一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台

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一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台
申请号	CN202210397654.7	申请日	2022-04-15	公开(公告)号	CN114793981A	公开(公告)日	2022-07-29
申请人	安徽农业大学;			发明人	徐帅; 刘立超; 吴旭; 宗文明;
摘要	本发明提供了一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台，所述平台包括控制系统以及由控制系统控制的执行系统，其中，所述控制系统包括输入输出模块、数据及算法模块以及底层接口；所述输入输出模块与数据及算法模块连接，所述数据及算法模块通过底层接口与执行系统连接。本发明带动市场的经济发展，推动科技革新市场，打造的一体化集成平台，做到新颖独特的智慧渔场养殖。
权利要求	1.一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台，其特征在于，所述平台包括控制系统以及由控制系统控制的执行系统，其中，所述控制系统包括输入输出模块、数据及算法模块以及底层接口；所述输入输出模块与数据及算法模块连接，所述数据及算法模块通过底层接口与执行系统连接。 2.根据权利要求1所述的一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台，其特征在于，所述执行系统包括投喂机器人以及施药机器人，其中，所述投喂机器人以及施药机器人均通过无线网络与底层接口连接。 3.根据权利要求2所述的一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台，其特征在于，所述执行系统还包括料仓以及充电站，所述料仓以及充电站均通过网络接口与底层接口连接。 4.根据权利要求3所述的一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台，其特征在于，所述控制系统还包括显示模块，所述显示模块与底层接口连接。 5.根据权利要求1‑4任一项所述的一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台，其特征在于，所述控制系统还包括数据存贮模块，所述数据存贮模块与底层接口连接。 6.根据权利要求5所述的一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台，其特征在于，所述数据存贮模块还与数据及算法模块连接。
说明书全文	一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台技术领域 [0001] 本发明属于养殖技术领域，特别涉及一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台。背景技术 [0002] 水产养殖是最为传统的产业之一，智慧化水产养殖是生态渔业发展和创新的重要方向，将物联网和大数据运用到水产养殖的过程中，有利于弥补传统水产养殖的短板。但在精准养殖、科学管理、产品安全等方面一直存在很大的成长空间，同时在传统养殖业的智慧化改造方面，存在成本高、效益不明显、推广困难等问题，极大限制了我国渔场的发展。 [0003] 因此，需要设计一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台，以达到科学管理养殖的问题。发明内容 [0004] 针对上述问题，本发明提供了一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台，所述平台包括控制系统以及由控制系统控制的执行系统，其中， [0005] 所述控制系统包括输入输出模块、数据及算法模块以及底层接口；所述输入输出模块与数据及算法模块连接，所述数据及算法模块通过底层接口与执行系统连接。 [0006] 进一步地，所述执行系统包括投喂机器人以及施药机器人，其中，[0007] 所述投喂机器人以及施药机器人均通过无线网络与底层接口连接。 [0008] 进一步地，所述执行系统还包括料仓以及充电站，所述料仓以及充电站均通过网络接口与底层接口连接。 [0009] 进一步地，所述控制系统还包括显示模块，所述显示模块与底层接口连接。 [0010] 进一步地，所述控制系统还包括数据存贮模块，所述数据存贮模块与底层接口连接。 [0011] 进一步地，所述数据存贮模块还与数据及算法模块连接。 [0012] 本发明的有益效果在于： [0013] 本发明提供的一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台，弥补了传统水产养殖的短板。 [0014] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。附图说明 [0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0016] 图1示出了根据本发明实施例的平台结构示意图。 [0017] 图2示出了根据本发明实施例的轨道网络铺设示意图。 [0018] 图3示出了根据本发明实施例的塘梗造型。 [0019] 图4示出了根据本发明实施例轨道交叉口的结构示意图。 [0020] 图5示出了根据本发明轨道车运行的结构示意图。 [0021] 图6示出了根据本发明实施例投喂车工作的结构示意图。 [0022] 图7示出了根据本发明实施例施药机器人的结构示意图。具体实施方式 [0023] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0024] 如图1所示的，本发明提供了一种渔场智能投喂与水产施药机器人一体化集成平台，所述平台包括控制系统以及由控制系统控制的执行系统，其中， [0025] 控制系统包括输入输出模块(图1中的输入输出)、数据及算法模块(图1中的数据及算法)以及底层接口；输入输出模块与数据及算法模块连接，数据及算法模块通过底层接口与执行系统连接。 [0026] 控制系统还包括显示模块(图1中的多画面显示)以及数据存贮模块(图1中的数据存贮)，其中，显示模块与底层接口连接，数据存贮模块与底层接口连接，数据存贮模块还与数据及算法模块连接。 [0027] 下面对控制系统的各部分进行说明。 [0028] 一、输入输出模块的作用： [0029] 1、生产计划：由数据及算法模块获得的基础数据，结合所养殖的水产品的现状(养殖时间、重量、所需饲料量等)，再根据饲料全年分配法(首先按池塘或网箱等不同养殖方式估算全年净产量，再确定所用饲料的饲料系数，估算出全年饲料总需要量，然后根据季节、水温、水质与养殖对象的生长特点，逐月、逐旬甚至逐天的分配投饲量)，从而生成养殖计划，便于定时定量养殖。 [0030] 2、电子图纸：即显示出已经投喂结束，未进行投喂和正在进行投喂的渔场区域。 [0031] 3、状态监控：即可显示哪些已投，哪些未投，哪些正在进行，可以实时进行调整顺序操作等功能。 [0032] 4、统计报表：一个阶段内的所消耗的饲料总重和施药量。 [0033] 二、数据及算法模块的作用： [0034] 1、环境分析：分析当时渔场养殖基地的内环境，例如氧气浓度，氮气浓度，天气情况，水体内各种营养成分是否充足，有害元素是否超标等。 [0035] 2、生产计划分析：即根据不同时期不同养殖水产品种分析所需日均投喂量，从而便于进行喂食。 [0036] 3、路径合成：合成一个能在规定的路线上行驶的路径。 [0037] 4、养殖工艺专家系统：即后期在app上单开设的一个功能，通过引进专家远程视频指导，帮助用户解决实际问题。省时，方便。 [0038] 5、分析参数设置：预先设置如养殖草鱼的相关参数，含氧量等，如果经环境分析监测到含氧量低于设定值，则可加大充氧机功率。 [0039] 三、数据存贮模块的作用： [0040] 1、用于储存通过底层接口获取的数据以备后续给数据及算法模块使用。 [0041] 四、显示模块的作用： [0042] 1、用于显示通过底层接口获取的信息。 [0043] 执行系统包括投喂机器人以及施药机器人，投喂机器人以及施药机器人均通过无线网络与底层接口连接，其中，投喂机器人通过无线网络获取控制系统输出的路径规划/投料计划、运行控制、投料控制、环境识别与分析等信息后开始工作；施药机器人通过无线网络获取控制系统输出的路径规划/投料计划、环境识别与分析等信息后开始工作。 [0044] 执行系统还包括料仓以及充电站，料仓以及充电站均通过网络接口与底层接口连接，其中，各部分的作用为： [0045] 一、料仓的作用如下： [0046] 1、料位：检测投喂机器人储存的饲料余量； [0047] 2、计量加料：根据投喂机器人储存的饲料余量，进行一定量的加料(加饲料)； [0048] 3、机器人停靠点：提供给投喂机器人一个停靠点，使机器人停靠； [0049] 4、摄像头：用于监测投喂机器人，从而判断投喂机器人是否停靠在此。 [0050] 二、充电站的作用如下： [0051] 1、给投喂机器人自动充电； [0052] 2、给施药机器人自动充电； [0053] 3、摄像头：用于监测投喂机器人和/或施药机器人是否在充电站。 [0054] 对于整个的控制系统工作过程： [0055] ①控制系统运行在上位机上，可以同时联络在轨道网络上运行的投喂车和在水面运行的施药机器人，以及饲料仓(料仓)和充电站，及其他需要加入系统的辅助设施，可以下达指令和收集实时运行状态信息； [0056] ②控制系统能与用户交互，根据用户的指令，结合专家系统(养殖工艺专家系统)的投饲建议，气候环境因素等，制定投喂计划，生成可命名的投喂及施药任务； [0057] ③上位机下达投喂任务，投喂机器人加载任务信息，根据任务信息执行相应的投料任务； [0058] ④上位机下达施药任务，施药机器人加载任务信息，根据任务信息执行相应的施药任务。 [0059] 本发明的研发重点还有轨道式智能投喂系统，包括轨道网络及投喂车(投喂机器人)，其中，如图2所示的，轨道网络铺设在渔场合适位置，以覆盖服务各鱼塘的投喂区域和投喂点，轨道网络上设置有饲料存放处(料仓)、投喂车充电的电源(充电站)位置，投喂车能够在轨道网络上运行并且与上位机控制系统通信连接。 [0060] 轨道网络设计 [0061] 目前国内连片鱼塘的规格，基本设计为100米*33米，鱼塘塘梗宽度1米。塘梗造型如图3所示。 [0062] 拟采用国产轻轨，采用双轨铺设，轨道间距60cm，下设枕木，预计轨道车(轨道车上可搭载投喂机则是投喂机器人，搭载施药机的则是施药机器人)总重量250‑300KG。轨道交叉口采用平面直角交叉口设计，如图4所示。 [0063] 本设计结构简单，易于施工，减少土地占用，比较适合在狭窄的塘梗铺设，适于传统渔场的智慧化改造，也适用于网箱或者新建渔场的智慧化建设。 [0064] 投喂车投料方向控制 [0065] 如图6所示的，为节约成本，减少轨道铺设量，同一轨道上运行的投喂机器人，在运行方向不变的情况下，需要往轨道两侧的鱼塘分别投料。 [0066] 水上施药机器人(施药机器人)设计 [0067] 如图7所示的，增加水箱、水泵及喷头811，即可实现水上施药的目的。 [0068] 另外，本发明中，部分主要性能指标如下： [0069] 智能投喂机器人(投喂机器人)： [0070] 参数指标轨道间距 60cm 饲料载重量 >200KG 负载运行速度 1‑3km/小时空载运行速度 5km/小时投料流量 >3kg/分钟投料距离 >33米投料方向双侧自动转换直角转弯 <30秒工作电压： 48‑60V 续航里程 >20km [0071] 水产施药机器人(施药机器人)： [0072] [0073] [0074] 以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。