渔业养殖水质监测改善一体化水下机器人设计

doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.19.028

湖北农业科学 ›› 2022, Vol. 61 ›› Issue (19): 145-151.doi: 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.19.028

渔业养殖水质监测改善一体化水下机器人设计

陈凌轩^a, 吴清云^a, 谢辰旻^b, 马帅华^a, 强嘉钰^c

上海海洋大学,a.工程学院; b.外国语学院; c.海洋文化与法律学院,上海 201306

收稿日期:2021-10-26 出版日期:2022-10-10 发布日期:2022-11-04
通讯作者: 吴清云,男,工程师,主要从事电气自动化和工业控制研究,（电子信箱）qywu@shou.edu.cn。
作者简介:陈凌轩（2000-）,男,浙江金华人,在读本科生,专业方向为自动化,（电话）18757676737（电子信箱）852183273@qq.com。
基金资助:
2020年国家级大学生创新创业训练计划项目（G202010264045）; 2020年上海市大学生创新创业训练计划项目（S202010264137）; 2020年上海海洋大学骆肇荛大学生科技创新基金二十一期资助项目

Design of integrated underwater robot for water quality monitoring and improvement of fishery breeding

CHEN Ling-xuan^a, WU Qing-yun^a, XIE Chen-min^b, MA Shuai-hua^a, QIANG Jia-yu^c

a. College of Engineering Science and Technology; b. School of Foreign Languages; c. College of Marine Culture and Law, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306,China

Received:2021-10-26 Online:2022-10-10 Published:2022-11-04

摘要/Abstract

摘要： 为实现全水深水质监测并通过同一装置改善局部水域水体环境问题,助力渔业养殖高质量发展,设计了一款渔业养殖水下机器人。通过建立水下机器人动力学模型,描述了水下机器人的六自由度复杂运动并保证其在水下运动过程中具有良好的稳定性;融合多传感器技术、惯性导航技术,构成全水深水质监测系统与水质改善系统。设计试验观察验证了其运动过程,可实现pH、温度、溶氧量等水质参数监测功能,并根据返回值对水域pH、溶氧量等条件进行改善,与人工调控方式及现有装备调控进行对比,验证了其高效性。该系统成功实现了渔业养殖中水质参数采集与水质改善的一体化,效率高,可靠性强,解放了人力,为水下机器人的研究提供了新思路。

关键词: 水下机器人, 水质监测, 水质改善, 一体化

Abstract: In order to realize water quality monitoring in full water depth and improve water environment problems in local waters through the same device to help high-quality development of fishery breeding, an underwater robot for fishery breeding was designed.The dynamic model of AUV was established to describe the 6-DOF complex motion of AUV and ensure its good stability in the process of underwater motion. The whole water depth water quality monitoring system and water quality improvement system were composed of multi-sensor technology and inertial navigation technology. The experiment was designed to observe and verify its movement process, which could realize the monitoring function of water quality parameters such as pH, temperature and dissolved oxygen. According to the return value, the water pH, dissolved oxygen and other conditions were improved, and its efficiency was verified by comparing with manual control mode and existing equipment control. The system has successfully realized the integration of water quality parameter collection and water quality improvement in fishery breeding, with high efficiency, strong reliability, and emancipation of human resources, and provides a new idea for the research of the underwater robot.

Key words: underwater robot, water quality monitoring, water quality improvement, integration

中图分类号:

陈凌轩, 吴清云, 谢辰旻, 马帅华, 强嘉钰. 渔业养殖水质监测改善一体化水下机器人设计[J]. 湖北农业科学, 2022, 61(19): 145-151.

CHEN Ling-xuan, WU Qing-yun, XIE Chen-min, MA Shuai-hua, QIANG Jia-yu. Design of integrated underwater robot for water quality monitoring and improvement of fishery breeding[J]. HUBEI AGRICULTURAL SCIENCES, 2022, 61(19): 145-151.

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