一种基于射流推进的增氧机器鱼的制作方法

本实用新型属于水下机器人技术领域，特别涉及一种基于射流推进的增氧机器鱼。

背景技术：

随着社会经济的发展，开发海洋资源是国家战略及必然趋势。应用于海洋资源开发的水下机器人也越来越受到重视。它可以通过各种传感器的搭配实现丰富的功能，应用范围广泛。大型深海网箱养殖因其生产效率高、成鱼品质好、经济效应显著和对环境影响较小等优点，受到世界上许多沿海国家的重视。但由于网箱养殖鱼的密度较大，对氧气消耗很快，如果不能及时补充氧气，缺氧就会导致鱼的大面积死亡。为解决这一问题，现有的技术主要是将网箱放置于溶解氧适宜和水流交换好的位置、安装水射流发生器以增强水交换以及用水泵向深层水充气等，但这些技术不仅无法精确的为缺氧位置补充氧气，而且通过水泵注氧，也会存在多余氧气的浪费，增加网箱养殖的成本。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种能精确的为缺氧位置补充氧气的基于射流推进的增氧机器鱼。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种基于射流推进的增氧机器鱼，包括传感交互模块、上升下潜模块、动力模块、氧气浓度测量模块、射流泵模块、机器鱼骨架与外壳；

所述传感交互模块安装在机器鱼骨架的头部，传感交互模块包括超声传感器、数据接收器和控制器，所述控制器通过数据线分别与超声传感器、数据接收器、上升下潜模块和转向电机连接，所述数据接收器通过数据线与氧气浓度测量模块连接；所述超声传感器通过反射声波感知前方障碍物的距离，数据接收器用于接受氧气浓度测量模块检测的氧气浓度信息并将这些信息传达给控制器，控制器控制上升下潜模块腔室的开合和射流泵模块的排出管下面的转向电机、使机器鱼游向缺氧的区域；

所述上升下潜模块放置于机器鱼骨架上部，上升下潜模块包括多个腔室，多个腔室并联后通过两根管道分别与射流泵模块的引射流体吸入管和工作流体吸入管相连；

所述动力模块安装在射流泵模块的工作流体吸入管上，动力模块包括蓄电池和工作泵；

所述蓄电池通过导线与传感交互模块、工作泵和转向电机连接；

所述工作泵的入口位于外部海水中、出口与射流泵模块的工作流体吸入管连接，用于吸取海水以产生射流泵所需的工作流体；

所述氧气浓度测量模块安装在工作泵的入口管路上，用于测量海水中氧气浓度；

所述射流泵模块安装在机器鱼骨架的中间，射流泵模块包括引射流体吸入管、工作流体吸入管、射流泵和排出管；

所述引射流体吸入管向上方弯曲，一端与射流泵相连、另一端伸出机器鱼骨架并与一个可伸缩软管相连，可伸缩软管上端与盆式结构连接，防止可伸缩软管上端浸入水中；

所述工作流体吸入管向下方弯曲并与工作泵连接；

所述排出管从机器鱼骨架后方伸出，靠射流的推进作用为机器鱼的运动提供动力，排出管下面安装转向电机用于控制排出管的转向；

所述机器鱼骨架外安装外壳。

进一步地，所述机器鱼骨架和外壳由轻金属材料制造。

进一步地，所述机器鱼骨架和外壳由铝合金材料制造。

进一步地，所述工作泵包括离心泵或柱塞泵。

进一步地，所述射流泵包括中心射流泵或环形射流泵。

进一步地，所述腔室有四个，腔室的上方与下方都有开口。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型可以通过射流泵增氧的同时为机器鱼的运动提供动力；

2、本实用新型可以通过机器鱼在网箱内的巡游，精准的监控并补充氧气，确保网箱内氧气浓度达到鱼生存的要求。

3、本实用新型通过氧气浓度测量模块实测水中的氧气浓度，缺氧时增氧，达标时停止增氧，可以避免浪费，节约养殖成本。

附图说明

图1为本实用新型的系统示意图。

图中：1、盆式结构，2、可伸缩软管，3、机器鱼骨架，4、引射流体吸入管，5、传感交互模块，6、上升下潜模块，7、射流泵，8、转向电机，9、工作流体吸入管，10、动力模块，11、氧气浓度测量模块。

具体实施方式

下面通过附图和实例对本实用新型作进一步详细阐述。如图1所示，一种基于射流推进的增氧机器鱼，包括传感交互模块5、上升下潜模块6、动力模块10、氧气浓度测量模块11、射流泵模块、机器鱼骨架3与外壳；

所述传感交互模块5安装在机器鱼骨架3的头部，传感交互模块5包括超声传感器、数据接收器和控制器，所述控制器通过数据线分别与超声传感器、数据接收器、上升下潜模块6和转向电机8连接，所述数据接收器通过数据线与氧气浓度测量模块11连接；所述超声传感器通过反射声波感知前方障碍物的距离，数据接收器用于接受氧气浓度测量模块11检测的氧气浓度信息并将这些信息传达给控制器，控制器控制上升下潜模块6腔室的开合和射流泵模块的排出管下面的转向电机8、使机器鱼游向缺氧的区域；

所述上升下潜模块6放置于机器鱼骨架3上部，上升下潜模块6包括多个腔室，多个腔室并联后通过两根管道分别与射流泵模块的引射流体吸入管4和工作流体吸入管9相连；

所述动力模块10安装在射流泵模块的工作流体吸入管9上，动力模块10包括蓄电池和工作泵；

所述蓄电池通过导线与传感交互模块5、工作泵和转向电机8连接；

所述工作泵的入口位于外部海水中、出口与射流泵模块的工作流体吸入管9连接，用于吸取海水以产生射流泵7所需的工作流体；

所述氧气浓度测量模块11安装在工作泵的入口管路上，用于测量海水中氧气浓度；

所述射流泵模块安装在机器鱼骨架3的中间，射流泵模块包括引射流体吸入管4、工作流体吸入管9、射流泵7和排出管；

所述引射流体吸入管4向上方弯曲，一端与射流泵7相连、另一端伸出机器鱼骨架3并与一个可伸缩软管2相连，可伸缩软管2上端与盆式结构1连接，防止可伸缩软管2上端浸入水中；

所述工作流体吸入管9向下方弯曲并与工作泵连接；

所述排出管从机器鱼骨架3后方伸出，靠射流的推进作用为机器鱼的运动提供动力，排出管下面安装转向电机8用于控制排出管的转向；

所述机器鱼骨架3外安装外壳。

进一步地，所述机器鱼骨架3和外壳由轻金属材料制造。

进一步地，所述机器鱼骨架3和外壳由铝合金材料制造。

进一步地，所述工作泵包括离心泵或柱塞泵。

进一步地，所述射流泵7包括中心射流泵7或环形射流泵7。

进一步地，所述腔室有四个，腔室的上方与下方都有开口。

本实用新型的工作过程如下：

参见图1，机器鱼开始工作时，首先由动力模块10中的蓄电池供电给工作泵和传感交互模块5，工作泵开始工作吸取机器鱼前方的海水，这部分海水流经氧气浓度测量模块11后作为工作流体通过工作流体吸入管9进入射流泵7，在射流泵7吸入室处产生负压引射空气，混合流体从排出管排出，机器鱼利用射流的推进作用前进。此时氧气浓度测量模块11测得此处海水的氧气浓度信息，如果氧气浓度充足，机器鱼游向其他地方；如果氧气浓度不足，交互传感模块5中的数据接收器得到信息并传达给控制器，控制器控制转向电机8改变排出管的出口方向，利用射流的推进作用转动机器鱼，使机器鱼在这一区域内巡游直到氧气浓度达标。

机器鱼还配备有上升下潜模块6，当需要下潜时，传感交互模块5控制上升下潜模块6中的腔室上开口打开，高压高速的工作流体通过管道进入到腔室中，到达下潜高度后，关闭开口。当需要上升时，传感交互模块5控制上升下潜模块6中的腔室下开口打开，利用射流泵7的引射作用，将腔室中的水引射出来，使机器鱼上浮。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但本领域内的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实用新型中的实施方式做出多种变更和修改，而不背离本实用新型的原理和实质。

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