CN208172607U - 一种智能自动化海洋养殖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能自动化海洋养殖系统，该系统包括智能机器人、中控装置和信号中继装置；中控装置分别与智能机器人和信号中继装置连接；智能机器人设有机体以及用于采收水下的养殖产品的采收机械手、用于收集采收机械手采收的养殖产品的收集装置、检测装置、行走装置、用于自动识别水下养殖产品的视觉装置和用于智能机器人在水下自由潜行的推进装置。本实用新型可以实现水陆行走，且一次充电能工作10小时以上，只需简单的参数和设定任务即可智能自动完成任务，使养殖简单方便，带来了极大的经济效益。本实用新型导航更精确，控制简单可靠且能耗低，体积小、防腐、温度范围宽，大大提高了使用寿命。

Description

一种智能自动化海洋养殖系统

技术领域

本实用新型涉及海洋水产养殖领域，特别涉及一种智能自动化海洋养殖系统。

背景技术

随着国民生活水平的提高，海产品在居民膳食结构中的比重显著增加，海洋捕捞产量已无法满足需求，大力开发海洋水产养殖和提供更多更好的海洋水产品，这对海水养殖技术提出了更高的要求。

现有海水养殖根据品种不一样，主要的方式有人工网箱养殖、沿海围养、自然海域底播等，不管哪一种养殖方式都离不开人工巡视、人工采收等步骤，对养殖人员要求数量大、劳动强度大、费用高、危险系数高，还需要潜水等专业人员，并且许多潜水员又不是养殖技术人员，这就存在技术人员与潜水员沟通失真等问题，导自处理问题不及时，给海水养殖带来不可预测的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能自动化海洋养殖系统，该智能自动化海洋养殖系统通过设置中控装置、信号中继装置、智能电源装置、清洗装置、水下机器人，且中控装置采用工业计算机、显示界面和操作键盘，经过室外天线和信号中继装置跟智能机器人交换数据；同时智能机器人带有机械手和视觉系统，智能自动的完成作业任务，可以克服海水养殖中的巡视和采收存在的费时费力、风险高和安全系数差等缺点。

为了达到上述目的，本实用新型提供的一种智能自动化海洋养殖系统，包括：智能机器人和中控装置；所述中控装置与所述智能机器人连接，发送采收指令和采收参数给智能机器人；所述智能机器人设有：

机体；

用于采收水下的养殖产品的采收机械手，其与所述机体连接；

用于收集所述采收机械手采收的养殖产品的收集装置，其与所述机体连接；

检测装置，其设有若干个声纳和若干个传感器；

行走装置，其与所述机体连接；

用于自动识别水下养殖产品的视觉装置，其与所述机体连接；所述视觉装置设有若干个高清摄像机；

用于智能机器人在水下自由潜行的推进装置，其与所述机体连接。

优选地，所述中控装置设有：

第一工业计算机，其通过无线信号与智能机器人通讯；所述第一工业计算机通过有线控制所述智能电源装置和所述清洗装置；

室外天线，其通过信号电缆与所述第一工业计算机连接。

优选地，所述中控装置与一信号中继装置连接；所述信号中继装置设有：

第一电控箱，其内部设有收发模块和放大模块；所述收发模块和所述放大模块采用通讯电缆与所述中控装置连接；

竖杆安装的第一天线，其通过信号电缆与所述收发模块和所述放大模块连接，放大无线信号，增加传输距离。

优选地，智能自动化海洋养殖系统还包含用于智能机器人进行充电的智能电源装置；所述智能电源装置设有：

第二电控箱，其与所述中控装置连接，所述第二电控箱内设置有智能电源转换元件；

连接器，其接收所述智能电源装置的输出电源。

优选地，智能自动化海洋养殖系统还包含清洗装置，其与所述智能机器人无线通信连接；所述清洗装置设有：

主控单元，其设置在清洗装置的第三电控箱内；

电磁阀，其与控制该电磁阀的主控单元进行连接；

空气压缩机，其通过压缩空气吹干清洗后的智能机器人；

加压泵；

阀件，其设置在加压泵一侧，所述阀件分别通过管路与所述加压泵和所述空气压缩机连接。

优选地，所述机体包含：第二工业计算机、控制模块、驱动模块和机架；所述机架上设有第二天线、平衡水柜和马达；所述第二工业计算机通过通讯电缆分别与所述控制模块和所述第二天线连接；所述第二工业计算机的I/O端口通过电缆连接到各个驱动模块。

优选地，所述采收机械手通过电缆与所述机体的驱动模块连接；所述采收机械手包含机械臂和连接线材，所述机械臂固定在所述机体前端；所述收集装置包含支架和用于收集所述采收机械手采收的养殖产品的收集袋；所述收集袋和所述支架各自设置在所述机体的两侧。

优选地，所述若干个声纳包含主动声纳和被动声纳；所述若干个传感器包含超声波传感器、温度传感器和水深传感器；所述主动声纳、被动声纳、超声波传感器、温度传感器、水深传感器设置在所述机体四周，且各个传感器通过电缆与所述机体连接。

优选地，所述视觉装置通过视屏电缆连接至所述机体的第二工业计算机；所述视觉装置设有两台高清摄像机和强光照明；所述两台高清摄像机通过一前一后方式分别设置在所述机体顶部。

优选地，所述行走装置通过电缆连接至所述机体的驱动模块；所述行走装置包含橡胶履带和传动机构，所述橡胶履带和所述传动机构均设置在所述机体底部；所述推进装置通过电缆连接至所述机体的驱动模块；所述推进装置包括四台推进器；其中两台推进器水平设置在所述机体上，以使所述智能机器人进行上浮和下潜，另外的两台推进器竖直设置在所述机体后部，两台推进器能旋转一定角度，以使智能机器人前进、后退以及转向。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型的智能自动化海洋养殖方法通过采用智能机器人系统，并带有推进器和履带行走装置，可以实现水陆行走，且一次充电能工作10小时以上，只需简单的参数和设定任务，就能智能自动完成各项任务，使海水养殖简单方便，完全解放了养殖人员的双手，为用户带来了极大的经济效益。具体地，本实用新型使用了主动被动声纳，并且加入GPS定位，使导航更精确。本实用新型还使用了高精水下摄像机以及高亮照明灯，并且自带机械手配合视觉处理，让机器人能自动识别和采收养殖产品。本实用新型还采用自动悬浮机体设计，并且使用了九轴罗盘，控制简单可靠且能耗低；采用了温度、水深传感器，并且加入多处漏水检测，当超过水深、温度及漏水，发出报警并自动上浮和返航。本实用新型采用了推进器和履带行走机构，推进器保证机器人在水下自由潜行工作，履带行走机构使机器人能在海滩和陆地行走。本实用新型采用智能电源管理，机器人在电量低时自动返回充电；采用自动清洗装置，机器人完成作业后或返回充电时，由自动清洗装置清洗机身，并用压缩空气吹干；本实用新型的机器人水下部分大量使用了铝合金和工程塑料，有体积小，重量轻、防腐、温度范围宽等优点，并使用了自动清洗装置，大大提高了使用寿命。

附图说明

图1本实用新型的智能自动化海洋养殖系统示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种智能自动化海洋养殖系统，为了使实用新型更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型的智能自动化海洋养殖系统包含：中控装置1、信号中继装置2、智能电源装置3、清洗装置4和智能机器人5。

其中，中控装置1设有第一工业计算机、显示屏、操作键盘以及室外天线组成。具体地，第一工业计算机通过有线控制智能电源装置3和清洗装置4。第一工业计算机还采用信号电缆连接室外天线，并通过无线信号与智能机器人5进行通讯。

信号中继装置2设有第一电控箱和第一天线。具体地，第一电控箱内安装有收发模块、放大模块等。该收发模块、放大模块通过通讯电缆与中控装置1连接，再通过信号电缆连接到竖杆安装的第一天线，放大无线信号，增加传输距离。

智能电源装置3包含第二电控箱和连接器。具体地，第二电控箱内安装有智能电源转换元件。智能电源装置3的第二电控箱通过通讯电缆与中控装置1连接，且电源输出到连接器上。即本实用新型通过采用智能电源管理，使得智能机器人5在电量低时可自动返回进行充电。

清洗装置4包含主控单元、加压泵、阀件、电磁阀、空气压缩机等组成。

具体地，加压泵作用就是增加水压，它由管线、阀件和电磁阀连接一起组成泵站，由多喷头组成清洗执行机构。阀件安装在加压泵旁，并分别通过管路连接到加压泵和空气压缩机。主控单元安装在清洗装置4的第三电控箱内，且主控单元用于控制电磁阀。电磁阀由电缆连接到清洗装置4的第三电控箱内，由清洗装置4自动控制电磁阀完成清洗作业。

清洗装置4通过无线通信方式与智能机器人5进行通讯。即本实用新型通过采用自动清洗装置，当智能机器人5完成作业后或返回充电时，由该自动清洗装置来清洗机身，并采用空气压缩机进行压缩空气进行吹干。

智能机器人5包含机体51、采收机械手52、收集装置53、检测装置54、行走装置55、视觉装置56、推进装置57。

具体地，机体51设有第二工业计算机511、控制模块512、驱动模块513、平衡水柜、马达、机架和第二天线。其中，机架为一个框架，它是一个结构件，平衡水柜、马达和第二天线均安装在机架上。平衡水柜安装在机架顶部两边，用于浮力平衡；马达安装在机架底部，作为行走装置55的动力源，用于驱动行走装置55，且马达与行走装置55是机械连接，如齿轮或同步带。第二工业计算机511由通讯电缆分别连接到控制模块512和第二天线，第二工业计算机511的I/O端口由电缆连接到各个驱动模块513。

其中，本实用新型的所有电气元件均密封在常压仓内，使得所有电气元件工作在特定的空间里，该常压仓由外壳承受海水水压，内部为大气压空气。

采收机械手52包含机械臂、目标识别光电模块和连接线材，用于采收水下的养殖产品。其中，机械臂固定在机体51前端，采收机械手52由电缆与驱动模块513连接。目标识别模块由测距传感器和微距摄像头组成，主要作用是近距离分析养殖产品的品质，给机械臂提供采收数据。目标识别模块采集的是图像信息，再把图像数据数字模形化，传输给第二工业计算机511，由第二工业计算机511与数据库作对比处理。

收集装置53用于收集上述采收机械手52采收的养殖产品，收集装置53由电缆与驱动模块513连接。该收集装置53包含支架和收集产品的收集袋，其中，收集袋和支架分别各自安装在机体51的两侧。

检测装置54包含声纳（包含主动声纳和被动声纳）和各种传感器（包含超声波传感器、温度传感器和水深传感器）组成。其中，主动声纳、被动声纳以及超声波传感器、温度传感器、水深传感器安装在机体51四周，并在常压仓内加入多处漏水检测单元，各种传感器通过电缆与机体51连接。检测装置54由电缆与驱动模块513连接。

检测装置54通过使用主动声纳、被动声纳，并且加入GPS定位，可以使导航更精确。本实用新型的智能机器人5还采用自动悬浮机体设计，并且使用了九轴罗盘，控制简单可靠且能耗低。当超过水深、温度及漏水，智能机器人5发出报警且自动上浮和返航。

视觉装置56可用于航行的图像分析、识别养殖产品的方位、指引机械手采收等，由电缆与驱动模块513连接。视觉装置56包含两台高清摄像机和强光照明，该两台高清摄像机通过一前一后分别安装在机体51顶部。视觉装置56由视屏电缆连接到第二工业计算机511，再由第二工业计算机511的视觉处理软件控制。即本实用新型的智能机器人5的采收机械手52通过视觉装置56的配合，让智能机器人5能自动识别和采收水下养殖产品。

行走装置55设有橡胶履带和传动机构，其中，橡胶履带和传动机构均安装在机体51底部。行走装置55通过电缆连接到驱动模块513，驱动模块513通过驱动马达以实现驱动该行走装置55。橡胶履带使得智能机器人5能在海滩和陆地行走。

推进装置57包括四台推进器，用于保证智能机器人5在水下自由潜行工作。其中两台推进器水平设置在机体51上，以使所述智能机器人进行上浮和下潜，另外的两台推进器竖直设置在机体51后部，两台推进器能旋转一定角度，以使智能机器人前进、后退以及转向。推进装置57由电缆连接到驱动模块513。

本实用新型的智能自动化海洋养殖系统的控制过程包含采收、巡视、清洗和充电四个过程。

其中，采收过程是指：中控装置1发送采收指令和采收参数给智能机器人5，智能机器人5接收到该采收指令和参数后，并根据采收规格等要求，自动下潜到水中，控制采收机械手52进行采收养殖产品。当采收的产品达到一定数量或收集装置53的收集袋装满后，则智能机器人5将采收的产品运送到存储目的地点后返回。

巡视过程是指：中控装置1按照养殖计划定时发送巡视区域等参数给智能机器人5，该智能机器人5会自动下水进行巡视，并会依据相应的数据（该相应的数据是养殖产品的特征数据，可以由机器人自动录入或者人工录入，大数据储存在中控装置中，根据任务不同，给智能机器人加载不同的数据），自动识别水下养殖产品的状态，若智能机器人5发现水下养殖产品有异常，智能机器人5会产生报警标记并保存数据，还可以根据需要采集该异常养殖产品的样品进行返回。

清洗过程是智能机器人5完成作业或返回充电时的一个必要过程，该清洗过程可自动完成。

充电过程是智能机器人5在作业过程中因为电量低或作业完成后而自动返回充电的过程；当充电过程完成后，机器人自动停在泊位。

本实用新型的智能机器人的水下部分大量使用了铝合金和工程塑料，有体积小，重量轻易、防腐、温度范围宽等优点，还使用了自动清洗装置，大大提高了使用寿命。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种智能自动化海洋养殖系统，其特征在于，包括：智能机器人（5）和中控装置（1）；所述中控装置（1）与所述智能机器人（5）连接，发送采收指令和采收参数给智能机器人（5）；所述智能机器人（5）设有：

机体（51）；

采收水下的养殖产品的采收机械手（52），其与所述机体（51）连接；

收集所述采收机械手（52）采收的养殖产品的收集装置（53），其与所述机体（51）连接；

检测装置（54），其设有若干个声纳和若干个传感器；

行走装置（55），其与所述机体（51）连接；

自动识别水下养殖产品的视觉装置（56），其与所述机体（51）连接；所述视觉装置（56）设有若干个高清摄像机；

用于智能机器人（5）在水下自由潜行的推进装置（57），其与所述机体（51）连接。

2.如权利要求1所述的一种智能自动化海洋养殖系统，其特征在于，

还包含用于智能机器人（5）进行充电的智能电源装置（3）；所述智能电源装置（3）设有：

第二电控箱，其与所述中控装置（1）连接，所述第二电控箱内设置有智能电源转换元件；

连接器，其接收所述智能电源装置（3）的输出电源。

3.如权利要求2所述的一种智能自动化海洋养殖系统，其特征在于，

还包含清洗装置（4），其与所述智能机器人（5）无线通信连接；所述清洗装置（4）设有：

主控单元，其设置在清洗装置（4）的第三电控箱内；

电磁阀，其与控制该电磁阀的主控单元进行连接；

空气压缩机，其通过压缩空气吹干清洗后的智能机器人（5）；

加压泵；

阀件，其设置在加压泵一侧，所述阀件分别通过管路与所述加压泵和所述空气压缩机连接。

4.如权利要求3所述的一种智能自动化海洋养殖系统，其特征在于，

所述中控装置（1）设有：

第一工业计算机，其通过无线信号与智能机器人（5）通讯；所述第一工业计算机通过有线控制所述智能电源装置（3）和所述清洗装置（4）；

室外天线，其通过信号电缆与所述第一工业计算机连接。

5.如权利要求1或4所述的一种智能自动化海洋养殖系统，其特征在于，

所述中控装置（1）还与一信号中继装置（2）连接；

所述信号中继装置（2）设有：

第一电控箱，其内部设有收发模块和放大模块；所述收发模块和所述放大模块采用通讯电缆与所述中控装置（1）连接；

竖杆安装的第一天线，其通过信号电缆与所述收发模块和所述放大模块连接，放大无线信号，增加传输距离。

6.如权利要求1所述的一种智能自动化海洋养殖系统，其特征在于，

所述机体（51）包含：第二工业计算机（511）、控制模块（512）、驱动模块（513）和机架；

所述机架上设有第二天线、平衡水柜和马达；

所述第二工业计算机（511）通过通讯电缆分别与所述控制模块（512）和所述第二天线连接；

所述第二工业计算机（511）的I/O端口通过电缆连接到各个驱动模块（513）。

7.如权利要求6所述的一种智能自动化海洋养殖系统，其特征在于，

所述采收机械手（52）通过电缆与所述机体（51）的驱动模块（513）连接；所述采收机械手（52）包含机械臂和连接线材，所述机械臂固定在所述机体（51）前端；

所述收集装置（53）包含支架和用于收集所述采收机械手（52）采收的养殖产品的收集袋；所述收集袋和所述支架各自设置在所述机体（51）的两侧。

8.如权利要求1所述的一种智能自动化海洋养殖系统，其特征在于，

所述若干个声纳包含主动声纳和被动声纳；

所述若干个传感器包含超声波传感器、温度传感器和水深传感器；

所述主动声纳、被动声纳、超声波传感器、温度传感器、水深传感器设置在所述机体（51）四周，且各个传感器通过电缆与所述机体（51）连接。

9.如权利要求6所述的一种智能自动化海洋养殖系统，其特征在于，

所述视觉装置（56）通过视屏电缆连接至所述机体（51）的第二工业计算机（511）；

所述视觉装置（56）设有两台高清摄像机和强光照明；

所述两台高清摄像机通过一前一后方式分别设置在所述机体（51）顶部。

10.如权利要求6或7或9所述的一种智能自动化海洋养殖系统，其特征在于，

所述行走装置（55）通过电缆连接至所述机体（51）的驱动模块（513）；

所述行走装置（55）包含橡胶履带和传动机构，所述橡胶履带和所述传动机构均设置在所述机体（51）底部；

所述推进装置（57）通过电缆连接至所述机体（51）的驱动模块（513）；

所述推进装置（57）包括四台推进器；其中两台推进器水平设置在所述机体（51）上，以使所述智能机器人（5）进行上浮和下潜，另外的两台推进器竖直设置在所述机体（51）后部，该两台推进器能旋转一定角度，以使智能机器人（5）前进、后退以及转向。