明轮驱动虾塘自主导航投饵船设计与可靠性试验

基于明轮驱动的虾塘投饵船能够适应养殖池塘复杂的环境、满足全塘抛撒的要求,可靠性是其进行推广的关键。采用滚塑工艺设计了全封闭投饵船体,利用免油脂润滑不锈钢链轮和明轮作为驱动机构,以避免对水体的污染,螺旋输送饵料装置可满足船载投饵过程中重心位置稳定的要求,通过GPS+电子罗盘的方式实现了自主导航定位和姿态控制需求。根据虾塘投饵和控制性能要求,进行投饵船直线运动和转弯运动模型的构建,采用PID航向、航速运动控制算法进行巡航路径控制,池塘测试平均速度为0.72m/s,直行和转弯最大偏航量分别为0.8m和0.5m。40d的养殖塘现场试验结果表明,自主导航投饵船在复杂路径下运行平稳,可满足虾塘饵料投喂要求,同时对强风、大雨等恶劣环境进行了可靠性测试,发现并解决了相关问题。     

船载投饵装置平衡抖料系统设计与试验

针对船载虾塘投饵装置直接搭载传统投饵机导致破碎率高、下料过程中船体重心偏移大影响螺旋桨吃水深度等问题，设计了一种船载专用投饵装置平衡抖料系统。该系统利用电机带动偏心轮转动产生周期变化的高低差，通过多个支撑架复合式作用使饵料箱体整体平衡抖动，保障均匀下料的同时降低饵料破碎率；采用系统固定支点位置可调的整体抖动下料方式，实现较长距离无损饵料输送，解决了投喂过程船体因重心位置变化大导致尾部驱动部分吃水线变化幅度过大的问题，使得螺旋桨驱动效能更加稳定。通过抖料系统机构数学模型，获得了振动系统最优偏心量；采用力矩平衡方程进行了抖料装置支架最佳点位置分析；开展了电机能耗测试以及转动支架与料箱坡角设计。计算分析得：当偏心量为1.2mm，支点位置（-40，0）时，以额定转速2600r/min直流电机作振动源电机，实际工作功率低于80W，下料速率接近均值1.63kg/min。现场试验表明：与料箱置于尾部相比，船体驱动部分满载和空载吃水变化由10.2cm减小为7.3cm；该投饵装置正常工作速度平均1.03m/s，下料均匀，破碎率低。该系统适应于现场环境，生产和维护成本低，结构简单可靠，便于推广应用，具有较高的实用价值。