一种智能船舶

技术领域

本发明属于水产养殖技术领域，具体涉及一种智能船舶。

背景技术

现有技术中在水产养殖领域，采用智能船舶进行自动投饵、施药等工作能够根据鱼、蟹等水产的聚集情况进行适当的投料，控制饵料投放数量和密度，从而避免由于投料无针对性造成的额外损耗，例如投饵时如果完全均匀投放会导致蟹苗聚集区投饵量不足，而蟹苗较少处饵料浪费，甚至进一步导致残余饵料腐败对水源的污染。

一般智能船舶包括船体、储料仓、图像采集模块和投料装置，通过船上的控制模块或远程控制平台进行投料参数的计算，图像采集模块采集水中图像后经远程控制模块对图像中蟹苗等水产进行智能识别并计算出图像区域内的蟹苗密度，进而计算出该区域内适宜的投饵量和投料范围(区域内无蟹苗区可以不进行投饵)，之后根据船舶行进速度计算出投料时的供料速度，再将供料速度、投饵量和投料范围等投料参数发送到智能船舶，由船上的控制模块控制投料装置按供料速度、投饵量和投料范围投放饵料。

但是现有技术中一般通过螺旋输送机进行供料速度的控制，利用投料转盘等独立驱动的投料机构实现投料速度的控制，而饵料等颗粒状固体物料再供料过程中常常出现起拱等现象，造成储料仓下料不稳定，因此螺旋输送机的实际供料速度不能完全与投料参数中供料速度相符，这导致智能船舶实际投料量、投料速度和投料范围不能完全按设定参数进行，导致投料准确性不够，并且难以直接根据投料装置确定该误差，因此在投料量、投料速度方面的准确性仍然不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能船舶，用于解决现有技术中由于投料装置难以准确控制投料量和投料速度导致实际投料情况与计算出的结果不符，在投料量、投料速度方面的准确性不足的技术问题。

所述的一种智能船舶，包括船体、储料仓、图像采集模块和投料装置，此外还包括测量转运装置，所述储料仓的储料斗底部通过螺旋输送机连接到测量转运装置的顶部进料口，所述测量转运装置的底部下料口连接到投料通道，所述测量转运装置包括外壳、横向轴和若干测量仓，所述测量仓底部设有称重感应器并周向固定设置在所述横向轴的侧面，所述横向轴通过间歇传动机构与液动马达的输出轴传动连接，所述投料机构包括出料门、喷水机构和拨料机构，所述投料通道的出料区域从前至后依次设有所述出料门、所述拨料机构和所述喷水机构的喷头，所述喷头由喷水总管供水，所述喷水机构还包括水泵和电动流量阀，所述水泵通过第一支路依次连接所述电动流量阀和所述液动马达，所述电动流量阀包括阀门主体和驱动阀芯的控制电机，所述控制电机的输出轴通过第一传动机构与传动轴传动连接，所述传动轴通过第二传动机构驱动所述出料门开合，所述水泵还连接有第二支路，第一支路和第二支路并联到所述喷水总管。

优选的，所述外壳设有套在所述横向轴外的凸盘，所述横向轴外侧固定连接有连接框，所述连接框为正多边形且侧边数与所述测量仓的数量相等，连接框的每个侧边均固定连接有一个测量仓，所述凸盘与所述横向轴之间设有转动感应器，所述转动感应器检测横向轴是否发生转动。

优选的，所述第二传动机构为齿轮齿条机构，所述出料门与所述齿轮齿条机构中的齿条固定连接，齿条的设置方向与所述出料门的开合方向相同，所述齿轮齿条机构中的齿轮则安装在所述传动轴上。

优选的，所述出料门为伸缩结构的滑移门，所述出料门的伸出端上侧设有朝伸出方向继续延伸的齿条安装板，所述齿轮齿条机构中的齿条同向设置在所述齿条安装板上。

优选的，所述出料门为对开结构，第二传动机构包括第一齿轮齿条机构和第二齿轮齿条机构，所述第一齿轮齿条机构包括安装在所述传动轴上的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第二齿轮和与所述第二齿轮啮合的第一齿条，所述第二齿轮齿条机构包括安装在所述传动轴上的第三齿轮和与所述第三齿轮啮合的第二齿条，所述第一齿条和所述第二齿条的运动方向相反，所述第一齿条和所述第二齿条分别连接到两个出料门上。

优选的，所述出料门包括左门组件和右门组件，所述右门组件上侧固定有向左伸出的齿条安装板一，所述第一齿条同向直接固定在所述齿条安装板一上，所述左门组件上侧固定有向右伸出的齿条安装板二，所述第二齿条通过连接件同向安装到所述齿条安装板二。所述连接件为矩形框，所述齿条安装板一和所述齿条安装板二在高度上错开设置。

优选的，所述拨料机构包括拨料电机和拨料转杆，所述拨料电机安装在所述投料通道的出料区域的侧面，所述拨料电机与所述拨料转杆传动连接，所述拨料转杆包括横向设置并转动连接在所述出料区域中的拨料轴以及周向固定在所述拨料轴侧面的若干组拨料片，所述拨料片转动形成的拨料区域覆盖了所述出料门所能打开的出料口的最大区域。

优选的，所述出料区域还设有扩散结构，所述扩散结构包括沿出料方向设置的若干导流层，每层导流层具有若干横向均匀布置的三角导向柱，所述三角导向柱的水平截面为等腰三角形并且所述等腰三角形的顶角朝向出料门的方向，相邻的导流层错落设置。

优选的，所述第二支路和喷水总管上均设有流量计，通过对流量计的检测能确定相应管路上的液体流量，而液动马达采用可调式液动马达。

本发明的优点在于：1、本发明中为了及时确定螺旋输送机的供料速度设置了测量转运装置，测量仓接受螺旋输送机输出的饵料并称重，而通过间歇转动让测量仓能积存一定量饵料，从而一定程度保证称重的准确性。船上的控制模块能根据称重结果判断螺旋输送机的实际供料速度是否符合参数并进行相应调整，如果存在重量停止增加或增加很少说明储料斗可能出现起拱现象，可以控制储料斗上的破拱机构破拱。从而能实时调节螺旋输送机使实际供料速度符合参数要求，确保投料量的准确性。

2、本方案采用拨料机构提供输出饵料的初速度，通过控制出料门开合大小控制被拨料机构输出的饵料多少，在实现出料速度控制的同时保证饵料输出速度稳定，避免现有技术中通过改变出料机构转速改变出料速度的情况，后者会导致的饵料输出速度变化影响实际投料的范围。

3、本方案控制测量仓随横向轴转动速度的是液压马达的转速，该转速通过电动流量阀控制的液压马达进液流量控制，而电动流量阀的控制电机与控制出料口大小的出料门之间通过第一传动机构和第二传动机构联动，从而让出料口的大小和电动流量阀控制的液体流量同步增减，即出料口增大时，出料速度和液压马达进液流量同步增加，让测量转运装置的转运速度能与出料速度相适配。

4、同时该方案利用喷水对出料的饵料进行投放播撒，在利用拨料机构保证饵料自身出料速度稳定的情况下，能够通过喷水时的流速和喷头准确控制投料的横向和纵向范围，同时这种范围变化不受饵料出料速度和出料量的影响，保证了实际投放饵料范围的准确性。

附图说明

图1为本发明一种智能船舶的结构示意图。

图2为图1所示结构中投料装置和储料斗的结构示意图。

图3为图2所示结构中测量转运装置的内部结构示意图。

图4为图2所示结构除去外壳和保护壳后的结构示意图。

图5为图2所示结构中喷水机构的液路图。

图6为图2所示结构中投料机构和联动机构的结构示意图。

图7为图2所示结构中出料区域的内部结构图。

图8为图2所示结构中出料门的结构示意图。

附图中的标记为：01、船体，02、储料仓，03、图像采集模块，04、投料装置，1、储料斗，2、螺旋输送机，3、测量转运装置，301、横向轴，302、连接框，303、称重感应器，304、测量仓，305、顶部进料口，306、底部下料口，307、外壳，308、凸盘，309、转动感应器，4、投料机构，401、投料通道，402、第一齿轮，403、第二齿轮，404、第一齿条，405、矩形框，406、第二齿条，407、第三齿轮，408、拨料转杆，409、拨料电机，410、左门组件，411、齿条安装板二，412、右门组件，413、齿条安装板一，414、出料区域，415、喷头，416、三角导向柱，5、联动机构，501、控制电机，502、液动马达，503、从动槽轮，504、主动拨盘，505、锁止凸弧，506、拨盘销，507、传动轴，508、安装件，509、主动齿轮，510、电动流量阀，511、从动齿轮，512、流量计，6、水泵。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1-图8所示，本发明提供了一种智能船舶，包括船体01、储料仓02、图像采集模块03、投料装置04和测量转运装置3，所述储料仓02的储料斗1底部通过螺旋输送机2连接到测量转运装置3的顶部进料口305，所述测量转运装置3的底部下料口306连接到投料通道401，所述测量转运装置3包括外壳307、横向轴301和若干测量仓304，所述测量仓304底部设有称重感应器303并周向固定设置在所述横向轴301的侧面，所述横向轴301通过间歇传动机构与液动马达502的输出轴传动连接，所述投料机构4包括出料门、喷水机构和拨料机构，所述投料通道401的出料区域414从前至后依次设有出料门、所述拨料机构和所述喷水机构的喷头415，所述喷头415由喷水总管供水用于向后喷出水流将输出的饵料分散，所述喷水机构还包括水泵6和电动流量阀510，所述水泵6通过第一支路依次连接所述电动流量阀510和所述液动马达502，所述电动流量阀510包括阀门主体和驱动阀芯的控制电机501，所述控制电机501的输出轴通过第一传动机构与传动轴507传动连接，所述传动轴507通过第二传动机构驱动所述出料门开合，所述水泵6还连接有第二支路，第一支路和第二支路并联到所述喷水总管向所述喷头415供水。间歇传动机构、第一传动机构组成了联动机构5，联动机构5将液压马达和测量转运装置3、出料门联动实现了三者间的协同工作。

所述外壳307设有套在所述横向轴301外的凸盘308，所述横向轴301外侧固定连接有连接框302，所述连接框302为正多边形且侧边数与所述测量仓304的数量相等，连接框302的每个侧边均固定连接有一个测量仓304，所述凸盘308与所述横向轴301之间设有转动感应器309，所述转动感应器309检测横向轴301是否发生转动。测量转运装置3根据转动感应器309的信号确定横向轴301是否转动，进一步计算间隔时间，利用位于顶部进料口305的测量仓304的称重感应器303发出的实时重量数据，就能计算出该段间隔时间内的平均供料速度，并以此作为实际供料速度判断是否符合参数要求。这里通过间歇转动让测量仓能积存一定量饵料进行称重测量，避免称重时饵料过少导致称重准确性不足，也避免短时间连续称重造成称重结果波动频繁的问题。

所述第一传动机构为齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括安装在所述控制电机501的输出轴上的主动齿轮509和安装到所述传动轴507上的从动齿轮511。所述第二传动机构为齿轮齿条机构，所述出料门与所述齿轮齿条机构中的齿条固定连接，齿条的设置方向与所述出料门的开合方向相同，所述齿轮齿条机构中的齿轮则安装在所述传动轴507上。所述出料门为滑移门，所述出料门的伸出端上侧设有朝伸出方向继续延伸的齿条安装板，所述齿轮齿条机构中的齿条同向设置在所述齿条安装板上。

为了让出料口位于出料区域414的中间位置，本实施例中的出料门为对开结构。针对对开结构的出料门，所述第二传动机构包括第一齿轮齿条机构和第二齿轮齿条机构，所述第一齿轮齿条机构包括安装在所述传动轴507上的第一齿轮402、与所述第一齿轮402啮合的第二齿轮403和与所述第二齿轮403啮合的第一齿条404，所述第二齿轮齿条机构包括安装在所述传动轴507上的第三齿轮407和与所述第三齿轮407啮合的第二齿条406，所述第一齿条404和所述第二齿条406的运动方向相反。而所述出料门包括左门组件410和右门组件412，所述第一齿条404和所述第二齿条406分别连接到所述左门组件410和所述右门组件412。

具体来说，所述右门组件412的伸出端上侧通过向上伸出的连接部固定有向左伸出的齿条安装板一413，所述第一齿条404同向直接固定在所述齿条安装板一413上；所述左门组件410的伸出端上侧也通过向上伸出的连接部固定有向右伸出的齿条安装板二411，所述第二齿条406通过连接件同向安装到所述齿条安装板二411。这样第一齿条404和所述齿条安装板一413到所述出料区域414的右侧板之间留有足够空间，让右门组件412向右滑移打开时，第一齿条404和齿条安装板一413的滑动不受阻碍，类似的，该结构也让第二齿条406和齿条安装板二411在左门组件410向左滑移打开时不受阻碍。

所述第二齿条406通过连接件同向安装到所述齿条安装板二411。所述连接件为矩形框405，所述齿条安装板一413和所述齿条安装板二411在高度上错开设置，所述矩形框405的高度低于所述第二齿轮403，这样防止矩形框405随左门组件410滑移时被第二齿轮阻碍。

所述拨料机构包括拨料电机409和拨料转杆408，所述拨料电机409安装在所述投料通道401的出料区域414的侧面，所述拨料电机409与所述拨料转杆408传动连接，所述拨料转杆408包括横向设置并转动连接在所述出料区域414中的拨料轴以及周向固定在所述拨料轴侧面的若干组拨料片，各个所述拨料片径向伸出，各组所述拨料片沿所述拨料轴均匀布设，相邻两组拨料片在所述拨料轴上的设置角度不同，所述拨料片转动形成的拨料区域覆盖了所述出料门所能打开的出料口的最大区域。

所述间歇传动机构包括安装在所述液动马达502的输出轴上的主动拨盘504、安装在所述主动拨盘504上的拨盘销506和安装在所述横向轴301上的从动槽轮503，所述从动槽轮503上开设径向槽，所述拨盘销506与所述径向槽滑动配合，所述从动槽轮503上的锁止凹弧与所述主动拨盘504上的锁止凸弧505相配合。间隙传动机构外设有固定在所述测量转运装置3上的保护壳，所述保护壳上安装有用于安装电动流量阀510和传动轴507的安装件508。

所述出料区域414还设有扩散结构，所述扩散结构包括沿出料方向设置的若干导流层，每层导流层具有若干横向均匀布置的三角导向柱416，所述三角导向柱416的水平截面为等腰三角形并且所述等腰三角形的顶角朝向出料门的方向，相邻的导流层错落设置。这样当饵料从出料口张开的出料口出来后，即使出料口较小也能通过扩散结构让饵料在出料区域414均匀扩散到较大区域，再被所述喷头415喷出的水流均匀播撒到目标区域，避免投料较少时因出料口较小导致无法让饵料充分扩散。而喷头415采用扩散型喷头415能进一步增大饵料投放的范围。

所述第二支路和喷水总管上均设有流量计512，通过对流量计512的检测能确定相应管路上的液体流量，而液动马达502采用可调式液动马达502。水泵6输出的流量能控制喷头415喷水量，进而控制投料的远近，喷水总管上的流量数据能够用于检测喷头415的喷水量。喷水总管上的流量数据结合测定的第二支路上的液体流量能检验电动流量阀510的流量调节效果。

本方案使用时，投料方式包括如下步骤。

步骤一、通过船上的控制模块或远程控制平台进行投料参数的计算。

图像采集模块03采集水中图像后经远程控制模块对图像中蟹苗等水产进行智能识别并计算出图像区域内的蟹苗密度，进而计算出该区域内适宜的投饵量和投料范围；根据船舶行进速度计算出投料时的供料速度，这些投料参数实时发送到智能船舶。

步骤二、智能船舶根据投料参数运行，实现饵料的输送和投放。

螺旋输送机2根据供料速度的参数运行，饵料经螺旋输送机2输送到测量转运装置3中。同时，出料机构中的拨料机构和喷水机构均同时开始运行，水泵6的供应流量和喷头415的喷洒范围均根据投料范围这一参数确定。电动流量阀510的控制电机501根据供料速度调节第一支路的流量，液动马达502随之运行驱动测量仓304间歇转动，转动形成的间隙转运的速度与供料速度的参数相配合。控制电机501调节电动流量阀510的同时还通过传动机构控制出料门同步打开，由此形成的出料口大小与供料速度相适配。拨料机构的转速恒定，饵料从出料口输出的出料量通过出料口大小得到了控制，输出的饵料到达喷头415处被喷头415喷出的水流扩散投放到目标区域。

步骤三、测量转运装置3对实际供料速度进行相关数据检测并计算出结果，船舶上的控制模块基于该结果对螺旋输送机2的运行速度进行调整。

称重感应器303测定位于顶部的测量仓304的重量，当测量仓304间歇转动时，转动感应器309反馈信号，由此计算出前后两次转动的间隔时间，进而计算出该次间隔时间内单位时间的平均供料量，以此作为该段时间的实际供料速度，控制模块基于此实际供料速度对螺旋输送机2的运行速度进行调整。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。