一种变幅分段作业的无人自动投饵船制造技术

本发明专利技术为一种变幅分段作业的无人自动投饵船，属于一种用于特种水产养殖的投饵装置，具体涉及一种变幅覆盖、分段作业、断点续航的无人自动投饵船。一种变幅分段作业的无人自动投饵船包括自动料仓、无人自动投饵船；无人自动投饵船采用变幅方式规划航道，采用分段方式规划航线，自动装料、动态调整、根据目标需求及实时状态控制推进器及投饵机的运行状态，分段完成全部投饵作业；提供一种即轻量级，又满足不同养殖规模、不同养殖阶段所需要的一种变幅分段作业的无人自动投饵船，它规格单一、船体尺寸小、成本较低、控制精度高、适应性强。

【技术实现步骤摘要】
一种变幅分段作业的无人自动投饵船
本专利技术属于一种用于池塘、湖泊特种水产养殖的投饵装置，具体涉及一种自动装料、变幅覆盖、分段作业、断点续航的无人自动投饵船。
技术介绍
特种水产养殖，尤其是虾蟹养殖都需要全覆盖、均匀投饵投料，目前，水产养殖投饵投料还处于全人工或半机械化作业阶段。全人工作业就是按照大概的航道人工撑船，船航行的同时人工一瓢一瓢泼撒饵料；半机械化作业是在船头安放一台投饵机，船尾安装一台挂机推进器，人工操作推进器推进船体按大概的航道航行，同时开启投饵机抛料；无论是全人工，还是半机械化作业，所使用的船体荷载能力，均可满足最大投饵负荷时全区域一次全覆盖投饵，且为了保证作业人员的安全，一般都会选用载荷余量很大的船只，这样的船体选型方式应用到无人自动投饵船时，会大大增加系统初投资与运行成本。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了提供一种即轻量级，又满足不同养殖规模、不同养殖阶段所需要的一种变幅分段作业的无人自动投饵船，它规格单一、船体尺寸小、成本较低、控制精度高、适应性强。本专利技术的目的是通过如下技术措施来实现的：一种变幅分段作业的无人自动投饵船，包括自动料仓、无人自动投饵船；所述自动料仓包括支承座、料仓、下料装置、输料装置、辅助控制单元；所述支承座固定在地面，料仓安装在支承座上，料仓下方出料口装有下料装置及输料装置，辅助控制单元控制下料装置与输料装置的运行状态；所述自动投饵船包括船体、推进器、投饵机、主控制单元；所述船体为全封闭结构；所述推进器包括左右两个推进器，分别安装在船体的左右两侧，对称布置；所述投饵机采用托架方式固定安装在船体上，重心在船头与船体重心之间的船体纵向轴线上；所述压力传感器安装在投饵机与托架之间，对投饵机及饵料进行称重；所述主控制器单元接收GPS信号及压力传感器的称重信号，根据投饵控制模式、单位面积投饵率采用变幅方式规划航道，根据无人自动投饵船载荷能力，采用分段方式规划航线，自动装料，动态调整，根据目标需求及实时状态控制推进器及投饵机的运行状态，分段完成全部投饵作业。本专利技术一种变幅分段作业的无人自动投饵船，采用的技术方案是具有以下步骤：（1）无人自动投饵船主控制单元调用作业区域GIS地图信息，并确认当前位置包含在作业区域内；（2）无人自动投饵船主控制单元读取投饵控制模式，投饵控制模式有三种，模式一为密度模式，即选择密度模式并设置全航程的计划单位面积投饵率Sr，则M=S*Sr，式中：M为计划投饵总重量，S为全覆盖的作业面积，包含在GIS地图信息内，为已知值，Sr为单位面积投饵率；（3）模式二为总量模式，即选择总量模式并设置全覆盖的计划投饵总重量M，则Sr=M(Sr/M,S)：Sr=M/S；（4）模式三为单量模式，即选择单量模式并在开始作业前给无人自动投饵船先上料，此模式为无人自动投饵船料仓内现有饵料一次全覆盖作业模式，主控制器单元读取压力传感器的称重信号，mn=m(mn/m,m0)：mn=m-m0，式中：mn为实时饵料重量，m为压力传感器输出的实时重量，m0为投饵机重量，为已知值，则M=mn，Sr=M(Sr/M,S)：Sr=M/S；（5）无人自动投饵船主控制单元计算最小航道间距dmin，当△m≥n1*C*A时，主控制单元才能正常控制投饵机调节下料量，式中：△m为主控制单元一个称重采样周期内的投饵量，n1为压力传感器数量，C为压力传感器的最大量程，为已知值，A为压力传感器的满量程综合精度，为已知值，而△m=d(△m/d,Vc,Sr,T)：△m=d*Vc*Sr*T，式中：d为相邻两个航道间的间距，Vc为无人自动投饵船的设计巡航航速，为已知值，Sr为单位面积投饵率，已在（1）中赋值，T为主控制单元的称重采样周期，为已知值，那么dmin=(dmin/Sr,Vc,T,n1,C,A)：dmin=n1*C*A/(Vc*Sr*T)；（6）无人自动投饵船主控制单元计算最大航道间距dmax，当△m≤Cf*T，投饵机的供料能力才能满足单位面积投饵率的需求，式中：Cf为投饵机单位时间最大供料能力，为已知值，那么dmax=(dmax/Sr,Vc,T,Cf,T)：dmax=Cf*T/(Vc*Sr*T)；（7）无人自动投饵船主控制单元计算航道间距d，首先，压力传感器及投饵机设计选型时，必须满足：Cf*T≥n1*C*A，其次是满足dmin≤d≤dmax，取d=（dmin+dmax）/2，航道变幅间距d与单位面积投饵率Sr成反比；（8）主控制单元根据GIS地图信息对选定的变幅航道间距d进行审核，n2=(n2/d,W,L)：n2=(W-2*L)/d+1，式中：n2为航道数量，W为GIS地图信息中的作业区域宽度，为已知值，L为作业边界安全距离，为设置的已知值，如果n2结果为小数时，首先n2向上取整数，则d=(d/n2,W,L)：d=(W-2*L)/(n2-1)，满足dmin≤d≤dmax，则d值有效，否则n2向下取整数，则d=(d/n2,W,L)：d=(W-2*L)/(n2-1)，满足dmin≤d≤dmax，则d值有效，否则d为原值，L=(L/d,n2,W)：L=(W-d*(n2-1))/2；（9）主控制单元完成航道变幅，根据GIS地图信息及航道间距d，完成航道规划；（10）主控制单元计算分段航线数量，n3=(n3/M,M0)：n3=M/M0，如果n3结果为小数时向上取整数，式中n3为全航程分段航线数量，M0为自动投饵船额定荷载量，为已知值，分段航线数量n3与计划投饵总重量M成正比；（11）主控制单元计算各段航线的航程，R0=(R0/R,n3)：R0=R/n3，式中：R0为各段航线的航程，R为作业区域已规划航道全覆盖的全航程，为已知值；（12）主控制单元计算上料重量m1，m1=(m1/M,n3)：m1=M/n3，式中：m1为每段航线的投饵重量；（13）如果至少还有一段航线没完成投饵作业，主控制单元向辅助控制单元发出上料启动及上料重量指令，辅助控制单元控制下料装置与输料装置的运行；（14）主控制器单元读取压力传感器的称重信号，如果mn≥m1-m2，主控制单元向辅助控制单元发出停止上料指令，辅助控制单元控制下料装置停止下料，辅助控制单元延时控制输料装置停止运行，式中：m2为输料装置在线饵料重量，为已知值；（15）主控制单元控制推进器及投饵机开始投饵运行，调整投饵机使投饵扇面宽度≥d，作业起点即为第一航道的起点，亦为第一段航线的起点，完成一个航道作业后，下一航道的近点为下一航点，累计航程Rt=R0时，该点即为本段航线的终点，式中：Rt为本段航线累计航程，上一段航线的终点即为下一段航线的起点，最后一个航道的终点即为最后一段航线的终点；（16）主控制单元动态调整投饵机供料能力Cf'，Cf'=(Cf'/mn,V,R0,Rt)：Cf'=mn*V/(R0-Rt)，式中：Cf'为投饵机供料能力，V为无人自动投饵船当前航速。本专利技术一种变幅分段作业的无人自动投饵船采用以上技术后，具有以下技术效果：由一个规格的或者少量规格的无人自动投饵船，即可适应不同养殖阶段、不同养殖规模的投饵需求；投苗阶段单位面积饵料需求量小，则采用宽幅覆盖作业区域，充分发挥无人自动投饵船的作业能力，缩减航程；在成品养殖期单位面积投饵量需求大，则采用窄幅覆盖作业区域，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变幅分段作业的无人自动投饵船，包括自动料仓、无人自动投饵船，其特征是：所述自动料仓包括支承座、料仓、下料装置、输料装置、辅助控制单元；所述支承座固定在地面，料仓安装在支承座上，料仓下方出料口装有下料装置及输料装置，辅助控制单元控制下料装置与输料装置的运行状态；所述无人自动投饵船包括船体、推进器、投饵机、主控制单元；所述船体为全封闭结构；所述推进器包括左右两个推进器，分别安装在船体的左右两侧，对称布置；所述投饵机采用托架方式固定安装在船体上，重心在船头与船体重心之间的船体纵向轴线上；所述压力传感器安装在投饵机与托架之间，对投饵机及饵料进行称重；所述主控制器单元接收GPS信号及压力传感器的称重信号，根据投饵控制模式、单位面积投饵率采用变幅方式规划航道，根据无人自动投饵船载荷能力，采用分段方式规划航线，自动装料，动态调整，根据目标需求及实时状态控制推进器及投饵机的运行状态，分段完成全部投饵作业。

【技术特征摘要】
1.一种变幅分段作业的无人自动投饵船，包括自动料仓、无人自动投饵船，其特征是：所述自动料仓包括支承座、料仓、下料装置、输料装置、辅助控制单元；所述支承座固定在地面，料仓安装在支承座上，料仓下方出料口装有下料装置及输料装置，辅助控制单元控制下料装置与输料装置的运行状态；所述无人自动投饵船包括船体、推进器、投饵机、主控制单元；所述船体为全封闭结构；所述推进器包括左右两个推进器，分别安装在船体的左右两侧，对称布置；所述投饵机采用托架方式固定安装在船体上，重心在船头与船体重心之间的船体纵向轴线上；所述压力传感器安装在投饵机与托架之间，对投饵机及饵料进行称重；所述主控制器单元接收GPS信号及压力传感器的称重信号，根据投饵控制模式、单位面积投饵率采用变幅方式规划航道，根据无人自动投饵船载荷能力，采用分段方式规划航线，自动装料，动态调整，根据目标需求及实时状态控制推进器及投饵机的运行状态，分段完成全部投饵作业。2.根据权利要求1所述的一种变幅分段作业的无人自动投饵船，其特征是：投饵控制模式包括以下三种，模式一为密度模式，即选择密度模式并设置全航程的计划单位面积投饵率Sr；模式二为总量模式，即选择总量模式并设置全覆盖的计划投饵总重量M；模式三为单量模式，即选择单量模式并在开始作业前给无人自动投饵船先上料，此模式为无人自动投饵船料仓内现有饵料一次全覆盖作业模式。3.根据权利要求1所述的一种变幅分段作业的无人自动投饵船，其特征是：采用变幅方式规划航道，具有以下步骤：（1）无人自动投饵船的主控制单元调用作业区域GIS地图，并确认当前位置包含在作业区域GIS地图内，读取投饵控制模式，模式一时直接读取单位面积投饵率Sr，则M=S*Sr，式中：S为全覆盖的作业面积，包含在GIS地图信息内，为已知值；模式二时Sr=M(Sr/M,S)：Sr=M/S；模式三时无人自动投饵船的主控制单元读取压力传感器的称重信号，mn=m(mn/m,m0)：mn=m-m0，式中：mn为实时饵料重量，m为压力传感器输出的实时重量，m0为投饵机重量，为已知值，则M=mn，Sr=M(Sr/M,S)：Sr=M/S；（2）无人自动投饵船的主控制单元计算最小航道间距dmin，当△m≥n1*C*A时，主控制单元才能正常控制投饵机调节下料量，式中：△m为主控制单元一个称重采样周期内的投饵量，n1为压力传感器数量，C为压力传感器的最大量程，为已知值，A为压力传感器的满量程综合精度，为已知值，而△m=d(△m/d,Vc,Sr,T)：△m=d*Vc*Sr*T，式中：d为相邻两个航道间的间距，Vc为无人自动投饵船的设计巡航航速，为已知值，Sr为单位面积投饵率，已在（1）中赋值，T为无人自动投饵船的主控制单元的称重采样周期，为已知值，那么dmin=(dmin/Sr,Vc,T,n1,C,A)：dmin=n1*C*A/(Vc*Sr*T)；（3）无人自动投饵船的主控制单元计算最大航道间距dmax，当△m≤Cf*T，投饵机的供料能力才能满足单位面积投饵率的需求，式中：Cf为投饵机单位时间最大供料能力，为已知值，那么dmax=(dmax/Sr,Vc,T,Cf,T)：dmax=Cf*T/(Vc*Sr*T)；（4）无人自动投饵船的主控制单元计算航道间距d，首先，压力传感器及投饵机设计选型时，必须满足：Cf*T≥n1*C*A，其次是满足dmin≤d≤dmax的任意值，取d=（dmin+dmax）/2，航道变幅间距...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长宾，
申请(专利权)人：周长宾，
类型：发明
国别省市：湖北,42