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明轮驱动虾塘自主导航投饵船设计与可靠性试验 被引量:14
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作者 胡庆松 曹佳瑞 +2 位作者 郑波 陈雷雷 李俊 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期121-128,共8页
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... 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0.72 m/s,直行和转弯最大偏航量分别为0.8 m和0.5 m。40 d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。 展开更多
关键词 虾塘养殖 投饵 明轮 自主导航 可靠性
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基于形状文法的渔业机械设备造型设计 被引量:4
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作者 袁浩 薛子安 +1 位作者 张先阳 赵德安 《包装工程》 CAS 北大核心 2022年第20期112-120,共9页
目的更好地平衡渔业机械设备的审美性与功能性。方法提出一种形状文法和产品形态设计中多约束相结合的设计流程。基于形状文法,通过将约束条件转化为量化指标的方式,以感性约束与物质性约束为导向确定文法规则,并结合参数化推演确定方... 目的更好地平衡渔业机械设备的审美性与功能性。方法提出一种形状文法和产品形态设计中多约束相结合的设计流程。基于形状文法,通过将约束条件转化为量化指标的方式,以感性约束与物质性约束为导向确定文法规则,并结合参数化推演确定方案、优化设计。最后结合河蟹养殖池塘智能投饵船的造型设计实践进行可行性验证。结果通过实践验证可得,投饵船的造型符合风格意象定位,且在功能使用方面易用、实用。结论此设计流程可以在初期降低概念设计与最终成品的偏差,最大程度地减少重复设计,从而缩短开发周期、降低成本、提高市场竞争力,同时也可以为渔业机械设备有效进行造型设计提供指导。 展开更多
关键词 形状文法 多约束 投饵 造型设计
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基于CFD的虾塘投饵船浮态及稳性分析 被引量:3
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作者 王萍 张丽珍 +1 位作者 陈雷雷 刘单寒 《上海海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期261-268,共8页
为研究投饵船浮态对稳性的影响规律,从而对投饲机的安装位置提出合理的指导意见,以上海海洋大学研制的投饵船为研究对象,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法和重叠网格技术,对投饵船在不同工况下的浮态及复原... 为研究投饵船浮态对稳性的影响规律,从而对投饲机的安装位置提出合理的指导意见,以上海海洋大学研制的投饵船为研究对象,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法和重叠网格技术,对投饵船在不同工况下的浮态及复原力臂曲线进行数值计算,从而分析投饵船浮态对稳性的影响规律,得到投饲机的最佳安装位置。结果表明:投饵船浮态对稳性的影响不可忽视,在同一载重下,投饲机安装在不同位置会导致不同程度的艏倾或艉倾,纵倾角越大,其稳性越差,投饵船处于正浮时稳性最好;固定的安装位置并不能保证投饵船在不同载重下保持正浮,应安装在满载时能使投饵船处于正浮的位置,即投饲机安装在F位置(X=-40.85 mm)时整体稳性最好,投饵船在整体布局时也应保证满载时纵倾角为零。 展开更多
关键词 投饵 浮态 稳性 CFD
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虾蟹塘投饵船三叶螺旋桨设计及水动力仿真分析 被引量:2
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作者 陈雷雷 冉胡泽 +1 位作者 胡庆松 李俊 《上海海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期893-904,共12页
为提高虾蟹塘投饵船投饵精确率,降低工作能耗,增加工作稳定性及可靠性,提出一种针对虾蟹塘投饵船的三叶螺旋桨设计方法。根据船体尺寸和整体功耗上限确定3种适宜虾蟹塘投饵船搭载的螺旋桨,直径尺寸分别为0.05、0.06和0.07 m,并以船舶螺... 为提高虾蟹塘投饵船投饵精确率,降低工作能耗,增加工作稳定性及可靠性,提出一种针对虾蟹塘投饵船的三叶螺旋桨设计方法。根据船体尺寸和整体功耗上限确定3种适宜虾蟹塘投饵船搭载的螺旋桨,直径尺寸分别为0.05、0.06和0.07 m,并以船舶螺旋桨射流理论方程和叶片边缘点坐标方程为基础,通过叶片边缘三维坐标生成三维叶片曲线,从而建立螺旋桨三维模型。应用Ansys CFD软件,采用雷诺平均纳维叶-斯托克斯(RANS)方程以及SST k-ω湍流模型构建水动力仿真实验,分析螺旋桨最大轴向射流速度与平均轴向射流速度之间的误差,通过分析各螺旋桨叶片截面压力、转速以及平均轴向射流速度之间的关系来获得具有较好敞水性能的螺旋桨。通过虾蟹塘实地试验,分析实际船速与最大轴向射流速度之间的误差,验证螺旋桨设计的可靠性,同时在满足虾蟹塘投饵船船速、船体推力以及整体功耗的情况下,以螺旋桨工作效率为试验指标,对比在不同转速下各直径螺旋桨的实际工作效率。结果表明:针对虾蟹塘投饵船螺旋桨的设计方法是可行的,实际船速与最大轴向射流速度之间的误差小于10%,同时,虾蟹塘投饵船在搭载直径0.07 m螺旋桨、转速3500 r/min时,螺旋桨工作能耗为135 W,最高平均船速为1.46 m/s,工作效率达70.9%。 展开更多
关键词 虾蟹养殖 投饵 螺旋桨 敞水性能
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基于TRIZ理论的水产养殖投饵船创新设计 被引量:1
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作者 彭飞 宋雨龙 +2 位作者 张丽梅 李志强 陈建明 《饲料工业》 CAS 北大核心 2023年第9期8-13,共6页
为提高水产养殖投饵船的投饵效率、精准度,降低投饵损耗、推动饵料投喂的自动化,基于发明问题解决理论(TRIZ)进行水产养殖作业船的设计。利用矛盾分析、系统功能分析、发明原理、功能裁剪、金鱼法等TRIZ工具分别对船体结构、饵料抛撒机... 为提高水产养殖投饵船的投饵效率、精准度,降低投饵损耗、推动饵料投喂的自动化,基于发明问题解决理论(TRIZ)进行水产养殖作业船的设计。利用矛盾分析、系统功能分析、发明原理、功能裁剪、金鱼法等TRIZ工具分别对船体结构、饵料抛撒机构、船体型线进行创新设计,提出“蝶阀定量供料-振动落料-气力输送与抛撒”的作业方式,并完成设计方案。结果表明:将TRIZ应用于产品概念设计阶段,可以突破传统设计的局限,提升设计效率和设计质量。 展开更多
关键词 饲料 TRIZ理论 水产养殖 投饵 创新设计
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智能投饵船研究现状与展望 被引量:11
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作者 郭子淳 黄家怿 +2 位作者 王水传 俞舜庭 张林泉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期385-396,404,共13页
饵料、药剂、微生物等精准投喂是水产健康养殖重要环节,智能投饵船因具备自动避障定位、多点精准投放、支持水质和视频监测集成等功能而逐渐受到关注。从投饵机构、路径控制、投饵策略3方面总结国内外智能投饵船研究现状,重点介绍现有... 饵料、药剂、微生物等精准投喂是水产健康养殖重要环节,智能投饵船因具备自动避障定位、多点精准投放、支持水质和视频监测集成等功能而逐渐受到关注。从投饵机构、路径控制、投饵策略3方面总结国内外智能投饵船研究现状,重点介绍现有下料机构及抛料机构、路径控制方式、航向控制算法、投饵路径策略和智能投饵技术,并针对当前研究不足,总结未来研发趋势:进一步改善抛饵破碎率及抛洒均匀性、融合5G通信和RTK视觉识别的高精度导航定位系统、开发计算简易的航向高精度控制算法、开发基于机器视觉与声学信息分析的智能投饵管控算法、实现智能投饵船的多功能化发展、构建数字孪生的智能投饵船远程监控系统。 展开更多
关键词 智能投饵 投饵结构 路径控制 投饵策略
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蟹塘双体投饵船行驶阻力分析及船型优化 被引量:4
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作者 李俊 朱逸凡 +1 位作者 陈雷雷 胡庆松 《上海海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期269-277,共9页
采用双体投饵船是实现蟹塘遍撒投饵的可行方案之一。在航道存在水草的情况下,为减小巡航阻力、提升投饵船续航能力,设计尖底和圆棱底2种新型船底型线,并基于雷诺平均方程,构建船体在不同吃水深度和速度下的动力学计算模型。以平底船为... 采用双体投饵船是实现蟹塘遍撒投饵的可行方案之一。在航道存在水草的情况下,为减小巡航阻力、提升投饵船续航能力,设计尖底和圆棱底2种新型船底型线,并基于雷诺平均方程,构建船体在不同吃水深度和速度下的动力学计算模型。以平底船为对照船体,对比分析CFD数值计算与水池试验阻力,数据误差在9.6%以内,显示了计算模型的有效性。计算结果表明:圆棱底船在船速0.50~2.00 m/s时具有更好的减阻效果,与平底船相比减阻率在3.92%~16.27%;圆棱底船能减小底面与水草的滑动摩擦阻力;投饵船经济船速应小于1.50 m/s,经济吃水深度应小于0.18 m。所研发的圆棱底船的进一步测试结果表明了所提优化方案的有效性。 展开更多
关键词 双体投饵 行驶阻力 型优化 平底 尖底 圆棱底
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基于FIA*-APF算法的蟹塘投饵船动态路径规划 被引量:1
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作者 孙月平 方正 +4 位作者 袁必康 孙杰 孟祥汶 汪彦彤 赵德安 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期137-145,共9页
为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加... 为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加权因子优化A*算法评价函数;其次加入转折惩罚函数并删除冗余点,接着利用B样条曲线对全局路径进行平滑处理;最后将改进A*算法得到的全局路径作为改进人工势场法中的引力路径,生成投饵船自主巡航高效路径。根据养殖池塘创建静态和动态2种仿真环境,分别对传统人工势场法(traditional artificial potential field,TAPF)、基于A*和人工势场法的融合算法(the A*and artificial potential field,TA*-APF)和FIA*-APF算法的性能进行20次测试。仿真试验结果表明:2种环境下,FIA*-APF算法的平均规划时间是TAPF算法的17.23%,是TA*-APF算法的51.96%,平均指令节点数量比TAPF算法减少50.64%,比TA*-APF算法减少65.03%,平均路径长度比TA*-APF算法减少2.82%。蟹塘试验结果表明:FIA*-APF算法的规划时间为TAPF算法的38.16%,为TA*-APF的62.42%,路径长度比TAPF算法减少29.13%,比TA*-APF减少10.15%;另外,TAPF和TA*-APF算法规划路径上大于60°的转角分别是FIA*-APF算法的3.28和2.62倍,大于100°的转角分别是FIA*-APF算法的3.73和1.67倍,该研究算法规划的路径更高效平滑。研究结果可为无人投饵船自主导航提供参考。 展开更多
关键词 无人投饵 算法 导航 路径规划 A*算法 人工势场法 动态避障
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水田虾蟹投饵船电力推进控制系统的设计 被引量:3
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作者 王琢 张俊峰 +3 位作者 高星星 庞雄斌 郭翔 涂建东 《中国农机化学报》 北大核心 2018年第10期46-49,共4页
针对水田虾蟹投饵船的结构特点和虾蟹养殖过程的特点,设计一种基于嵌入式技术的水田虾蟹投饵船电力推进控制系统,系统采用锂电池供电,实现了投饵船的投饵控制、航向控制、速度控制。渔民可以乘坐在船上进行投饵作业,也可以在按键通过遥... 针对水田虾蟹投饵船的结构特点和虾蟹养殖过程的特点,设计一种基于嵌入式技术的水田虾蟹投饵船电力推进控制系统,系统采用锂电池供电,实现了投饵船的投饵控制、航向控制、速度控制。渔民可以乘坐在船上进行投饵作业,也可以在按键通过遥控远程控制投饵船作业。系统有效提升水田虾蟹养殖的自动化、精细化程度,降低渔民投饵环节的劳动强度。 展开更多
关键词 虾蟹投饵 电力推进系统 投饵控制 航向控制 速度控制
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基于Logistic二元离散选择模型的养殖智能投饵装备产业化问题实证研究——以智能投饵船为例 被引量:2
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作者 张效莉 胡忠 纠手才 《海洋经济》 2018年第5期11-21,共11页
智慧养殖是未来养殖行业发展趋势,为了判断养殖用户对智能养殖装备的需求情况,以便基于用户需求推进此类智能养殖装备实现产业化,进一步促进对虾养殖的智慧化和现代化,依据长三角两省一市246位对虾养殖户的调查数据,运用Logistic二元离... 智慧养殖是未来养殖行业发展趋势,为了判断养殖用户对智能养殖装备的需求情况,以便基于用户需求推进此类智能养殖装备实现产业化,进一步促进对虾养殖的智慧化和现代化,依据长三角两省一市246位对虾养殖户的调查数据,运用Logistic二元离散选择模型,对养殖户购买智能投饵船的意愿及其影响因素进行了调查和实证分析。研究结果表明,养殖户购买智能投饵船的整体意愿较为强烈,市场需求空间较大,其中单口池塘的面积、投饵成本、养殖户受教育水平、家庭收入水平、周围人的示范作用、亲戚朋友的建议、公司提供免费用的服务、政府补贴等因素是影响养殖户购买智能投饵船的主要因素。 展开更多
关键词 智能投饵 购买意愿 影响因素 Logistic二元离散选择模型
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