CN115005151B - 养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置及清除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及养殖水舱清理技术领域，尤其是养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置及清除方法，包括自动行走机构，自动行走机构上设有纵管，纵管内设有升降机构，升降机构上设有通过折叠机构与升降机构连接的方形腔，方形腔内设有活动腔，活动腔内设有一穿过方形腔及活动腔腔壁且通过第一弹簧与活动腔连接的伸缩管，伸缩管一端设有弹性清理装置，方形腔内设有驱动电机，驱动电机一侧设有驱动气缸，方形腔上设有压紧气缸及设于压紧气缸上的压紧板，行走机构上设有定位装置，方形腔上还设有回收机构，还包括第一、二检测元件，控制器，视觉监测模块，中央控制模块，可实现对养殖舱竖壁上的附着物进行实时自动精准清理，且不损伤养殖舱竖壁。
Description
技术领域
本发明涉及养殖水舱清理技术领域，尤其是养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置及清除方法。
背景技术
目前市场上陆续推出各种深远海抗风浪养殖工船或大网箱项目。如，利用巴拿马型干货船改装的养殖工船项目，型深近20米，在左右舷舱壁开换水孔，把其多个货舱改装成养殖鱼舱，带有单点系泊***能围绕基点旋转和漂浮在海面。目前，在渔业养殖过程中，养殖工船发挥着关键性的作用。
海水中有各种海生动物,其中一部分,象牡蛎等贝类,当养鱼工船在海水中作业时间久了，牡蛎等贝类会在养殖舱竖壁附着，增加船体自重及腐蚀养殖舱竖壁，需要定期进行竖壁清洗。
CN108482611A公开了一种船舶航运用船底清洁装置，包括清洗装置和底座，所述底座的正上方固定连接有支撑柱，所述支撑柱的顶端固定连接有的横板，所述横板的顶端面固定连接有支撑杆，所述支撑杆的顶端固定连接有球窝接头，所述球窝接头的顶端固定连接有连接杆，所述支撑杆的外侧设有套杆，所述套杆的顶端套接有套筒，所述套杆的外侧设有压缩弹簧，所述套筒的顶端固定连接有连接件，本发明中，通过设置的球窝接头、连接件、套杆、套筒和压缩弹簧，可以针对船舶不规则的底端进行机械清洁，既保证了清洁的效果，又保证了清洁的效率，但是上述专利并不能实现对养殖舱竖壁的清洁。
目前，在养殖舱竖壁的清理工作中，也有使用水下机器人与高压水枪配合清理的清理方法，但是该方法在喷水后，易使水下机器人受高压水枪反作用力的影响，产生位移及清理位置不稳定，不能保证清理效果。也有使用水下机器人对养殖舱竖壁上的附着物进行敲击的方法，但该方法容易对养殖舱竖壁造成损伤具有一定的使用局限性。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题与不足，提供了养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置及清除方法，可以实现对养殖舱竖壁上的附着物进行实时自动精准清理，且不损伤养殖舱竖壁。
为解决上述技术问题，本发明所采取的的技术方案是，养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，包括自动行走机构，在自动行走机构上设有一纵管，在纵管内设有一升降机构，在升降机构上设有一通过折叠机构与升降机构连接的方形腔，在方形腔内设有一活动腔，在活动腔内设有一穿过方形腔及活动腔腔壁且通过第一弹簧与活动腔连接的伸缩管，在伸缩管一端设有用于清洁贝类的弹性清理装置，在方形腔内设有一用于转动活动腔的驱动电机，在驱动电机一侧设有一用于驱动方形腔往复运行的驱动气缸，在方形腔上设有用于压紧伸缩管的压紧气缸及设于压紧气缸上的压紧板，在行走机构上设有一当自动行走机构行走至预定位置时，将自动行走机构定位的定位装置，在方形腔上还设有一用于当弹性清理装置将贝类清除后，将贝类回收的回收机构，还包括用于检测弹性清理装置与舱壁距离的第一检测元件，用于检测弹性清洁装置与贝类接触的第二检测元件，以及控制器，还包括用于监测贝类在舱壁附着位置的视觉监测模块，以及用于接收视觉监测模块数据并与控制器信号连接的中央控制模块，所述视觉监测模块监测贝类在舱壁附着位置后，发送信息至中央控制模块，中央控制模块发送信号至控制器，控制器接收信号后，发送启动信号至折叠机构，发送启动信号至自动行走机构行走至贝类在舱壁附着位置下方，并发送启动信号至定位装置将自动行走机构定位，并发送启动信号至压紧气缸，将伸缩管压紧，当自动行走机构行走至贝类在舱壁附着位置下方后，控制器发送停止信号至自动行走机构，并发送启动信号至升降机构驱动弹性清洁装置运行至贝类在舱壁附着位置，当升降机构驱动弹性清理装置运行至贝类在舱壁附着位置后，控制器发送启动信号至驱动气缸驱动活动腔前行使弹性清理装置与贝类接触，当弹性清理装置与贝类接触时，第二检测元件发送信号至控制器，控制器接收信号后，发送停止信号至驱动气缸，并发送复位信号至压紧气缸，此时，第一弹簧驱动伸缩管前行，当第一检测元件检测弹性清理装置与舱壁距离达到预定距离时，发送信号至控制器，控制器发送启动信号压紧气缸将伸缩管压紧，当压紧气缸将伸缩管压紧后，控制器发送启动信号至驱动电机驱动活动腔旋转，使弹性清理装置将贝类从舱壁上清除，当弹性清理装置将贝类从舱壁上清除后，控制器发送启动信号至回收机构将贝类回收，当回收机构将贝类回收后，控制器发送复位信号至回收机构、折叠机构及定位装置。
上述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，所述弹性清理装置包括多个对应设置的用于包覆贝类的弧形杆，以及多个设于伸缩管内的用于将各弧形杆与伸缩管连接的弹性支撑件。
上述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，所述弹性支撑件包括伸缩管内壁上的固定管，以及设于固定管内的伸缩杆，在固定管与伸缩杆之间设有用于将二者连接的第二弹簧。
上述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，所述升降机构包括设于纵管一侧壁上的纵向腔，以及设于纵管一侧壁上的第一滑轨，在第一滑轨上设有一与方形腔连接的第一滑块，在纵管底部设有一与第一滑块低底部连接的升降气缸，所述控制器发送信号至升降气缸。
上述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，在活动腔底壁上设有第二滑轨，在第二滑轨上设有与伸缩管连接的第二滑块。
上述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，所述折叠机构包括对应设于第一滑块上的第一固定板，及第二固定板，在第一固定板与第二固定板之间设有用于将二者连接的转轴，在第一固定板上设有一与转轴连接的电机，所述方形腔设于转轴上，所述控制器发送信号至电机。
上述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，所述定位装置包括对应设于自动行走机构两侧的L型管体，在L型管体内设有定位气缸，在定位气缸上设有一与L型管体内壁滑动连接的定位管，在定位管底部设有一定位板，所述控制器发送信号至定位气缸。
上述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，所述回收机构包括一回收气缸，以及设于回收气缸上的回收箱，还包括一用于当贝类回收时开启，贝类回收结束后关闭的启闭板，在回收箱上设有一用于驱动启闭板运行的启闭气缸，所述控制器发送信号至启闭气缸。
上述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置的清理方法，包括如下步骤：
(1)、视觉监测贝类在舱壁附着位置；
(2)、根据步骤(1)监测的贝类在舱壁附着位置，将方形腔驱动至水平状态，并自动行走至贝类在舱壁附着位置下方，并在该处定位；
(3)、弹性清洁装置运行至贝类在舱壁附着位置，驱动气缸驱动弹性清洁装置前行逐渐与贝类接触；
(4)、当弹性清洁装置与贝类接触时，驱动气缸停止驱动弹性清洁装置前行；
(5)、第一弹簧驱动弹性清洁装置继续前行；
(6)、弹性清理装置与舱壁距离达到预定距离，第一弹簧停止驱动弹性清洁装置继续前行；
(7)、驱动弹性清理装置旋转将贝类从舱壁上清除；
(8)、当弹性清理装置将贝类从舱壁上清除后，将贝类回收；
(9)、方形腔复位，并解除定位。
本发明养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置及清除方法，通过视觉监测模块、中央控制模块与控制器的实时配合，实现对养殖舱竖壁上的附着物进行实时自动精准清理，降低了人工劳动量，提高了清理效率。
通过弹性清理装置的分段式前行，不仅可满足不同大小的贝类附着物的清理，也保证了贝类附着物清理的同时，不接触舱壁，避免了舱壁损伤。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A部分的局部放大图；
图3为弧形杆与弹性支撑件连接的结构示意图；
图4为弧形杆对应设置的主视图；
图5为纵向腔的结构示意图；
图6为折叠机构的俯视图；
图7为回收机构与方形腔3连接的结构示意图；
图8为自动行走机构的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细说明。
如图所示，养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，包括自动行走机构1，在自动行走机构1上设有一纵管2，在纵管2内设有一升降机构，在升降机构上设有一方形腔3，在方形腔3内设有一活动腔4，在活动腔4内设有一穿过方形腔3及活动腔4腔壁且通过第一弹簧5与活动腔4连接的伸缩管6，在伸缩管6一端设有用于清洁贝类的弹性清理装置7，在方形腔3内设有一用于转动活动腔4的驱动电机8，在驱动电机8一侧设有一用于驱动方形腔3往复运行的驱动气缸9，在方形腔3上设有用于压紧伸缩管6的压紧气缸10及设于压紧气缸10上的压紧板11，在行走机构上设有一当自动行走机构行走至预定位置时，将自动行走机构定位的定位装置，在方形腔上还设有一用于当弹性清理装置将贝类清除后，将贝类回收的回收机构，还包括用于检测弹性清理装置7与舱壁距离的第一检测元件，用于检测弹性清洁装置与贝类接触的第二检测元件，以及控制器，所述控制器为PLC，第一、二检测元件均为距离传感器，还包括用于监测贝类在舱壁附着位置的视觉监测模块，以及用于接收视觉监测模块数据并与控制器信号连接的中央控制模块，所述视觉监测模块为水下摄像机，所述视觉监测模块监测贝类在舱壁附着位置后，发送信息至中央控制模块，中央控制模块发送信号至控制器，控制器接收信号后，发送启动信号至折叠机构，发送启动信号至自动行走机构行走至贝类在舱壁附着位置下方，并发送启动信号至定位装置将自动行走机构定位，并发送启动信号至压紧气缸，将伸缩管压紧，当自动行走机构行走至贝类在舱壁附着位置下方后，控制器发送停止信号至自动行走机构，并发送启动信号至升降机构驱动弹性清洁装置运行至贝类在舱壁附着位置，当升降机构驱动弹性清理装置运行至贝类在舱壁附着位置后，控制器发送启动信号至驱动气缸驱动活动腔前行使弹性清理装置与贝类接触，当弹性清理装置与贝类接触时，第二检测元件发送信号至控制器，控制器接收信号后，发送停止信号至驱动气缸，并发送复位信号至压紧气缸，此时，第一弹簧驱动伸缩管前行，当第一检测元件检测弹性清理装置与舱壁距离达到预定距离时，发送信号至控制器，控制器发送启动信号压紧气缸将伸缩管压紧，当压紧气缸将伸缩管压紧后，控制器发送启动信号至驱动电机驱动活动腔旋转，使弹性清理装置将贝类从舱壁上清除。实现对养殖舱竖壁上的附着物进行实时自动精准清理，降低了人工劳动量，提高了清理效率。当弹性清理装置将贝类从舱壁上清除后，控制器发送启动信号至回收机构将贝类回收，当回收机构将贝类回收后，控制器发送复位信号至回收机构、折叠机构及定位装置。
所述弹性清理装置7包括多个对应设置的用于包覆贝类的弧形杆12，以及多个设于伸缩管12内的用于将各弧形杆12与伸缩管6连接的弹性支撑件。
所述弹性支撑件包括伸缩管6内壁上的固定管13，以及设于固定管13内的伸缩杆14，在固定管13与伸缩杆14之间设有用于将二者连接的第二弹簧15。
不仅可满足不同大小的贝类附着物的清理，也保证了贝类附着物清理的同时，不接触舱壁，避免了舱壁损伤。
所述升降机构包括设于纵管2一侧壁上的纵向腔16，以及设于纵管2一侧壁上的第一滑轨17，在第一滑轨17上设有一与方形腔3连接的第一滑块18，在纵管2底部设有一与第一滑块18低底部连接的升降气缸19，所述控制器发送信号至升降气缸19。
在活动腔4底壁上设有第二滑轨20，在第二滑轨20上设有与伸缩管6连接的第二滑块21。
所述折叠机构包括对应设于第一滑块18上的第一固定板22，及第二固定板23，在第一固定板22与第二固定板23之间设有用于将二者连接的转轴24，在第一固定板22上设有一与转轴24连接的电机32，所述方形腔3设于转轴24上，所述控制器发送信号至电机32。在方形腔3上设置第三、四检测元件检测方形腔3与纵管2的距离，当第三检测元件达到预定检测距离时，该距离是使得方形腔3位于水平状态，发送信号至控制器，控制器发送停止信号至电机32，当回收机构将贝类回收后，控制器发送复位信号至电机32使方形腔3回转，当第四检测元件检测方形腔3回转值预定位置时，该位置是使得方形腔3与纵管2平行，发送信号至控制器，控制器发送停止信号至电机32。所述第三、四检测元件皆为距离传感器，设置折叠机构不阻碍鱼类的游动。
所述定位装置包括对应设于自动行走机构两侧的L型管体25，在L型管体25内设有定位气缸，在定位气缸上设有一与L型管体25内壁滑动连接的定位管26，在定位管26底部设有一定位板27所述控制器发送信号至定位气缸。设置定位机构，提高自动行走机构1的稳定性，防止弹性清理装置7清理时贝类反冲力对自动行走机构1的影响。
所述回收机构包括一回收气缸28，以及设于回收气缸28上的回收箱29，还包括一用于当贝类回收时开启，贝类回收结束后关闭的启闭板30，在回收箱29上设有一用于驱动启闭板30运行的启闭气缸31，所述控制器发送信号至启闭气缸31。
所述自动行走机构可选用现有的水下机器人，或如图8所示，设置一箱体33，在箱体33内设置两平行的第一轴体34，在第一轴体34下方设有两平行的第二轴体35，在第一、二轴体上分别设有第一齿轮36及第二齿轮37，在第一齿轮36一侧设有与控制器信号连接的第一移动电机38，在第二齿轮32一侧设有与控制器信号连接的第二移动电机39，在第一、二轴体两侧分别设有滚轮42，在第一、二移动电机上分别设有用于与第一、二齿轮啮合的第三齿轮40及第四齿轮41。根据贝类的位置，控制器发送启闭信号至第一移动电机38或第二移动电机39。
上述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置的清理方法，包括如下步骤：
(1)、视觉监测贝类在舱壁附着位置；
(2)、根据步骤(1)监测的贝类在舱壁附着位置，自动行走至贝类在舱壁附着位置下方；
(3)、弹性清洁装置运行至贝类在舱壁附着位置，驱动气缸驱动弹性清洁装置前行逐渐与贝类接触；
(4)、当弹性清洁装置与贝类接触时，驱动气缸停止驱动弹性清洁装置前行；
(5)、第一弹簧驱动弹性清洁装置继续前行；
(6)、弹性清理装置与舱壁距离达到预定距离，第一弹簧停止驱动弹性清洁装置继续前行；
(7)、驱动弹性清理装置旋转将贝类从舱壁上清除。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不局限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，包括自动行走机构，其特征在于：在自动行走机构上设有一纵管，在纵管内设有一升降机构，在升降机构上设有一通过折叠机构与升降机构连接的方形腔，在方形腔内设有一活动腔，在活动腔内设有一穿过方形腔及活动腔腔壁且通过第一弹簧与活动腔连接的伸缩管，在伸缩管一端设有用于清洁贝类的弹性清理装置，在方形腔内设有一用于转动活动腔的驱动电机，在驱动电机一侧设有一用于驱动活动腔往复运行的驱动气缸，在活动腔上设有用于压紧伸缩管的压紧气缸及设于压紧气缸上的压紧板，在行走机构上设有一当自动行走机构行走至预定位置时，将自动行走机构定位的定位装置，在方形腔上还设有一用于当弹性清理装置将贝类清除后，将贝类回收的回收机构，还包括用于检测弹性清理装置与舱壁距离的第一检测元件，用于检测弹性清洁装置与贝类接触的第二检测元件，以及控制器，还包括用于监测贝类在舱壁附着位置的视觉监测模块，以及用于接收视觉监测模块数据并与控制器信号连接的中央控制模块，所述视觉监测模块监测贝类在舱壁附着位置后，发送信息至中央控制模块，中央控制模块发送信号至控制器，控制器接收信号后，发送启动信号至折叠机构，发送启动信号至自动行走机构行走至贝类在舱壁附着位置下方，并发送启动信号至定位装置将自动行走机构定位，并发送启动信号至压紧气缸，将伸缩管压紧，当自动行走机构行走至贝类在舱壁附着位置下方后，控制器发送停止信号至自动行走机构，并发送启动信号至升降机构驱动弹性清洁装置运行至贝类在舱壁附着位置，当升降机构驱动弹性清理装置运行至贝类在舱壁附着位置后，控制器发送启动信号至驱动气缸驱动活动腔前行使弹性清理装置与贝类接触，当弹性清理装置与贝类接触时，第二检测元件发送信号至控制器，控制器接收信号后，发送停止信号至驱动气缸，并发送复位信号至压紧气缸，此时，第一弹簧驱动伸缩管前行，当第一检测元件检测弹性清理装置与舱壁距离达到预定距离时，发送信号至控制器，控制器发送启动信号压紧气缸将伸缩管压紧，当压紧气缸将伸缩管压紧后，控制器发送启动信号至驱动电机驱动活动腔旋转，使弹性清理装置将贝类从舱壁上清除，当弹性清理装置将贝类从舱壁上清除后，控制器发送启动信号至回收机构将贝类回收，当回收机构将贝类回收后，控制器发送复位信号至回收机构、折叠机构及定位装置；所述弹性清理装置包括多个对应设置的用于包覆贝类的弧形杆，以及多个设于伸缩管内的用于将各弧形杆与伸缩管连接的弹性支撑件；所述弹性支撑件包括伸缩管内壁上的固定管，以及设于固定管内的伸缩杆，在固定管与伸缩杆之间设有用于将二者连接的第二弹簧；所述折叠机构包括对应设于第一滑块上的第一固定板，及第二固定板，在第一固定板与第二固定板之间设有用于将二者连接的转轴，在第一固定板上设有一与转轴连接的电机，所述方形腔设于转轴上，所述控制器发送信号至电机。
2.根据权利要求1所述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，其特征是，所述升降机构包括设于纵管一侧壁上的纵向腔，以及设于纵管一侧壁上的第一滑轨，在第一滑轨上设有一与方形腔连接的第一滑块，在纵管底部设有一与第一滑块底部连接的升降气缸，所述控制器发送信号至升降气缸。
3.根据权利要求2所述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，其特征是，在活动腔底壁上设有第二滑轨，在第二滑轨上设有与伸缩管连接的第二滑块。
4.根据权利要求3所述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，其特征是，所述定位装置包括对应设于自动行走机构两侧的L型管体，在L型管体内设有定位气缸，在定位气缸上设有一与L型管体内壁滑动连接的定位管，在定位管底部设有一定位板，所述控制器发送信号至定位气缸。
5.根据权利要求4所述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置，其特征是，所述回收机构包括一回收气缸，以及设于回收气缸上的回收箱，还包括一用于当贝类回收时开启，贝类回收结束后关闭的启闭板，在回收箱上设有一用于驱动启闭板运行的启闭气缸，所述控制器发送信号至启闭气缸。
6.根据权利要求1-5任一项所述的养殖工船养殖舱海洋附着物渐进式清除装置的清理方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、视觉监测贝类在舱壁附着位置；
（2）、根据步骤（1）监测的贝类在舱壁附着位置，将方形腔驱动至水平状态，并自动行走至贝类在舱壁附着位置下方，并在该处定位；
（3）、弹性清洁装置运行至贝类在舱壁附着位置，驱动气缸驱动弹性清洁装置前行逐渐与贝类接触；
（4）、当弹性清洁装置与贝类接触时，驱动气缸停止驱动弹性清洁装置前行；
（5）、第一弹簧驱动弹性清洁装置继续前行；
（6）、弹性清理装置与舱壁距离达到预定距离，第一弹簧停止驱动弹性清洁装置继续前行；
（7）、驱动弹性清理装置旋转将贝类从舱壁上清除；
（8）、当弹性清理装置将贝类从舱壁上清除后，将贝类回收；
（9）、方形腔复位，并解除定位。
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| CN (1) | CN115005151B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107136007A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-09-08 | 湖州南浔超联水产养殖有限公司 | 一种水产养殖清底除污装置 |
| WO2020229442A1 (de) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | Carl Freudenberg Kg | Reinigungsvorrichtung für die reinigung einer rotierbaren bürstenwalze eines reinigungsgerätes und reinigungssystem |
| CN112806319A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-05-18 | 深圳市成荣源科技有限公司 | 一种养殖池池底虹吸清洁节能设备 |
| CN113787067A (zh) * | 2021-10-22 | 2021-12-14 | 武汉康生源生态农业有限公司 | 一种水产养殖用水下清污吸污机器人及*** |
| CN113914630A (zh) * | 2021-09-26 | 2022-01-11 | 青岛一建集团有限公司 | 一种用于施工现场的自行走式钢筋绑扎装置及其绑扎方法 |
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2022
- 2022-05-26 CN CN202210584925.XA patent/CN115005151B/zh active Active
Patent Citations (5)
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| CN115005151A (zh) | 2022-09-06 |
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