恶化；饵料过少时又会降低河蟹的摄食量并引起河蟹的打斗，最终造成河蟹的伤亡，降低河蟹的品质和产量。目前，河蟹养殖过程中主要采用三种投饵方式：一是通过人工撑船投料，这种方式完全依靠经验，费时费力，效率低下；二是通过投饵机定点投喂，这种方式虽然可以做到定时定量投喂，但是只能固定在某一地点，缺乏灵活性，无法覆盖整个池塘；三是通过船载投饵机投喂，这种投喂方式虽然可以在一定程度上节省人力并且增大投喂面积，但是每次的投喂路线和投喂量都具有很大的随机性。同时，市面上的投饵机大多使用振动电机作为下料装置，使用一个或多个抛盘作为抛洒装置，饵料的分布区域为一个不均匀的扇面，无法保证饵料均匀地落在池塘内。随着农业电气化、自动化技术的发展，出现了一些自动或半自动的投饵设备，如申请号为201510614663.7的专利“移动式自动投饵机及投料方法”可以沿着池塘边缘进行移动式自动投饵，在一定程度上解决了定点式投饵机覆盖面积小的问题。但是这种方法需要在池塘边缘铺设环形滑道，成本较高，并且无法方便地将设备移植到其它池塘，同时，当池塘面积较大时，该投饵机无法覆盖到池塘的中心区域，浪费了池塘的养殖空间；申请号为02229989.0的专利“遥控自动投饵船”可使用遥控器进行远程操作，但是其路线完全依靠人工经验，且其载料量较小，无法完成大面积的池塘投饵作业。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种自主导航河蟹养殖投饵装置及均匀投饵方法。本专利技术采用如下技术方案：一种自主导航河蟹养殖投饵装置，包括明轮动力投饵船体、气动风送投饵装置和电气控制装置；所述气动风送投饵装置和所述电气控制装置均设置在所述船体上；所述电气控制装置与所述气动风送投饵装置相连；所述气动风送投饵装置包括自动投饵机、风机和气体分流器；所述风机通过输气干管与所述气体分流器相连，所述气体分流器通过若干个输气支管与自动投饵机相连；所述自动投饵机包括饵料箱；所述饵料箱的内部底端设置有若干个喂料漏斗；每个喂料漏斗下端均安装有饵料开度阀门；所述饵料开度阀门与三通接头的一端相连，所述三通接头的另外两端分别连接导料管和输气支管；所述导料管连接出料管；所述输气支管连接所述气体分流器；所述饵料开度阀门的开度由阀门电机控制器控制，用于调节出料管流出饵料的流量；所述电气控制装置包括ARM9控制板、上位机通讯装置、GPS/INS组合导航装置、明轮驱动器；所述上位机通讯装置、GPS/INS组合导航装置、明轮驱动器均与所述ARM9控制板相连；所述上位机通讯装置用于ARM9控制板和上位机之间进行通讯；所述GPS/INS组合导航装置用于获取船体的位置信息；所述ARM9控制板根据船体的位置信息，通过控制与明轮推进器的电机相连的明轮驱动器实行控制船体的航行轨迹；所述ARM9控制板还与所述气体分流器和阀门电机控制器相连，用于控制输气支管的气体流量和出料管流出的饵料流量。进一步地，所述气动风送投饵装置安装在明轮动力投饵船体的尾部；所述电气控制装置安装在明轮动力投饵船体的头部；所述电气控制装置的底部设有蓄电池，为整个投饵装置提供动力。进一步地，所述气动风送投饵装置通过底座支架固定安装在明轮动力投饵船体的尾部；所述电气控制装置通过设备安装板安装在所述明轮动力投饵船体的头部；所述出料管通过金属支架固定在所述底座支架上。进一步地，所述若干个喂料漏斗均匀并列设置，且与船体纵轴平行；所述出料管的通道半径沿出料方向由小变大；所述出料管间隔为0.5m等距离分布。进一步地，所述饵料箱的外部底端安装有压力传感器，用于测量剩余饵料的重量；所述压力传感器与所述ARM9控制板相连，所述ARM9控制板在剩余饵料不足时，控制蜂鸣器进行报警。本专利技术还提出了一种河蟹养殖的均匀投饵方法，包括如下步骤：S1，建立蟹塘矩形工作区域坐标系；S2，确定内螺旋均匀投饵的圈数；S3，计算内螺旋均匀投饵的目标点，生成目标投饵路径；S4，根据目标投饵密度及当前船速计算自动投饵机各通道流量，进行内螺旋均匀投饵。进一步地，所述步骤S1的具体过程包括如下：步骤S1001，利用GPS/INS组合导航装置测量并记录能够反映蟹塘矩形工作区域的4个顶点在经纬度坐标系下的坐标；步骤S1002，将四个顶点按照逆时针顺序分别标记为M1(xm1,ym1)、M2(xm2,ym2)、M3(xm3,ym3)和M4(xm4,ym4)，并保证M1M2为短边；步骤S1003，分别计算边M1M2的长度Lm1m2、M1M4的长度Lm1m4。进一步地，所述步骤S2中确定内螺旋均匀投饵的圈数q为：q=int(Lm1m22×l1),]]>其中，l1为气动风送式投饵船的投饵总宽度。进一步地，所述步骤S3的具体过程包括如下：步骤S3101，对变量k赋初始值，令k＝1；步骤S3102，取第一个目标点T1的坐标为：xt1=xm1+l1Lm1m4×(xm4-xm1)+l12×Lm1m2×(xm2-xm1)yt1=ym1+l1Lm1m4×(ym4-ym1)+l12×Lm1m2×(ym2-ym1)]]>步骤S3103，令k＝k+1，判断是否k≤8×q，若是，跳转到步骤S3104，若否跳转到步骤S3113；步骤S3104，判断k-1余8的结果是否为0？若是，跳转到步骤S3105；若否，跳转到步骤S3106；步骤S3105，取目标点Tk的坐标为：xtk=xtk-1+3×l12×Lm1m4×(xm4-xm1)+l12×Lm1m2×(xm2-xm1)ytk=ytk-1+3×l12×Lm1m4×(ym4-ym1)+l12×Lm1m2×(ym2-ym1)]]>跳转到步骤S3103；步骤S3106，判断k余2的结果是否为0？若是，跳转到步骤S3107；若否，跳转到步骤S3108；步骤S3107，判断余2的结果是否为0？若是，跳转到步骤S3109；若否跳转到步骤S3110；步骤S3108，判断k+1余8的结果是否为0？若是，跳转到步骤S3111；若否，跳转到步骤S3112；步骤S3109，取目标点Tk的坐标为：xtk=xtk-1+(-1)α1×(Lm1m2-β1×l1)Lm1m2×(xm2-xm1)ytk=ytk-1+(-1)α1×(Lm1m2-β1×l1)Lm1m2×(ym2-ym1)]]>其中，跳转到步骤S3103；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自主导航河蟹养殖投饵装置，其特征在于，包括明轮动力投饵船体(1)、气动风送投饵装置(2)和电气控制装置(4)；所述气动风送投饵装置(2)和所述电气控制装置(4)均设置在所述船体上；所述电气控制装置(4)与所述气动风送投饵装置(2)相连；所述气动风送投饵装置(2)包括自动投饵机(3)、风机(5)和气体分流器(6)；所述风机(5)通过输气干管(12)与所述气体分流器(6)相连，所述气体分流器(6)通过若干个输气支管(17)与自动投饵机(3)相连；所述自动投饵机(3)包括饵料箱(25)；所述饵料箱(25)的内部底端设置有若干个喂料漏斗(13)；每个喂料漏斗(13)下端均安装有饵料开度阀门(14)；所述饵料开度阀门与三通接头(16)的一端相连，所述三通接头(16)的另外两端分别连接导料管(10)和输气支管(17)；所述导料管(10)连接出料管(11)；所述输气支管(17)连接所述气体分流器(6)；所述饵料开度阀门(14)的开度由阀门电机控制器(15)控制，用于调节出料管(11)流出饵料的流量；所述电气控制装置包括ARM9控制板(18)、上位机通讯装置(19)、GPS/INS组合导航装置(20)、明轮驱动器(21)；所述上位机通讯装置(19)、GPS/INS组合导航装置(20)、明轮驱动器(21)均与所述ARM9控制板(18)相连；所述上位机通讯装置(19)用于和上位机进行交互；所述GPS/INS组合导航装置(20)用于获取船体的位置信息；所述ARM9控制板(18)根据船体的位置信息，通过控制明轮驱动器(21)实行控制船体的航行轨迹；所述ARM9控制板(18)还与所述气体分流器(6)和阀门电机控制器(15)相连，用于控制输气支管(17)的气体流量和出料管(11)流出的饵料流量。...

【技术特征摘要】
1.一种自主导航河蟹养殖投饵装置，其特征在于，包括明轮动力投饵船体(1)、气动风送投饵装置(2)和电气控制装置(4)；所述气动风送投饵装置(2)和所述电气控制装置(4)均设置在所述船体上；所述电气控制装置(4)与所述气动风送投饵装置(2)相连；所述气动风送投饵装置(2)包括自动投饵机(3)、风机(5)和气体分流器(6)；所述风机(5)通过输气干管(12)与所述气体分流器(6)相连，所述气体分流器(6)通过若干个输气支管(17)与自动投饵机(3)相连；所述自动投饵机(3)包括饵料箱(25)；所述饵料箱(25)的内部底端设置有若干个喂料漏斗(13)；每个喂料漏斗(13)下端均安装有饵料开度阀门(14)；所述饵料开度阀门与三通接头(16)的一端相连，所述三通接头(16)的另外两端分别连接导料管(10)和输气支管(17)；所述导料管(10)连接出料管(11)；所述输气支管(17)连接所述气体分流器(6)；所述饵料开度阀门(14)的开度由阀门电机控制器(15)控制，用于调节出料管(11)流出饵料的流量；所述电气控制装置包括ARM9控制板(18)、上位机通讯装置(19)、GPS/INS组合导航装置(20)、明轮驱动器(21)；所述上位机通讯装置(19)、GPS/INS组合导航装置(20)、明轮驱动器(21)均与所述ARM9控制板(18)相连；所述上位机通讯装置(19)用于和上位机进行交互；所述GPS/INS组合导航装置(20)用于获取船体的位置信息；所述ARM9控制板(18)根据船体的位置信息，通过控制明轮驱动器(21)实行控制船体的航行轨迹；所述ARM9控制板(18)还与所述气体分流器(6)和阀门电机控制器(15)相连，用于控制输气支管(17)的气体流量和出料管(11)流出的饵料流量。2.根据权利要求1所述的自主导航河蟹养殖投饵装置，其特征在于，所述气动风送投饵装置(2)安装在明轮动力投饵船体(1)的尾部；所述电气控制装置(4)安装在明轮动力投饵船体(1)的头部；所述电气控制装置(4)的底部设有蓄电池(23)，为整个投饵装置提供动力。3.根据权利要求2所述的自主导航河蟹养殖投饵装置，其特征在于，所述气动风送投饵装置(2)通过底座支架(8)固定安装在明轮动力投饵船体(1)的尾部；所述电气控制装置(4)通过设备安装板(22)安装在所述明轮动力投饵船体(1)的头部；所述出料管(11)通过金属支架(24)固定在所述底座支架(8)上。4.根据权利要求1所述的自主导航河蟹养殖投饵装置，其特征在于，所述若干个喂料漏斗(13)均匀并列设置，且与船体纵轴平行；所述出料管(11)的通道半径沿出料方向由小变大；所述出料管(11)间隔为0.5m等距离分布。5.根据权利要求1所述的自主导航河蟹养殖投饵装置，其特征在于，所述饵料箱(25)的外部底端安装有压力传感器(9)，用于测量剩余饵料的重量；所述压力传感器(9)与所述ARM9控制板(18)相连，所述ARM9控制板(18)在剩余饵料不足时，控制蜂鸣器进行报警。6.一种河蟹养殖的均匀投饵方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，建立蟹塘矩形工作区域坐标系；S2，确定内螺旋均匀投饵的圈数；S3，计算内螺旋均匀投饵的目标点，生成目标投饵路径；S4，根据目标投饵密度及当前明轮动力投饵船体的速度计算自动投饵机各通道流量，进行内螺旋均匀投饵。7.根据权利要求6所述的均匀投饵方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程包括如下：步骤S1001，利用GPS/INS组合导航装置测量并记录能够反映蟹塘矩形工作区域的4个顶点在经纬度坐标系下的坐标；步骤S1002，将四个顶点按照逆时针顺序分别标记为M1(xm1,ym1)、M2(xm2,ym2)、M3(xm3,ym3)和M4(xm4,ym4)，并保证M1M2为短边；步骤S1003，分别计算边M1M2的长度Lm1m2、M1M4的长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德安，罗吉，孙月平，洪剑青，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32