本發(fā)明涉及海洋網(wǎng)箱養(yǎng)殖輔助裝置，具體地，涉及一種新型深海網(wǎng)箱清洗機(jī)器人。

背景技術(shù)：

近年來水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，網(wǎng)箱長(zhǎng)期浸泡在海水中，易受海洋污損生物的侵害，然而網(wǎng)箱養(yǎng)殖海域海水里的浮游生物較多，特別是溫暖夏季，網(wǎng)箱的網(wǎng)衣更容易滋生附著物，導(dǎo)致網(wǎng)孔附著大量藻類、貝類附著物，阻礙網(wǎng)箱水體交換，導(dǎo)致網(wǎng)箱內(nèi)水體溶氧量和水質(zhì)下降，進(jìn)而造成養(yǎng)殖魚類質(zhì)量降低。國(guó)外大部分網(wǎng)衣清洗機(jī)主要以高壓水清洗為主。國(guó)內(nèi)由于較晚引進(jìn)大型深海網(wǎng)箱，對(duì)網(wǎng)衣清洗配套設(shè)備沒有過系統(tǒng)的研究，但隨著中國(guó)深海網(wǎng)箱廣泛應(yīng)用，網(wǎng)衣附著物清洗在深海域養(yǎng)殖過程中成為一個(gè)亟待解決的問題。目前，國(guó)內(nèi)網(wǎng)衣清洗方式包括有定期換網(wǎng)法、人工清洗法、上提下沉法、生物清除法和機(jī)械清洗法等，存在清洗周期長(zhǎng)、清潔度低、清洗成本高、效率低等缺點(diǎn)。深海網(wǎng)箱清洗機(jī)器人利用高壓旋轉(zhuǎn)水射流對(duì)網(wǎng)衣附著物進(jìn)行沖洗。高壓噴頭由于旋轉(zhuǎn)作用，高壓水射流循環(huán)噴射在網(wǎng)衣附著物的各點(diǎn)上，在足夠大的交變應(yīng)力下，網(wǎng)衣附作物逐漸擴(kuò)展，至斷裂脫漏完成清洗任務(wù)，清洗效果明顯，效率提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供一種新型深海網(wǎng)箱清洗機(jī)器人，清洗網(wǎng)衣附著物的效率高、清潔度高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種新型深海網(wǎng)箱清洗機(jī)器人，包括機(jī)架、與機(jī)架連接的高壓清洗裝置、設(shè)于機(jī)架上的潛浮及姿態(tài)控制裝置、固定于機(jī)架上的水下攝像裝置和水下照明裝置、固定連接于機(jī)架上的螺旋推進(jìn)器。

優(yōu)選地，所述水下照明裝置包括角度調(diào)節(jié)裝置和水下照明燈，所述角度調(diào)節(jié)裝置設(shè)于水下照明燈下方。水下照明裝置用于對(duì)所述水下攝像裝置的工作照明，角度調(diào)節(jié)裝置可實(shí)現(xiàn)照明角度調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，所述的高壓清洗裝置包括設(shè)于機(jī)架下方的歧管式噴盤、設(shè)于歧管式噴盤上方的高壓膠管和高壓分流裝置。高壓噴頭由于旋轉(zhuǎn)作用，高壓水射流循環(huán)噴射在網(wǎng)衣附著物的各點(diǎn)上，在足夠大的交變應(yīng)力下，網(wǎng)衣附作物逐漸擴(kuò)展，至斷裂脫漏完成清洗任務(wù)，清洗效果明顯，效率提高。

上述方案中，通過工作母船將高壓水經(jīng)高壓膠管導(dǎo)流至設(shè)備底部噴盤，噴盤通過自身結(jié)構(gòu)噴射出高壓旋轉(zhuǎn)水射流沖洗網(wǎng)衣。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)電纜傳輸?shù)乃虑逑礌顩r及時(shí)調(diào)整潛浮及姿態(tài)控制裝置和螺旋推進(jìn)裝置，從而改變機(jī)器人清洗軌跡和清洗姿態(tài)，以達(dá)到最佳清洗效果。清洗工作完成后，通過工作母船上小型起重機(jī)將該機(jī)器人回收。

進(jìn)一步地，所述潛浮及姿態(tài)控制裝置包括與機(jī)架固定連接設(shè)于機(jī)架兩側(cè)的雙浮筒、固定連接于機(jī)架的背向螺旋推進(jìn)器。利用浮筒可以調(diào)整水下潛浮姿態(tài)，利用螺旋推進(jìn)器實(shí)現(xiàn)清洗裝置的直行、轉(zhuǎn)彎等運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述浮筒包括濾網(wǎng)、浮筒外殼、壓縮裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及傳動(dòng)裝置；所述濾網(wǎng)通過活頁固定在所述浮筒外殼上；所述浮筒上方設(shè)有壓力傳感器和單向氣嘴；所述浮筒的首尾兩端通過緊固件固定連接于機(jī)架上方。在浮筒上方設(shè)置壓力傳感器，可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控浮筒內(nèi)壓強(qiáng)。

進(jìn)一步地，所述歧管式噴盤包括設(shè)有多個(gè)噴孔的前擋板、通過第一連接方式固定連接于前擋板上的導(dǎo)流管、固定連接于機(jī)架上的套筒、通過第二連接方式固定連接于套筒上的后蓋以及通過第三連接方式與套筒密封連接的螺帽；所述機(jī)架下方設(shè)有多個(gè)呈直線等間隔排列的歧管式噴盤，所述前擋板與機(jī)架最低端的距離值為3mm~10mm。

優(yōu)選地，所述前擋板上設(shè)有4個(gè)噴孔，所述機(jī)架下方設(shè)有3個(gè)呈直線等間隔排列的歧管式噴盤。本發(fā)明提供的一種新型深海網(wǎng)箱清洗機(jī)器人在使用時(shí)，由3個(gè)歧管式噴盤噴射高壓旋轉(zhuǎn)水射流所產(chǎn)生的射流反沖力可用背向推進(jìn)器消除，從而達(dá)到最佳清洗效果。

優(yōu)選地，所述前擋板與機(jī)架最低端的距離值為5mm。5mm水隙在一定程度上保護(hù)了網(wǎng)衣。

優(yōu)選地，所述的第一連接方式為螺栓連接，所述的第二連接方式為螺釘連接，所述的第三連接方式為螺紋連接。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流管上配合連接有角接觸軸承、軸套、斯特封、壓塊以及o型密封圈；所述軸套套設(shè)于角接觸軸承上，所述斯特封設(shè)于后蓋的密封槽內(nèi)，所述角接觸軸承設(shè)于套筒內(nèi)，所述o型密封圈設(shè)于螺帽密封槽內(nèi)，所述壓塊（22）設(shè)于套筒內(nèi)并用所述螺帽定位鎖緊。設(shè)置角接觸軸承以避免導(dǎo)流管與套筒之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，增加導(dǎo)流管轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻力，導(dǎo)致耗能較大；套筒與螺帽通過管螺紋連接，連接縫隙在高壓下容易流入海水，導(dǎo)致內(nèi)部角接觸軸承因海水侵蝕而損壞，故在螺帽內(nèi)設(shè)有密封槽，可安裝密封圈，達(dá)到二次密封效果，且在軸承與螺帽之間，在導(dǎo)流管配合有密封壓塊，以達(dá)到三次密封效果。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流管上設(shè)有多根歧管、歧管上設(shè)有彎頭、與彎頭連接設(shè)有高壓噴嘴，所述歧管通過彎頭與高壓噴嘴連接，所述高壓噴嘴設(shè)于前擋板的噴孔內(nèi)，并用o型密封圈密封；作為優(yōu)選地，所述高壓噴嘴設(shè)于前擋板的度噴孔內(nèi)。優(yōu)選地，所述導(dǎo)流管上等間隔設(shè)有4根歧管。利用分流至歧管高壓水經(jīng)高壓噴嘴從45度傾斜的前擋板射流孔射出，在作用力下前擋板將做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于前擋板與導(dǎo)流管相對(duì)靜止，從而使高壓水旋轉(zhuǎn)噴射，形成高壓旋轉(zhuǎn)水射流。

進(jìn)一步地，所述壓縮裝置包括活塞、y型密封圈、導(dǎo)桿、支撐柱以及連接板；所述y型密封圈設(shè)于活塞密封槽內(nèi)，所述活塞通過連接桿和支撐柱與連接板（38）固定連接，所述連接板通過導(dǎo)桿與驅(qū)動(dòng)裝置固定連接。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括設(shè)于浮筒外殼內(nèi)的底盤、設(shè)于底盤上方的雙軸步進(jìn)電機(jī)、與雙軸步進(jìn)電機(jī)連接的帶座軸承、與雙軸步進(jìn)電機(jī)連接的牙嵌式離合器、與牙嵌式離合器連接的小齒輪以及設(shè)于軸承上的電刷。

進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)裝置包括支撐桿、通過支撐桿固定于底盤兩側(cè)的雙向推力軸承座、與小齒輪配合的大齒輪、以及與連接板連接的絲桿，所述絲桿的一端與底盤固定連接，所述雙向推力軸承座之間通過螺紋桿連接。浮筒內(nèi)雙軸步進(jìn)電機(jī)兩端分別連接電控牙嵌式離合器，再通過圓柱齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)梯形絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使兩端活塞能夠可控地分別或者同時(shí)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而改變平臺(tái)重心、浮心位置以及浮力大??；兩浮筒兩端活塞同時(shí)壓縮或擴(kuò)張同樣的體積，則可以設(shè)備保持重心、浮心位置不變，浮力大小改變，使平臺(tái)穩(wěn)定上浮或下潛；一個(gè)浮筒兩端活塞壓縮體積，另一個(gè)浮筒擴(kuò)張同樣的體積，則可以保持重力、浮力大小不變，產(chǎn)生無法平衡的力矩，使平臺(tái)橫搖；兩浮筒一端活塞向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，另一端活塞向外運(yùn)動(dòng)，兩端的運(yùn)動(dòng)量保持一致，則重力、浮力大小不變；同理，平臺(tái)縱傾。

為實(shí)現(xiàn)上述方案，考慮到海水的腐蝕性，機(jī)架采用耐海水腐蝕的合金材料，其重要部件采用不銹鋼制成，保證設(shè)備可以在海水下長(zhǎng)時(shí)間工作，為增加機(jī)架整體浮力和防止機(jī)架因焊縫而倒灌海水，在機(jī)架空心鋼管填充發(fā)泡劑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：本發(fā)明提供的一種新型深海網(wǎng)箱清洗機(jī)器人，以歧管式噴盤噴射的高壓旋轉(zhuǎn)水射流作為清洗動(dòng)力源，高壓水射流循環(huán)噴射在網(wǎng)衣附著物的各點(diǎn)上，清洗效果明顯；利用雙浮筒可以自由調(diào)整水下潛浮姿態(tài)，改變運(yùn)行方向，保證可以滿足網(wǎng)箱的各個(gè)角落的清洗；該設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，清洗網(wǎng)衣附著物的效率高、清潔度高，不會(huì)對(duì)網(wǎng)衣造成損壞，且極大降低網(wǎng)箱養(yǎng)殖戶清洗成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明歧管式噴盤結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明歧管式噴盤中導(dǎo)流管結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明歧管式噴盤中前擋板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明歧管式噴盤中螺帽結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明浮筒整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明浮筒的驅(qū)動(dòng)裝置與傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明浮筒中壓縮裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實(shí)物圖，不能理解為對(duì)本專利的限制；為了更好地說明本發(fā)明的實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“端”、“側(cè)”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或者位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此附圖中描述位置關(guān)系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對(duì)本專利的限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)”、“連接”、“緊固”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以是通過中間媒介間接連接，可以說兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明的具體含義。

如圖1、圖2所示，一種新型深海網(wǎng)箱清洗機(jī)器人，包括機(jī)架6、與機(jī)架6連接的高壓清洗裝置、設(shè)于機(jī)架6上的潛浮及姿態(tài)控制裝置、固定于機(jī)架6上的水下攝像裝置1和水下照明裝置3、固定連接于機(jī)架6上的螺旋推進(jìn)器2。

在上述的實(shí)施例中，水下照明裝置3包括角度調(diào)節(jié)裝置和水下照明燈，角度調(diào)節(jié)裝置設(shè)于水下照明燈下方。水下照明裝置3用于對(duì)所述水下攝像裝置的工作照明，角度調(diào)節(jié)裝置可實(shí)現(xiàn)照明角度調(diào)節(jié)。

具體地，高壓清洗裝置包括設(shè)于機(jī)架6下方的歧管式噴盤4、設(shè)于歧管式噴盤4上方的高壓膠管和高壓分流裝置。高壓噴頭由于旋轉(zhuǎn)作用，高壓水射流循環(huán)噴射在網(wǎng)衣附著物的各點(diǎn)上，在足夠大的交變應(yīng)力下，網(wǎng)衣附作物逐漸擴(kuò)展，至斷裂脫漏完成清洗任務(wù)，清洗效果明顯，效率提高。

上述方案中，通過工作母船將高壓水經(jīng)高壓膠管導(dǎo)流至設(shè)備底部歧管式噴盤4，歧管式噴盤通4過自身結(jié)構(gòu)噴射出高壓旋轉(zhuǎn)水射流沖洗網(wǎng)衣。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)電纜傳輸?shù)乃虑逑礌顩r及時(shí)調(diào)整潛浮及姿態(tài)控制裝置和螺旋推進(jìn)裝置，從而改變機(jī)器人清洗軌跡和清洗姿態(tài)，以達(dá)到最佳清洗效果；清洗工作完成后，通過工作母船上小型起重機(jī)將該機(jī)器人回收。

此外，潛浮及姿態(tài)控制裝置包括與機(jī)架6固定連接設(shè)于機(jī)架兩側(cè)的雙浮筒7、固定連接于機(jī)架6上的背向螺旋推進(jìn)器8。利用浮筒7可以調(diào)整水下潛浮姿態(tài)，利用螺旋推進(jìn)器8實(shí)現(xiàn)清洗裝置的直行、轉(zhuǎn)彎等運(yùn)動(dòng)。

請(qǐng)參照?qǐng)D1、圖6、圖7、圖8，進(jìn)一步地，浮筒7包括濾網(wǎng)46、浮筒外殼42、壓縮裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及傳動(dòng)裝置；濾網(wǎng)46通過活頁45固定在所述浮筒外殼42上；浮筒7上方設(shè)有壓力傳感器9和單向氣嘴5；浮筒7的首尾兩端通過緊固件10固定連接于機(jī)架6上方。在浮筒7上方設(shè)置壓力傳感器9，可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控浮筒內(nèi)壓強(qiáng)。

如圖1、圖2所示，歧管式噴盤4包括設(shè)有多個(gè)噴孔的前擋板11、通過第一連接方式固定連接于前擋板11上的導(dǎo)流管12、固定連接于機(jī)架上的套筒18、通過第二連接方式固定連接于套筒18上的后蓋17以及通過第三連接方式與套筒18密封連接的螺帽21；機(jī)架6下方設(shè)有多個(gè)呈直線等間隔排列的歧管式噴盤4，前擋板11與機(jī)架6最低端的距離值為3mm~10mm。

其中，前擋板11上設(shè)有4個(gè)噴孔，機(jī)架6下方設(shè)有3個(gè)呈直線等間隔排列的歧管式噴盤4。本發(fā)明提供的一種新型深海網(wǎng)箱清洗機(jī)器人在使用時(shí)，由3個(gè)歧管式噴盤4噴射高壓旋轉(zhuǎn)水射流所產(chǎn)生的射流反沖力可用背向推進(jìn)器8消除，從而達(dá)到最佳清洗效果。

具體地，前擋板11與機(jī)架6最低端的距離值為5mm。5mm水隙在一定程度上保護(hù)了網(wǎng)衣。

具體地，第一連接方式（13）為螺栓連接，第二連接方式為螺釘連接，第三連接方式為螺紋連接。

請(qǐng)參照?qǐng)D2、圖3、圖4、圖5，此外，導(dǎo)流管12上配合連接有角接觸軸承19、軸套24、斯特封23、壓塊22以及o型密封圈20；軸套24套設(shè)于角接觸軸承上，斯特封23設(shè)于后蓋17的密封槽內(nèi)，角接觸軸承19設(shè)于套筒18內(nèi)，o型密封圈20設(shè)于螺帽21密封槽內(nèi)，壓塊22設(shè)于套筒18內(nèi)并用所述螺帽21定位鎖緊。設(shè)置角接觸軸承19以避免導(dǎo)流管12與套筒18之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，增加導(dǎo)流管12轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻力，導(dǎo)致耗能較大；套筒18與螺帽21通過管螺紋連接，連接縫隙在高壓下容易流入海水，導(dǎo)致內(nèi)部角接觸軸承19因海水侵蝕而損壞，故在螺帽21內(nèi)設(shè)有密封槽，可安裝密封圈，達(dá)到二次密封效果，且在軸承19與螺帽21之間，在導(dǎo)流管12配合有密封壓塊22，以達(dá)到三次密封效果。

其中，導(dǎo)流管12上設(shè)有多根歧管25、歧管上25設(shè)有彎頭16、與彎頭16連接設(shè)有高壓噴嘴15，歧管16通過彎頭16與高壓噴嘴15連接，高壓噴嘴15設(shè)于前擋板11的噴孔內(nèi)，并用o型密封圈14密封；作為優(yōu)選地，高壓噴嘴15設(shè)于前擋板11的45度噴孔內(nèi)。具體地，導(dǎo)流12管上等間隔設(shè)有4根歧管。利用分流至歧管25的高壓水經(jīng)高壓噴嘴15從45度傾斜的前擋板11射流孔射出，在作用力下前擋板11將做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于前擋板11與導(dǎo)流管12相對(duì)靜止，從而使高壓水旋轉(zhuǎn)噴射，形成高壓旋轉(zhuǎn)水射流。

如圖6所示，壓縮裝置包括活塞26、y型密封圈41、導(dǎo)桿49、支撐柱27以及連接板38；y型密封圈41設(shè)于活塞26密封槽內(nèi)，活塞26通過連接桿39和支撐柱27與連接板38固定連接，連接板38通過導(dǎo)桿49與驅(qū)動(dòng)裝置固定連接。

另外，驅(qū)動(dòng)裝置包括設(shè)于浮筒外殼42內(nèi)的底盤29、設(shè)于底盤上方的雙軸步進(jìn)電機(jī)31、與雙軸步進(jìn)電機(jī)31連接的帶座軸承35、與雙軸步進(jìn)電機(jī)31連接的牙嵌式離合器30、與牙嵌式離合器30連接的小齒輪28以及設(shè)于軸承上的電刷32。

其中，傳動(dòng)裝置包括支撐桿37、通過支撐桿37固定于底盤29兩側(cè)的雙向推力軸承座47、與小齒輪28配合的大齒輪36、以及與連接板38連接的絲桿40，絲桿40的一端與底盤29固定連接，所述雙向推力軸承座47之間通過螺紋桿48連接。浮筒7內(nèi)雙軸步進(jìn)電機(jī)31兩端分別連接電控牙嵌式離合器30，再通過圓柱齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)梯形絲桿40轉(zhuǎn)動(dòng)，使兩端活塞能夠可控地分別或者同時(shí)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而改變平臺(tái)重心、浮心位置以及浮力大??；兩浮筒7兩端活塞同時(shí)壓縮或擴(kuò)張同樣的體積，則可以設(shè)備保持重心、浮心位置不變，浮力大小改變，使平臺(tái)穩(wěn)定上浮或下潛；一個(gè)浮筒7兩端活塞壓縮體積，另一個(gè)浮筒7擴(kuò)張同樣的體積，則可以保持重力、浮力大小不變，產(chǎn)生無法平衡的力矩，使平臺(tái)橫搖；兩浮筒7一端活塞向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，另一端活塞向外運(yùn)動(dòng)，兩端的運(yùn)動(dòng)量保持一致，則重力、浮力大小不變；同理，平臺(tái)縱傾。

為實(shí)現(xiàn)上述方案，考慮到海水的腐蝕性，機(jī)架6采用耐海水腐蝕的合金材料，其重要部件采用不銹鋼制成，保證設(shè)備可以在海水下長(zhǎng)時(shí)間工作，為增加機(jī)架6整體浮力和防止機(jī)架6因焊縫而倒灌海水，在機(jī)架6空心鋼管填充發(fā)泡劑。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。