循环水养殖系统锥形筛自动冲洗机器人装置

摘要

本发明公开了一种循坏水养殖系统锥形筛自动冲洗机器人装置，其特征在于：包括支撑台、高压水枪、水枪水平转动机构、水枪纵向摆角机构和电控系统；所述的水枪水平转动机构包括主电机、主涡轮、主蜗杆、平面轴承和载物台；所述的水枪纵向摆角机构包括副电机、副涡轮、副蜗杆和垂直固定板；所述的电控系统包括主电机驱动器、副电机驱动器、双路控制器等器件。本发明可实现循坏水养殖系统锥形筛的自动冲洗，在清除筛面污物的同时，极大地改善了筛缝内积污的冲洗效果，提高了养殖水净化处理的整体效能，装置安装、维护方便，适合推广应用。

说明书

技术领域

本发明涉及水产养殖水处理技术领域，尤其涉及一种用于循环水养殖系统圆锥形滤池过滤筛自动冲洗的机器人装置。

背景技术

发展工厂化养殖对我国十几亿人口的水产品供应具有重要意义。为了减少养殖排泄物对周边环境造成的生态污染，我国推行封闭式循环水养殖方式。这种养殖方式通过强化养殖水体的净化处理，在实现养殖水再利用的同时，将排泄物收集起来并转化为有机肥料。排泄物过滤是循环水养殖系统中的一个重要环节。采用弧形筛去除养殖水固体颗粒物是一种常用方法。其工作原理是：养殖池的水通过溢水管被送到过滤池，从过滤池中间底部往上溢出，再向周边的弧形筛倾泻下去，水流通过弧形筛筛缝后流向净化池，得以循环利用；固体颗粒沿着弧形筛表面被水流冲泄到集污槽，便于回收。弧形筛常用的筛缝间隙为0.25mm，可有效去除约80%的粒径大于70微米的固体悬浮物，具有结构简单、造价低等优点，与转鼓式微滤机相比，无需额外的机械动力，节能效果好。主要缺点在于弧形筛表面容易堆积较大粒径的固体颗粒物，造成筛缝堵塞，在养殖负荷较高时必须进行频繁冲洗。

为此，专利“水产养殖用弧形筛过滤设备”（专利号201020601464.5）提出一种自动清洗装置。该装置有清洗刷和驱动装置组成，清洗刷的底面与弧形筛以及集污槽内表面形状一致，驱动装置定时驱动清洗刷沿水平方向平行于弧形筛作往复移动，来清除弧形筛网面的积污。该装置主要缺点在于，清洗刷不能清除筛缝内的积污，在筛缝堵塞后，水流同样会从筛面流失到集污槽。

发明内容

针对现有循环水养殖系统弧形筛过滤器不能清除筛缝内积污问题，本发明针对一种循环水养殖系统圆锥形滤池，提供一种能自动冲洗过滤筛筛面和筛缝积污的机器人装置。

本发明涉及的一种循环水养殖系统圆锥形滤池，由内、外两个同心池组成，养殖水通过溢水管从内、外池之间的进水通道往上溢出，再向内池锥形筛倾泻下去，当锥形筛的筛缝通畅时，水流通过锥形筛下的出口流向净化池，得以循环利用；当锥形筛的筛缝被污物堵塞时，水流就沿着锥形筛表面流到内池中间的集污口。为避免锥形筛的筛缝堵塞，必须对锥形筛实施定时自动冲洗。

本发明所述的技术方案是：循环水养殖系统锥形筛自动冲洗机器人装置，其特征在于：包括支撑台、高压水枪、水枪水平转动机构、水枪纵向摆角机构和电控系统；所述的水枪水平转动机构包括主电机、主涡轮、主蜗杆、平面轴承和载物台；所述的水枪纵向摆角机构包括副电机、副涡轮、副蜗杆和垂直固定板；所述的电控系统包括主电机驱动器、副电机驱动器、双路控制器等器件。

进一步，所述的水枪水平转动机构的主电机通过联轴器与所述的主蜗杆联接，所述的主蜗杆与所述的主涡轮通过齿轮啮合，所述的主涡轮放置在所述的平面轴承上，所述的平面轴承放置在所述的支撑台上，所述的载物台通过螺栓固定在所述的主涡轮上。

进一步，所述的水枪纵向摆角结构的副电机通过联轴器与所述的副蜗杆联接，所述的副蜗杆与所述的副涡轮通过齿轮啮合，所述的副涡轮放置在所述的垂直固定板上，所述的高压水枪安装在副涡轮外表面上。

进一步，所述的主电机和副电机均为24V步进电机，所述的主驱动器与所述的主电机连接，所述的副驱动器与所述的副电机连接，所述的主驱动器和副驱动器通过一个双路控制器进行转速和转向控制。

工作步骤：（1）系统上电和水枪喷水：水泵上电后，水流从水枪喷嘴喷出，调节水枪喷嘴，使水柱聚焦于锥形筛上较小面积，一方面将筛面上大颗粒污物向集污口冲移，另一方面对筛孔进行强力疏通。

（2）水枪水平正转：双路控制器上电后，首先向主电机发出正转步进脉冲，主电机通过主蜗杆带动主涡轮转动，使得载物台以及上面安装的水枪围绕主涡轮中心转动，从而实现水柱在锥形筛表面沿水平圆周扫射。水柱移动快慢由双路控制器发出的脉冲频率进行控制。

（3）水枪纵向顺摆：当水枪水柱扫射完一周时，主电机停止转动，双路控制器向副电机发出正转步进脉冲，副电机通过副蜗杆带动副涡轮转动一个角度，使得水枪纵向顺摆一个角度。摆角大小由双路控制器发出的脉冲数决定。

（4）水枪水平反转：水枪纵向摆角完成后，副电机停止转动，双路控制器向主电机发出反转步进脉冲，主电机通过主蜗杆带动主涡轮反转，使得载物台以及上面安装的水枪围绕主涡轮中心反转，从而实现水柱在锥形筛表面下移一个间距的水平圆周上进行反向扫射。

（5）水枪再次纵向顺摆：当水枪水柱反向扫射完一周时，主电机停止转动，双路控制器向副电机发出正转步进脉冲，副电机通过副蜗杆带动副涡轮继续顺转一个角度，使得水枪纵向继续顺摆一个角度。如果水枪水柱还未到达锥形筛底部，则继续冲洗，返回步骤（2）；否则，执行步骤（6）。

（6）水枪纵向逆摆：当锥形筛冲洗工作完成后，主电机停止转动，双路控制器向副电机发出反转步进脉冲，副涡轮反转，水枪返回初始位置，最后系统断电。

本发明的有益效果体现在：可实现循坏水养殖系统锥形筛的自动冲洗，在清除筛面污物的同时，极大地改善了筛缝内积污的冲洗效果，提高了养殖水净化处理的整体效能，装置安装、维护方便，适合推广应用。

附图说明

图1是本发明涉及的一种循环水养殖系统圆锥形滤池的构造俯视示意图。

图2是本发明涉及的一种循环水养殖系统圆锥形滤池的A-A剖面示意图。

图3是本发明涉及的装置构造示意图。

图4是本发明涉及的装置构造俯视示意图。

图5是本发明涉及的电控系统示意图。

图6是本发明涉及的水枪水柱在锥形筛表面的移动轨迹图。

图中，1-外池；2-内池；3-锥形筛；4-支撑台；5-机器人装置；6-进水口；7-过滤水出口；8-集污口；50-载物台；51-垂直固定板；52-主涡轮；53-平面轴承；54-主蜗杆；55-主电机；56-副涡轮；57-副蜗杆；58-副电机；59-高压水枪；91-主电机驱动器；92-副电机驱动器；93-双路控制器。

具体实施方式

针对图1、2所示的循环水养殖系统圆锥形滤池，本发明提供一种能自动冲洗过滤筛筛面和筛缝积污的机器人装置。该循环水养殖系统圆锥形滤池由外池1和内池2两个同心池组成，养殖水通过溢水管从内、外池之间的进水口6往上溢出，再向内池2锥形筛3倾泻下去，当锥形筛3的筛缝通畅时，水流通过锥形筛3下的出口7流向净化池，得以循环利用；当锥形筛3的筛缝被污物堵塞时，水流就沿着锥形筛3表面流到内池2中间的集污口8。为避免锥形筛3的筛缝堵塞，必须对锥形筛3实施定时自动冲洗。

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

参考附图3~6，一种循环水养殖系统锥形筛自动冲洗机器人装置，包括支撑台4、高压水枪59、水枪水平转动机构、水枪纵向摆角机构和电控系统；所述的水枪水平转动机构包括主电机55、主涡轮52、主蜗杆54、平面轴承53和载物台50；所述的水枪纵向摆角机构包括副电机58、副涡轮56、副蜗杆57和垂直固定板51；所述的电控系统包括主电机驱动器91、副电机驱动器92、双路控制器93等器件。

进一步，所述的水枪水平转动机构的主电机55通过联轴器与所述的主蜗杆54联接，所述的主蜗杆54与所述的主涡轮52通过齿轮啮合，所述的主涡轮52放置在所述的平面轴承53上，所述的平面轴承53放置在所述的支撑台4上，所述的载物台50通过螺栓固定在所述的主涡轮52上。

进一步，所述的水枪纵向摆角机构的副电机58通过联轴器与所述的副蜗杆57联接，所述的副蜗杆57与所述的副涡轮56通过齿轮啮合，所述的副涡轮56放置在所述的垂直固定板51上，所述的高压水枪59安装在副涡轮56表面上。

进一步，所述的主电机55和副电机58均为24V步进电机，所述的主电机驱动器91与所述的主电机55连接，所述的副电机驱动器92与所述的副电机58连接，所述的主电机驱动器91和副电机驱动器92通过一个双路控制器93进行转速和转向控制。

实施例工作步骤：（1）系统上电和水枪喷水：水泵上电后，水流从水枪59喷嘴喷出，调节水枪喷嘴，使水柱聚焦于锥形筛3上较小面积，一方面将筛面上大颗粒污物向集污口8冲移，另一方面对筛孔进行强力疏通。

（2）水枪水平正转：双路控制器93上电后，首先向主电机55发出正转步进脉冲，主电机55通过主蜗杆54带动主涡轮52转动，使得载物台50以及上面安装的水枪59围绕主涡轮52中心转动，从而实现水柱在锥形筛3表面沿水平圆周扫射。水柱移动快慢由双路控制器93发出的脉冲频率进行控制。

（3）水枪纵向顺摆：当水枪水柱扫射完一周时，主电机55停止转动，双路控制器93向副电机58发出正转步进脉冲，副电机58通过副蜗杆57带动副涡轮56转动一个角度，使得水枪59纵向顺摆一个角度。摆角大小由双路控制器93发出的脉冲数决定。

（4）水枪水平反转：水枪59纵向摆角完成后，副电机58停止转动，双路控制器93向主电机55发出反转步进脉冲，主电机55通过主蜗杆54带动主涡轮52反转，使得载物台50以及上面安装的水枪59围绕主涡轮52中心反转，从而实现水柱在锥形筛3表面下移一个间距的水平圆周上进行反向扫射。

（5）水枪再次纵向顺摆：当水枪水柱反向扫射完一周时，主电机55停止转动，双路控制器93向副电机58发出正转步进脉冲，副电机58通过副蜗杆57带动副涡轮56继续顺转一个角度，使得水枪59纵向继续顺摆一个角度。如果水枪水柱还未到达锥形筛3底部，则继续冲洗，返回步骤（2）；否则，执行步骤（6）。

（6）水枪纵向逆摆：当锥形筛3冲洗工作完成后，主电机55停止转动，双路控制器93向副电机58发出反转步进脉冲，副涡轮56反转，水枪59返回初始位置，最后系统断电。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。