[发明专利]一种基于无人船的水域施肥装置及其方法

说明书

本发明公开了一种基于无人船的水域施肥装置及其方法，包括无人船和设置于无人船上用于向待施肥水域施加肥料的施肥装置；所述无人船包括主控制器、通信设备、视频设备、水质检测器、尾部喷泵系统和蓄电池，所述主控制器分别与所述通信设备、视频设备、水质检测器、尾部喷泵系统和蓄电池耦合；所述施肥装置包括用于装载肥料的肥料存储罐、用于抛洒肥料的抛洒器和用于水底耕土的耕耙。本发明提供的基于无人船的水域施肥装置及其方法，安全性高，施肥均匀，能在大面积水域养殖场实现高效自动施肥，且能有效监控施肥效果，节约了肥料使用量，提高了施肥的效率。

技术领域

本发明涉及水域机器人自动化控制的技术领域，尤其涉及一种基于无人船的水域施肥装置及其方法。

技术背景

无人船是一种借助精确卫星定位和控制系统即可按照预设任务在水面航行并自主作业的全自动水面机器人。随着国防及民用的需求发展，在国防海域、近海养殖和内河环保等水域中有越来越多的无人船在运行并承担任务。为了实现大面积水域养殖场高效施肥，有必要引进无人船系统进行辅助施肥作业。

近年海洋施肥成为研究热点，传统海洋施肥为采取人工措施向海洋上层提供氮、磷、铁等限制性营养元素以增加海洋初级生产力的行为，其在增殖生物资源和减缓气候变化方面均具潜力。如南海光热充足，但外海表层水体大营养元素匮乏，生物生产力低下，大营养元素施肥可提高海域初级生产力，从而可持续地增加渔业产量；施肥繁殖浮游植物而在特定海域形成的饵料生物密集区会吸引鱼群聚集，从而提高外海渔业捕捞效率。

海带在海区所需氮平均含量以及磷含量需要大于一定浓度以上时才能正常生长，自然海区中氮、磷含量一般在这个水平以下，因此必须进行人工施肥；养殖海带时采用“挂袋施肥、泼洒施肥、浸泡施肥、苗绳浸泡”等方法施肥。而紫菜对海水含磷量和含氮量也有类似需求，养殖紫菜时采用“喷洒法、挂袋法、浸泡法”等方法施肥。以上施肥方法一般由渔民开着渔船进行人工施肥，工作量巨大，而且作业时存在安全风险。

内河湖泊渔业养殖原理为，通过人工手段向湖泊水库等水体中投施配比科学的氮、磷、微量元素等营养要素，培肥水质，通过光合作用，促使水中浮游植物，浮游动物大量繁殖，为鲢鳙等浮游生物食性鱼类提供充足的饵料。同时也促进水生植物、固着生物。底栖动物、细菌和维管束植物、腐屑等大量繁殖增加，为草、鳊、鲤、鲫、青、鲴等吃食性鱼类提供部分饵料。从理论和实践证明，不管是在湖泊、水库、池塘等水域投施肥料后，只要水温稳定在20到32度之间，每投一次肥保持三天左右的晴天，浮游生物则可以达到高峰，肥效可维持7天左右，如果定期连续投施化肥，使之形成良性循环，浮游生物将不断新生，成倍增长，目前普遍采取叠加式施肥方法，其培育浮游生物的效果更佳。由于鱼类得到了充足的饵料，鱼产量得到大幅提高。传统湖泊给鱼苗喂养饲料时，需要人工抛洒，施肥不均匀也无法进行效果监控。

发明内容

本发明目的在于，提供一种基于无人船的安全性高、施肥均匀、大面积水域养殖场高效自动施肥、有效监控施肥效果的水域施肥装置，以及一种基于无人船的安全性高、施肥均匀、大面积水域养殖场高效自动施肥、有效监控施肥效果的施肥方法，节约了肥料使用量，提高了施肥效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于无人船的水域施肥装置，包括无人船和设置于无人船上用于向待施肥水域施加肥料的施肥装置；所述无人船包括主控制器、通信设备、视频设备、水质检测器、尾部喷泵系统和蓄电池，所述主控制器分别与所述通信设备、视频设备、水质检测器、尾部喷泵系统和蓄电池耦合；所述施肥装置包括用于装载肥料的肥料存储罐、用于抛洒肥料的抛洒器和用于水底耕土的耕耙。

可选的，所述肥料存储罐安装于所述无人船船体重心垂线上，包括圆筒状罐体，通过定位销固定在所述圆筒状罐体上的圆形盖体，安装在所述圆形盖体上用来搅拌肥料存储罐内肥料的搅拌器以及安装在所述圆筒状罐体下部的圆锥状罐头。