CN114946744A - 一种渔业水质管理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种渔业水质管理机器人，包括浮力箱、密封盖、注水箱、太阳能板和喷洒管，浮力箱的顶部螺纹套接有密封盖，密封盖的顶部通过支杆固定有交流电机和太阳能板；浮力箱的底部套接有注水箱，注水箱的顶部嵌入设置有多个喷洒管，注水箱的外围嵌入设置有多个防护管和多个喷射管，注水箱的中间贯穿固定有离心箱，离心箱的侧面嵌入设置有多个输送管；离心箱的底部嵌入设置吸水管。本发明中的吸气管和喷洒管内壁相切，水由于自身的惯性延伸喷洒管内壁流动，可以减少水对吸气管管口的压力，吸气管的形状可以阻碍水进入吸气管中，确保空气通过吸气管吸入增加水体的溶氧量，使空气快速的吸入喷洒管中，减少增压泵的使用降低能耗。

Description

一种渔业水质管理机器人

技术领域

本发明涉及渔业技术领域，尤其涉及一种渔业水质管理机器人。

背景技术

养殖水质的好坏直接影响到渔业养殖效益，目前常见的养殖水质调控是通过人工取样检测水体相关指标或根据经验来开启增氧设备或采取调节水质措施来调节水质，存在着劳动强度大，且不能实时监测水质情况并采取相应的措施来调节水质，以及增氧时一般通过增压设备将空气鼓入水中，由于增压设备的使用，造成能耗高，或者通过叶轮搅动池水产生水花进行增氧，由于叶轮只能够在水面进行搅动，无法直接给池底进行增氧，增量效率低下且能耗高，因此需要设计一种渔业水质管理机器人。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中不能实时监测渔业水质和调节水质的问题，从而提出一种渔业水质管理机器人。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：包括浮力箱、密封盖、注水箱、太阳能板和喷洒管，所述浮力箱的顶部螺纹套接有密封盖，密封盖的顶部通过支杆固定有交流电机和太阳能板；所述浮力箱的底部套接有注水箱，注水箱的顶部嵌入设置有多个喷洒管，注水箱的外围嵌入设置有多个防护管和多个喷射管，喷射管的一端配套设置有转向电磁阀，注水箱的中间贯穿固定有离心箱，离心箱的侧面嵌入设置有多个输送管；所述离心箱的底部嵌入设置吸水管，吸水管的底部螺纹套接有螺纹环，螺纹环的内壁设置有过滤网；所述浮力箱的内壁固定设置有多个对称的蓄电池和电路板，蓄电池位于浮力箱内壁的底部并且位于电路板的下方，浮力箱的底部还嵌入设置有密封轴承和多个传感器。

进一步优选的，所述喷洒管包括增氧电磁阀、保护管、文丘里部、喷洒部和吸气管，喷洒管、文丘里部和喷洒部一体化成型，文丘里部的中部嵌入设置有多根吸气管，喷洒管的底部配套设置有增氧电磁阀，增氧电磁阀的侧面固定设置有保护管。

进一步优选的，所述防护管包括限位杆、橡胶球、插销杆、聚丙烯浮球，防护管的一端固定设置多根限位杆，防护管的内壁滑动设置有橡胶球，橡胶球的一端嵌入粘接有插销杆，插销杆的一端固定设置有聚丙烯浮球。

进一步优选的，所述交流电机包括传动轴和闭式叶轮，交流电机的底部为动力输出端传动轴，传动轴活动贯穿密封盖、电路板和密封轴承的中间延伸至离心箱内壁固定有闭式叶轮。

进一步优选的，所述喷射管沿着注水箱的圆心轴向设置，喷射管的管径小于喷洒管的管径。

进一步优选的，所述文丘里部向内侧凹陷，吸气管和文丘里部的内壁相切，保护管贯穿注水箱和浮力箱的侧面。

进一步优选的，所述输送管贯穿注水箱的底部，离心箱固定在浮力箱的底部，多个传感器分别为温度传感器、氨氮传感器、溶氧传感器中的任意一种，传感器、太阳能板、蓄电池、交流电机和增氧电磁阀通过导线电性连接在电路板上，电路板上设置有中央处理器、无线收发器、整流器、控制开关和继电器。

进一步优选的，所述橡胶球紧贴在多根限位杆的表面，防护管的内壁与椭圆状的橡胶球相配适，限位杆固定在注水箱的内壁，限位杆环绕在防护管的一端，限位杆的直径和防护管的厚度保持一致。

进一步优选的，所述喷洒管均匀环绕在注水箱的外围，喷射管三根为一组共设有若干组环绕在注水箱的外围，并且同一组喷射管上的转向电磁阀保持串联，喷射管位于喷洒管的下方。

进一步优选的，所述吸水管位于闭式叶轮的正下方，吸水管的内壁套设有隔热层，传感器的一端延伸至注水箱的内部。

本发明的有益效果是：

1、该机器人时刻在养殖水体中巡游，可以监测整个水体水面、水底溶氧、温度及氨氮等指标，当这些指标异常时，该机器人会抽提底层喷向空气中，水挥发有害气体，促进上下层水体交换、增氧、改善水体环境，达到实时监控并改良养殖水体水质的作用，提高养殖效益；

2、吸气管的直径远远小于和喷洒管的直径，可以减少吸气管管口的大小，使水对吸气管管口的压力大大减少，根据流体力学流速越大压强越小，高速流动的水和喷洒管内壁会形成一个负压强，水就无法进入吸气管中，水在吸气管管口流动，使吸气管管口向喷洒管内壁形成负压强，从而外界的空气通过吸气管吸入喷洒管中，且混合均匀，可大大减少能耗，具有能耗小的优点；

3、吸气管和喷洒管内壁相切，水由于自身的惯性延伸喷洒管内壁流动，可以减少水对吸气管管口的压力，吸气管的形状可以阻碍水进入吸气管中，确保空气通过吸气管吸入，使空气快速的吸入喷洒管中，同时喷洒管的文丘里部可以增加水的流速，既可以增加空气吸入的效率，又可以确保空气的吸入，减少增压泵的使用降低能耗；

4、防护管一端的聚丙烯浮球撞击在池塘壁后，橡胶球和防护管的内壁移动分离紧贴在多根限位杆上，注水箱中的水通过防护管喷射出产生推力，使注水箱远离池塘内壁，可以自动的产生动力，起到防碰撞效果，具有很好的防护能力；

5、电路板上的中央处理器控制转向电磁阀的开关，实现不同方向的喷射管进行喷水，中央助处理器根据水体表面和水体底部的氨氮、亚硝酸盐、温度和溶氧量数据控制增氧电磁阀的开启和关闭，当水面溶氧量低于需求阈值或氨氮、亚硝酸盐高于养殖水体阈值时，以及水面和注水箱内部溶氧量相差过大时，中央处理器控制增氧电磁阀开启，喷洒管喷水进行增氧和进行上下层水体交换，可以自动调节池水的氨氮、溶氧量和提高水底温度，使用非常便捷。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图一；

图2为本发明整体结构示意图二；

图3为本发明喷洒管的放大示意图；

图4为本发明防护管的放大示意图；

图5为本发明防护管的结构示意图；

图6为本发明防护管的截面示意图；

图7为本发明防护管的分布示意图；

图8为本发明螺纹环的放大示意图；

图9为本发明喷射管的分布示意图；

图10为本发明交流电机的放大示意图。

图中：浮力箱1、密封盖2、注水箱3、太阳能板4、喷洒管5、增氧电磁阀51、保护管52、文丘里部53、喷洒部54、吸气管56、防护管6、限位杆61、橡胶球62、插销杆63、聚丙烯浮球64、交流电机7、传动轴71、闭式叶轮72、密封轴承9、输送管10、离心箱11、喷射管12、蓄电池13、传感器14、吸水管15、螺纹环16、过滤网17、电路板18、转向电磁阀19。

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。

参照图1-10，一种渔业水质管理机器人，包括浮力箱1、密封盖2、注水箱3、太阳能板4和喷洒管5，浮力箱1的顶部螺纹套接有密封盖2，密封盖2的顶部通过支杆固定有交流电机7和太阳能板4；浮力箱1的底部套接有注水箱3，注水箱3的顶部嵌入设置有多个喷洒管5，注水箱3的外围嵌入设置有多个防护管6和多个喷射管12，喷射管12的一端配套设置有转向电磁阀19，注水箱3的中间贯穿固定有离心箱11，离心箱11的侧面嵌入设置有多个输送管10；离心箱11的底部嵌入设置吸水管15，吸水管15的底部螺纹套接有螺纹环16，螺纹环16的内壁设置有过滤网17；浮力箱1的内壁固定设置有多个对称的蓄电池13和电路板18，蓄电池13位于浮力箱1内壁的底部并且位于电路板18的下方，浮力箱1的底部还嵌入设置有密封轴承9和多个传感器14。

优选的，交流电机7包括传动轴71和闭式叶轮72，交流电机7的底部为动力输出端传动轴71，传动轴71活动贯穿密封盖2、电路板18和密封轴承9的中间延伸至离心箱11内壁固定有闭式叶轮72，闭式叶轮72在离心箱11内部高速转动，使水产生巨大的离心力甩入注水箱3中，可以将水源源不断的输入注水箱3中。

优选的，输送管10贯穿注水箱3的底部，离心箱11固定在浮力箱1的底部，多个传感器14分别为温度传感器、氨氮传感器、溶氧传感器中的任意一种，传感器14、太阳能板4、蓄电池13、交流电机7和增氧电磁阀51通过导线电性连接在电路板18上，电路板18上设置有中央处理器、无线收发器、整流器、控制开关和继电器，电路板18上设置有中央处理器、无线收发器、整流器、控制开关和继电器，电路板上的中央处理器控制转向电磁阀19开关，实现不同方向的喷射管12进行喷水，而改变注水箱3移动的方向，中央处理器记忆池塘的形状，并自动的控制注水箱3移动，使注水箱3在池塘中进行巡航，对池塘所有位置进行增氧。

优选的，喷射管12沿着注水箱3的圆心轴向设置，喷射管12的管径小于喷洒管5的管径，喷射管12通过将水喷射出产生动力，使注水箱3在水面上移动，防护管6位于喷射管12的下方并且形成一圈环绕在注水箱3的外围，防护管6在聚丙烯浮球64碰撞在池塘壁时，自动的喷射水产生推力将注水箱3推离池塘与，多根防护管6可以全方位的防护注水箱3，防止注水箱3与池塘壁发生碰撞。

优选的，吸水管15位于闭式叶轮72的正下方，吸水管15的内壁套设有隔热层，传感器14的一端延伸至注水箱3的内部，隔热层可以热量，使水在吸水管15中流动后热量流失小，确保传感器14精准的获取池塘池底的水温，固定筒4贯穿在注水箱3的底部，传感器14的一端延伸至注水箱3的内部，多个传感器14可以检测出注水箱3内部水及水面的氨氮、温度以及溶氧量，中央处理器根据水的温度和溶氧量，控制增氧电磁阀19的开启和关闭，实现自动控制池水的氨氮、溶氧量和温度。

本实施例中，参照图3，喷洒管5包括增氧电磁阀51、保护管52、文丘里部53、喷洒部54和吸气管56，喷洒管5、文丘里部53和喷洒部54一体化成型，文丘里部53的中部嵌入设置有多根吸气管56，喷洒管5的底部配套设置有增氧电磁阀51，增氧电磁阀51的侧面固定设置有保护管52；

具体实施时，吸气管56的直径远远小于和喷洒管5的直径，可以减少吸气管56管口的大小，使水对吸气管56管口的压力大大减少，根据流体力学流速越大压强越小，水在喷洒管5内壁流动时会产生压力差，高速流动的水和喷洒管5内壁会形成一个压强差，当压强差小于水对管口的压力时，水就无法进入吸气管56中，水会在吸气管56管口流动，使吸气管56管口向喷洒管5内壁形成压强差，从而外界的空气通过吸气管56吸入喷洒管5中，无需使用增压泵将空气进行增压。

优选的，文丘里部53向内侧凹陷，吸气管56和文丘里部53的内壁相切，保护管52贯穿注水箱3和浮力箱1的侧面，吸气管56和喷洒管5内壁相切，水由于自身的惯性延伸喷洒管5内壁流动，可以减少水对吸气管56管口的压力，吸气管56的形状可以阻碍水进入吸气管56中，确保空气通过吸气管7吸入，使空气快速的吸入喷洒管5中，同时喷洒管5的文丘里部53可以增加水的流速，既可以增加空气吸入的效率，又可以确保空气的吸入。

优选的，请参照图9，喷洒管5均匀环绕在注水箱3的外围，喷射管12三根为一组共设有若干组环绕在注水箱3的外围，并且同一组喷射管12上的转向电磁阀19保持串联，喷射管12位于喷洒管5的下方；

具体实施时，电路板上的中央处理器控制转向电磁阀19开关，实现不同方向的喷射管12进行喷水，喷射管12喷水产生动力，通过控制转向电磁阀19的开关，实现随时改变动力方向，可以控制注水箱3在池塘巡航方向，使注水箱3在水面自动循环巡航。

本实施例中，参照图4-6，防护管6包括限位杆61、橡胶球62、插销杆63、聚丙烯浮球64，防护管6的一端固定设置多根限位杆61，防护管6的内壁滑动设置有橡胶球62，橡胶球62的一端嵌入粘接有插销杆63，插销杆63的一端固定设置有聚丙烯浮球64；

具体实施时，防护管6一端的聚丙烯浮球64撞击在池塘壁后，橡胶球62和防护管5的内壁移动分离紧贴在多根限位杆64上，注水箱3中的水通过防护管6喷射出产生推力，使注水箱3远离池塘内壁，可以自动的产生动力，起到防碰撞效果。

优选的，橡胶球62紧贴在多根限位杆61的表面，防护管6的内壁与椭圆状的橡胶球62相配适，限位杆61固定在注水箱3的内壁，限位杆61环绕在防护管6的一端，限位杆61的直径和防护管6的厚度保持一致，橡胶球62和防护管6的内壁密封，发生碰撞后防护管6内部的水快速流动和产生推力，由于防护管6和橡胶球62的间距不大，防护管6的进水管口会产生吸力，重新使橡胶球62进入防护管6中，可以自动复位，复位后防护管6仍然起到防碰撞作用。

其中，中央处理器控制六个转向电磁阀19的开启和关闭，可以控制注水箱3在池塘巡航方向，可以使设备根据池塘的形状，在池塘水面巡航，使池塘各处都进行增氧；

其中，太阳能板4用于产生电能，电能给蓄电池13进行充电，蓄电池13主要给交流电机7提供电源，交流电机7为蓄电池13电能的主要消耗设备；

其中，过滤网17可以过滤吸入吸水管15的水，防止杂物被吸水管15吸入，螺纹环16可以固定过滤网17，聚丙烯浮球64可以增加浮力稳定注水箱3；

其中，传感器14分别为温度传感器和溶氧传感器，传感器14设置在注水箱3的底部和顶部，可以检测注水箱3内壁和池塘水面的温度以及溶氧量，中央处理器根据各个部位的溶氧量和温度控制增氧电磁阀51的开启和关闭，进行选择增氧的时间。

本发明中，使用时，初次浮力箱1和注水箱3放入池塘中需要进行手扶，等待水进入吸水管15、注水箱3和离心箱11中，浮力箱1内部中空产生浮力，注水箱3内部的水稳定整体，使浮力箱1和注水箱3平稳的漂浮在水面上，喷射管12正好没入水面下，交流电机7驱动传动轴71高速转动，传动轴71驱动闭式叶轮72高速转动和离心箱11形成离心泵，使池底的水源源不断的有吸水管15吸入，再通过输送管10排入注水箱3中，水通过喷射管12喷出产生推力，使注水箱3在水面移动进行巡航，传感器14检测注水箱3内部的氨氮含量、温度和溶氧量，也就检测出池底的氨氮含量、温度和溶氧量，中央处理器通过控制转向电磁阀19的开关，而控制注水箱3移动方向，中央处理器通过很多个传感器14得知，注水箱3内部和池塘水面的温度以及溶氧量，当温度差和溶氧量的差过大时，中央处理器控制增氧电磁阀51开启，水通过喷洒管5喷洒出，空气通过吸气管56吸入和喷洒管5内部的水混合进行，增加水的溶氧量，水由池底吸入喷洒在水面上，池底的冷水和水面的热水混合，使水面的温度下降形成循环。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种渔业水质管理机器人，包括浮力箱（1）、密封盖（2）、注水箱（3）、太阳能板（4）和喷洒管（5），其特征在于：所述浮力箱（1）的顶部螺纹套接有密封盖（2），密封盖（2）的顶部通过支杆固定有交流电机（7）和太阳能板（4）；

所述浮力箱（1）的底部套接有注水箱（3），注水箱（3）的顶部嵌入设置有多个喷洒管（5），注水箱（3）的外围嵌入设置有多个防护管（6）和多个喷射管（12），喷射管（12）的一端配套设置有转向电磁阀（19），注水箱（3）的中间贯穿固定有离心箱（11），离心箱（11）的侧面嵌入设置有多个输送管（10）；

所述离心箱（11）的底部嵌入设置吸水管（15），吸水管（15）的底部螺纹套接有螺纹环（16），螺纹环（16）的内壁设置有过滤网（17）；

所述浮力箱（1）的内壁固定设置有多个对称的蓄电池（13）和电路板（18），蓄电池（13）位于浮力箱（1）内壁的底部并且位于电路板（18）的下方，浮力箱（1）的底部还嵌入设置有密封轴承（9）和多个传感器（14）。

2.根据权利要求1所述的渔业水质管理机器人，其特征在于，所述喷洒管（5）包括增氧电磁阀（51）、保护管（52）、文丘里部（53）、喷洒部（54）和吸气管（56），喷洒管（5）、文丘里部（53）和喷洒部（54）一体化成型，文丘里部（53）的中部嵌入设置有多根吸气管（56），喷洒管（5）的底部配套设置有增氧电磁阀（51），增氧电磁阀（51）的侧面固定设置有保护管（52）。

3.根据权利要求2所述的渔业水质管理机器人，其特征在于，所述防护管（6）包括限位杆（61）、橡胶球（62）、插销杆（63）和聚丙烯浮球（64），防护管（6）的一端固定设置多根限位杆（61），防护管（6）的内壁滑动设置有橡胶球（62），橡胶球（62）的一端嵌入粘接有插销杆（63），插销杆（63）的一端固定设置有聚丙烯浮球（64）。

4.根据权利要求3所述的渔业水质管理机器人，其特征在于，所述交流电机（7）包括传动轴（71）和闭式叶轮（72），交流电机（7）的底部为动力输出端传动轴（71），传动轴（71）活动贯穿密封盖（2）、电路板（18）和密封轴承（9）的中间延伸至离心箱（11）内壁固定有闭式叶轮（72）。

5.根据权利要求4所述的渔业水质管理机器人，其特征在于，所述喷射管（12）沿着注水箱（3）的圆心轴向设置，喷射管（12）的管径小于喷洒管（5）的管径。

6.根据权利要求4所述的渔业水质管理机器人，其特征在于，所述文丘里部（53）向内侧凹陷，吸气管（56）和文丘里部（53）的内壁相切，保护管（52）贯穿注水箱（3）和浮力箱（1）的侧面延伸至浮力箱（1）内部。

7.根据权利要求4所述的渔业水质管理机器人，其特征在于，所述输送管（10）的一端贯穿注水箱（3）的底部，离心箱（11）固定在浮力箱（1）的底部，多个传感器（14）分别为温度传感器、氨氮传感器、溶氧传感器中的任意一种，传感器（14）、太阳能板（4）、蓄电池（13）、交流电机（7）、转向电磁阀（19）和增氧电磁阀（51）通过导线电性连接在电路板（18）上，电路板（18）上设置有中央处理器、无线收发器、整流器、控制开关和继电器。

8.根据权利要求4所述的渔业水质管理机器人，其特征在于，所述橡胶球（62）紧贴在多根限位杆（61）的表面，防护管（6）的内壁与椭圆状的橡胶球（62）相配适，限位杆（61）固定在注水箱（3）的内壁，限位杆（61）环绕在防护管（6）的一端，限位杆（61）的直径和防护管（6）的厚度保持一致。

9.根据权利要求4所述的渔业水质管理机器人，其特征在于，所述喷洒管（5）均匀环绕在注水箱（3）的外围，喷射管（12）三根为一组共设有若干组环绕在注水箱（3）的外围，并且同一组喷射管（12）上的转向电磁阀（19）保持串联，喷射管（12）位于喷洒管（5）的下方。

10.根据权利要求4所述的渔业水质管理机器人，其特征在于，所述吸水管（15）位于闭式叶轮（72）的正下方，吸水管（15）的内壁套设有隔热层，其中一部分传感器（14）的一端延伸至注水箱（3）的内部，另一部分传感器（14）位于注水箱（3）的顶部并凸出。

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