本發明涉及具有自主拋食功能的小水線面雙體漁業功能無人艇，屬于船舶工程技術領域。

背景技術：

我國漁業養殖正處在傳統漁業向現代漁業轉型的過渡階段中。傳統漁業存在著許多的弊端，它采用原始的、落后的、粗放的生產方式，傳統的漁民主要從事捕撈生產，在他們的觀念里，“有水就有魚,增船增網就能增產”，片面追求生產超過的資源承受能力。再者，傳統漁業在進行生產過程中，主要采用人工進行養殖操作，比如人工拋撒魚食、人工清除水草、雜物等，效率低下，且效果差。

在中國，還存在著另一個突出的問題，中國的人口老齡化嚴重，老年人口數量達到了世界第一并且其增長率也是世界上最快的國家之一。根據人口專家的預測，中國的人口年齡結構將發生顛覆性的改變，在接下來的幾十年，我國的年齡結構類型將從現今的成年型發展為高度老年型。社會在發展的同時人們觀念也在不斷地轉變，數以億計的農村剩余勞動力向城鎮轉移，投向非農工作崗位，使得農業勞動人口不斷減少，不少漁民都已經上岸轉行。農業勞動力不足問題將在未來一段時間內暴露出來，漁民群體將會越來少。

國內外有很多相關人士針對以上問題進行了研究，但他們主要針對漁業水產養殖智能化技術研究的文章，對于漁業輔助無人艇的研究卻很少，同時綜合性的漁業輔助水面智能平臺在國內外鮮有報道，主要欠缺體現在如何將水面無人艇的優勢充分發揮到輔助漁業水產養殖這一廣大的空白領域里面。

技術實現要素：

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種具有自主拋食功能的小水線面雙體漁業功能無人艇，充分利用水面無人艇的諸多優勢，通過水面無人艇這一有效載體，為漁業水產養殖水域提供全方位漁業輔助服務，從而有效推動漁業水產養殖邁入現代化。

技術方案：為實現上述目的，本發明的具有自主拋食功能的小水線面雙體漁業功能無人艇，包括上船體和位于上船體兩側的左側片體和右側片體，所述上船體上設有自主拋食系統和水樣采集系統和水草清除系統，在左側片體和右側片體中均設有電傳動裝置，在上船體上設有控制器和電機驅動器，控制器與電機驅動器連接，電機驅動器與電傳動裝置連接。

作為優選，所述電傳動裝置包含電機、萬向聯軸節、傳動長軸、傳動短軸和螺旋槳，電機分別裝在左側片體和右側片體的左前上側和右前上側，傳動長軸的一端與電機通過萬向聯軸節相連接，另一端與傳動短軸通過萬向聯軸節相連接，傳動短軸的另一端通過軸套伸出艇外，螺旋槳固定連接在傳動短軸伸出艇外的端部處。

作為優選，所述自主拋食系統包含涵道風機、魚食儲存艙、隔離膜和拋食通道，魚食儲存艙設有魚食通道，魚食通道的末端設有隔離膜，隔離膜設有開口，開口的直徑為0.8-0.9倍的魚食直徑，隔離膜下方設有拋食通道，拋食通道的末端舍偶涵道風機，魚食可通過重力下落到隔離膜中，當涵道風機開始轉動時，拋食通道內的壓力將小于魚食儲存艙內的壓力，形成壓力差，將使魚食吸入拋食通道中，從而將其吹出。

作為優選，所述涵道風機與控制器連接。

作為優選，所述水樣采集系統包含水泵、儲水器和軟管，儲水器的蓋子上開有兩個開孔，分別為進水孔和排氣孔，儲水器中還裝有水位傳感器，軟管穿過上船體順著右側片體內側伸入到吃水線以下，軟管的位置可稍高。水泵工作時從軟管吸水，通過軟管將水運輸到儲水器中，儲水器中的氣體從排氣孔通過軟管排出，水位傳感器實時測量水位，達到一定水位時水泵停止工作，由于慣性繼續抽吸進來多于的水可從排氣孔通過軟管排出。

作為優選，所述儲水器中還裝有水位傳感器，水位傳感器與控制器連接，控制器與水泵連接。

作為優選，所述水草清除系統包括動力裝置、過濾網、滾輪、牽引繩和軸承，過濾網一端左右兩角通過軸承固定于上船體上，另一端左右兩角系上牽引繩，牽引繩繞過滾輪連接在動力裝置上，動力裝置接入控制器中，當系統工作時動力裝置轉動將過濾網放下，停止工作時動力裝置反向旋轉收起過濾網，工作狀態下航行可以將水面的水草、雜物等收集于左側片體和右側片體，無人艇航行時可將雜物帶回岸邊便于人工打撈處，實現水草的清除。

本發明創造性地將水面無人艇與漁業養殖相結合。利用水面無人艇這種優勢突出的小型水面平臺，發揮其高可靠性、實用性、經濟性等諸多優點。在水面無人艇上搭載不同的模塊將可實現不同的目標功能，具有高適應性，用于漁業養殖能充分發揮其優勢。將水面無人艇作為平臺，搭載各種先進的傳感器、自動化漁業養殖服務模塊，可實現水面無人艇與漁業養殖的有機結合，實現對目標水域的實時監控，并進行自主化的水產養殖輔助工作。

有益效果：本發明以小水線面雙體船為載體，擺脫了傳統的以單體船為載體的相關工程船舶的限制，充分利用小水線面雙體船的穩性好、適航性佳的優點，自主拋食時，對魚類進行喂食，可平穩、靈活、快速地到達養殖區域，定時定量科學的開展投食作業，實現生長周期最優化，水產質量最優化，提高生產效率，同時還能有效避免魚食沉底導致養殖水域水質污染的發生。本發明可對水面雜草進行有效地清除，并可以自動采集水樣，對養殖水域的環境進行有效地管理，可采集養殖水域不同區域的水樣，以便養殖人員進行統籌管理。本發明是在無人艇技術的基礎上進行工作的，不需要人去跟船工作，從而降低了勞動強度和使用成本。在艇體中安裝了基于stm32的嵌入式控制器，以控制器為基礎，自主設計了拋食系統、除水草系統、水樣采集系統，通過編程可實現無人艇的自主巡航和對拋食系統、除水草系統、水樣采集系統的自動控制，實現自動化輔助養殖目標。

附圖說明

圖1是本發明的船體部分俯視圖簡圖；

圖2是本發明的船體部分中橫剖面圖簡圖；

圖3是本發明的自主拋食系統結構圖；

圖4是本發明水樣采集系統結構圖；

圖5是本發明整船俯視圖；

圖6是本發明整船側視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如圖1至圖6，所示，本發明的具有自主拋食功能的小水線面雙體無人艇，包括左側片體1、右側片體2，寬敞的上船體3，上船體以上布置有上層建筑4，上船體內布置有自主拋食系統5、水樣采集系統6。左側片體1和右側片體2中間設置有水草清除系統7。所述左側片體1包括深置水下的左側潛體11、連接上船體和左側潛體11的左支柱12，所述右側片體2包括深置水下的右側潛體21和右支柱22，在左側片體1中設有電傳動裝置8，在右側片體2中設有電傳動裝置9。所述上船體包括主甲板31，在主甲板上布置有控制器311、左電機驅動器312和右電機驅動器313。

在本發明中，所述電傳動裝置8、9包含電機81、91，萬向聯軸節82、83、92、93，傳動短軸84、94，傳動長軸85、95，軸套86、96，螺旋槳87、97。所述電機81、91分別裝在左右兩個片體左前上側和右前上側，傳動長軸85、95的一端分別與電機相連81、91通過萬向聯軸節82、92相連接，另一端分別與傳動短軸84、94通過萬向聯軸節83、93相連接，傳動短軸84、94的另一端通過軸套85、95伸出艇外，螺旋槳86、96固定連接在傳動短軸84、94伸出艇外的端部處，通過這種長短軸的連接方式，可解決電機過大無法放入小數線面雙體船片體中的問題。電機81、91接入電機驅動器312、313，電機驅動器312、313接入到控制器311，通過控制器311，可實現左右螺旋槳的差速轉動，從而實現無人艇的轉彎和原地回轉，增強其在小面積水域的機動性。

在本發明中，所述自主拋食系統5包含涵道風機51，魚食儲存艙52，隔離膜53，拋食通道54，魚食可通過重力下落到隔離膜53中，隔離膜53上有很小的開口，約為魚食直徑的0.8-0.9倍，且開口正好使魚食不能自由通過，當涵道風機51開始轉動時，拋食通道54內的壓力將小于儲存艙52內的壓力，形成壓力差，會將使魚食吸入拋食通道54中，從而將其吹出。此外，涵道風機51也接入到控制器中，使其在某一位置或某一段時間內運轉，達到自動拋食效果。

在本發明中，所述水樣采集系統6包含水泵61，儲水器62，軟管63。儲水器62的蓋子上開有兩個開孔，分別為進水孔621和排氣孔622，儲水器62中還裝有水位傳感器623，軟管631穿過上船體順著右側片體2內側伸入到吃水線以下，軟管633的位置可稍高。水泵工作時從軟管631吸水，通過軟管632將水運輸到儲水器62中，儲水器中的氣體從排氣孔622通過軟管633排出，水位傳感器623實時測量水位，達到一定水位時水泵61停止工作，由于慣性繼續抽吸進來多于的水可從排氣孔622通過軟管633排出，水泵和水位傳感器接入控制器，水樣采集的時間地點可通過編寫程序進行自動采集，其停止由水位傳感器的信號控制。

在本發明中，所述水草清除系統7包括電機71、72，過濾網73，滾輪74、75，牽引繩76、77，軸承78、79。過濾網73一端左右兩角通過軸承78、79固定于船底左側片體1和右側片體2中間，另一端左右兩角系上牽引繩76、77，牽引繩繞76、77過滾輪74、75，連接在電機上71、72。電機71、72接入控制系統中，當系統工作時電機71、72轉動將過濾網放下，停止工作時電機71、72反向旋轉收起過濾網，工作狀態下航行可以將水面的水草、雜物等收集于左側片體1和右側片體2，無人艇航行時可將雜物帶回岸邊便于人工打撈處，實現水草的清除。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。