Robotisert tankrensesystem for fiskeyngeloppdrett

Abstract

Denne prosjektoppgaven beskriver utvikling og konstruksjon av en prototype av en autonom tankrenserobot for marin yngelproduksjon. Gjennom oppgaven har det blitt utviklet et nytt konsept og en prototype som viser mulighetene for et automatisk tankrensesystem. Det valgte konseptet baserer seg på en selvgående robot som kjører på tankens utside, med en magnetisk kobling til en rensepute på tankens innside. Gjennom et riktig forhold mellom masse og friksjonskrefter, kan prototypen både bevege på seg og henge fast på tanken. Ved bruk av permanentmagneter har dette latt seg løse. På grunn av riktig dimensjonering av krefter og tilpassede løsninger er det utviklet en farkost som kan traversere både tankens bunn og tankens vegger uten problemer. Det er utviklet et rensekonsept for å løsne avfallet fra den begrodde tanken, med minimale forstyrrelser av yngelen. Dette ble løst med et roterende magnetfelt gjennom tankveggen til en roterende rensepute på tankens innside. Praktiske tester i tank med vann og tørrfor viser at renseren løsner avfallet fra tankveggen, ved at det løses opp i vannet. Et konsept for utnyttelse av en enkelt robot for automatisert rens av flere tanker har blitt utviklet. Gjennom et egenutviklet brosystem kan dette løses. En prototype av et brosystem har blitt utviklet og testet på en enkelt tank. Resultatene viser at konseptet kan utvikles til et komplett tankrensesystem for en hel tankrigg. Systemet skal enkelt kunne installeres. Det har blitt løst ved å utvikle et grafisk brukergrensesnitt til en PC. Med trådløs dataoverføring til roboten, kan rensesystemet enkelt installeres. En operatør kan også overvåke robotens posisjon og status via brukergrensesnittet. Valg av sensorer på roboten har blitt gjort med tanke på å oppnå tilstrekkelig presisjon med en lav investeringskostnad. Gjennom kalibreringsrutiner og praktiske testing er sensorenes ytelser verifisert mot ønskede egenskaper. Det benyttede sensoroppsettet har tilstrekkelig nøyaktighet, liten fysisk utforming og er prisgunstig. Et fungerende posisjonerings- og navigasjonssystem er utviklet basert på angitte waypoints på tankene. Testkjøring med systemet har vist gode resultater. En posisjonsnøyaktighet på ca 2 cm er oppnådd for hele tankveggen. Dette er vurdert som godt nok for den gitte oppgaven. På tankbunnen ble ikke nøyaktigheten testet.I løpet av prosjektet er det utviklet elektronikk. Et design bestående av to kretskort er planlagt med tanke på stor fleksibilitet for fremtidig bruk. Elektronikken har vist gode egenskaper gjennom testing underveis i prosjektet. Målet med oppgaven var å utvikle et konsept og en tilstrekkelig utviklet prototype for et rensekonsept. Den utviklede prototypen har ikke de mekaniske egenskapene som trengs for å sikre stabilitet og robusthet i et ferdig produkt. Når vi ser på de valgte løsninger og oppnådd funksjonalitet opp mot den gitte oppgaven, er grunnlaget for et bra konsept og en produksjonsmodell lagt. Ved hjelp av utviklet teknologi vil et helautomatisk rensesystem fjerne dagens behov for manuell arbeidsinnsats i forbindelse med tankrensing.