【摘要】：隨著消費者對蝦類產(chǎn)品需求量的日益增加,蝦類養(yǎng)殖已成為水產(chǎn)養(yǎng)殖中的重要組成部分。其中,餌料在養(yǎng)殖過程中是最直接的可控成本,如何確保餌料拋灑的均勻性,減少浪費,實現(xiàn)蝦塘養(yǎng)殖的智能投喂是蝦類養(yǎng)殖過程中亟待解決的關鍵問題。由于覓食習性的差異,養(yǎng)蝦需要全塘投喂,所以養(yǎng)蝦餌料潑灑方式有別于養(yǎng)魚,養(yǎng)魚可以用固定式投餌機,蝦類養(yǎng)殖當前多以人工岸邊潑灑或撐船潑灑為主,耗時費力,作業(yè)效率不高。隨著勞動力資源不斷減少,人工費用不斷上漲,在水產(chǎn)養(yǎng)殖領域經(jīng)濟效益起伏不定的實際情況下,若不能提前做好相關技術儲備和創(chuàng)新,該行業(yè)將無法完成柔性轉(zhuǎn)換,阻礙自身的優(yōu)化升級。上海有近4萬畝蝦塘,全國有上百萬畝[1],具有巨大的市場需求,研發(fā)一種高效的智能投喂裝置將具有廣闊的前景。我國蝦類養(yǎng)殖在技術方面已經(jīng)取得了較大的進步,但是在“精確”養(yǎng)殖還很不足,存在著過分依靠養(yǎng)殖人員的經(jīng)驗問題。餌料投喂方面,由于需要均勻遍灑,主要還是依靠人力進行,勞動力耗費大,效果不能令人滿意。目前國內(nèi)還沒有適合于解決蝦類養(yǎng)殖過程中餌料投喂問題的裝備支撐,而且這些裝備還必須滿足相對惡劣的現(xiàn)場應用環(huán)境,保證高可靠和易用。為解決這一問題,必須選擇核心點進行突破,依托信息化、物聯(lián)網(wǎng)等新技術,對相關裝備進行攻關。本文針對蝦塘餌料投喂不均、投喂方式落后等問題,研制簡單易于操作的智能型蝦塘移動式投餌裝置。該裝置結(jié)合滾塑成型、北斗自主導航、自動投餌和太陽能持續(xù)供電等技術進行開發(fā),真正實現(xiàn)易操作、高可靠性下的智能化運作,通過自主投喂提高工作效率。本論文的主要研究內(nèi)容和取得的成果如下:1)提出以雙體船為載體,基于北斗自主導航定位和雙螺旋槳推進技術的智能型蝦塘移動投餌裝置的總體設計方案,并對各功能系統(tǒng)進行合理化布局設計。2)采用雙體船“一體化”設計的概念,對船體型線和料箱進行優(yōu)化設計,利用滾塑成型工藝完成雙體船和料箱的加工制造。整體裝置設計參數(shù)為:船長1800mm,型寬1200mm,型高1000mm,片體高350mm,最大吃水深度240mm。完成對整個裝置負載結(jié)構(gòu)參數(shù)的校核,以及裝置重心和浮心的估算。通過裝置動力系統(tǒng)設計,確定以2個150W直流電機帶動雙螺旋槳的驅(qū)動方式,完成投餌裝置移動功能。3)分別對投餌機下料系統(tǒng)和拋料系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計。該投餌系統(tǒng)選用偏心抖動的下料方式和轉(zhuǎn)盤高速離心拋灑的拋料方式完成投餌。對偏心抖料系統(tǒng)進行建模,利用鉸鏈四桿機構(gòu)分析計算出抖料盤的最優(yōu)振幅區(qū)間為1.26~1.68mm;對拋料盤進行運動仿真分析,拋料盤最優(yōu)折彎角度為12o,借助陸上拋料試驗驗證優(yōu)化效果,結(jié)果表明,優(yōu)化后的投餌系統(tǒng)在拋料均勻性和破碎率方面有了明顯改善,達到了優(yōu)化效果。4)完成裝置控制系統(tǒng)的設計。對自主導航定位模塊進行精度測試,完成北斗自主導航定位模塊選型,最終選定定位精度為0.82m的MN110模塊�；诒倍穼Ш郊夹g開發(fā)回轉(zhuǎn)式路徑規(guī)劃糾偏控制算法、區(qū)域自適應投餌控制算法以及航速自適應投餌控制算法,按照裝置功能系統(tǒng)的控制需求實現(xiàn)對主控板卡和電機驅(qū)動板卡的開發(fā),促使裝置依靠指令的自我反饋完成智能投喂。5)采用太陽能板持續(xù)充電的方式完成對裝置的供電。經(jīng)計算,決定采用2塊最高充電電壓為18V,額定功率為180W的單晶硅太陽能板和一組鉛酸蓄電池(共120Ah)形成持續(xù)供電系統(tǒng),保證整個裝置的正常運行,避免用戶頻繁進行電力補給所帶來的不便,促進無人化操作的實現(xiàn)。6)以上海海鋒水產(chǎn)養(yǎng)殖合作社為基地,將自主研發(fā)的智能型蝦塘移動式投餌裝置組裝調(diào)試后進行蝦塘現(xiàn)場試驗,以驗證裝置的可靠性和可行性。試驗主要測試4個項目,第一,測試裝置的最大航偏量以驗證回轉(zhuǎn)式路徑糾偏控制算法的實用性和裝置的可行性;第二,測試裝置在極限運行狀態(tài)下的性能指標參數(shù),獲取包括航行時長、航速、投餌量以及餌料拋灑分布密度等值的適用區(qū)間;第三,驗證航速自適應投餌控制算法的可行性;第四,驗證區(qū)域自適應投餌控制算法的可行性。上述試驗結(jié)果為該裝置的推廣與應用提供了基本的依據(jù)。
[Abstract]:With increasing demand for shrimp products , shrimp farming has become an important part of aquaculture . In this paper , the design of the control system is carried out . The optimum design parameters are as follows : captain 1800mm , width 1200mm , height of 1000 mm , slice height 350mm , maximum draft depth 240mm . The feasibility of the self - adaptive bait - feeding control algorithm in the area is verified . The experimental results provide a basic basis for the popularization and application of the device .
【學位授予單位】：上海海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S969.31

【參考文獻】

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本文編號：2133786