CN112591054A - 一种自行式人造上升流海底发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自行式人造上升流海底发生装置，属于海洋工程机械技术领域。它解决了现有人造上升流装置工作范围窄，工作效率低等技术问题。本自行式人造上升流海底发生装置包括平行间隔设置的履带式车轮一和履带式车轮二，履带式车轮一和履带式车轮二上分别安装有附配重外壳一和附配重外壳二，附配重外壳一顶面的一端固连传感器，附配重外壳一顶面的另一端固连气泵，气泵上联通设置有压缩气罐；履带式车轮一和履带式车轮二之间设置有气管，气管的一端与气泵联通设置，气管的另一端与附配重外壳二连接，气管上还转动连接有若干个多关节可动注气犁。本发明中的装置能够自行移动，因此其工作范围广；遇到障碍物还能够通过折叠来躲避，工作效率高。

Description

一种自行式人造上升流海底发生装置

技术领域

本发明属于海洋工程机械技术领域，涉及一种自行式人造上升流海底发生装置。

背景技术

海水中硝酸盐、磷酸盐等营养盐是海洋生态系统中如浮游植物等基础生产者生长繁殖所必须的营养成份。营养盐丰富的海水中初级生产力丰富，继而促进鱼类等海洋生物资源的丰富。在海洋的真光层以下的深层海水中，营养盐含量随海水深度增加而呈现显著的增加趋势。与之相比，海洋真光层范围内海水的营养盐浓度则相对较低。深层海水中的高浓度营养盐类水团上升到海洋近表层的流动称为上升流。根据相应研究结果表示，上升流海域在整个海洋面积中仅占0.1％，但由它生产的鱼类却占到全部鱼类量的约50％。在缺乏上升流的海域中，采用人工上升流技术可以极大地促进上下层海水的交换，增加浮游植物初级生产力，扩大营养盐在真光层中的分布，易于诱集各层鱼类形成渔场。

中国专利(公告号：CN106958225A；公告日：2017-07-18)公开了一种兼顾浮防波堤功能的振荡水柱波能利用注气式人工上升流装置及方法，该兼顾浮防波堤功能的振荡水柱波能利用注气式人工上升流装置由波浪能转化模块、注气模块、锚链和沉块构成；波浪能转化模块悬浮于海面上，下端通过锚链与沉块相连接；注气模块上部连接于波浪能转化模块，下部通过束紧器约束依附于背浪侧锚链。该兼顾浮防波堤功能的振荡水柱波能利用注气式人工上升流装置的方法，包含有以下步骤：装置安放、波浪能转化为空气动能过程、气室补充空气过程、注气产生人工上升流过程、循环与重复。

上述专利文献中的振荡水柱波能利用注气式人工上升流装置及方法虽然实现了人工制造上升流和浮防波堤的目的，但是该震荡水柱波能利用注气式人工上升流装置的位置固定，因此作用范围窄，工作效率低。

发明内容

本发明根据现有技术存在的上述问题，提供了一种自行式人造上升流海底发生装置，本发明所要解决的技术问题是：如何使人造上升流海底发生装置能够自行移动。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种自行式人造上升流海底发生装置，包括平行间隔设置的履带式车轮一和履带式车轮二，其特征在于，所述履带式车轮一和履带式车轮二上分别安装有附配重外壳一和附配重外壳二，所述附配重外壳一顶面朝向其运动方向的一端固连用来检测障碍物的传感器，所述附配重外壳一顶面背向其运动方向的一端固连气泵，所述气泵上联通设置有压缩气罐，所述附配重外壳一的顶面上还连接有悬吊；所述履带式车轮一和履带式车轮二之间设置有气管，所述气管的一端与所述气泵联通设置，所述气管的另一端与所述附配重外壳二连接，所述气管上还转动连接有若干个与其联通并且能够折叠的多关节可动注气犁。

其工作原理如下：在使用该自行式人造上升流海底发生装置时，通过悬吊将本装置放置在需要增加上升流海域的海底。启动履带式车轮一、履带式车轮二和气泵，履带式车轮一和履带式车轮二带动本装置移动，气泵将压缩气管内的气体泵至气管中，气管中的气体通过与其联通的多关节可动注气犁排出，多关节可动注气犁排出的气体在水中变成气泡，将深层海水中的富营养盐提升至真光层。在本自行式人造上升流海底发生装置移动过程中，如果遇到障碍物，附配重外壳一上的传感器感知到障碍物的存在，即控制障碍物附近的多关节可动注气犁折叠，从而使本装置避过障碍物。本自行式人造上升流海底发生装置能够通过两个履带式车轮实现自行移动，扩大了生成人造上升流的范围，也提高了本装置的工作效率。本装置在运动过程中遇到障碍物时能够自行躲避，因此本装置在复杂的海底环境下也能够顺畅移动。

在上述的自行式人造上升流海底发生装置中，所述多关节可动注气犁包括连接杆一、连接杆二、连接臂和喷嘴臂，所述连接杆一的一端与所述气管转动连接，所述连接杆一、连接杆二、连接臂和喷嘴臂之间依次首尾转动连接，所述连接杆一、连接杆二、连接臂、喷嘴臂和气管之间形成气体的通路，所述喷嘴臂上设置有喷嘴。

在上述的自行式人造上升流海底发生装置中，所述连接杆一的底面上设置有安装块一,所述连接杆一两侧分别设置有两个相互平行的支撑杆一，所述支撑杆一呈Z型，所述支撑杆一的一端与所述安装块一的两侧固连，所述连接杆一和气管转动连接的一端与所述支撑杆一的另一端形成卡接槽，所述卡接槽与所述气管活动卡接。

在上述的自行式人造上升流海底发生装置中，所述连接杆一上远离所述气管的一端设置有叉形连接部，所述连接杆二的一端设置有万向球，所述叉形连接部和万向球转动连接，所述连接杆一两侧分别设置有两个相互平行的肋板一，所述万向球上具有两个平行间隔设置的肋板二，所述肋板一和肋板二之间通过伸缩气缸活动连接，所述伸缩气缸两侧分别固连有两个对称设置的连接柱，所述伸缩气缸两侧还分别设置有两个相互平行的支撑杆二，所述支撑杆二呈L型，所述支撑杆二的一端与所述连接柱固连，所述支撑杆二的另一端与所述支撑杆一和气管活动卡接的一端配合。

在上述的自行式人造上升流海底发生装置中，所述连接杆二的另一端设置有球齿轮一，所述连接臂一端两侧分别设置有两个相互平行的连接件一，所述球齿轮一和连接件一转动配合，所述连接杆二两侧分别设置有两个相互平行的肋板三，两个所述连接件一上分别设置有两个相互平行的肋板四，所述肋板三和肋板四之间通过拉杆活动连接。

在上述的自行式人造上升流海底发生装置中，所述连接臂的另一端设置有球齿轮二，所述喷嘴臂一端两侧分别设置有两个相互平行的连接件二，所述球齿轮二和连接件二转动配合，所述喷嘴设置在所述喷嘴臂的另一端。

在上述的自行式人造上升流海底发生装置中，所述气泵上联通设置有连接管，所述附配重外壳二的顶面上设置有安装块二，所述气管的一端与所述连接管联通设置，所述气管的另一端与所述安装块二可拆卸连接。

在上述的自行式人造上升流海底发生装置中，所述悬吊包括吊环、两个吊杆和两个吊钩，所述吊钩固连在所述附配重外壳一的顶面上，每个所述吊杆的两端均设置有连接环,位于所述吊杆一端的连接环与所述吊环活动连接，位于所述吊杆另一端的连接环与所述吊钩活动连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本自行式人造上升流海底发生装置中设置有履带式车轮一和履带式车轮二，能够带动本装置在海底自由移动，扩大了本装置的工作范围，提升了本装置的工作效率。

2、本自行式人造上升流海底发生装置中设置有多关节可动注气犁，在本装置遇到障碍物时，障碍物附近的多关节可动注气犁会自动折叠，使本装置避开障碍物，从而使本装置能够在复杂的海底环境下顺畅移动。

附图说明

图1是本自行式人造上升流海底发生装置的立体结构示意图。

图2是多关节可动注气犁的立体结构示意图。

图3是图2中A处放大结构示意图。

图4是悬吊的立体结构示意图。

图中，1、履带式车轮一；2、履带式车轮二；3、附配重外壳一；4、附配重外壳二；41、安装块二；5、传感器；6、气泵；7、压缩气罐；8、悬吊；81、吊环；82、吊杆；82a、连接环；83、吊钩；9、气管；10、多关节可动注气犁；101、连接杆一；101a、安装块一；101b、叉形连接部；101c、肋板一；102、连接杆二；102a、万向球；102a1、肋板二；102b、球齿轮一；102c、肋板三；103、连接臂；103a、连接件一；103a1、肋板四；103b、球齿轮二；104、喷嘴臂；104a、喷嘴；104b、连接件二；11、支撑杆一；12、卡接槽；13、伸缩气缸；13a、连接柱；14、支撑杆二；15、拉杆；16、连接管。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施方式并结合附图，对本发明的技术方案做进一步的说明，但本发明并不用局限于这些实施例。

如图1和图4所示，本自行式人造上升流海底发生装置包括平行间隔设置的履带式车轮一1和履带式车轮二2，履带式车轮一1和履带式车轮二2上分别安装有附配重外壳一3和附配重外壳二4，附配重外壳一3顶面朝向其运动方向的一端固连用来检测障碍物的传感器5，附配重外壳一3顶面背向其运动方向的一端固连气泵6，气泵6上联通设置有压缩气罐7，附配重外壳一3的顶面上还连接有悬吊8，悬吊8包括吊环81、两个吊杆82和两个吊钩83，吊钩83固连在附配重外壳一3的顶面上，每个吊杆82的两端均设置有连接环82a,位于吊杆82一端的连接环82a与吊环81活动连接，位于吊杆82另一端的连接环82a与吊钩83活动连接；履带式车轮一1和履带式车轮二2之间设置有气管9，气泵6上联通设置有连接管16，附配重外壳二4的顶面上设置有安装块二41，气管9的一端与连接管16联通设置，气管9的另一端与安装块二41可拆卸连接，气管9上还转动连接有若干个与其联通并且能够折叠的多关节可动注气犁10。

通过悬吊8将本自行式人造上升流海底发生装置放置在海底，履带式车轮一1和履带式车轮二2带动本装置在海底移动，在本装置移动过程中，气泵6将压缩气罐7内的气体依次泵至连接管16和气管9内，气管9内的气体通过多关节可动注气犁10排出，多关节可动注气犁10排出的气体变成气泡，气泡将深水层中的富营养盐提升至真光层。当本装置遇到障碍物时，传感器5感知到障碍物，立即控制障碍物附近的多关节可动注气犁10折叠，避开障碍物。本自行式人造上升流海底发生装置工作范围广，工作效率高，对工作环境的适应性也比较强。

作为替代，压缩气罐7可以更换为连接到海面上的连接气管，此时本装置适合在浅水区作业。如需要最大限度的提升本装置的作业效果，可以通过加长气管9，在气管9上多连接多关节可动注气犁10，用以扩大本装置的作业范围。拆下履带式车轮二2，履带式车轮一1带动气管9和多关节可动注气犁10作扇形运动，也能够达到制造上升流的效果。

进一步的，如图2和图3所示，多关节可动注气犁10包括连接杆一101、连接杆二102、连接臂103和喷嘴臂104，连接杆一101的一端与气管9转动连接，连接杆一101、连接杆二102、连接臂103和喷嘴臂104之间依次首尾转动连接，连接杆一101、连接杆二102、连接臂103、喷嘴臂104和气管9之间形成气体的通路，喷嘴臂104上设置有喷嘴104a。连接杆一101的底面上设置有安装块一101a,连接杆一101两侧分别设置有两个相互平行的支撑杆一11，支撑杆一11呈Z型，支撑杆一11的一端与安装块一101a的两侧固连，连接杆一101和气管9转动连接的一端与支撑杆一11的另一端形成卡接槽12，卡接槽12与气管9活动卡接。连接杆一101上远离气管9的一端设置有叉形连接部101b，连接杆二102的一端设置有万向球102a，叉形连接部101b和万向球102a转动连接，连接杆一101两侧分别设置有两个相互平行的肋板一101c，万向球102a上具有两个平行间隔设置的肋板二102a1，肋板一101c和肋板二102a1之间通过伸缩气缸13活动连接，伸缩气缸13两侧分别固连有两个对称设置的连接柱13a，伸缩气缸13两侧还分别设置有两个相互平行的支撑杆二14，支撑杆二14呈L型，支撑杆二14的一端与连接柱14固连，支撑杆二14的另一端与支撑杆一11和气管9活动卡接的一端配合。连接杆二102的另一端设置有球齿轮一102b，连接臂103一端两侧分别设置有两个相互平行的连接件一103a，球齿轮一102b和连接件一103a转动配合，连接杆二102两侧分别设置有两个相互平行的肋板三102c，两个连接件一103a上分别设置有两个相互平行的肋板四103a1，肋板三102c和肋板四103a1之间通过拉杆15活动连接。连接臂103的另一端设置有球齿轮二103b，喷嘴臂104一端两侧分别设置有两个相互平行的连接件二104b，球齿轮二103b和连接件二104b转动配合，喷嘴104b设置在喷嘴臂104的另一端。

气管9内的气体分别依次通过连接杆一101、连接杆二102、连接臂103和喷嘴臂104排出。连接杆一101、支撑杆一11和支撑杆二13形成的卡槽活动卡接在气管9上。当本自行式人造上升流海底发生装置在移动过程中遇到障碍物时，障碍物附近的多关节可动注气犁10开始折叠，其上的连接杆一101、连接杆二102、连接臂103和喷嘴臂104根据障碍物的形状各自转动，从而使本装置躲过障碍物。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多的使用了1、履带式车轮一；2、履带式车轮二；3、附配重外壳一；4、附配重外壳二；41、安装块二；5、传感器；6、气泵；7、压缩气罐；8、悬吊；81、吊环；82、吊杆；82a、连接环；83、吊钩；9、气管；10、多关节可动注气犁；101、连接杆一；101a、安装块一；101b、叉形连接部；101c、肋板一；102、连接杆二；102a、万向球；102a1、肋板二；102b、球齿轮一；102c、肋板三；103、连接臂；103a、连接件一；103a1、肋板四；103b、球齿轮二；104、喷嘴臂；104a、喷嘴；104b、连接件二；11、支撑杆一；12、卡接槽；13、伸缩气缸；13a、连接柱；14、支撑杆二；15、拉杆；16、连接管等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明的精神相违背的。

Claims (8)

1.一种自行式人造上升流海底发生装置，包括平行间隔设置的履带式车轮一(1)和履带式车轮二(2)，其特征在于，所述履带式车轮一(1)和履带式车轮二(2)上分别安装有附配重外壳一(3)和附配重外壳二(4)，所述附配重外壳一(3)顶面朝向其运动方向的一端固连用来检测障碍物的传感器(5)，所述附配重外壳一(3)顶面背向其运动方向的一端固连气泵(6)，所述气泵(6)上联通设置有压缩气罐(7)，所述附配重外壳一(3)的顶面上还连接有悬吊(8)；所述履带式车轮一(1)和履带式车轮二(2)之间设置有气管(9)，所述气管(9)的一端与所述气泵(6)联通设置，所述气管(9)的另一端与所述附配重外壳二(4)连接，所述气管(9)上还转动连接有若干个与其联通并且能够折叠的多关节可动注气犁(10)。

2.根据权利要求1所述的自行式人造上升流海底发生装置，其特征在于，所述多关节可动注气犁(10)包括连接杆一(101)、连接杆二(102)、连接臂(103)和喷嘴臂(104)，所述连接杆一(101)的一端与所述气管(9)转动连接，所述连接杆一(101)、连接杆二(102)、连接臂(103)和喷嘴臂(104)之间依次首尾转动连接，所述连接杆一(101)、连接杆二(102)、连接臂(103)、喷嘴臂(104)和气管(9)之间形成气体的通路，所述喷嘴臂(104)上设置有喷嘴(104a)。

3.根据权利要求1或2所述的自行式人造上升流海底发生装置，其特征在于，所述连接杆一(101)的底面上设置有安装块一(101a),所述连接杆一(101)两侧分别设置有两个相互平行的支撑杆一(11)，所述支撑杆一(11)呈Z型，所述支撑杆一(11)的一端与所述安装块一(101a)的两侧固连，所述连接杆一(101)和气管(9)转动连接的一端与所述支撑杆一(11)的另一端形成卡接槽(12)，所述卡接槽(12)与所述气管(9)活动卡接。

4.根据权利要求3所述的自行式人造上升流海底发生装置，其特征在于，所述连接杆一(101)上远离所述气管(9)的一端设置有叉形连接部(101b)，所述连接杆二(102)的一端设置有万向球(102a)，所述叉形连接部(101b)和万向球(102a)转动连接，所述连接杆一(101)两侧分别设置有两个相互平行的肋板一(101c)，所述万向球(102a)上具有两个平行间隔设置的肋板二(102a1)，所述肋板一(101c)和肋板二(102a1)之间通过伸缩气缸(13)活动连接，所述伸缩气缸(13)两侧分别固连有两个对称设置的连接柱(13a)，所述伸缩气缸(13)两侧还分别设置有两个相互平行的支撑杆二(14)，所述支撑杆二(14)呈L型，所述支撑杆二(14)的一端与所述连接柱(14)固连，所述支撑杆二(14)的另一端与所述支撑杆一(11)和气管(9)活动卡接的一端配合。

5.根据权利要求4所述的自行式人造上升流海底发生装置，其特征在于，所述连接杆二(102)的另一端设置有球齿轮一(102b)，所述连接臂(103)一端两侧分别设置有两个相互平行的连接件一(103a)，所述球齿轮一(102b)和连接件一(103a)转动配合，所述连接杆二(102)两侧分别设置有两个相互平行的肋板三(102c)，两个所述连接件一(103a)上分别设置有两个相互平行的肋板四(103a1)，所述肋板三(102c)和肋板四(103a1)之间通过拉杆(15)活动连接。

6.根据权利要求5所述的自行式人造上升流海底发生装置，其特征在于，所述连接臂(103)的另一端设置有球齿轮二(103b)，所述喷嘴臂(104)一端两侧分别设置有两个相互平行的连接件二(104b)，所述球齿轮二(103b)和连接件二(104b)转动配合，所述喷嘴(104b)设置在所述喷嘴臂(104)的另一端。

7.根据权利要求1或2所述的自行式人造上升流海底发生装置，其特征在于，所述气泵(6)上联通设置有连接管(16)，所述附配重外壳二(4)的顶面上设置有安装块二(41)，所述气管(9)的一端与所述连接管(16)联通设置，所述气管(9)的另一端与所述安装块二(41)可拆卸连接。

8.根据权利要求1或2所述的自行式人造上升流海底发生装置，其特征在于，所述悬吊(8)包括吊环(81)、两个吊杆(82)和两个吊钩(83)，所述吊钩(83)固连在所述附配重外壳一(3)的顶面上，每个所述吊杆(82)的两端均设置有连接环(82a),位于所述吊杆(82)一端的连接环(82a)与所述吊环(81)活动连接，位于所述吊杆(82)另一端的连接环(82a)与所述吊钩(83)活动连接。

Images