菲律賓蛤仔機械化采捕行走機構及避障系統(tǒng)設計.pdf

1、我國是貝類養(yǎng)殖大國，海洋貝類養(yǎng)殖產量約占海水養(yǎng)殖總產量的80％并且貝類的年產量逐年增長，2015年我國海水養(yǎng)殖貝類產量約1316.55萬t。其中貝類采捕是貝類養(yǎng)殖的重要環(huán)節(jié)，隨著貝類產量的增加傳統(tǒng)的采捕方式暴露出了一些問題。傳統(tǒng)作業(yè)方式因海底環(huán)境的多變性與未知性對海底環(huán)境和采捕設備造成了一定程度的影響。為海下采捕設備添加智能避障技術將有效地提高工作效率，減小對海底貝類養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)環(huán)境和設備的損害。
　　針對海下采捕設備工作過程中對工

2、作路線、工作環(huán)境不可預測造成采捕效率下降、設備損壞以及海底貝類養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞等問題，本文開展了貝類采捕海下智能避障系統(tǒng)的研究。論文主要完成了采捕設備行走系統(tǒng)設計和采捕設備避障系統(tǒng)設計，并對采捕設備行走避障系統(tǒng)初步試驗研究。
　　采捕設備避障行走系統(tǒng)設計，通過分析計算海底工作環(huán)境中的各種參數，如海底底質、接地比壓等泥土性質，并結合采捕行走機構自身因素，選定履帶式行走機構作為采捕設備行走系統(tǒng)的行走方式；考慮工作過程中海底環(huán)境和噪音

3、干擾等狀況，選用超聲波探測為該采捕設備的主要探測方式。針對海下特殊工作環(huán)境設計完成了采捕設備小型樣機行走系統(tǒng)的硬件部分，包括驅動輪、支重輪、導向輪、支架等結構，整體尺寸為60cm×38cm×32cm、重約30kg。
　　采捕設備避障系統(tǒng)采用了超聲波探測、紅外線等傳感器，以及LabVIEW軟件和NI9201模擬輸入模塊、NI9265模擬輸出模塊、NI cDAQ-9178機箱等硬件設備，快速建立自動測試程序進行數據采集、數據處理、數據

4、分析以及信號濾波等處理，完成對采捕設備預定路線上的障礙物信息采集處理。系統(tǒng)設計的軟件控制部分主要包括障礙物探測系統(tǒng)的設計、采捕車動態(tài)路徑的選擇和數據處理三部分。通過使用LabVIEW軟件編寫信息采集子模塊（DAQ.vi）、信號發(fā)生子模塊（ConFig.ure Simulate Signal.vi）以及信號調整子模塊等子程序，分別完成了采捕設備行進過程中障礙物的探測、對所收集信號的處理和對采捕設備運動路線的控制。
　　通過在實驗室水