CN115443943B - 一种水产养殖水质净化无人驾驶船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水产养殖水质净化无人驾驶船，包括船体和连接架，船体采用双船体结构，两并排布置的船体之间通过连接架固定连接，位于连接架的正下方位置安装有水质净化部件，且驱动部件与水质净化部件相连；水质净化部件包括通过螺栓固定安装在两L型固定板底部的外壳体，外壳体的底部外壁截面为凸型面，外壳体内置有装填生石灰的安装腔室。本发明的有益效果是：通过网片对化浆的均匀度进行判定，安装腔室在块状生石灰溶解至尺寸达到要求后打开，外壳体上下振荡，对二次存储腔室内存储的石灰浆施压，保证了石灰浆中无明显颗粒状石灰，避免了鱼类误食的情况；振荡壳还可作为“造浪”设备独立运作。

Description

一种水产养殖水质净化无人驾驶船

技术领域

本发明属于无人驾驶船设备领域，尤其涉及一种水产养殖水质净化无人驾驶船。

背景技术

无人驾驶船是一种可以通过遥控，根据自身配备的传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人，无人驾驶船的种类众多，主要包括水上智慧安防无人驾驶船、水上智能救生无人驾驶船、集群海洋调查无人驾驶船和水生态环境无人驾驶船等。

其中水生态环境无人驾驶船的主要作用在于替代人去完成水质采样、水质监测、暗管排查、流速流量测定、水面清洁和水质净化等各种任务，最大限度地规避人员水上作业的安全隐患，提高工作效率，为生态环保、水文水利、测绘测量等领域提供基础数据、环境改变和决策支持。

人类利用可供养殖的水域，按照养殖对象的生态习性和对水域环境条件的要求不同，运用水产养殖技术和设施进行水产养殖；按水域性质不同，水产养殖业分为海水养殖业和淡水养殖业，养殖、种植对象包括鱼类、虾蟹类、贝类，及藻类、芡、莲、藕等。其中鱼类水产养殖对水域水质有着一定的要求，关键指标一般包括温度、透明度和酸碱度，以及溶解氧、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、硫化氢和可溶性磷酸盐浓度等，而水质净化无人驾驶船就是一种可摆脱人力改变上述指标的一种设备。

传统的水质净化无人驾驶船在对水质酸碱度进行调节时，采用干撒的方式将生石灰投放至池塘中，但干撒存在以下问题：1)难以实现全池均匀用药；2)水中块状的生石灰向熟石灰转化的过程中，热量被周围水体大量吸收，难以在短时间内积聚，使化学反应难以顺利进行；3)池塘中的鱼类易误食生石灰颗粒而致死；4)配有调节酸碱度的无人驾驶船无法同时改变水质其他指标。

因此在鱼塘干撒生石灰无法充分发挥效果，水质净化效果不明显。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种水产养殖水质净化无人驾驶船。

这种水产养殖水质净化无人驾驶船，包括：船体、连接架、水质净化部件和驱动部件；

所述船体为双船体结构，船体之间通过连接架连接；连接架内侧对称地设有限位块，限位块滑动连接L型固定板，L型固定板连接水质净化部件的外壳体，外壳体内设有安装腔室，安装腔室与外壳体底部前后侧的条状漏孔和外壳体顶部的进料孔连通；外壳体上方设有装料块，装料块通过装料孔与进料孔连接；

连接架内侧还对称地设有支撑架，支撑架通过复位弹簧和承托板连接振荡壳，振荡壳设于外壳体正下方；

安装腔室内设有定位杆，定位杆两侧连接网片，两侧的网片另一端与数条连接带连接，连接带分别卷绕在安装腔室内壁两侧的活动轴上，网片位于进料孔下方；

驱动部件中驱动电机设于连接架的顶部面板，驱动电机的输出轴连接驱动盘，驱动盘的侧壁连接偏心轴，偏心轴套接有曲柄，曲柄的底端插接定位轴，定位轴两侧设有定位板，定位轴通过C型固定架连接外壳体顶部。

作为优选：定位杆的外壁套接有矩形块，矩形块连接网片；安装腔室内壁两侧对称地设有密封架，密封架转动连接有活动轴，活动轴的两端横向贯穿外壳体表面，且活动轴与外壳体的连接处设有扭簧；密封架还转动连接有密封轴，密封轴位于活动轴下方，密封轴和活动轴表面接触，且密封轴设有连通缺口，活动轴的外壁设有数道绕卷槽，连接带绕卷在绕卷槽内，连接带通过圆杆与网片的一端相连。

作为优选：外壳体的底部外壁为凸型面，振荡壳底部形状与外壳体底部形状相同，且振荡壳两端的水平高度高于条状漏孔的水平高度，振荡壳与外壳体之间存在空隙，振荡壳与外壳体之间的空隙形成二次存储腔室。

作为优选：所述活动轴穿出外壳体的两端面设有固定圆盘，固定圆盘的底部设有展向水平的圆弧板，圆弧板的正上方设置有阻挡块，阻挡块的一端固定安装在承托板的侧壁，且阻挡块的上端面为圆弧面。

作为优选：网片为非弹性耐高温材质，网片的孔径范围为0.5～3cm。

作为优选：网片不受压时连接带绕卷在绕卷槽内，密封轴的连通缺口的朝向垂直，活动轴与外壳体之间的扭簧松弛；网片受压时矩形块在定位杆上的高度下移，连接带拉动活动轴旋转，密封轴的连通缺口的朝向转至水平方向，活动轴与外壳体之间的扭簧受压。

作为优选：所述密封轴表面除了连通缺口以外的区域包覆有防滑套，防滑套为耐高温材质。

作为优选：当活动轴旋转，固定圆盘上的圆弧板转动至阻挡块上方，外壳体和振荡壳的相对位置固定。

本发明的有益效果是：

1)本发明通过驱动电机带动外壳体上下振荡，辅助安装腔室内的块状生石灰破碎和化浆，通过网片对化浆的均匀度进行判定，并配合随网片受力旋转的活动轴和密封轴，使安装腔室在块状生石灰溶解至尺寸达到要求后打开，石灰浆顺着条状漏孔流入到二次存储腔室内，保证了石灰浆中无明显颗粒状石灰，避免了鱼类误食的情况。

2)石灰浆顺着条状漏孔外漏到二次存储腔室内，驱动部件带动外壳体上下振荡，外壳体的外凸圆弧面对二次存储腔室内存储的石灰浆施压，使得二次存储腔室内石灰浆中少数颗粒状石灰二次被破碎，进一步预防了颗粒状石灰被鱼类误食并保证了石灰浆的均匀度。

3)本发明的振荡壳底部形状与外壳体底部形状匹配，形成的二次存储腔室的容积为定量，在外壳体由驱动电机驱动上下振荡，挤压二次存储腔室施压内的石灰浆，石灰浆从二次存储腔室的两端等量抛撒至池塘中，实现石灰浆的均匀添加，进一步提升水质净化的效果。

4)本发明的振荡壳还可作为“造浪”设备独立运作，在生石灰的化浆过程中圆弧板与阻挡块使振荡壳与水质净化部件在驱动部件的带动下同步振荡，振荡壳竖直方向往复运动，对池塘的水面进行挤压，推水共振造浪向两侧扩散，增强池塘水域与空气的接触面积，从而增大池塘内上下层水体溶氧度，使池塘水质净化得到双重保障。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体示意图；

图2为本发明的整体结构正视图；

图3为本发明水质净化部件的局部剖视图；

图4为本发明的整体结构侧视图；

图5为图3中M-M向的整体结构剖视图；

图6为本发明的局部结构剖视图；

图7为图6中B区域的局部放大示意图；

图8为图2中A区域的局部放大示意图；

图9为网片受压状态下图3中M-M向的整体结构剖视图。

图中：船体1、连接架2、水质净化部件3、驱动部件4、限位块21、L型固定板22、支撑架23、承托板24、复位弹簧25、振荡壳26、外壳体31、安装腔室32、进料孔33、装料块34、装料孔35、条状漏孔36、驱动电机41、驱动盘42、偏心轴43、曲柄44、定位轴45、定位板46、C型固定架47、定位杆321、矩形块322、网片323、密封架324、密封轴325、活动轴326、绕卷槽327、连接带328、连通缺口320、固定圆盘51、圆弧板52、阻挡块53、防滑套3251。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

作为一种实施例，如图1至图9所示，这种水产养殖水质净化无人驾驶船，包括船体1和连接架2，所述船体1采用双船体结构，两并排布置的船体1之间通过连接架2固定连接，两船体1间隙处形成水质净化区域。

本发明的使用环境主要针对鱼类水产养殖的静态池塘或静态养殖湖，本实施以静态池塘为例，在工作前，操作人员可通过Ph检测仪检测池塘的pH值，当池塘水质的pH小于6时，不利于鱼类的生产，此时可通过本发明对池塘投放生石灰，对池塘水质的酸碱性进行调节，达到水质净化的效果；连接架2的顶部配备有电源供给模块和无线发射模块，电源供给模块同时为驱动部件4和船体1上安装的推进器供电，无线发射模块可将电源供给模块控制信号发射终端，操作人员可通过终端设备进行无线操作；

位于连接架2的正下方位置安装有水质净化部件3，连接架2的内壁处对称固定安装有限位块21，每个限位块21的侧壁居中位置均插接有L型固定板22，两L型固定板22的底部位置设置有驱动部件4，且驱动部件4与水质净化部件3相连，限位块21和L型固定板22之间配合限制水质净化部件3的运动方向，即水质净化部件3只能发生竖直方向的高度变化。

参阅图1和图3，水质净化部件3包括通过螺栓固定安装在两L型固定板22底部的外壳体31，外壳体31的底部外壁截面为凸型面，本实施例以凸型面中的外凸圆弧面为例，外壳体31内置有装填生石灰的安装腔室32，外壳体31的底部位置对称开设有条状漏孔36，外壳体31的顶部位置对称开设有进料孔33，且进料孔33与条状漏孔36均与安装腔室32连通，外壳体31的顶部外壁居中位置固定安装有装料块34，装料块34的内部对称开设有装料孔35，用于依次投放块状生石灰和水。

参阅图2、图3和图5，驱动部件4包括通过电机固定架安装在连接架2顶部居中位置处的驱动电机41，驱动电机41的输出轴端安装有驱动盘42，驱动盘42的侧壁固定安装有偏心轴43，偏心轴43的外壁套接有曲柄44，曲柄44的另一端插接有定位轴45，定位轴45的两侧壁均固定安装有定位板46，两定位板46底部固定安装有C型固定架47，C型固定架47的底部固定安装在外壳体31的顶部，驱动电机41工作带动驱动盘42转动，转动的驱动盘42带动偏心轴43做圆周运动，从而通过偏心轴43带动曲柄44相对垂直方向做上下往复运动，进而通过曲柄44带动C型固定架47和外壳体31沿着竖直方向作上下往复运动，这样安装腔室32内装填的块状生石灰与水的混合物再上下震颤的作用下混合更加均匀，使得条状漏孔36处外漏的石灰浆均匀度更高，有效避免块状生石灰直接落入到池塘内，无法完全化学反应，作用效果不明显情况发生，同时有效避免鱼类误食颗粒状石灰的情况发生。

参阅图2-图9，所述安装腔室32的内部居中位置纵向等间距安装有若干定位杆321，定位杆321的外壁处套接有矩形块322，矩形块322的两侧壁均嵌入有网片323，安装腔室32的内部对称安装有密封架324，每个密封架324的居上位置转动连接有活动轴326，活动轴326的两端均贯穿于外壳体31的侧壁，且活动轴326与壳体31的连接处安装有扭簧，密封架324的居下位置处转动安装有密封轴325，密封轴325外壁与活动轴326外壁相互接触，且密封轴325的外壁部分区域开设有连通缺口320，活动轴326的外壁等间距开设有绕卷槽327，每个绕卷槽327内壁均绕卷有连接带328，且连接带328通过圆杆与网片323的一端相连，初始状态下，连通缺口320朝下，安装腔室32为非封闭状态，同样将块状生石灰投入到安装腔室32内时，块状生石灰落入到网片323表面。

所述密封轴325的外圈且不包括连通缺口320的位置区域嵌入有防滑套3251，增大密封轴325的表面摩擦系数，使得活动轴326在带动密封轴325转动的过程中不会发生打滑的情况，且防滑套3251为一种耐高温材质的构件，耐高温材质的防滑套3251可增大其使用寿命，使块状生石灰与水反应时产生的高温不会对防滑套3251造成损坏。

所述网片323为一种非弹性耐高温材质的构件，防止块状生石灰与水发生化学反应时产生的高温损坏网片323，且网片323的孔径范围为0.5～3cm，以适用不同大小块状生石灰的使用，采用原则为，若块状生石灰的体积下，则匹配小孔径的网片323，若块状生石灰的体积大，则匹配大孔径的网片323，但需保持网片323的孔径小于块状生石灰的直径。

由于块状生石灰的直径大于网片323的孔径，网片323在若干块状生石灰重力作用下带动矩形块322沿着定位杆321下滑，此时矩形块322和网片323的位置状态如图9所示，网片323移动到上述位置时，网片323的另外一端对连接带328产生牵引力，该牵引力带动活动轴326发生偏转，活动轴326转动扭簧被压缩具有回弹力，转动的活动轴326在摩擦力的作用下带动密封轴325发生偏转，使得密封轴325的连通缺口320从初始位置偏转至如图9所示的位置区域，此时安装腔室32从初始的非封闭状态变为封闭状态，此时再通过装料孔35将水注入到密封状态的安装腔室32内，水与块状生石灰反应转变为石灰浆形成乳浊液，该状态下石灰浆内的原块状生石灰直径变小，直至小于网片323的孔径后，网片323失去装料时块状生石灰的部分重力作用，扭簧压缩时产生的回弹力带动网片323和活动轴326复位，使得密封轴325的连通缺口320再次恢复到初始位置，安装腔室32再次变为非封闭状态，此时石灰浆顺着条状漏孔36外漏，上述过程与驱动部件4工作同步执行，驱动部件4带动安装腔室32竖直震颤可加快块状生石灰与水的反应。

所述连接架2的内壁且位于限位块21正下方位置处固定安装有支撑架23，支撑架23的一侧活动插接有承托板24，限位块21与承托板24的连接处安装有复位弹簧25，承托板24的底部安装有振荡壳26，振荡壳26位于外壳体31的正下方，振荡壳26的两侧壁与外壳体31两侧壁接之间触不连接，振荡壳26底部形状与外壳体31底部形状相同，且振荡壳26底部与外壳体31底部之间具有一定间隙，该间隙形成二次存储腔室，顺着条状漏孔36外漏的石灰浆将流入到二次存储腔室内，所述振荡壳26的两端水平高度高于条状漏孔36的水平高度，保证石灰浆顺着条状漏孔36外漏时可顺利流入到二次存储腔室内。

同时驱动部件4带动外壳体31朝向振荡壳26底部移动，外壳体31的外凸圆弧面对二次存储腔室内存储的石灰浆施压，使得二次存储腔室内石灰浆中少数颗粒状石灰二次被破碎，进一步的保证了石灰浆的均匀度，同时由于振荡壳26底部形状与外壳体31底部形状相同，二者可完全相贴合，因此在外壳体31施压过程中，二次存储腔室内存储的石灰浆在外壳体31外凸圆弧面的挤压下沿着图9所示的泼洒方向均匀洒至池塘内，实现均匀用药的效果，使得池塘整体水域pH得以快速调节，池水中的Ca2+浓度增加，pH值提高，水质净化效果显著。净化后的池水水质pH值满足鱼类生活水质pH值的要求，该pH值要求一般范围为6～9；

所述活动轴326的两端面固定安装有固定圆盘51，固定圆盘51的侧壁靠下位置水平固定安装有圆弧板52，圆弧板52的正上方设置有阻挡块53，阻挡块53的一端固定安装在承托板24的侧壁，且阻挡块53的上端面为圆弧面，在安装腔室32为非封闭状态时，圆弧板52位于阻挡块53的正下方，圆弧板52相对阻挡块53可进行竖直方向的位移，在安装腔室32从非封闭状态转变为封闭状态的过程中，即活动轴326转动时带动固定圆盘51和圆弧板52共转，圆弧板52从初始位置转动至阻挡块53的正上方，此时阻挡块53作为锁止件对圆弧板52竖直朝下的方向进行限位，当驱动部件4工作带动外壳体31竖直向下运动时，可同时带动振荡壳26一同竖直向下运动，使得振荡壳26的下端面往复对池塘的水面进行挤压，振荡壳26的外凸圆弧面推水共振造浪向两侧扩散，增强池塘水域与空气的接触面积，从而增大池塘内上下层水体溶氧度，有效提高池塘的水质，再次过程中，振荡壳26竖直向下移动过程中，复位弹簧25被承托板24压缩具有回弹力，改回弹力带动振荡壳26进行复位。

Claims (6)

1.一种水产养殖水质净化无人驾驶船，其特征在于，包括：船体（1）、连接架（2）、水质净化部件（3）和驱动部件（4）；

所述船体（1）为双船体结构，船体（1）之间通过连接架（2）连接；连接架（2）内侧对称地设有限位块（21），限位块（21）滑动连接L型固定板（22），L型固定板（22）连接水质净化部件（3）的外壳体（31），外壳体（31）内设有安装腔室（32），安装腔室（32）与外壳体（31）底部前后侧的条状漏孔（36）和外壳体（31）顶部的进料孔（33）连通；外壳体（31）上方设有装料块（34），装料块（34）通过装料孔（35）与进料孔（33）连接；

连接架（2）内侧还对称地设有支撑架（23），支撑架（23）通过复位弹簧（25）和承托板（24）连接振荡壳（26），振荡壳（26）设于外壳体（31）正下方；

安装腔室（32）内设有定位杆（321），定位杆（321）两侧连接网片（323），两侧的网片（323）另一端与数条连接带（328）连接，连接带（328）分别卷绕在安装腔室（32）内壁两侧的活动轴（326）上，网片（323）位于进料孔（33）下方；定位杆（321）的外壁套接有矩形块（322），矩形块（322）连接网片（323）；安装腔室（32）内壁两侧对称地设有密封架（324），密封架（324）转动连接有活动轴（326），活动轴（326）的两端横向贯穿外壳体（31）表面，且活动轴（326）与外壳体（31）的连接处设有扭簧；密封架（324）还转动连接有密封轴（325），密封轴（325）位于活动轴（326）下方，密封轴（325）和活动轴（326）表面接触，且密封轴（325）设有连通缺口（320），活动轴（326）的外壁设有数道绕卷槽（327），连接带（328）绕卷在绕卷槽（327）内，连接带（328）通过圆杆与网片（323）的一端相连；网片（323）不受压时连接带（328）绕卷在绕卷槽（327）内，密封轴（325）的连通缺口（320）的朝向垂直，活动轴（326）与外壳体（31）之间的扭簧松弛；网片（323）受压时矩形块（322）在定位杆（321）上的高度下移，连接带（328）拉动活动轴（326）旋转，密封轴（325）的连通缺口（320）的朝向转至水平方向，活动轴（326）与外壳体（31）之间的扭簧受压；

驱动部件（4）中驱动电机（41）设于连接架（2）的顶部面板，驱动电机（41）的输出轴连接驱动盘（42），驱动盘（42）的侧壁连接偏心轴（43），偏心轴（43）套接有曲柄（44），曲柄（44）的底端插接定位轴（45），定位轴（45）两侧设有定位板（46），定位轴（45）通过C型固定架（47）连接外壳体（31）顶部。

2.根据权利要求1所述的水产养殖水质净化无人驾驶船，其特征在于：外壳体（31）的底部外壁为凸型面，振荡壳（26）底部形状与外壳体（31）底部形状相同，且振荡壳（26）两端的水平高度高于条状漏孔（36）的水平高度，振荡壳（26）与外壳体（31）之间存在空隙，振荡壳（26）与外壳体（31）之间的空隙形成二次存储腔室。

3.根据权利要求1所述的水产养殖水质净化无人驾驶船，其特征在于：所述活动轴（326）穿出外壳体（31）的两端面设有固定圆盘（51），固定圆盘（51）的底部设有展向水平的圆弧板（52），圆弧板（52）的正上方设置有阻挡块（53），阻挡块（53）的一端固定安装在承托板（24）的侧壁，且阻挡块（53）的上端面为圆弧面。

4.根据权利要求1所述的水产养殖水质净化无人驾驶船，其特征在于：网片（323）为非弹性耐高温材质，网片（323）的孔径范围为0.5～3cm。

5.根据权利要求1所述的水产养殖水质净化无人驾驶船，其特征在于：所述密封轴（325）表面除了连通缺口（320）以外的区域包覆有防滑套（3251），防滑套（3251）为耐高温材质。

6.根据权利要求1所述的水产养殖水质净化无人驾驶船，其特征在于：当活动轴（326）旋转，固定圆盘（51）上的圆弧板（52）转动至阻挡块（53）上方，外壳体（31）和振荡壳（26）的相对位置固定。

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