陆基工厂化水产养殖池自动清洗机器人设计与试验

doi:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2024.07.011

中国农机化学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (7): 68-74.DOI: 10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2024.07.011

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陆基工厂化水产养殖池自动清洗机器人设计与试验

赵晴晴1，田云臣2, 3，崔智明1，李建波2，马国宁1，隋金柱2

1. 天津农学院水产学院，天津市，300392； 2. 天津农学院计算机与信息工程学院，天津市，300392；
3. 天津市水产生态及养殖重点实验室，天津市，300392

出版日期:2024-07-15 发布日期:2024-06-21
基金资助:
国家重点研发计划（2020YFD0900600）；国家海水鱼产业技术体系(CARS—47)；天津市海水养殖产业技术体系创新团队（ITTMRS2021000）

Design and test of automatic cleaning robot for landbased industrial aquaculture ponds

Zhao Qingqing1, Tian Yunchen2, 3, Cui Zhiming1, Li Jianbo2, Ma Guoning1, Sui Jinzhu2

1. College of Fisheries, Tianjin Agricultural University, Tianjin, 300392, China; 2. College of Computer and
Information Engineering, Tianjin Agricultural University, Tianjin, 300392, China; 3. Tianjin Key Laboratory of
AquaticEcology and Aquaculture, Tianjin, 300392, China

Online:2024-07-15 Published:2024-06-21

摘要/Abstract

摘要： 针对现阶段陆基工厂化水产养殖池人工清洗存在劳动强度大、效率低等问题，设计基于轨道移动、具有越池清洗功能的养殖池自动清洗机器人。该机器人由移动机构、清洗机构和控制系统等组成。移动机构沿养殖池上方导轨前后、左右移动，清洗机构通过旋转和上下伸缩装置完成养殖池池底和池壁清洗，控制系统通过STM32F103单片机实现对清洗机器人的精准控制。通过建立全覆盖栅格地图的方法进行路径规划，并采用最短切线、野火法等算法实现自动避障，并对机器人进行测试。结果表明：刷盘转速和驱动速度最优组合方式为刷盘转速600 r/min，驱动速度 0.2 m/s。

关键词: 陆基工厂化, 水产养殖, 清洗机器人, 自动控制, 路径规划

Abstract: Aiming at the problems of high labor intensity and low efficiency in the manual cleaning of landbased industrial aquaculture ponds, an automatic cleaning robot based on track movement with the function of crossing the pond is designed. The robot is composed of a moving mechanism, a cleaning mechanism and a control system. The moving mechanism moves forward, backward and left along the guide rail above the breeding tank. The cleaning mechanism cleans the bottom and wall of the breeding tank through rotation and upsidedown telescopic device. The control system realizes accurate control of the cleaning robot through STM32F103 microcontroller. The path planning is carried out by establishing full coverage raster map, and the algorithm of shortest tangent line and wildfire method is used to realize automatic obstacle avoidance, and the robot is tested. The results show that the optimal combination of brush speed and drive speed is 600 r/min and 0.2 m/s.

Key words: land-based industrialization, aquaculture, cleaning robot, automatic control, path planning

中图分类号:

S969
TP242

赵晴晴, 田云臣, 崔智明, 李建波, 马国宁, 隋金柱. 陆基工厂化水产养殖池自动清洗机器人设计与试验[J]. 中国农机化学报, 2024, 45(7): 68-74.

Zhao Qingqing, Tian Yunchen, , Cui Zhiming, Li Jianbo, Ma Guoning, Sui Jinzhu. Design and test of automatic cleaning robot for landbased industrial aquaculture ponds [J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2024, 45(7): 68-74.

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