海区功能性微生物自动播撒航行器

摘要

本发明公开了海区功能性微生物自动播撒航行器，属于环境修复技术领域，本装置包括：浮体，浮体具有浮力，安装基体，安装基体设于浮体上部，安装基体上设有播撒组件，安装基体内设有用于存放物料的存料箱体，播撒组件包括设置在安装基体内部的取料管体，取料管体呈倾斜设置，取料管体底端与存料箱体内底部连通，取料管体内设同轴的取料螺杆用于将物料运送至取料管体上端部，取料螺杆由设置在安装基体外侧的第一驱动电机驱动旋转，安装基体内设竖直的导料管道，导料管道上端口与取料管体上端管体内连通。本装置实现了降低播撒劳动强度，播撒效率高效，对播撒的微生物修复剂破坏率低，有效控制播撒范围且播撒均匀性较高。

说明书

技术领域

本发明属于环境修复技术领域，具体涉及一种海区功能性微生物自动播撒航行器。

背景技术

海洋生境和生物资源修复技术是目前国际生态学研究的前沿和热点领域之一。生物修复技术，即利用微生物、植物及其它生物，将环境中的污染物降解、吸收或转化为其它无害物质的处理系统，具有费用低、安全性高、无二次污染、简便易行等优点；生物修复技术是一项发展潜力大、应用范围广、环境友好的处理技术，已经受到欧美等发达国家的高度重视，并投入大量资金进行生物修复技术的研究与应用。根据环境修复所采用的方法，环境修复技术可分为环境物理修复技术、环境化学修复技术及环境生物修复技术等，其中生物修复技术已成为环境保护技术的重要组成部分，但是现有的微生物环境修复用播撒装置存在的劳动强度大，效率低且浪费资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海区功能性微生物自动播撒航行器，降低播撒劳动强度，播撒效率高效，对播撒的微生物修复剂破坏率低，有效控制播撒范围且播撒均匀性较高。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：海区功能性微生物自动播撒航行器，包括：

浮体，浮体具有浮力，浮体上安装有推进器以及控制推进器的控制模块，

安装基体，安装基体设于浮体上部，安装基体上设有播撒组件，安装基体内设有用于存放物料的存料箱体，

播撒组件包括设置在安装基体内部的取料管体，取料管体呈倾斜设置，取料管体底端与存料箱体内底部连通，取料管体内设同轴的取料螺杆用于将物料运送至取料管体上端部，取料螺杆由设置在安装基体外侧的第一驱动电机驱动旋转，

安装基体内设竖直的导料管道，导料管道上端口与取料管体上端管体内连通，导料管道底端出口连接有弧形状的导料板体。

本发明选用具有浮力的浮体来运载并投放微生物修复剂的方式，相较于人工抛洒等方式而言，克服抛洒范围被限定，抛洒费力以及易出现抛洒物料破损问题，本案中的浮体在海区水面行进过程中将存料箱体内存放的微生物修复剂进行有序投放，具体的，控制第一驱动电机工作带动取料螺杆旋转运动，将微生物修复剂充存料箱体内底部中不断向上运送，这样可以保证最大化的运送存料箱体内的微生物修复剂，因为微生物修复剂均聚集在存料箱体内底部，可在存料箱体内底部安装红外传感器来探测存料箱体内的微生物修复剂存量，同时取料螺杆设计成倾斜向上运送的方式，能够克服直接垂直向上过程中微生物修复剂受重力影响过大部分修复剂下落造成取料效率不高以及能耗浪费的问题，更为重要的是，通过取料螺杆将微生物修复的水平高度进一步提高，微生物修复剂在到达导料管道后其下落的速度可得到提高，对于微生物修复剂的投放距离能够得到提高，导料板体的设计用于实现微生物修复剂从导料管道送出安装基体并使其投向浮体行驶路径上，且具有弧面的导料板体对于高速下落的微生物修复剂的速度消耗较低。

根据本发明一实施方式，安装基体内设有第一分隔板体，第一分隔板体竖直设置且围绕存料箱体外表面和取料管体外表面布设与底部的浮体之间构成导气腔室，导气腔室外设有气泵，气泵通过管体与导气腔室连通。安装基体上部设有与存料箱体配设的投料盖体。在安装基体内设有的导气腔室目的在于通过气泵对导气腔室内部充入大量气体实现安装基体内部存有大量气体提高安装基体的整体浮力，同时充入的气体在导气腔室内形成的气流流动对上部的存料箱体箱壁以及取料管体的管壁具有一定换热效果，特别是对于微生物修复剂较多聚集可能产生的聚集热量由导气腔室内的气流实现吸收存料箱体箱壁以及取料管体的管壁热量，来降低存料箱体以及取料管体内的热量，并且气流的流动对存料箱体箱壁以及取料管体的管壁具有一定冲击作用有利于存料箱体箱壁以及取料管体的管壁上可能粘附的微生物修复剂脱离。

根据本发明一实施方式，导气腔室底部浮体表面开设锥孔状的第一出气通孔，浮体底面开设圆柱状的第二出气通孔，第一出气通孔与第二出气通孔同轴设置且连通，第二出气通孔内设水平设置的出气连接横杆，出气连接横杆底端伸出浮体底部且连接有推流组件。浮体上开设的第一出气通孔与第二出气通孔用于实现将导气腔室内的气体导出到浮体底部，对浮体底部具有一定上托力，提高装置整体承载，导气腔室内的气体释放到浮体底部可避免导气腔室内气体大量聚集气压升高所产生的风险，在气体流通至浮体底部过程中，推流组件的对向下流动气流分散，使其在浮体底部较为均匀分布。

根据本发明一实施方式，推流组件包括与出气连接横杆连接的推流转动柱体且连接处设有推流连接轴承圈，推流转动柱体上螺旋环绕布设有导流螺旋板，导流螺旋板由下向上旋转直径递减，导流螺旋板侧边连接有弧状导流辅助板。通过设置推流组件实现向下流动的气流在推流组件的作用下螺旋向下流动，具体的，通过第一出气通孔对导气腔室向下气流聚流，通过第二出气通孔的气流的流体作用于导流螺旋板表面进而带动推流转动柱体旋转运动，实现在浮体底部形成较大范围的螺旋分布，而导流螺旋板侧边的导流辅助板进一步扩大螺旋流范围并使其偏向上流动，对浮体底部上托的浮力较为均匀，同时推流组件分散集中气流有利于气体在水中的溶解增加海域水体含氧量，对于进入水体中的气体其形成的气泡对播撒组件所播撒落入水中的微生物修复剂具有缓冲效果，降低微生物修复剂落入水中快速向下现象，提高微生物修复剂在中上层水体中的停留时间，其中通过向海域水层上部注入的气体可产生一定噪音以及产生的气泡破裂的冲击对播撒路径上层水体范围内生物具有驱赶作用，以防止生物将播撒的微生物修复剂误食，以及生物对播撒装置的附着或破坏。

根据本发明一实施方式，安装基体两侧的浮体上安装有辅助投料组件，投料组件包括两个相邻设置的第一基座，第一基座之间通过能够旋转的第二转动柱体连接，第一基座一侧设有与第二转动柱体轴线平行的第一转动柱体，第二转动柱体与第一转动柱体之间通过第二连接板连接，两相邻第一基座上端面连接有第一限位块，侧端面连接有第二限位块，第一转动柱体两端连接有相互平行的第一连接板体，第一连接板体与第一转动柱体轴线垂直设置，第一连接板体之间连接有间隔设置的第三导流叶板。在安装基体两侧布设的辅助投料组件一则可在安装基体两侧形成重力分配提高浮体上部重力均匀调整，有利于降低浮体行进过程中的晃动，二则辅助投料组件在浮体行进过程中随行进速度以及风速可驱使第一连接板体之间的第三导流叶板向上移动，进而带动整体的第一连接板体向上倾斜移动，同时实现对流经风流进行导向调控，经过第三导流叶板的风流，可以沿第三导流叶板向下流动，即向水面方向流动，这样对于后侧播撒的微生物修复剂具有向下风流引导作用，而避免微生物修复剂在其他风流作用下飘至播撒路径以外范围，设有的第一限位块和第二限位块用于限制第二转动柱体相对的移动范围进而控制第一连接叶板的相对移动范围。

根据本发明一实施方式，两第一连接板体背离第一转动柱体端部通过与第一转动柱体轴线平行的第四连接柱体连接，第四连接柱体上端中部设有导流安装板，导流安装板中部设有第五转动轴套，第五转动轴套侧面环绕布设第六转动叶板。通过设计第四连接柱体来提高两侧的第一连接板体连接稳固性，同时第四连接柱体上的设有能够转动的第六转动叶板用于实现在风流通过辅助投料组件的过程中，驱动第六转动叶板旋转运动，进而利用第六旋转叶板提供向上气流推力，有利于辅助投料组件的上下位移。

根据本发明一实施方式，浮体上设有与控制模块连接的信号发送基件，用于实现将装置的控制信号进行收发，本案中的浮体采用无人船控制方案，其包括控制模块、蓄电池模块、GPS模块、GPRS模块等，用于控制播撒路径以及正常在航道内进行航行。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明选用具有浮力的浮体来运载并投放微生物修复剂的方式，相较于人工抛洒等方式而言，克服抛洒范围被限定，抛洒费力以及易出现抛洒物料破损问题，本案中的浮体在海区水面行进过程中将存料箱体内存放的微生物修复剂进行有序投放，具体的，控制第一驱动电机工作带动取料螺杆旋转运动，将微生物修复剂充存料箱体内底部中不断向上运送，这样可以保证最大化的运送存料箱体内的微生物修复剂，因为微生物修复剂均聚集在存料箱体内底部，可在存料箱体内底部安装红外传感器来探测存料箱体内的微生物修复剂存量，同时取料螺杆设计成倾斜向上运送的方式，能够克服直接垂直向上过程中微生物修复剂受重力影响过大部分修复剂下落造成取料效率不高以及能耗浪费的问题。

附图说明

图1为海区功能性微生物自动播撒航行器示意图；

图2为辅助投料组件的示意图；

图3为辅助投料组件的俯视图；

图4为安装基体内部示意图；

图5为取料管体与存料箱体以及导料管道的连接示意图；

图6为推流组件结构示意图；

图7为防护组件与浮体连接示意图；

图8为防护组件结构示意图。

附图标号：10-浮体；11-推进器；12-投料盖体；13-信号发送基件；14-第一出气通孔；15-第二出气通孔；16-出气连接横杆；20-推流组件；21-推流转动柱体；22-导流螺旋板；23-推流连接轴承圈；24-导流辅助板；30-辅助投料组件；31-第一基座；32-安装槽体；33-第一限位块；34-导流安装板；35-第一连接板体；36-第一转动柱体；37-第二限位块；38-第二转动柱体；39-第二连接板；310-第三导流叶板；311-第四连接柱体；312-第五转动轴套；313-第六转动叶板；40-播撒组件；41-第一驱动电机；42-取料管体；43-取料螺杆；50-安装基体；51-存料箱体；52-第一分隔板体；53-气泵；54-导气腔室；55-导料板体；56-导料管道；70-防护组件；71-防护连接块；72-防护连接杆；73-防护柱体；74-防护弧形板。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

参见附图1-6所示，海区功能性微生物自动播撒航行器，包括：

浮体10，浮体10具有浮力，浮体10上安装有推进器11以及控制推进器11的控制模块，

安装基体50，安装基体50设于浮体10上部，安装基体50上设有播撒组件40，安装基体50内设有用于存放物料的存料箱体51，

播撒组件40包括设置在安装基体50内部的取料管体42，取料管体42呈倾斜设置，取料管体42底端与存料箱体51内底部连通，取料管体42内设同轴的取料螺杆43用于将物料运送至取料管体42上端部，取料螺杆43由设置在安装基体50外侧的第一驱动电机41驱动旋转，

安装基体50内设竖直的导料管道56，导料管道56上端口与取料管体42上端管体内连通，导料管道56底端出口连接有弧形状的导料板体55。

本发明选用具有浮力的浮体10来运载并投放微生物修复剂的方式，相较于人工抛洒等方式而言，克服抛洒范围被限定，抛洒费力以及易出现抛洒物料破损问题，本案中的浮体10在海区水面行进过程中将存料箱体51内存放的微生物修复剂进行有序投放，具体的，控制第一驱动电机41工作带动取料螺杆43旋转运动，将微生物修复剂充存料箱体51内底部中不断向上运送，这样可以保证最大化的运送存料箱体51内的微生物修复剂，因为微生物修复剂均聚集在存料箱体51内底部，可在存料箱体51内底部安装红外传感器来探测存料箱体51内的微生物修复剂存量，同时取料螺杆43设计成倾斜向上运送的方式，能够克服直接垂直向上过程中微生物修复剂受重力影响过大部分修复剂下落造成取料效率不高以及能耗浪费的问题，更为重要的是，通过取料螺杆43将微生物修复的水平高度进一步提高，微生物修复剂在到达导料管道56后其下落的速度可得到提高，对于微生物修复剂的投放距离能够得到提高，导料板体55的设计用于实现微生物修复剂从导料管道56送出安装基体50并使其投向浮体10行驶路径上，且具有弧面的导料板体55对于高速下落的微生物修复剂的速度消耗较低。

安装基体50内设有第一分隔板体52，第一分隔板体52竖直设置且围绕存料箱体51外表面和取料管体42外表面布设与底部的浮体10之间构成导气腔室54，导气腔室54外设有气泵53，气泵53通过管体与导气腔室54连通。安装基体50上部设有与存料箱体51配设的投料盖体12。在安装基体50内设有的导气腔室54目的在于通过气泵53对导气腔室54内部充入大量气体实现安装基体50内部存有大量气体提高安装基体50的整体浮力，同时充入的气体在导气腔室54内形成的气流流动对上部的存料箱体51箱壁以及取料管体42的管壁具有一定换热效果，特别是对于微生物修复剂较多聚集可能产生的聚集热量由导气腔室54内的气流实现吸收存料箱体51箱壁以及取料管体42的管壁热量，来降低存料箱体51以及取料管体42内的热量，并且气流的流动对存料箱体51箱壁以及取料管体42的管壁具有一定冲击作用有利于存料箱体51箱壁以及取料管体42的管壁上可能粘附的微生物修复剂脱离。

导气腔室54底部浮体10表面开设锥孔状的第一出气通孔14，浮体10底面开设圆柱状的第二出气通孔15，第一出气通孔14与第二出气通孔15同轴设置且连通，第二出气通孔15内设水平设置的出气连接横杆16，出气连接横杆16底端伸出浮体10底部且连接有推流组件20。浮体10上开设的第一出气通孔14与第二出气通孔15用于实现将导气腔室54内的气体导出到浮体10底部，对浮体10底部具有一定上托力，提高装置整体承载，导气腔室54内的气体释放到浮体10底部可避免导气腔室54内气体大量聚集气压升高所产生的风险，在气体流通至浮体10底部过程中，推流组件20的对向下流动气流分散，使其在浮体10底部较为均匀分布。

推流组件20包括与出气连接横杆16连接的推流转动柱体21且连接处设有推流连接轴承圈23，推流转动柱体21上螺旋环绕布设有导流螺旋板22，导流螺旋板22由下向上旋转直径递减，导流螺旋板22侧边连接有弧状导流辅助板24。通过设置推流组件20实现向下流动的气流在推流组件20的作用下螺旋向下流动，具体的，通过第一出气通孔14对导气腔室54向下气流聚流，通过第二出气通孔15的气流的流体作用于导流螺旋板22表面进而带动推流转动柱体21旋转运动，实现在浮体10底部形成较大范围的螺旋分布，而导流螺旋板22侧边的导流辅助板24进一步扩大螺旋流范围并使其偏向上流动，对浮体10底部上托的浮力较为均匀，同时推流组件20分散集中气流有利于气体在水中的溶解增加海域水体含氧量，对于进入水体中的气体其形成的气泡对播撒组件40所播撒落入水中的微生物修复剂具有缓冲效果，降低微生物修复剂落入水中快速向下现象，提高微生物修复剂在中上层水体中的停留时间，其中通过向海域水层上部注入的气体可产生一定噪音以及产生的气泡破裂的冲击对播撒路径上层水体范围内生物具有驱赶作用，以防止生物将播撒的微生物修复剂误食，以及生物对播撒装置的附着或破坏。

安装基体50两侧的浮体10上安装有辅助投料组件30，投料组件30包括两个相邻设置的第一基座31，第一基座31之间通过能够旋转的第二转动柱体38连接，第一基座31一侧设有与第二转动柱体38轴线平行的第一转动柱体36，第二转动柱体38与第一转动柱体36之间通过第二连接板39连接，两相邻第一基座31上端面连接有第一限位块33，侧端面连接有第二限位块37，第一转动柱体36两端连接有相互平行的第一连接板体35，第一连接板体35与第一转动柱体36轴线垂直设置，第一连接板体35之间连接有间隔设置的第三导流叶板310。在安装基体50两侧布设的辅助投料组件30一则可在安装基体50两侧形成重力分配提高浮体10上部重力均匀调整，有利于降低浮体10行进过程中的晃动，二则辅助投料组件30在浮体10行进过程中随行进速度以及风速可驱使第一连接板体35之间的第三导流叶板310向上移动，进而带动整体的第一连接板体35向上倾斜移动，同时实现对流经风流进行导向调控，经过第三导流叶板310的风流，可以沿第三导流叶板310向下流动，即向水面方向流动，这样对于后侧播撒的微生物修复剂具有向下风流引导作用，而避免微生物修复剂在其他风流作用下飘至播撒路径以外范围，设有的第一限位块33和第二限位块37用于限制第二转动柱体38相对的移动范围进而控制第一连接叶板35的相对移动范围。

两第一连接板体35背离第一转动柱体36端部通过与第一转动柱体36轴线平行的第四连接柱体311连接，第四连接柱体311上端中部设有导流安装板34，导流安装板34中部设有第五转动轴套312，第五转动轴套312侧面环绕布设第六转动叶板313。通过设计第四连接柱体311来提高两侧的第一连接板体35连接稳固性，同时第四连接柱体311上的设有能够转动的第六转动叶板313用于实现在风流通过辅助投料组件30的过程中，驱动第六转动叶板313旋转运动，进而利用第六旋转叶板313提供向上气流推力，有利于辅助投料组件30的上下位移。

浮体10上设有与控制模块连接的信号发送基件13，用于实现将装置的控制信号进行收发，本案中的浮体10采用无人船控制方案，其包括控制模块、蓄电池模块、GPS模块、GPRS模块等，用于控制播撒路径以及正常在航道内进行航行。

无人船控制技术属于现有技术，在此不过多展开。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进一步优化方案为，参见附图7、8所示，推流组件20两侧的浮体10内底面设有防护组件70，防护组件70包括竖直设置的防护连接杆72，防护连接杆72上端部与浮体10内底面连接，防护连接杆72底端连接有防护连接块71，防护连接块71底面连接弧状的防护弧形板74，防护弧形板74，侧方间隔布设轴线平行的且能够旋转的防护柱体73。在推流组件20两侧设置防护组件70的方式用于对推流组件20起到防护作用也对浮体10底部起到防护作用，避免浮体10在行进过程中异物与浮体10底部以及推流组件20发生不必要的碰撞或摩擦，通过设有的防护弧形板74来阻隔物体与推流组件20的接触，其中间隔布设的防护柱体73面对物体碰撞可形成滚动，以降低碰撞力，同时间隔布设的防护柱体73可降低其对推流组件20工作影响，特别是推流组件20对上部的气流的引导作用的影响，如形成的螺旋气流范围。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。