開題報(bào)告-海洋牧場(chǎng)自動(dòng)投喂系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PAGEPAGE1學(xué)生用表12024屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告學(xué)生用表1學(xué)院：系：專業(yè)：學(xué)號(hào)姓名班名畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目海洋牧場(chǎng)自動(dòng)投喂系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師所在單位、部門職稱（1、內(nèi)容包括：①研究的目的和意義；②國內(nèi)外研究（設(shè)計(jì)）發(fā)展?fàn)顩r、發(fā)展水平與存在問題；③研究（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)及擬解決的關(guān)鍵問題；④研究（設(shè)計(jì)）方案與技術(shù)路線；⑤研究（設(shè)計(jì)）方法；⑥參考文獻(xiàn)。2、撰寫要求：字體為5號(hào)宋體字，字?jǐn)?shù)不少于1500字。）1、研究的目的和意義我國是世界第一水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局資料，2015年我國水產(chǎn)品養(yǎng)殖產(chǎn)量為4937.90萬噸，2020年水產(chǎn)品養(yǎng)殖產(chǎn)量為5224.20萬噸，水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模在逐年提升。我國水產(chǎn)養(yǎng)殖模式主要有池塘養(yǎng)殖、網(wǎng)箱養(yǎng)殖、海洋養(yǎng)殖三類，其中池塘養(yǎng)殖和網(wǎng)箱養(yǎng)殖是應(yīng)用最廣泛的兩種養(yǎng)殖模式，目前現(xiàn)有的投餌機(jī)也主要針對(duì)池塘養(yǎng)殖和網(wǎng)箱養(yǎng)殖兩種養(yǎng)殖模式而研發(fā)，但對(duì)于海洋牧場(chǎng)養(yǎng)殖的投料系統(tǒng)或者投料機(jī)的研發(fā)明顯不夠。因此，設(shè)計(jì)一種自動(dòng)化程度高、投喂精準(zhǔn)、可實(shí)現(xiàn)集中控制的海洋牧場(chǎng)自動(dòng)投喂成為了解決這一問題的重要方式。國內(nèi)外研究（設(shè)計(jì)）發(fā)展?fàn)顩r、發(fā)展水平與存在問題國外投餌機(jī)的發(fā)展起步較早，挪威、加拿大、芬蘭、美國和日本等國家已先后成功研發(fā)了各式各樣的自動(dòng)化投餌系統(tǒng)，這些投餌系統(tǒng)可大大提高投餌機(jī)的投餌精準(zhǔn)度和餌料的利用率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低人工成本并提高養(yǎng)殖生產(chǎn)力。挪威國家研發(fā)中心AKVA研發(fā)的MarinaCC中央投餌系統(tǒng)[1]，主要工作流程是通過以風(fēng)機(jī)作為動(dòng)力的噴射器將飼料從料倉輸送到下料裝置，下料裝置具有計(jì)量料量的功能，再經(jīng)過分配閥的分配后進(jìn)入各自的管道到達(dá)目的池或者網(wǎng)箱。加拿大的FeedingSystems公司研發(fā)了適用于陸基養(yǎng)殖工廠和魚苗解化場(chǎng)的自動(dòng)投喂系統(tǒng)[2-3]，能夠顯著提高飼料利用率，并針對(duì)不同的殖對(duì)象配備了不同的控制軟件。芬蘭的Arvo-tec公司開發(fā)了陸基循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)[4]，該系統(tǒng)由許多小型定量漏斗進(jìn)料裝置組成，這些小型料斗沿著軌道在不同池塘之間移動(dòng)，整個(gè)投喂過程可以由中央計(jì)算機(jī)控制，無需人工干預(yù)。美國ETI公司生產(chǎn)的Feedmaster自動(dòng)投餌系統(tǒng)具有很高的準(zhǔn)確性和可靠性，不僅在美國國內(nèi)推廣應(yīng)用，而且在其他國家也得到了快速推廣[5-8]。對(duì)比于國外的養(yǎng)殖設(shè)施，我國這方面發(fā)展相對(duì)落后，投餌機(jī)自動(dòng)化程度較低，尤其體現(xiàn)在精準(zhǔn)投餌方面。近幾年，國內(nèi)學(xué)者在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的精準(zhǔn)投喂技術(shù)進(jìn)行了大量研究。\t"/kcms2/article/_blank"姜忠愛，\t"/kcms2/article/_blank"于紅，\t"/kcms2/article/_blank"吳俊峰等[10]針對(duì)投餌機(jī)在投餌過程中存在顆粒餌料破碎率高導(dǎo)致水體污染的問題，對(duì)投餌機(jī)下料及拋灑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用餌料靜力學(xué)建模與分析優(yōu)化下料撥輪葉片型線，避免葉輪對(duì)餌料的擠壓破壞；為減少拋灑環(huán)節(jié)餌料破碎，采用質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與分析，改善餌料在拋灑盤溝槽中的運(yùn)動(dòng)形式，緩解餌料在離心加速過程中的破碎。為了解決現(xiàn)有投餌機(jī)精準(zhǔn)性不高的問題，\t"/kcms2/article/_blank"張麗珍，\t"/kcms2/article/_blank"劉單寒，\t"/kcms2/article/_blank"陳雷雷等[11]設(shè)計(jì)了一種船載專用精準(zhǔn)投餌機(jī)。該投餌機(jī)采用抖動(dòng)下料方式，在下料口設(shè)計(jì)定量開門裝置，采用單片機(jī)進(jìn)行控制。根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲取的下料口開度與投餌速度之間的關(guān)系，控制系統(tǒng)按照實(shí)際需要的投餌速度控制下料口開度，通過超聲波測(cè)距模塊測(cè)量到的料箱飼料的下降距離來反饋實(shí)時(shí)投料量，運(yùn)用PID控制方法對(duì)誤差進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，實(shí)時(shí)調(diào)整下料口開度，精準(zhǔn)控制投餌機(jī)投餌量。\t"/kcms2/article/_blank"禹振軍，\t"/kcms2/article/_blank"高嬌，\t"/kcms2/article/_blank"蔣彬等[12]為解決冷水魚長方形水槽養(yǎng)殖方式中，離心拋撒式投餌機(jī)、振動(dòng)盤式投餌機(jī)、下落式投餌不適用的問題，篩選先進(jìn)的正壓風(fēng)送式投餌機(jī)，進(jìn)行了投餌試驗(yàn)。根據(jù)水槽長方形結(jié)構(gòu)，對(duì)投餌機(jī)噴料器、噴料管和風(fēng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到長方形魚池投鉺距離、投餌量的要求。將噴料器環(huán)型噴料改為直線噴料，風(fēng)機(jī)固定轉(zhuǎn)速改為變頻調(diào)速，噴料管直徑改為20mm。\t"/kcms2/article/_blank"王國慶[13]設(shè)計(jì)一種適用于循環(huán)水養(yǎng)殖的遠(yuǎn)程氣力輸送自動(dòng)投餌裝置。洪揚(yáng)等[14]設(shè)計(jì)的蟹、蝦養(yǎng)殖池塘移動(dòng)投飼料裝置，絞龍的設(shè)計(jì)是使用可調(diào)伺服電機(jī)將將飼料從飼料箱運(yùn)送到拋料盤，拋料盤的速度由變頻器控制，調(diào)節(jié)變頻器以控制拋灑半徑和撒料量。研究（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)及擬解決的關(guān)鍵問題主要內(nèi)容本論文以海洋牧場(chǎng)自動(dòng)投喂系統(tǒng)設(shè)計(jì)為題目，致力于以實(shí)現(xiàn)海洋牧場(chǎng)養(yǎng)殖的自動(dòng)投喂系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及控制設(shè)計(jì)。論文主要研究?jī)?nèi)容如下：第一章，緒論。主要對(duì)論文的選題的依據(jù)、研究的目的和意義進(jìn)行了介紹，同時(shí)對(duì)海洋牧場(chǎng)養(yǎng)殖的自動(dòng)投喂系統(tǒng)的目前的國內(nèi)現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。第二章，總體方案設(shè)計(jì)。本章主要明確了海洋牧場(chǎng)養(yǎng)殖的自動(dòng)投喂系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與參數(shù)，并制定了總體的設(shè)計(jì)方案。第三章，零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算、校核。本章主要對(duì)投料機(jī)構(gòu)、進(jìn)料機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)其他零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)主要受力部件進(jìn)行受力分析。第四章，電氣控制設(shè)計(jì)。對(duì)自動(dòng)投喂系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定了電氣控制方案，并繪制電氣原理圖。第五章，總結(jié)與展望。本章主要對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)與展望。預(yù)期目標(biāo)1）查閱15篇以上相關(guān)參考文獻(xiàn)(不含教科書)，其中外文文獻(xiàn)不少于5篇2）擬定裝置工藝過程和原理設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行分析比較、評(píng)價(jià)，確定綜合性能好的設(shè)計(jì)方案。3）對(duì)執(zhí)行系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)分析、計(jì)算、校核，確定運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)，選擇適合的動(dòng)力及結(jié)構(gòu)、檢測(cè)、控制等標(biāo)準(zhǔn)件、元器件等。4）圖紙工作量不少于

2張

A0

圖紙。包括機(jī)械結(jié)構(gòu)圖、PLC系統(tǒng)原理圖等。5）完成一篇完整規(guī)范的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。擬解決關(guān)鍵問題1）投料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2）進(jìn)料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)功能分析研究方案與技術(shù)路線功能分析機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電氣控制設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電氣控制設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)投料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)投料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)三維建模三維建模設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算研究方法（1）資料獲取法通過國內(nèi)外資料的翻閱整理，掌握了現(xiàn)有海洋牧場(chǎng)養(yǎng)殖的自動(dòng)投喂系統(tǒng)的特點(diǎn)，綜合國內(nèi)外相關(guān)方面的成果，整理并分析了資料及調(diào)查結(jié)果。（2）實(shí)地調(diào)查法通過對(duì)海洋牧場(chǎng)養(yǎng)殖的自動(dòng)投喂系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，了解海洋牧場(chǎng)養(yǎng)殖的自動(dòng)投喂系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀，收集相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，為本研究提供實(shí)踐基礎(chǔ)參考文獻(xiàn)AlanaraAnders.TheUseofSelf-FeedersinRainbowTrout(OncorhynchusMykiss)Production[J].Aquaculture,1996,145(1):1-20.[2]QiestadV,PedersenT,FolkvordA,etal.AutomaticfeedingandharvestingofjuvenileAtlanticcodinapond[J].Modelingidentificationandcontrol,1987.8(1):39-46.[3]張豐登.基于循環(huán)水養(yǎng)殖大口黑鱸攝食行為反饋的自適應(yīng)投飼系統(tǒng)研究[D].浙江：浙江大學(xué)，2019[4]袁凱.投飼機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D]上海:上海海洋大學(xué),2013.[5]AirikkaP.AutomaticFeedRateControlwithFeed-forwardfoCrushingandScreeningProcesses[J].IFACPapersOnLine,2015,48(17):149-154.[6]TransFeed,"TransFeedFeedingSystem",[EB/OL].[2012-012-05-30]www.cowex.com/tranfeed.aspx.[7]郭俊.基于圖像與聲音信息的養(yǎng)殖魚群攝食規(guī)律與投餌技術(shù)研究[D].寧波寧波大學(xué)，2018.[8]劉思.基于PLC的自動(dòng)投餌控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].廣東：廣東海洋大學(xué)，2017.[9]HiasSachpazidis,RolandOhl,GeorgeKontaxakis,etal.TeleHealthNetworks:InstantMessagingandPoint-to-PointCommunicationoverTheInternet[J].NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearch,2006,8:1-4.[10]姜忠愛,于紅,吳俊峰,繆新穎,李鵬鵬.投餌機(jī)下料及拋灑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].廣東海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2023,43(03):10-16.[11]張麗珍,劉單寒,陳雷雷,李俊,吳迪.蝦塘養(yǎng)殖船載精準(zhǔn)投餌機(jī)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與研究,2021,37(05):203-206+210.[12]禹振軍,高嬌,蔣彬,楊光.正壓風(fēng)送式投餌機(jī)改進(jìn)及試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械,2021,(03):110-112.[13]王國慶.風(fēng)送式循環(huán)水養(yǎng)殖自動(dòng)投餌機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D].山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2023.[14]洪揚(yáng)，陳曉龍，田昌鳳，等.蟹、蝦養(yǎng)殖池塘移動(dòng)投飼裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)刀.漁業(yè)現(xiàn)代化，2018，45(03)：9-14.[15]武立波，劉運(yùn)勝，劉學(xué)喆，等.海洋牧場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控投餌系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]漁業(yè)現(xiàn)代化，2010，37(02)：23-25+13

工作計(jì)劃進(jìn)程表時(shí)間工作內(nèi)容3.10~3.304.1~4.154.15~4.305.1~5.105.11~5.205.20~5.306.1~6.5總體方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算繪制部裝結(jié)構(gòu)草圖繪制部裝