具有自主抛食功能的小水线面双体渔业功能无人艇的制作方法

本发明涉及具有自主抛食功能的小水线面双体渔业功能无人艇，属于船舶工程技术领域。

背景技术：

我国渔业养殖正处在传统渔业向现代渔业转型的过渡阶段中。传统渔业存在着许多的弊端，它采用原始的、落后的、粗放的生产方式，传统的渔民主要从事捕捞生产，在他们的观念里，“有水就有鱼,增船增网就能增产”，片面追求生产超过的资源承受能力。再者，传统渔业在进行生产过程中，主要采用人工进行养殖操作，比如人工抛撒鱼食、人工清除水草、杂物等，效率低下，且效果差。

在中国，还存在着另一个突出的问题，中国的人口老龄化严重，老年人口数量达到了世界第一并且其增长率也是世界上最快的国家之一。根据人口专家的预测，中国的人口年龄结构将发生颠覆性的改变，在接下来的几十年，我国的年龄结构类型将从现今的成年型发展为高度老年型。社会在发展的同时人们观念也在不断地转变，数以亿计的农村剩余劳动力向城镇转移，投向非农工作岗位，使得农业劳动人口不断减少，不少渔民都已经上岸转行。农业劳动力不足问题将在未来一段时间内暴露出来，渔民群体将会越来少。

国内外有很多相关人士针对以上问题进行了研究，但他们主要针对渔业水产养殖智能化技术研究的文章，对于渔业辅助无人艇的研究却很少，同时综合性的渔业辅助水面智能平台在国内外鲜有报道，主要欠缺体现在如何将水面无人艇的优势充分发挥到辅助渔业水产养殖这一广大的空白领域里面。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有自主抛食功能的小水线面双体渔业功能无人艇，充分利用水面无人艇的诸多优势，通过水面无人艇这一有效载体，为渔业水产养殖水域提供全方位渔业辅助服务，从而有效推动渔业水产养殖迈入现代化。

技术方案：为实现上述目的，本发明的具有自主抛食功能的小水线面双体渔业功能无人艇，包括上船体和位于上船体两侧的左侧片体和右侧片体，所述上船体上设有自主抛食系统和水样采集系统和水草清除系统，在左侧片体和右侧片体中均设有电传动装置，在上船体上设有控制器和电机驱动器，控制器与电机驱动器连接，电机驱动器与电传动装置连接。

作为优选，所述电传动装置包含电机、万向联轴节、传动长轴、传动短轴和螺旋桨，电机分别装在左侧片体和右侧片体的左前上侧和右前上侧，传动长轴的一端与电机通过万向联轴节相连接，另一端与传动短轴通过万向联轴节相连接，传动短轴的另一端通过轴套伸出艇外，螺旋桨固定连接在传动短轴伸出艇外的端部处。

作为优选，所述自主抛食系统包含涵道风机、鱼食储存舱、隔离膜和抛食通道，鱼食储存舱设有鱼食通道，鱼食通道的末端设有隔离膜，隔离膜设有开口，开口的直径为0.8-0.9倍的鱼食直径，隔离膜下方设有抛食通道，抛食通道的末端舍偶涵道风机，鱼食可通过重力下落到隔离膜中，当涵道风机开始转动时，抛食通道内的压力将小于鱼食储存舱内的压力，形成压力差，将使鱼食吸入抛食通道中，从而将其吹出。

作为优选，所述涵道风机与控制器连接。

作为优选，所述水样采集系统包含水泵、储水器和软管，储水器的盖子上开有两个开孔，分别为进水孔和排气孔，储水器中还装有水位传感器，软管穿过上船体顺着右侧片体内侧伸入到吃水线以下，软管的位置可稍高。水泵工作时从软管吸水，通过软管将水运输到储水器中，储水器中的气体从排气孔通过软管排出，水位传感器实时测量水位，达到一定水位时水泵停止工作，由于惯性继续抽吸进来多于的水可从排气孔通过软管排出。

作为优选，所述储水器中还装有水位传感器，水位传感器与控制器连接，控制器与水泵连接。

作为优选，所述水草清除系统包括动力装置、过滤网、滚轮、牵引绳和轴承，过滤网一端左右两角通过轴承固定于上船体上，另一端左右两角系上牵引绳，牵引绳绕过滚轮连接在动力装置上，动力装置接入控制器中，当系统工作时动力装置转动将过滤网放下，停止工作时动力装置反向旋转收起过滤网，工作状态下航行可以将水面的水草、杂物等收集于左侧片体和右侧片体，无人艇航行时可将杂物带回岸边便于人工打捞处，实现水草的清除。

本发明创造性地将水面无人艇与渔业养殖相结合。利用水面无人艇这种优势突出的小型水面平台，发挥其高可靠性、实用性、经济性等诸多优点。在水面无人艇上搭载不同的模块将可实现不同的目标功能，具有高适应性，用于渔业养殖能充分发挥其优势。将水面无人艇作为平台，搭载各种先进的传感器、自动化渔业养殖服务模块，可实现水面无人艇与渔业养殖的有机结合，实现对目标水域的实时监控，并进行自主化的水产养殖辅助工作。

有益效果：本发明以小水线面双体船为载体，摆脱了传统的以单体船为载体的相关工程船舶的限制，充分利用小水线面双体船的稳性好、适航性佳的优点，自主抛食时，对鱼类进行喂食，可平稳、灵活、快速地到达养殖区域，定时定量科学的开展投食作业，实现生长周期最优化，水产质量最优化，提高生产效率，同时还能有效避免鱼食沉底导致养殖水域水质污染的发生。本发明可对水面杂草进行有效地清除，并可以自动采集水样，对养殖水域的环境进行有效地管理，可采集养殖水域不同区域的水样，以便养殖人员进行统筹管理。本发明是在无人艇技术的基础上进行工作的，不需要人去跟船工作，从而降低了劳动强度和使用成本。在艇体中安装了基于stm32的嵌入式控制器，以控制器为基础，自主设计了抛食系统、除水草系统、水样采集系统，通过编程可实现无人艇的自主巡航和对抛食系统、除水草系统、水样采集系统的自动控制，实现自动化辅助养殖目标。

附图说明

图1是本发明的船体部分俯视图简图；

图2是本发明的船体部分中横剖面图简图；

图3是本发明的自主抛食系统结构图；

图4是本发明水样采集系统结构图；

图5是本发明整船俯视图；

图6是本发明整船侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1至图6，所示，本发明的具有自主抛食功能的小水线面双体无人艇，包括左侧片体1、右侧片体2，宽敞的上船体3，上船体以上布置有上层建筑4，上船体内布置有自主抛食系统5、水样采集系统6。左侧片体1和右侧片体2中间设置有水草清除系统7。所述左侧片体1包括深置水下的左侧潜体11、连接上船体和左侧潜体11的左支柱12，所述右侧片体2包括深置水下的右侧潜体21和右支柱22，在左侧片体1中设有电传动装置8，在右侧片体2中设有电传动装置9。所述上船体包括主甲板31，在主甲板上布置有控制器311、左电机驱动器312和右电机驱动器313。

在本发明中，所述电传动装置8、9包含电机81、91，万向联轴节82、83、92、93，传动短轴84、94，传动长轴85、95，轴套86、96，螺旋桨87、97。所述电机81、91分别装在左右两个片体左前上侧和右前上侧，传动长轴85、95的一端分别与电机相连81、91通过万向联轴节82、92相连接，另一端分别与传动短轴84、94通过万向联轴节83、93相连接，传动短轴84、94的另一端通过轴套85、95伸出艇外，螺旋桨86、96固定连接在传动短轴84、94伸出艇外的端部处，通过这种长短轴的连接方式，可解决电机过大无法放入小数线面双体船片体中的问题。电机81、91接入电机驱动器312、313，电机驱动器312、313接入到控制器311，通过控制器311，可实现左右螺旋桨的差速转动，从而实现无人艇的转弯和原地回转，增强其在小面积水域的机动性。

在本发明中，所述自主抛食系统5包含涵道风机51，鱼食储存舱52，隔离膜53，抛食通道54，鱼食可通过重力下落到隔离膜53中，隔离膜53上有很小的开口，约为鱼食直径的0.8-0.9倍，且开口正好使鱼食不能自由通过，当涵道风机51开始转动时，抛食通道54内的压力将小于储存舱52内的压力，形成压力差，会将使鱼食吸入抛食通道54中，从而将其吹出。此外，涵道风机51也接入到控制器中，使其在某一位置或某一段时间内运转，达到自动抛食效果。

在本发明中，所述水样采集系统6包含水泵61，储水器62，软管63。储水器62的盖子上开有两个开孔，分别为进水孔621和排气孔622，储水器62中还装有水位传感器623，软管631穿过上船体顺着右侧片体2内侧伸入到吃水线以下，软管633的位置可稍高。水泵工作时从软管631吸水，通过软管632将水运输到储水器62中，储水器中的气体从排气孔622通过软管633排出，水位传感器623实时测量水位，达到一定水位时水泵61停止工作，由于惯性继续抽吸进来多于的水可从排气孔622通过软管633排出，水泵和水位传感器接入控制器，水样采集的时间地点可通过编写程序进行自动采集，其停止由水位传感器的信号控制。

在本发明中，所述水草清除系统7包括电机71、72，过滤网73，滚轮74、75，牵引绳76、77，轴承78、79。过滤网73一端左右两角通过轴承78、79固定于船底左侧片体1和右侧片体2中间，另一端左右两角系上牵引绳76、77，牵引绳绕76、77过滚轮74、75，连接在电机上71、72。电机71、72接入控制系统中，当系统工作时电机71、72转动将过滤网放下，停止工作时电机71、72反向旋转收起过滤网，工作状态下航行可以将水面的水草、杂物等收集于左侧片体1和右侧片体2，无人艇航行时可将杂物带回岸边便于人工打捞处，实现水草的清除。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。