本發(fā)明涉及具有自主拋食功能的小水線面雙體漁業(yè)功能無人艇，屬于船舶工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國漁業(yè)養(yǎng)殖正處在傳統(tǒng)漁業(yè)向現(xiàn)代漁業(yè)轉(zhuǎn)型的過渡階段中。傳統(tǒng)漁業(yè)存在著許多的弊端，它采用原始的、落后的、粗放的生產(chǎn)方式，傳統(tǒng)的漁民主要從事捕撈生產(chǎn)，在他們的觀念里，“有水就有魚,增船增網(wǎng)就能增產(chǎn)”，片面追求生產(chǎn)超過的資源承受能力。再者，傳統(tǒng)漁業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)過程中，主要采用人工進(jìn)行養(yǎng)殖操作，比如人工拋撒魚食、人工清除水草、雜物等，效率低下，且效果差。

在中國，還存在著另一個突出的問題，中國的人口老齡化嚴(yán)重，老年人口數(shù)量達(dá)到了世界第一并且其增長率也是世界上最快的國家之一。根據(jù)人口專家的預(yù)測，中國的人口年齡結(jié)構(gòu)將發(fā)生顛覆性的改變，在接下來的幾十年，我國的年齡結(jié)構(gòu)類型將從現(xiàn)今的成年型發(fā)展為高度老年型。社會在發(fā)展的同時人們觀念也在不斷地轉(zhuǎn)變，數(shù)以億計的農(nóng)村剩余勞動力向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，投向非農(nóng)工作崗位，使得農(nóng)業(yè)勞動人口不斷減少，不少漁民都已經(jīng)上岸轉(zhuǎn)行。農(nóng)業(yè)勞動力不足問題將在未來一段時間內(nèi)暴露出來，漁民群體將會越來少。

國內(nèi)外有很多相關(guān)人士針對以上問題進(jìn)行了研究，但他們主要針對漁業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化技術(shù)研究的文章，對于漁業(yè)輔助無人艇的研究卻很少，同時綜合性的漁業(yè)輔助水面智能平臺在國內(nèi)外鮮有報道，主要欠缺體現(xiàn)在如何將水面無人艇的優(yōu)勢充分發(fā)揮到輔助漁業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖這一廣大的空白領(lǐng)域里面。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種具有自主拋食功能的小水線面雙體漁業(yè)功能無人艇，充分利用水面無人艇的諸多優(yōu)勢，通過水面無人艇這一有效載體，為漁業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖水域提供全方位漁業(yè)輔助服務(wù)，從而有效推動漁業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖邁入現(xiàn)代化。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具有自主拋食功能的小水線面雙體漁業(yè)功能無人艇，包括上船體和位于上船體兩側(cè)的左側(cè)片體和右側(cè)片體，所述上船體上設(shè)有自主拋食系統(tǒng)和水樣采集系統(tǒng)和水草清除系統(tǒng)，在左側(cè)片體和右側(cè)片體中均設(shè)有電傳動裝置，在上船體上設(shè)有控制器和電機(jī)驅(qū)動器，控制器與電機(jī)驅(qū)動器連接，電機(jī)驅(qū)動器與電傳動裝置連接。

作為優(yōu)選，所述電傳動裝置包含電機(jī)、萬向聯(lián)軸節(jié)、傳動長軸、傳動短軸和螺旋槳，電機(jī)分別裝在左側(cè)片體和右側(cè)片體的左前上側(cè)和右前上側(cè)，傳動長軸的一端與電機(jī)通過萬向聯(lián)軸節(jié)相連接，另一端與傳動短軸通過萬向聯(lián)軸節(jié)相連接，傳動短軸的另一端通過軸套伸出艇外，螺旋槳固定連接在傳動短軸伸出艇外的端部處。

作為優(yōu)選，所述自主拋食系統(tǒng)包含涵道風(fēng)機(jī)、魚食儲存艙、隔離膜和拋食通道，魚食儲存艙設(shè)有魚食通道，魚食通道的末端設(shè)有隔離膜，隔離膜設(shè)有開口，開口的直徑為0.8-0.9倍的魚食直徑，隔離膜下方設(shè)有拋食通道，拋食通道的末端舍偶涵道風(fēng)機(jī)，魚食可通過重力下落到隔離膜中，當(dāng)涵道風(fēng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動時，拋食通道內(nèi)的壓力將小于魚食儲存艙內(nèi)的壓力，形成壓力差，將使魚食吸入拋食通道中，從而將其吹出。

作為優(yōu)選，所述涵道風(fēng)機(jī)與控制器連接。

作為優(yōu)選，所述水樣采集系統(tǒng)包含水泵、儲水器和軟管，儲水器的蓋子上開有兩個開孔，分別為進(jìn)水孔和排氣孔，儲水器中還裝有水位傳感器，軟管穿過上船體順著右側(cè)片體內(nèi)側(cè)伸入到吃水線以下，軟管的位置可稍高。水泵工作時從軟管吸水，通過軟管將水運(yùn)輸?shù)絻λ髦?，儲水器中的氣體從排氣孔通過軟管排出，水位傳感器實時測量水位，達(dá)到一定水位時水泵停止工作，由于慣性繼續(xù)抽吸進(jìn)來多于的水可從排氣孔通過軟管排出。

作為優(yōu)選，所述儲水器中還裝有水位傳感器，水位傳感器與控制器連接，控制器與水泵連接。

作為優(yōu)選，所述水草清除系統(tǒng)包括動力裝置、過濾網(wǎng)、滾輪、牽引繩和軸承，過濾網(wǎng)一端左右兩角通過軸承固定于上船體上，另一端左右兩角系上牽引繩，牽引繩繞過滾輪連接在動力裝置上，動力裝置接入控制器中，當(dāng)系統(tǒng)工作時動力裝置轉(zhuǎn)動將過濾網(wǎng)放下，停止工作時動力裝置反向旋轉(zhuǎn)收起過濾網(wǎng)，工作狀態(tài)下航行可以將水面的水草、雜物等收集于左側(cè)片體和右側(cè)片體，無人艇航行時可將雜物帶回岸邊便于人工打撈處，實現(xiàn)水草的清除。

本發(fā)明創(chuàng)造性地將水面無人艇與漁業(yè)養(yǎng)殖相結(jié)合。利用水面無人艇這種優(yōu)勢突出的小型水面平臺，發(fā)揮其高可靠性、實用性、經(jīng)濟(jì)性等諸多優(yōu)點(diǎn)。在水面無人艇上搭載不同的模塊將可實現(xiàn)不同的目標(biāo)功能，具有高適應(yīng)性，用于漁業(yè)養(yǎng)殖能充分發(fā)揮其優(yōu)勢。將水面無人艇作為平臺，搭載各種先進(jìn)的傳感器、自動化漁業(yè)養(yǎng)殖服務(wù)模塊，可實現(xiàn)水面無人艇與漁業(yè)養(yǎng)殖的有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)對目標(biāo)水域的實時監(jiān)控，并進(jìn)行自主化的水產(chǎn)養(yǎng)殖輔助工作。

有益效果：本發(fā)明以小水線面雙體船為載體，擺脫了傳統(tǒng)的以單體船為載體的相關(guān)工程船舶的限制，充分利用小水線面雙體船的穩(wěn)性好、適航性佳的優(yōu)點(diǎn)，自主拋食時，對魚類進(jìn)行喂食，可平穩(wěn)、靈活、快速地到達(dá)養(yǎng)殖區(qū)域，定時定量科學(xué)的開展投食作業(yè)，實現(xiàn)生長周期最優(yōu)化，水產(chǎn)質(zhì)量最優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率，同時還能有效避免魚食沉底導(dǎo)致養(yǎng)殖水域水質(zhì)污染的發(fā)生。本發(fā)明可對水面雜草進(jìn)行有效地清除，并可以自動采集水樣，對養(yǎng)殖水域的環(huán)境進(jìn)行有效地管理，可采集養(yǎng)殖水域不同區(qū)域的水樣，以便養(yǎng)殖人員進(jìn)行統(tǒng)籌管理。本發(fā)明是在無人艇技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的，不需要人去跟船工作，從而降低了勞動強(qiáng)度和使用成本。在艇體中安裝了基于stm32的嵌入式控制器，以控制器為基礎(chǔ)，自主設(shè)計了拋食系統(tǒng)、除水草系統(tǒng)、水樣采集系統(tǒng)，通過編程可實現(xiàn)無人艇的自主巡航和對拋食系統(tǒng)、除水草系統(tǒng)、水樣采集系統(tǒng)的自動控制，實現(xiàn)自動化輔助養(yǎng)殖目標(biāo)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的船體部分俯視圖簡圖；

圖2是本發(fā)明的船體部分中橫剖面圖簡圖；

圖3是本發(fā)明的自主拋食系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明水樣采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明整船俯視圖；

圖6是本發(fā)明整船側(cè)視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

如圖1至圖6，所示，本發(fā)明的具有自主拋食功能的小水線面雙體無人艇，包括左側(cè)片體1、右側(cè)片體2，寬敞的上船體3，上船體以上布置有上層建筑4，上船體內(nèi)布置有自主拋食系統(tǒng)5、水樣采集系統(tǒng)6。左側(cè)片體1和右側(cè)片體2中間設(shè)置有水草清除系統(tǒng)7。所述左側(cè)片體1包括深置水下的左側(cè)潛體11、連接上船體和左側(cè)潛體11的左支柱12，所述右側(cè)片體2包括深置水下的右側(cè)潛體21和右支柱22，在左側(cè)片體1中設(shè)有電傳動裝置8，在右側(cè)片體2中設(shè)有電傳動裝置9。所述上船體包括主甲板31，在主甲板上布置有控制器311、左電機(jī)驅(qū)動器312和右電機(jī)驅(qū)動器313。

在本發(fā)明中，所述電傳動裝置8、9包含電機(jī)81、91，萬向聯(lián)軸節(jié)82、83、92、93，傳動短軸84、94，傳動長軸85、95，軸套86、96，螺旋槳87、97。所述電機(jī)81、91分別裝在左右兩個片體左前上側(cè)和右前上側(cè)，傳動長軸85、95的一端分別與電機(jī)相連81、91通過萬向聯(lián)軸節(jié)82、92相連接，另一端分別與傳動短軸84、94通過萬向聯(lián)軸節(jié)83、93相連接，傳動短軸84、94的另一端通過軸套85、95伸出艇外，螺旋槳86、96固定連接在傳動短軸84、94伸出艇外的端部處，通過這種長短軸的連接方式，可解決電機(jī)過大無法放入小數(shù)線面雙體船片體中的問題。電機(jī)81、91接入電機(jī)驅(qū)動器312、313，電機(jī)驅(qū)動器312、313接入到控制器311，通過控制器311，可實現(xiàn)左右螺旋槳的差速轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)無人艇的轉(zhuǎn)彎和原地回轉(zhuǎn)，增強(qiáng)其在小面積水域的機(jī)動性。

在本發(fā)明中，所述自主拋食系統(tǒng)5包含涵道風(fēng)機(jī)51，魚食儲存艙52，隔離膜53，拋食通道54，魚食可通過重力下落到隔離膜53中，隔離膜53上有很小的開口，約為魚食直徑的0.8-0.9倍，且開口正好使魚食不能自由通過，當(dāng)涵道風(fēng)機(jī)51開始轉(zhuǎn)動時，拋食通道54內(nèi)的壓力將小于儲存艙52內(nèi)的壓力，形成壓力差，會將使魚食吸入拋食通道54中，從而將其吹出。此外，涵道風(fēng)機(jī)51也接入到控制器中，使其在某一位置或某一段時間內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到自動拋食效果。

在本發(fā)明中，所述水樣采集系統(tǒng)6包含水泵61，儲水器62，軟管63。儲水器62的蓋子上開有兩個開孔，分別為進(jìn)水孔621和排氣孔622，儲水器62中還裝有水位傳感器623，軟管631穿過上船體順著右側(cè)片體2內(nèi)側(cè)伸入到吃水線以下，軟管633的位置可稍高。水泵工作時從軟管631吸水，通過軟管632將水運(yùn)輸?shù)絻λ?2中，儲水器中的氣體從排氣孔622通過軟管633排出，水位傳感器623實時測量水位，達(dá)到一定水位時水泵61停止工作，由于慣性繼續(xù)抽吸進(jìn)來多于的水可從排氣孔622通過軟管633排出，水泵和水位傳感器接入控制器，水樣采集的時間地點(diǎn)可通過編寫程序進(jìn)行自動采集，其停止由水位傳感器的信號控制。

在本發(fā)明中，所述水草清除系統(tǒng)7包括電機(jī)71、72，過濾網(wǎng)73，滾輪74、75，牽引繩76、77，軸承78、79。過濾網(wǎng)73一端左右兩角通過軸承78、79固定于船底左側(cè)片體1和右側(cè)片體2中間，另一端左右兩角系上牽引繩76、77，牽引繩繞76、77過滾輪74、75，連接在電機(jī)上71、72。電機(jī)71、72接入控制系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)工作時電機(jī)71、72轉(zhuǎn)動將過濾網(wǎng)放下，停止工作時電機(jī)71、72反向旋轉(zhuǎn)收起過濾網(wǎng)，工作狀態(tài)下航行可以將水面的水草、雜物等收集于左側(cè)片體1和右側(cè)片體2，無人艇航行時可將雜物帶回岸邊便于人工打撈處，實現(xiàn)水草的清除。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。