CN115166192B - 一种海洋牧场用溶解氧检测机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋牧场用溶解氧检测机器人，属于水质检测设备技术领域；一种海洋牧场用溶解氧检测机器人，包括：机体；检测部件，所述检测部件包括多个溶解氧传感器；所述机体内开设有安置腔，所述安置腔内固定安装有控制模块，所述控制模块可与外在的基站终端进行无线信息交互；驱动装置，所述驱动装置与控制模块之间电性连接；电源模块，所述电源模块固定设置在安置腔内，所述电源模块用于给设备提供能量，且与控制模块之间电性连接；所述检测部件还包括导流管和第一电磁阀；分离部件，所述分离部件用于对水体进行过滤。本发明有效解决了由于海域较大，小范围检测且不对海水中的藻类进行分离，均会影响检测结果的问题。

Description

一种海洋牧场用溶解氧检测机器人

技术领域

本发明涉及水质检测设备技术领域，具体为一种海洋牧场用溶解氧检测机器人。

背景技术

海洋牧场建设是转变海洋渔业发展方式的重要探索，我国沿海从北到南已建设了一系列以投放人工鱼礁，移植和种植海草、海藻，底播海珍品，增殖放流鱼、虾、蟹和头足类等为主要内容的海洋牧场。生境建设是海洋牧场建设的第一步，主要通过投放人工鱼礁，为鱼群提供良好的生长、繁殖和索饵的环境。海洋水体中的溶解氧是海洋养殖生物的氧气来源，溶解氧是指溶解于水中或液相中的分子态的氧，是水生生物生存不可缺少的条件，也是衡量水质的重要指标。

赤潮是由海洋中的浮游生物暴发性急剧繁殖造成海水颜色异常的现象，当赤潮来临时，会大量的消耗海水中的溶解氧，使其浓度快速下降，对水质和牧场里的生物产生危害。

通过对牧场中的溶解氧浓度进行检测，可判断牧场是否遭到赤潮的侵害，现有CN206594155U的专利文件公开了一种便捷式海洋水质检测仪，存在检测区域受限，由于海域较大，若要扩大检测区域，需移动至不同地点，效率较低，小范围检测，会使得检测结果的误差较大，CN114942311A的专利申请公开了一种水产养殖池塘溶解氧检测装置，其无法对待检测水域水体中的藻类进行过滤，会影响检测精度，同样会影响检测结果。

发明内容

1、本发明要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种海洋牧场用溶解氧检测机器人，以解决上述背景技术中提出的问题：由于海域较大，小范围检测且不对海水中的藻类进行分离，均会影响检测结果。

2、技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种海洋牧场用溶解氧检测机器人，包括：

机体，所述机体为载体；

检测部件，所述检测部件包括多个溶解氧传感器；

所述机体内开设有安置腔，所述安置腔内固定安装有控制模块，所述控制模块可与外在的基站终端进行无线信息交互；

驱动装置，所述驱动装置用于驱动机体在水中的空间移动，且与控制模块之间电性连接；

电源模块，所述电源模块固定设置在安置腔内，所述电源模块用于给设备提供能量，且与控制模块之间电性连接；

所述检测部件还包括导流管和第一电磁阀，所述机体内开设有空腔，所述导流管水平设置在空腔内，且两端分别固定套接在机体前后端面内，所述导流管呈曲折状，且两端均穿出机体外侧，多个所述溶解氧传感器均固定安装在导流管上侧，且均与导流管内部导通，多个所述溶解氧传感器均与控制模块之间电性连接，所述第一电磁阀固定设置在导流管尾端；

分离部件，所述分离部件用于对水体进行过滤。

实现机体巡回检测和定点检测的转换，优选的，还包括约束部件，所述约束部件包括电磁装置、牵引绳和浮块，所述电磁装置固定安装在机体侧面，且与控制模块之间电性连接，所述浮块固定栓接在牵引绳的一端，所述牵引绳远离浮块的一端固定栓接在海岸上，所述浮块端面固定嵌设有金属块，所述金属块吸附在电磁装置上，所述驱动装置为多组，多组所述驱动装置均通过转换部件对称安装在机体两侧。

对待检测水体进行过滤，减少干扰，优选的，所述分离部件包括引流管、滤板和分流管，所述分流管水平设置在空腔内，且尾端固定套接在机体侧端面内，所述分流管尾端穿出机体，所述引流管两端分别与导流管侧面和分流管前端固定连接导通，所述滤板固定套接在导流管内，且倾斜设置。

对入侵藻类进行分析，优选的，所述空腔内固定设置有成分分析装置，所述成分分析装置的感知端与分流管内部导通，所述分流管上设有多组破碎部件，多组所述破碎部件均位于成分分析装置前侧。

将入侵藻类破坏，便于分析，优选的，所述破碎部件包括齿圈、两个密封轴承、撑架、横轴、磨杆、磨盘、多根弹簧和多个限位块，多组所述破碎部件将分流管分成多段，两个所述密封轴承分别固定套接在两段相邻分流管的端面，所述齿圈固定套接在两个密封轴承上，所述撑架固定套接在齿圈内部，所述横轴水平固定套接在撑架内，所述磨杆对应套接在横轴尾端，所述分流管内壁水平开设有多个限位槽，多个所述限位块均固定安装在磨盘外侧，且分别滑动嵌设在多个限位槽内，多根所述弹簧分别水平设置在多个限位槽内，且两端分别与限位槽槽壁和限位块侧面固定连接，所述磨盘内水平开设有多个通孔，所述磨盘与磨杆相互靠近的一面均固定安装有多个凸起，多组所述破碎部件中的通孔孔径由前向后依次缩小，所述齿圈底侧设有旋转部件，所述旋转部件用于带动破碎部件运转。

通过机体的运行，带动破坏部件运转，优选的，所述旋转部件包括齿轮箱、齿轮组、输入轴和涡轮，所述齿轮箱顶端固定套接在两段相邻的分流管端部，所述齿轮组设置在齿轮箱内，且最上侧的齿轮与齿圈啮合，所述输入轴水平转动套设在齿轮箱内，且与底侧的齿轮固定套接，所述输入轴前端穿出齿轮箱，所述涡轮固定套接在输入轴前端。

对不同成分的藻类样本进行取样，便于后续的治理工作，优选的，还包括多组采样部件，所述采样部件设置在空腔内，且位于成分分析装置后侧，所述采样部件包括储罐、第二电磁阀、抽吸装置、输入管、输出管和阀门，所述储罐固定安装在空腔内，且入口通过输入管与分流管内部导通连接，所述输出管固定套接在储罐出口端，且穿出机体侧面，所述阀门固定设置在输出管外端，所述第二电磁阀固定设置在输入管上，且与控制模块之间电性连接，所述抽吸装置固定设置在储罐上侧，且输入端与储罐内部导通，所述抽吸装置与控制模块之间电性连接，所述分流管尾端固定设置有第三电磁阀，所述第三电磁阀与控制模块之间电性连接。

3、有益效果

（1）本发明通过可移动的机体在海域内游动，可移动至不同的海域，对水体进行检测，并将检测数据实时反馈给终端设备，提升了效率，并可对途经的海域，持续的进行检测，扩大了检测范围，多组检测，形成对照组，提升了检测结果的准确性；

（2）本发明通过分离部件，将藻类从待检测水体中分离出去，避免其粘附在溶解氧传感器上，使得待检测水体与溶解氧传感器充分接触，进一步提升检测的准确性；

（3）本发明通过约束部件对机体进行束缚，实现机体的移动检测和定点检测的模式转换，实现检测的持续性，对水质中的溶解氧进行实时监测，并将数据及时反馈给基站终端，当溶解氧浓度急速下降时，可初步判断为赤潮入侵，基站终端发出警报，提醒管理人员，及时采取相应的应对措施，并将约束部件解锁，使设备行驶至更远的区域进行检测，提升监测的高效性；

（4）本发明通过机体的移动带动旋转部件运转，旋转部件带动破碎部件对分离出的藻类进行破坏，便于对藻类的成分进行分析，并对不同成分的藻类进行取样，以便于对入侵藻类的确定，便于后续的治理。

附图说明

图1为本发明提出的一种海洋牧场用溶解氧检测机器人的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种海洋牧场用溶解氧检测机器人的侧视截面结构示意图；

图3为本发明提出的一种海洋牧场用溶解氧检测机器人内部组件的立体结构示意图；

图4为本发明提出的一种海洋牧场用溶解氧检测机器人内部组件的俯视局部截面结构示意图；

图5为本发明提出的一种海洋牧场用溶解氧检测机器人中的约束部件的侧视截面结构示意图；

图6为本发明提出的一种海洋牧场用溶解氧检测机器人中旋转部件的后视截面结构示意图；

图7为本发明提出的一种海洋牧场用溶解氧检测机器人中旋转部件的俯视截面结构示意图。

图中：1、机体；101、空腔；2、安置腔；3、控制模块；4、驱动装置；5、导流管；6、溶解氧传感器；7、第一电磁阀；8、电源模块；81、密封罩；82、太阳能板；83、能量转换装置；9、电磁装置；10、牵引绳；11、浮块；12、金属块；13、撑板；14、转轴；15、电动伸缩杆；16、连杆；17、连接件；18、引流管；19、滤板；20、分流管；21、成分分析装置；22、齿圈；23、密封轴承；24、撑架；25、横轴；26、磨杆；27、磨盘；28、弹簧；29、限位块；30、通孔；301、凸起；31、齿轮箱；32、齿轮组；33、输入轴；34、储罐；35、第二电磁阀；36、抽吸装置；37、输入管；38、输出管；39、阀门；40、第三电磁阀；41、涡轮。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明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。

实施例1：

参阅图1-7，一种海洋牧场用溶解氧检测机器人，包括：

机体1，机体1为载体；

检测部件，检测部件包括多个溶解氧传感器6；

机体1内开设有安置腔2，安置腔2内固定安装有控制模块3，控制模块3可与外在的基站终端进行无线信息交互；

驱动装置4，驱动装置4用于驱动机体1在水中的空间移动，且与控制模块3之间电性连接；

电源模块8，电源模块8固定设置在安置腔2内，电源模块8用于给设备提供能量，且与控制模块3之间电性连接，电源模块8有充电接口，用于充电，机体1顶端固定安装有透明的密封罩81，密封罩81内安装有太阳能板82，安置腔2内固定安装有能量转换装置83，能量转换装置83与电源模块8之间电性连接，除充电接口蓄电外，设备平时还可以利用太阳能蓄电；

检测部件还包括导流管5和第一电磁阀7，机体1内开设有空腔101，导流管5水平设置在空腔101内，且两端分别固定套接在机体1前后端面内，导流管5呈曲折状，且两端均穿出机体1外侧，多个溶解氧传感器6均固定安装在导流管5上侧，且均与导流管5内部导通，多个溶解氧传感器6均与控制模块3之间电性连接，第一电磁阀7固定设置在导流管5尾端；

分离部件，所述分离部件用于对水体进行过滤。

分离部件包括引流管18、滤板19和分流管20，分流管20水平设置在空腔101内，且尾端固定套接在机体1侧端面内，分流管20尾端穿出机体1，引流管18两端分别与导流管5侧面和分流管20前端固定连接导通，滤板19固定套接在导流管5内，且倾斜设置，当水体由导流管5前端进入后，会掺杂着藻类浮游植物，随着水体的流动，滤板19将浮游藻类截留，并导向引流管18，水体透过滤板19向后流动，浮游藻类最终被引流管18导入分流管20，通过此种方式，可将待检测水体中的浮游藻类分离出去，避免其粘附在溶解氧传感器6上，干涉水体与溶解氧传感器6的接触，进一步提升检测的准确性。

还包括约束部件，约束部件包括电磁装置9、牵引绳10和浮块11，电磁装置9固定安装在机体1侧面，且与控制模块3之间电性连接，浮块11固定栓接在牵引绳10的一端，牵引绳10远离浮块11的一端固定栓接在海岸上，浮块11端面固定嵌设有金属块12，金属块12吸附在电磁装置9上，当不需要对大区域的水质进行检测时，可以将机体1投放在指定水域，并通过约束部件限定，充当监测站点，约束时，电磁装置9通电，吸附金属块12，使得牵引绳10对机体1进行束缚，防止其漂浮至别处，在投放过程中，机体1会在局部水域内移动，对水质中的溶解氧进行实时监测，并将数据及时反馈给基站终端，当溶解氧浓度急速下降时，可初步判断为赤潮入侵，基站终端发出警报，提醒管理人员，及时采取相应的应对措施，并将约束部件解锁，使设备行驶至更远的区域进行检测。

驱动装置4为多组，多组驱动装置4均通过转换部件对称安装在机体1两侧，转换部件包括撑板13、转轴14、电动伸缩杆15、连杆16和两个连接件17，撑板13水平固定安装在机体1侧面，转轴14垂直固定安装在撑板13上表面，连杆16的一端转动套设在转轴14上，驱动装置4设置在连杆16远离机体1的端部底侧，电动伸缩杆15与控制模块3之间电性连接，且两端均通过连接件17分别与机体1侧面和连杆16侧面铰接，在对局部水域进行监测时，控制模块3可启动电动伸缩杆15，电动伸缩杆15缩短，在两个连接件17的配合下，拉动连杆16，连杆16在转轴14的支撑下，偏转靠近机体1，减小阻力，便于机体1在局部水域内的移动，便于检测，当需要移动至其它水域时，可以将驱动装置4展开，对机体1进行驱动。

将设备放入水中，通过基站的终端设备与控制模块3之间的数据交互操控设备整体，通过控制模块3启动多组驱动装置4，多组驱动装置4协作，使得机体1在水体空间内移动，在行进过程中，水体通过导流管5前端流入，控制模块3操控第一电磁阀7周期性的开闭，对水体进行截留和释放，多个溶解氧传感器6对水体的溶解氧浓度进行测量，并将数据实时反馈给控制模块3，控制模块3实时反馈给基站终端，便于后续的分析处理，同时，多个溶解氧传感器6进行检测，可以形成对照组，也可以对同一水样进行多次检测，提升结果的准确性，曲折状的导流管5，可延长水体的流通时间，与溶解氧传感器6充分接触，便于检测。

通过上述方式，可使得机体1移动至不同的海域，对水体进行检测，并将检测数据实时反馈给终端设备，提升了效率，并可对途经的海域，持续的进行检测，扩大了检测范围，多组检测，形成对照组，提升了检测结果的准确性。

实施例2：基于实施例1有所不同的是；空腔101内固定设置有成分分析装置21，成分分析装置21的感知端与分流管20内部导通，分流管20上设有多组破碎部件，多组破碎部件均位于成分分析装置21前侧。

破碎部件包括齿圈22、两个密封轴承23、撑架24、横轴25、磨杆26、磨盘27、多根弹簧28和多个限位块29，多组破碎部件将分流管20分成多段，两个密封轴承23分别固定套接在两段相邻分流管20的端面，齿圈22固定套接在两个密封轴承23上，撑架24固定套接在齿圈22内部，横轴25水平固定套接在撑架24内，磨杆26对应套接在横轴25尾端，分流管20内壁水平开设有多个限位槽，多个限位块29均固定安装在磨盘27外侧，且分别滑动嵌设在多个限位槽内，多根弹簧28分别水平设置在多个限位槽内，且两端分别与限位槽槽壁和限位块29侧面固定连接，磨盘27内水平开设有多个通孔30，磨盘27与磨杆26相互靠近的一面均固定安装有多个凸起301，凸起301接触与脱离，使得磨盘27在弹簧28的支撑下，来回移动，与磨杆26配合，对藻类施加挤压力，同样可以使其破碎，在多组破碎部件中的通孔30孔径由前向后依次缩小，齿圈22底侧设有旋转部件，旋转部件用于带动破碎部件运转。

旋转部件包括齿轮箱31、齿轮组32、输入轴33和涡轮41，齿轮箱31顶端固定套接在两段相邻的分流管20端部，齿轮组32设置在齿轮箱31内，且最上侧的齿轮与齿圈22啮合，输入轴33水平转动套设在齿轮箱31内，且与底侧的齿轮固定套接，输入轴33前端穿出齿轮箱31，涡轮41固定套接在输入轴33前端。

在机体1前行检测过程中，水体冲击涡轮41，涡轮41带动输入轴33转动，输入轴33带动齿轮组32转动，齿轮组32驱使齿圈22转动，齿圈22在密封轴承23的支撑下转动，齿圈22带动撑架24转动，撑架24带动横轴25转动，横轴25带动磨杆26转动，磨杆26与磨盘27配合，对藻类进行破碎，在破碎过程中，磨杆26转动，带动位于其上的凸起301与磨盘27上的凸起301协作，将藻类破坏，破坏后的藻类成分流失，并随水体通过通孔30向后流动，成分分析装置21对其进行检测分析。

还包括多组采样部件，采样部件设置在空腔101内，且位于成分分析装置21后侧，采样部件包括储罐34、第二电磁阀35、抽吸装置36、输入管37、输出管38和阀门39，储罐34固定安装在空腔101内，且入口通过输入管37与分流管20内部导通连接，输出管38固定套接在储罐34出口端，且穿出机体1侧面，阀门39固定设置在输出管38外端，第二电磁阀35固定设置在输入管37上，且与控制模块3之间电性连接，抽吸装置36固定设置在储罐34上侧，且输入端与储罐34内部导通，抽吸装置36与控制模块3之间电性连接，分流管20尾端固定设置有第三电磁阀40，第三电磁阀40与控制模块3之间电性连接，若发现成分发生变化后，控制模块3关闭第三电磁阀40，同时启动一组采样部件中的第二电磁阀35和抽吸装置36，输入管37导通，抽吸装置36将截留的样本导入储罐34内，一定时间后，控制模块3关闭抽吸装置36和第二电磁阀35，实现样本的保存，在巡检完毕后，工作人员可打开阀门39，通过输出管38将样本从储罐34内提取出来，对其进行分析化验，以确定具体的入侵藻类。

在移动检测过程中，浮游藻类被从待检测水体中分离出来，并通过引流管18导入分流管20内，在分流管20内进过多组破碎部件的运转，藻类被破坏，随着水体向后流动，成分分析装置21对其成分进行分析，并将数据及时反馈给基站终端，当检测到成分不同时，控制模块3启动一组采样部件，对含有藻类成分的水样进行采样，待检测结束后，工作人员可通过外在的提取设备，从储罐34中将样本取出，并对其进行检测分析，确定引起赤潮的藻类，便于采取相应的应对措施。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种海洋牧场用溶解氧检测机器人，包括：

机体（1），所述机体（1）为载体；

检测部件，所述检测部件包括多个溶解氧传感器（6）；

所述机体（1）内开设有安置腔（2），所述安置腔（2）内固定安装有控制模块（3），所述控制模块（3）可与外在的基站终端进行无线信息交互；

驱动装置（4），所述驱动装置（4）用于驱动机体（1）在水中的空间移动，且与控制模块（3）之间电性连接；

电源模块（8），所述电源模块（8）固定设置在安置腔（2）内，所述电源模块（8）用于给设备提供能量，且与控制模块（3）之间电性连接；

其特征在于：所述检测部件还包括导流管（5）和第一电磁阀（7），所述机体（1）内开设有空腔（101），所述导流管（5）水平设置在空腔（101）内，且两端分别固定套接在机体（1）前后端面内，所述导流管（5）呈曲折状，且两端均穿出机体（1）外侧，多个所述溶解氧传感器（6）均固定安装在导流管（5）上侧，且均与导流管（5）内部导通，多个所述溶解氧传感器（6）均与控制模块（3）之间电性连接，所述第一电磁阀（7）固定设置在导流管（5）尾端；

分离部件，所述分离部件用于对水体进行过滤；

所述分离部件包括引流管（18）、滤板（19）和分流管（20），所述分流管（20）水平设置在空腔（101）内，且尾端固定套接在机体（1）侧端面内，所述分流管（20）尾端穿出机体（1），所述引流管（18）两端分别与导流管（5）侧面和分流管（20）前端固定连接导通，所述滤板（19）固定套接在导流管（5）内，且倾斜设置；

所述空腔（101）内固定设置有成分分析装置（21），所述成分分析装置（21）的感知端与分流管（20）内部导通，所述分流管（20）上设有多组破碎部件，多组所述破碎部件均位于成分分析装置（21）前侧；

所述破碎部件包括齿圈（22）、两个密封轴承（23）、撑架（24）、横轴（25）、磨杆（26）、磨盘（27）、多根弹簧（28）和多个限位块（29），多组所述破碎部件将分流管（20）分成多段，两个所述密封轴承（23）分别固定套接在两段相邻分流管（20）的端面，所述齿圈（22）固定套接在两个密封轴承（23）上，所述撑架（24）固定套接在齿圈（22）内部，所述横轴（25）水平固定套接在撑架（24）内，所述磨杆（26）对应套接在横轴（25）尾端，所述分流管（20）内壁水平开设有多个限位槽，多个所述限位块（29）均固定安装在磨盘（27）外侧，且分别滑动嵌设在多个限位槽内，多根所述弹簧（28）分别水平设置在多个限位槽内，且两端分别与限位槽槽壁和限位块（29）侧面固定连接，所述磨盘（27）内水平开设有多个通孔（30），所述磨盘（27）与磨杆（26）相互靠近的一面均固定安装有多个凸起（301），多组所述破碎部件中的通孔（30）孔径由前向后依次缩小，所述齿圈（22）底侧设有旋转部件，所述旋转部件用于带动破碎部件运转；

所述旋转部件包括齿轮箱（31）、齿轮组（32）、输入轴（33）和涡轮（41），所述齿轮箱（31）顶端固定套接在两段相邻的分流管（20）端部，所述齿轮组（32）设置在齿轮箱（31）内，且最上侧的齿轮与齿圈（22）啮合，所述输入轴（33）水平转动套设在齿轮箱（31）内，且与底侧的齿轮固定套接，所述输入轴（33）前端穿出齿轮箱（31），所述涡轮（41）固定套接在输入轴（33）前端。

2.根据权利要求1所述的一种海洋牧场用溶解氧检测机器人，其特征在于：还包括约束部件，所述约束部件包括电磁装置（9）、牵引绳（10）和浮块（11），所述电磁装置（9）固定安装在机体（1）侧面，且与控制模块（3）之间电性连接，所述浮块（11）固定栓接在牵引绳（10）的一端，所述牵引绳（10）远离浮块（11）的一端固定栓接在海岸上，所述浮块（11）端面固定嵌设有金属块（12），所述金属块（12）吸附在电磁装置（9）上，所述驱动装置（4）为多组，多组所述驱动装置（4）均通过转换部件对称安装在机体（1）两侧。

3.根据权利要求1所述的一种海洋牧场用溶解氧检测机器人，其特征在于：还包括多组采样部件，所述采样部件设置在空腔（101）内，且位于成分分析装置（21）后侧，所述采样部件包括储罐（34）、第二电磁阀（35）、抽吸装置（36）、输入管（37）、输出管（38）和阀门（39），所述储罐（34）固定安装在空腔（101）内，且入口通过输入管（37）与分流管（20）内部导通连接，所述输出管（38）固定套接在储罐（34）出口端，且穿出机体（1）侧面，所述阀门（39）固定设置在输出管（38）外端，所述第二电磁阀（35）固定设置在输入管（37）上，且与控制模块（3）之间电性连接，所述抽吸装置（36）固定设置在储罐（34）上侧，且输入端与储罐（34）内部导通，所述抽吸装置（36）与控制模块（3）之间电性连接，所述分流管（20）尾端固定设置有第三电磁阀（40），所述第三电磁阀（40）与控制模块（3）之间电性连接。

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