CN114940247A - 一种双体船网箱清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双体船网箱清洗装置，包括船体、跨越装置、支撑架、升降装置、清洗装置、传动装置、控制装置；所述船体为一双体船，使船体平稳性好；所述跨越装置用于跨越网箱浮筒；所述支撑架用于连接两侧船体和固定升降装置；所述升降装置用于清洗装置的升降；所述清洗装置用于喷射高压水流清洗网箱；所述传动装置用于控制各驱动轴旋转；所述控制装置用于控制电机启止、船体调向调速。本发明具有清洗方式安全高效，自动化程度高，能够跨越网箱浮筒，工作环境适应性较强的优点。

Description

一种双体船网箱清洗装置

技术领域

本发明涉及自动化水域养殖技术领域，具体为一种双体船网箱清洗装置。

背景技术

对于网箱养殖行业，网箱养殖时网衣上时常会受到藻类、淤泥的攀附以及其他人为的附着物，不仅会影响网箱内的水体交换，也会增加网箱压力从而破坏网箱结构，产生鱼类大量出逃等重大事故。目前，主要的网箱清洗方法有人工清洗、阳光暴晒、生物清除、沉箱法和机械清洗。

人工清洗是网箱养殖业中最为频繁的网箱清洗方法，主要依靠潜水员携带高压水枪定期潜入水中在水下对网衣进行清理，由于此方法耗费较大人力，且成本也随着人工成本的上升而上升。

阳光暴晒、生物清除和沉箱法只适用于清除网衣上的藻类，无法清除淤泥和人为杂物，且操作繁琐，耗时长。

机械清洗主要包括网衣清洗机、网箱清洗船、攀附式网箱清洗机器人。网衣清洗机在清洗网衣时必须将网衣拆除，在地面上清洗；网箱清洗船使用滚刷或者敲击的方法配合高压水流清理网箱；攀附式网箱清洗机器人可以攀附在网箱上，紧贴网衣利用滚刷或盘刷进行刷洗。但是，一般的养殖网箱会呈网格状设置，网格之间会用网箱浮筒固定网箱和支撑工作人员通过，已有的网箱清洗船、攀附式网箱清洗机器人设备仅可在一个单独的网箱内作业，无法做到跨越网箱浮筒进行连续作业，若要进入相邻网箱必须人工搬运，操作繁琐。

因此，市场对于可越障网箱清洗设备的需求不断增长，使其具有广阔的市场前景和技术可行性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种双体船网箱清洗装置。

一种双体船网箱清洗装置，其包括由双体船构成的船体、分别设置于船体两侧的跨越装置、设置于船体上方的支撑架、设置于支撑架上的升降装置、设置于升降装置下的清洗装置、设置于船体上的传动装置和控制装置；

所述跨越装置包括固定架、设置于固定架后方的主动轮、设置于固定架前方的从动轮、设置于固定架中间的主臂、设置于固定架上方的辅助臂、设置于主臂远端的行星轮、设置于辅助臂远端的浮筒和缠绕在主动轮、从动轮、行星轮上的履带；

所述升降装置包括主动齿轮轴、与主动齿轮轴啮合的从动齿轮轴、与主动齿轮轴啮合的齿条一、与从动齿轮轴啮合的齿条二、安装两齿条的导轨、设置于两齿条上端的上限位板和设置于两齿条下端的下限位板；

所述清洗装置包括喷头、安装喷头的吊架、设置于吊架上方的旋转轴、设置于地面上的泵和连接泵和喷头的水管；

所述传动装置包括蓄电池、驱动主动轮的主动轮电机、驱动主臂的主臂电机、驱动辅助臂的辅助臂电机、驱动主动齿轮轴的齿轮电机、驱动旋转轴的舵机、连接主动轮电机和主动轮的主动轮轴、支承从动轮的从动轮轴、连接主臂电机和主臂的主臂轴、连接辅助臂电机和辅助臂的辅助臂轴；

所述控制装置包括单片机、无线遥控模块、减速电机调速板。

优选地，所述船体为铝型材双体船，由螺旋桨驱动，由支撑架连接；所述支撑架为铝型材和角码搭建。

优选地，所述主动轮为梯形齿同步带轮，设置于船体后部与固定架之间；所述从动轮为梯形齿同步带轮，设置于船体前部与固定架之间；所述行星轮为梯形齿同步带轮，设置于主臂远端；所述履带为梯形双面错齿同步带；所述主动轮、从动轮、行星轮与履带通过齿形啮合传动。

优选地，所述主臂分上下两段，主臂下段套入主臂上段之内，主臂上段末端和主臂下段中点分别设置挡板，其上设置压缩弹簧连接主臂上段和主臂下段，使主臂可伸缩，近端与主臂轴通过六边形型面连接，远端与行星轮通过销轴连接；所述辅助臂近端与辅助臂轴通过六边形型面连接，远端与浮筒通过销轴连接。

优选地，所述主动齿轮轴由装有轴承的轴承座支承于支撑架上，由齿轮电机驱动，一侧与从动齿轮轴上的齿形啮合，另一侧与齿条一啮合；所述从动齿轮轴由装有轴承的轴承座支承于支撑架上，其上的齿形一侧与主动齿轮轴啮合，另一侧与齿条二啮合；所述主动齿轮轴旋转时可使齿条一和齿条二同向同步直线运动。

优选地，所述导轨固连于支撑架上，内嵌齿条一和齿条二，背部开槽；所述下限位板固连于齿条一、齿条二下部末端，其上有一轴孔。

优选地，所述旋转轴为多段可伸缩空心杆，连接于吊架上，穿过下限位板上的轴孔，延伸至水面以上，末端连接固定在支撑架上的舵机，可带动喷头进行旋转；所述吊架采用剖分式结构，用螺栓螺母连接。

优选地，所述喷头安装于吊架上，进水口连接水管，水管连接设置于地面上的泵。

优选地，所述主动轮电机、主臂电机、辅助臂电机、齿轮电机为可调速直流减速电机。

优选地，所述单片机与无线遥控模块、电机调速板相连；所述电机调速板通过线缆与电机连接。

本发明与现有技术方案相比，结构设计合理，制作成本低，加工组装便捷，通过高压水泵和喷头进行网衣清理，通过两侧装备的履带用于跨越网箱浮筒，采用单片机进行控制，来实现提高工作效率，减少成本消耗，有效的清洗网衣附着物，环境适应性强的目的，前景较为广阔。

本发明的双体船网箱清洗装置至少具有如下有益效果：

1.船体为双体船，船身稳定，不易倾覆。

2.通过设置跨越装置，使得装置可以跨越网箱分隔浮筒，进入相邻的网箱继续进行作业，无需人工搬运，工作效率高，环境适应性强，适用于各种固定方式的网箱。

3.通过设置升降装置和旋转轴，使得喷头可以进行多角度喷射，工作区域大，清洗效率高，同时不会因两船体间距而限制喷头长度，通用性好。

4.通过高压泵和水枪清洗，确保杂物能从网箱表面被冲走。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的前视图。

图3为本发明的左视图。

图4为本发明的俯视图。

其中：100、船体；200、跨越装置；201、固定架；202、主动轮；203、从动轮；204、主臂；2041、主臂下段；2042、主臂上段；2043、挡板；2044、压缩弹簧；205、辅助臂；206、行星轮；207、浮筒；208、履带；300、支撑架；400、升降装置；401、主动齿轮轴；402、从动齿轮轴；403、齿条一；404、齿条二；405、导轨；406、上限位板；407、下限位板；500、清洗装置；501、喷头；502、吊架；503、旋转轴；504、水管；600、传动装置；601、蓄电池；602、主动轮电机；603、主臂电机；604、辅助臂电机；605、齿轮电机；606、舵机；607、主动轮轴；608、从动轮轴；609、主臂轴；610、辅助臂轴；700、控制装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图3、图4所示，一种双体船网箱清洗装置，其包括船体100、跨越装置200、支撑架300、升降装置400、清洗装置500、传动装置600、控制装置700。

跨越装置200包括固定架201、设置于固定架201后方的主动轮202、设置于固定架201前方的从动轮203、设置于固定架201中间的主臂204、设置于固定架201上方的辅助臂205、设置于主臂204远端的行星轮206、设置于辅助臂205远端的浮筒207和缠绕在主动轮202、从动轮203、行星轮206上的履带208；

升降装置400包括主动齿轮轴401、与主动齿轮轴401啮合的从动齿轮轴402、与主动齿轮轴401啮合的齿条一403、与从动齿轮轴402啮合的齿条二404、安装两齿条的导轨405、设置于两齿条上端的上限位板406和设置于两齿条下端的下限位板407；

清洗装置500包括喷头501、安装喷头501的吊架502、设置于吊架502上方的旋转轴503、连接泵和喷头501的水管504；

传动装置600包括蓄电池601、驱动主动轮202的主动轮电机602、驱动主臂204的主臂电机603、驱动辅助臂205的辅助臂电机604、驱动主动齿轮轴401的齿轮电机605、驱动旋转轴503的舵机606、连接主动轮电机602和主动轮202的主动轮轴607、支承从动轮203的从动轮轴608、连接主臂电机603和主臂204的主臂轴609、连接辅助臂电机604和辅助臂205的辅助臂轴609；

本发明所述的实施例中，所述固定架201装于主动轮202和从动轮203外侧，内装轴承，与各驱动轴和安装于船体100上的装有轴承的轴承座一起起支承主动轮202、从动轮203、主臂204、辅助臂205的作用。

本发明所述的实施例中，所述主动轮202为带挡边的梯形齿同步带轮，结构为轮毂式，由主动轮轴608和装有轴承的轴承座支承于船体100和固定架201之间，设置于船体100后部，与主动轮轴608通过键连接传动，由主动轮电机602通过主动轮轴608驱动，带动履带208运动，是船体越障过程中的主要动力。所述从动轮203为带挡边的梯形齿同步带轮，结构为轮毂式，由从动轮轴608和装有轴承的轴承座支承于船体100和固定架201之间，设置于船体100前部，与从动轮轴608通过键连接传动，由履带208带动与主动轮202同向同速转动。所述行星轮206为带挡边的梯形齿同步带轮，结构为轮毂式，由销轴连接于主臂204远端，其自转由履带208带动，公转由主臂204带动，其运动轨迹为一椭圆，起张紧作用。

本发明所述的实施例中，所述主臂204为可伸缩构型，主臂下段2041套入主臂上段2042之内，主臂上段2042末端和主臂下段2041中点分别设置挡板2043，其上设置压缩弹簧2044连接主臂下段2041和主臂上段2042。工作行程中，弹簧2044始终保持压缩状态，使履带208能够始终张紧。主臂204近端位于主动轮202中心和从动轮203中心连线的中点，固定架201外侧，其与主臂轴609之间采用六边形型面连接，由主臂电机603通过主臂轴609驱动旋转，转动范围为+30°～-10°；主臂204远端连接所述行星轮206。主臂204为越障功能的主要实现机构。

本发明所述的实施例中，所述辅助臂205近端位于主动轮202中心竖直上方，固定架201外侧，其与辅助臂轴610之间采用六边形型面连接，由辅助臂电机604通过辅助臂轴610驱动旋转；辅助臂205远端通过销轴连接所述浮筒207。辅助臂205为越障时平衡辅助机构，辅助臂205旋转确保浮筒207始终浮于水面上，从而提供足够浮力。

本发明所述的实施例中，所述浮筒207与辅助臂205远端之间利用销轴连接，越障过程中为倾斜的船体100提供浮力，保障船体100平衡。

本发明所述的实施例中，所述履带208为梯形双面错齿同步带，与主动轮202、从动轮203、行星轮206啮合，越障过程中带动船体100行进，齿形增加与地面之间的摩擦力。

本发明所述的实施例中，所述主动齿轮轴401由齿轮电机605驱动，由装有轴承的轴承座支承于支撑架300上，一侧与从动齿轮轴402上的齿形啮合，另一侧与齿条一403啮合。所述从动齿轮轴402由装有轴承的轴承座支承于支撑架300上，其上的齿形一侧与主动齿轮轴401啮合，另一侧与齿条二404啮合。所述主动齿轮轴401的齿轮参数与所述从动齿轮轴402的齿轮参数完全相同，所述齿条一403与所述齿条二404参数完全相同。所述齿轮电机605直接驱动所述主动齿轮轴401旋转，带动所述从动齿轮轴402旋转、所述齿条一403直线运动，所述从动齿轮轴402带动所述齿条二404直线运动。由此可以实现所述齿条一403和齿条二404在导轨405约束下的竖直方向同步直线运动，从而实现清洗装置500的升降。

本发明所述的实施例中，所述导轨405固连于支撑架300上，内嵌所述齿条一403和齿条二404，背部开槽。

本发明所述的实施例中，所述上限位板406固连于齿条一403、齿条二404上部末端，起限制齿条行程的作用。

本发明所述的实施例中，所述下限位板407固连于齿条一403齿条二404下部末端，其上有一轴孔。

本发明所述的实施例中，所述喷头501安装在吊架502上，进水口连接水管504，水管504连接位于地面上的泵。通过控制泵的启停控制清洗工作的启停，水源通过泵就地吸取，高压水流通过水管504从喷头501喷出。

本发明所述的实施例中，所述吊架502采用剖分式结构，用螺栓螺母连接，用于固定喷头501。

本发明所述的实施例中，所述旋转轴503为一多段可伸缩空心杆，连接在所述吊架502上，穿过所述下限位板407上的轴孔，延伸至水面以上，末端连接固定在所述支撑架300上的舵机606。清洗装置500升降时旋转轴503可同步伸缩；舵机606带动旋转轴503旋转，从而带动吊架502旋转，从而实现喷头501的自由旋转，实现多角度清洗。

本发明所述的实施例中，所述蓄电池601为直流锂电池；所述主动轮电机602、主臂电机603、辅助臂电机604、齿轮电机605为可调速直流减速电机；所述主动轮轴607、主臂轴609、辅助臂轴610与对应电机之间通过联轴器连接。

本发明所述的实施例中，所述单片机为控制器，与所述无线遥控模块连接实现远程遥控，与所述各电机调速板连接实现电机启停控制，与所述舵机606连接实现旋转角度控制，与船体动力系统连接实现船的调速调向。

下面，结合上述结构描述，对本发明所述的双体船网箱清洗装置的清洗过程进行描述。具体为：

S1、船体100从起始位置航行至第一清洗工作位置。

S2、升降装置400通过控制装置700发出的指令，使清洗装置500到达工作位置，开展清洗工作。具体为：

S21、齿轮电机605驱动主动齿轮轴401旋转，带动从动齿轮轴402旋转、齿条一403直线运动，从动齿轮轴402带动齿条二404直线运动，从而使齿条一403和齿条二404在竖直方向同步直线运动，使喷头501下降至设定深度。

S22、舵机606启动，带动旋转轴503旋转90°，旋转轴503带动吊架502，吊架502带动喷头501，从而使喷头501由平行船体100方向转向垂直船体100方向，进入工作位置。

S23、泵启动，高压水流通过水管504从喷头501喷出，实现对网箱的冲洗。

S24、舵机606通过旋转轴503、吊架502带动喷头501旋转，实现多角度清洗。

S3、清理完毕后，舵机606启动，使喷头501回归平行船体100方向，准备上升。

S4、升降装置400反向执行S21所述过程，使清洗装置500上升至水面以上。

S5、船体100从第一清洗工作位置航行至越障工作位置，跨越装置200通过控制装置700发出的指令，执行跨越动作。具体为：

S51、船体100向网箱浮筒靠近，使行星轮206和从动轮203之间的履带208与网箱浮筒相接触。

S52、主臂204由+30°旋转至0°，辅助臂205由0°向负方向旋转使浮筒207接触水面提供浮力保证船体100平衡，二者共同作用下使船头翘起。

S53、主臂204由0°旋转至-10°，辅助臂205进一步旋转保证浮筒207提供有效浮力，此时为行星轮206和主动轮202间的履带208接触网箱浮筒表面，由于船体自重和主臂电机603扭矩的共同作用下使履带208和网箱浮筒表面之间保持相对紧密的接触。

S54、主动轮202带动履带208运行，船体100前进，辅助臂205带动浮筒207继续旋转使船体100逐渐回正。

S55、船体100完全行进至网箱浮筒之上后，主臂204、辅助臂205回正。

S56、船体100行进至网箱浮筒上表面边缘，主臂204由+30°旋转至0°，履带208运行，船体100可直接跃入水中，主臂204旋转至水平方向可减小冲击。

S57、船体100完全进入水中后，主臂204回正。

S6、跨越动作完成后，船体100驶向第二清洗工作位置，继续开展清洗工作。

由上，本发明实现了网箱清洗和越障功能，工作效率高，环境适应性强。

说明书未详细描述的部件组合特征属于公知技术轻易想到或者实施本发明时容易确定且无异议的内容。上述方案，仅为本申请较佳的实施方式的描述，但本申请的保护范围不仅限于此，任何熟悉该技术的人能在本申请描述的范围内轻易实现，而不改变权利要求涉及基本原理的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内，即本申请保护范围应以权利要求保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双体船网箱清洗装置，其特征在于：包括由双体船构成的船体、分别设置于船体两侧的跨越装置、设置于船体上方的支撑架、设置于支撑架上的升降装置、设置于升降装置下的清洗装置、设置于船体上的传动装置和控制装置；

所述跨越装置包括固定架、设置于固定架后方的主动轮、设置于固定架前方的从动轮、设置于固定架中间的主臂、设置于固定架上方的辅助臂、设置于主臂远端的行星轮、设置于辅助臂远端的浮筒和缠绕在主动轮、从动轮、行星轮上的履带；

所述升降装置包括主动齿轮轴、与主动齿轮轴啮合的从动齿轮轴、与主动齿轮轴啮合的齿条一、与从动齿轮轴啮合的齿条二、安装两齿条的导轨、设置于两齿条上端的上限位板和设置于两齿条下端的下限位板；

所述清洗装置包括喷头、安装喷头的吊架、设置于吊架上方的旋转轴、设置于地面上的泵和连接泵和喷头的水管；

所述传动装置包括蓄电池、驱动主动轮的主动轮电机、驱动主臂的主臂电机、驱动辅助臂的辅助臂电机、驱动主动齿轮轴的齿轮电机、驱动旋转轴的舵机、连接主动轮电机和主动轮的主动轮轴、支承从动轮的从动轮轴、连接主臂电机和主臂的主臂轴、连接辅助臂电机和辅助臂的辅助臂轴；

所述控制装置包括单片机、无线遥控模块、减速电机调速板。

2.根据权利要求1所述的双体船网箱清洗装置，其特征在于：所述船体为铝型材双体船，由螺旋桨驱动，由支撑架连接；所述支撑架为铝型材和角码搭建。

3.根据权利要求1所述的双体船网箱清洗装置，其特征在于：所述主动轮为梯形齿同步带轮，设置于船体后部与固定架之间；所述从动轮为梯形齿同步带轮，设置于船体前部与固定架之间；所述行星轮为梯形齿同步带轮，设置于主臂远端；所述履带为梯形双面错齿同步带；所述主动轮、从动轮、行星轮与履带通过齿形啮合传动。

4.根据权利要求1所述的双船体网箱清洗装置，其特征在于：所述主臂分上下两段，主臂下段套入主臂上段之内，主臂上段末端和主臂下段中点分别设置挡板，其上设置压缩弹簧连接主臂上段和主臂下段，使主臂可伸缩，近端与主臂轴通过六边形型面连接，远端与行星轮通过销轴连接；所述辅助臂近端与辅助臂轴通过六边形型面连接，远端与浮筒通过销轴连接。

5.根据权利要求1所述的双船体网箱清洗装置，其特征在于：所述主动齿轮轴由装有轴承的轴承座支承于支撑架上，由齿轮电机驱动，一侧与从动齿轮轴上的齿形啮合，另一侧与齿条一啮合；所述从动齿轮轴由装有轴承的轴承座支承于支撑架上，其上的齿形一侧与主动齿轮轴啮合，另一侧与齿条二啮合；所述主动齿轮轴旋转时可使齿条一和齿条二同向同步直线运动。

6.根据权利要求1所述的双船体网箱清洗装置，其特征在于：所述导轨固连于支撑架上，内嵌齿条一和齿条二，背部开槽；所述下限位板固连于齿条一、齿条二下部末端，其上有一轴孔。

7.根据权利要求1所述的双船体网箱清洗装置，其特征在于：所述旋转轴为多段可伸缩空心杆，连接于吊架上，穿过下限位板上的轴孔，延伸至水面以上，末端连接固定在支撑架上的舵机，可带动喷头进行旋转；所述吊架采用剖分式结构，用螺栓螺母连接。

8.根据权利要求1所述的双船体网箱清洗装置，其特征在于：所述喷头安装于吊架上，进水口连接水管，水管连接设置于地面上的泵。

9.根据权利要求1所述的双船体网箱清洗装置，其特征在于：所述主动轮电机、主臂电机、辅助臂电机、齿轮电机为可调速直流减速电机。

10.根据权利要求1所述的双船体网箱清洗装置，其特征在于：所述单片机与无线遥控模块、电机调速板相连；所述电机调速板通过线缆与电机连接。

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