网箱监测设备的布放系统的制作方法

1.本发明涉及深海养殖网箱渔业设备技术领域，特别涉及一种网箱监测设备的布放系统。


背景技术：

2.近年来我国深远海养殖网箱在大力发展和推广，渔业养殖过程中水质、水下视频、声呐扫描等监测设备对养殖过程十分重要。传统的监测方法以取样测量、便携式仪器测量居多。虽然当前在线式监测也在日益增多，但在大型钢结构网箱的网衣内，因无固定安装位置，再加上海上风浪复杂恶劣，导致监测设备的布放难度剧增，特别是对于稳定观测要求的水下摄像、有位置布放要求的扫描声呐等设备来说，目前的布放装置容易受表面风浪影响，可靠性差，无法实现监测设备的灵活调节，影响监测设备对养殖过程准确监测。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有技术中网箱监测设备的布放装置容易受表面风浪影响，可靠性差，无法实现监测设备的灵活调节，影响监测设备对养殖过程准确监测的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本发明提供一种网箱监测设备的布放系统，其包括布放单元、连接组件以及控制器，布放单元位于网箱的内部；所述布放单元包括框架、与所述框架固定的第一传感器以及连接在所述框架内部的安装平台；所述第一传感器用于监测所述框架在水中的运动数据，所述安装平台用于固定监测设备；连接组件设有多组，多组所述连接组件设置在所述网箱的内部，且绕所述框架的周向间隔布置；每组所述连接组件均包括绞车、定滑轮、上牵引绳以及下牵引绳，所述绞车和所述定滑轮均固定在所述网箱上，所述定滑轮位于所述绞车的下方；所述绞车包括绞车主体、一对可转动地连接在所述绞车主体上的绞盘，以及一对分别驱动两所述绞盘转动的驱动电机，两所述第二绞盘的转动方向相反；所述上牵引绳的一端与其中一所述绞盘固定，另一端与所述框架的外壁连接；所述下牵引绳的一端与另一所述绞盘固定，另一端绕于所述定滑轮而与所述框架的外壁连接；控制器与两所述驱动电机电连接；所述控制器与所述第一传感器电连接，用于接收所述第一传感器监测的运动数据，并根据所述框架的运动数据对多组所述连接组件中的绞车进行选择，以控制选定的所述绞车的驱动电机，使得所述驱动电机驱动对应连接的所述绞盘转动而使所述上牵引绳、所述下牵引绳拉放，从而调整所述框架在水中的位置。
5.可选地，所述布放单元还包括第二传感器，所述第二传感器固定在所述安装平台上，所述第二传感器用于监测所述安装平台在水中的运动数据；所述控制器与所述第二传感器电连接，用于接收所述第二传感器监测的运动数据。
6.可选地，所述布放单元还包括伺服平台，所述伺服平台可转动地设置在所述框架的内部，所述安装平台可转动的设置在所述伺服平台上；在所述框架的横截面的方向上，所述伺服平台的转动轴线与所述安装平台的转动轴线均与所述框架横截面所在的平面平行，
且所述伺服平台的转动轴线与所述安装平台的转动轴线垂直。
7.可选地，所述布放单元还包括第一调整电机和第二调整电机，所述第一调整电机用于驱动所述伺服平台转动，所述第二调整电机用于驱动所述安装平台转动。
8.可选地，所述控制器与所述第一调整电机和所述第二调整电机电连接，所述控制器根据所述安装平台的运动数据控制所述第一调整电机和所述第二调整电机，以使所述第一调整电机驱动所述伺服平台转动、所述第二调整电机驱动所述安装平台转动。
9.可选地，在所述框架的横截面的方向上，所述框架的中心、所述伺服平台的中心以及所述安装平台的中心重合。
10.可选地，所述第一传感器和所述第二传感器均为九轴传感器。
11.可选地，所述布放单元还包括滑动件和弹性件，所述上牵引绳的端部通过所述滑动件可滑动地安装在所述框架上，所述滑动件在所述框架上的滑动方向与所述框架的高度方向一致；所述弹性件成对设置，两所述弹性件均设置在所述框架上，且分别固定在所述滑动件的两侧。
12.可选地，所述布放系统还包括深度传感器，所述深度传感器设置在所述布放单元上，用于测量所述布放单元在水中的深度。
13.可选地，所述布放系统还包括声呐高度计，所述声呐高度计设置在所述布放单元上，用于测量所述布放单元与所述网箱之间的距离。
14.由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：
15.本发明的网箱监测设备的布放系统中，布放单元为非固定式安装，可以随时通过绞车回收至水面，无需潜水员作业，便于监测设备的维护、校准。同时，通过定滑轮将布放单元上下牵引，避免了仅采用上端吊装的形式带来的监测设备上下起伏的问题，保证监测设备在水中的稳定性。多组连接组件在布放单元的周侧形成牵引，且上牵引绳和下牵引绳构成上下牵引，无需采用浮球或其他固定设备在水面，受海浪等环境因素影响小，安全性更高。此外，通过第一传感器的信号反馈，在控制器的作用下，可以实现上牵引绳、下牵引绳的自动调节，可根据布放单元的水下情况随时对其位置进行调整，保证布放单元上监测设备对养殖过程监测的准确性。
附图说明
16.图1是本发明网箱监测设备的布放系统一实施例的结构俯视图；
17.图2是图1的正视图；
18.图3是图1所示的布放系统中连接组件的绞车结构示意图；
19.图4是图1所示的布放系统中布放单元的俯视图。
20.附图标记说明如下：10、布放系统；11、布放单元；111、框架；112、第一传感器；113、安装平台；114、第二传感器；115、伺服平台；1161、第一连接轴；1162、第一轴套；1171、第二连接轴；1172、第二轴套；1181、第一调整电机；1182、第二调整电机；1191、滑动件；1192、弹性件；12、连接组件；121、绞车；1211、绞车主体；1212、第一绞盘；1213、第二绞盘；1214、第一驱动电机；1215、第二驱动电机；122、定滑轮；123、上牵引绳；124、下牵引绳；20、网箱；21、斜撑。
具体实施方式
21.体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
22.为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
23.参阅图1至图4，本申请一实施例提供一种网箱监测设备的布放系统10(下文简称“布放系统10”)，用于为网箱20的监测设备在水中提供安装位置，并实现监测设备在水中的动态调节，保证监测设备的稳定性，从而确保监测数据的准确性。
24.在介绍本实施例的布放装置之前，先简单介绍一下网箱20的结构，网箱20一般为圆形或多边形柱状结构，可以包括顶部网框、底部网框以及设置在顶部网框和底部网框之间的立柱。
25.本实施例的网箱20为矩形的柱状结构，其横截面为矩形，该网箱20的四角区域均设有钢结构的斜撑21，以加强网箱20整体的结构强度。网箱20内部为鱼类养殖区，网箱20上设有网衣，网衣张紧后的强度及大小会影响网箱20内鱼类的养殖数量。
26.网箱20的监测设备通常设置在网箱20的内部，可以在水下对网箱20内部的鱼类的生长生殖情况进行拍摄或拍照，采集鱼类的视频或照片，对鱼类的水下情况进行监测。
27.在本实施例中，布放系统10用于实现监测设备在网箱20内部水下环境的安装，其包括布放单元11、连接组件12以及控制器(图中未示出)。
28.其中，布放单元11位于网箱20的内部。该布放单元11包括框架111、与框架111固定的第一传感器112以及连接在框架111内部的安装平台113。第一传感器112用于监测框架111在水中的运动数据，安装平台113用于固定监测设置。
29.连接组件12设有多组，多组连接组件12设置在网箱20的内部，且绕着框架111的周向间隔布置。每组连接组件12均包括绞车121、定滑轮122、上牵引绳123以及下牵引绳124。
30.绞车121和定滑轮122均固定在网箱20上，该定滑轮122位于绞车121的下方。绞车121包括绞车主体1211、一对可转动地连接在绞车主体1211上的绞盘以及一对分别驱动两个绞盘转动的驱动电机。两个绞盘的转动方向相反。
31.上牵引绳123的一端与其中一个绞盘固定，另一端与框架111的外壁连接。下牵引绳124的一端与另一绞盘固定，另一端绕于定滑轮122而与框架111的外壁连接。
32.控制器与两个驱动电机电连接，该控制器与第一传感器112电连接，用于接收第一传感器112监测的运动数据，并根据框架111的运动数据对多组连接组件12中的绞车121进行选择，以控制选定的绞车121的驱动电机，使得驱动电机驱动对应连接的绞盘转动而使上牵引绳123、下牵引绳124拉放，从而调整框架111在水中的位置。
33.进一步地，本实施例的网箱20监测设备的布放系统10包括四组连接组件12，四组连接组件12分别对应网箱20的四角位置设置。
34.可以理解地是，连接组件12的设置数量还可以为其他个数，如三组、五组、六组等，在此不做过多限定，只要能够保证布放单元11能够通过多组连接组件12的共同作用设置在网箱20的水中，且能够维持稳定状态即可。
35.每组连接组件12均包括绞车121、定滑轮122、上牵引绳123以及下牵引绳124。其
中，绞车121固定在网箱20四角位置的斜撑21上，且绞车121靠近网箱20的顶部位置设置。
36.定滑轮122相对布置在绞车121的下方，定滑轮122也是对应网箱20的四角位置设置，该定滑轮122固定在网箱20的内部结构上。
37.本实施例的绞车121包括绞车主体1211、一对绞盘和一对驱动电机。绞车主体1211与斜撑21固定。两个绞盘分别为第一绞盘1212和第二绞盘1213，第一绞盘1212和第二绞盘1213均可转动地设置在绞车主体1211上，第一绞盘1212的转动方向与第二绞盘1213的转动方向相反。
38.两个驱动电机分别为第一驱动电机1214和第二驱动电机1215，第一驱动电机1214和第二驱动电机1215均为伺服电机。第一驱动电机1214与第一绞盘1212连接，用于驱动第一绞盘1212相对绞车主体1211转动。第二驱动电机1215与第二绞盘1213连接，用于驱动第二绞盘1213相对绞车主体1211转动。
39.上牵引绳123的一端与第一绞盘1212连接，另一端与框架111的外壁连接。第一绞盘1212转动时，可实现上牵引绳123的收放。下牵引绳124的一端与第二绞盘1213连接，另一端绕于定滑轮122而与框架111的外壁连接。下牵引绳124与框架111的连接位置位于上牵引绳123与框架111连接位置的下方。第二绞盘1213转动时，可实现下牵引绳124的收放。
40.对于每组连接组件12，第一驱动电机1214和第二驱动电机1215工作时，可以实现第一绞盘1212和第二绞盘1213往相反的方向转动，以实现上牵引绳123的收回、下牵引绳124的释放，或者实现上牵引绳123的释放、下牵引绳124的收回。
41.进一步地，布放单元11设置在网箱20的内部，且位于网箱20的中心位置。本实施例的布放单元11通过四组连接组件12中的上牵引绳123、下牵引绳124而提升至网箱20内部的水中。在本实施例中，布放单元11包括框架111、第一传感器112以及安装平台113。
42.其中，本实施例的框架111呈圆柱形结构。上牵引绳123、下牵引绳124与框架111的连接位点在框架111的外周侧面上间隔布置。
43.第一传感器112设置在框架111的内部，且与框架111的内壁固定。本实施例的第一传感器112为九轴传感器，用于监测框架111在水中的运动数据。该九轴传感器是三轴加速度计、三轴陀螺仪以及三轴磁强计的组合，以检测框架111在水中的加速度、角度旋转和平衡以及偏移角度。
44.在本实施例中，第一传感器112与控制器电连接，以将监测的框架111在水中的运动数据传输至控制器。本实施例的控制器还与每组连接组件12中的第一驱动电机1214、第二驱动电机1215电连接。
45.控制器接收第一传感器112监测的运动数据之后，会对运动数据进行处理，以根据运动数据对多组连接组件12中的绞车121进行选择，并控制选定的绞车121的第一驱动电机1214、第二驱动电机1215工作，使得第一驱动电机1214驱动第一绞盘1212转动、第二驱动电机1215驱动第二绞盘1213转动，以使上牵引绳123收回或释放，下牵引绳124释放或者收回，从而调整框架111在水中的位置。
46.安装平台113连接在框架111的内部，监测设备固定在安装平台113上。控制器结合第一传感器112对框架111在水中的位置进行调整时，可实现监测设备在网箱20内部水中位置的调整，保证监测设备监测数据的准确性。
47.进一步地，本实施例的单元还包括第二传感器114。第二传感器114固定在安装平
台113上，用于监测安装平台113在水中的运动数据。
48.在本实施例中，第二传感器114为九轴传感器，该九轴传感器是三轴加速度计、三轴陀螺仪以及三轴磁强计的组合，以检测安装平台113在水中的加速度、角度旋转和平衡以及偏移角度。本实施例的第二传感器114与控制器电连接，用于将监测的安装平台113的运动数据传输至控制器。
49.可以理解地是，第一传感器112、第二传感器114还可以为其他结构形式的传感器，如六轴传感器，在此不做过多限定，只要能够监测框架111、安装平台113在水中的运动数据即可。
50.进一步地，布放单元11还包括伺服平台115。伺服平台115可转动地设置在框架111的内部，安装平台113可转动地设置在该伺服平台115上。
51.在本实施例中，伺服平台115通过第一转轴组件可转动地连接在框架111的内部。具体地，第一转轴组件包括第一连接轴1161和第一轴套1162。第一轴套1162固定在框架111的内部，第一连接轴1161可转动地穿设在该第一轴套1162中，第一连接轴1161的转动轴线为其自身的轴线。
52.伺服平台115固定在第一连接轴1161上，第一连接轴1161在第一轴套1162中转动时，可带动伺服平台115相对框架111转动。
53.安装平台113通过第二转轴组件可转动地连接在伺服平台115上。该第二转轴组件包括第二连接轴1171和第二轴套1172。第二轴套1172固定在伺服平台115上，第二连接轴1171可转动地穿设在第二轴套1172中，第二连接轴1171的转动轴线为其自身的轴线。
54.安装平台113固定在第二连接轴1171上，第二连接轴1171在第二轴套1172中转动时，可带动安装平台113相对伺服平台115转动。
55.在图4的视图方向上，即框架111的横截面方向上，伺服平台115的转动轴线与安装平台113的转动轴线均与框架111横截面所在的平面平行。该伺服平台115的转动轴线与安装平台113的转动轴线垂直。
56.在本实施例中，框架111的横截面方向上，框架111的中心、伺服平台115的中心以及安装平台113的中心相重合。伺服平台115的转动轴线与安装平台113的转动轴线垂直相交在框架111的中心、伺服平台115的中心以及安装平台113的中心的重合点上。
57.进一步地，布放单元11还包括第一调整电机1181和第二调整电机1182。其中，第一调整电机1181与第一连接轴1161连接，以驱动第一连接轴1161绕其自身轴线转动，从而使伺服平台115转动。第二调整电机1182与第二连接轴1171连接，以驱动第二连接轴1171绕其自身的轴线转动，从而使安装平台113转动。
58.在本实施例中，第一调整电机1181和第二调整电机1182均与控制器电连接。控制器接收第二传感器114传输的安装平台113的运动数据，以控制第一调整电机1181和第二调整电机1182，从而使第一调整电机1181驱动伺服平台115转动、第二调整电机1182驱动安装平台113转动。
59.通过控制器和第二传感器114的配合，实现控制器对第一调整电机1181和第二调整电机1182的控制，以调整伺服平台115和安装平台113的转动位置，从而在框架111位置调整的基础上，进一步提高监测设备水下位置的调整精度。
60.在本实施例中，第一传感器112、第二传感器114、第一驱动电机1214以及第二驱动
电机1215均设置在框架111的内部，即不向外超出框架111外侧。此种设置能够避免布放单元11在水中运动时，对第一传感器112、第二传感器114、第一驱动电机1214以及第二驱动电机1215造成损伤，保证第一传感器112、第二传感器114、第一驱动电机1214以及第二驱动电机1215的正常使用。
61.此外，本实施例的布放单元11还包括滑动件1191和弹性件1192。其中，上牵引绳123的端部通过滑动件1191可滑动地安装在框架111上，滑动件1191在框架111上的滑动方向与框架111的高度方向一致。
62.弹性件1192成对设置，两个弹性件1192均设置在框架111上，且分别固定在滑动件1191的两侧。本实施例的弹性件1192为弹簧，上牵引绳123拉动框架111时，拉力分解至框架111高度方向上的力会使滑动件1191上下移动，在弹簧弹力的作用下，可以为滑动件1191提供弹性空间，实现上牵引绳123与框架111柔性的连接，减少水流冲击对框架111产生的振动。
63.在本实施例中，布放系统10还包括深度传感器(图中未示出)和声呐高度计(图中未示出)。深度传感器和声呐高度计均固定在布放单元11上。
64.其中，深度传感器用于测量布放单元11在水中深度，便于工作人员了解布放单元11的水深，提供水面到布放单元11的距离，监测布放单元11是否放置于水下。声呐高度计用于测量布放单元11与网箱20之间的距离，防止布放单元11碰触网箱20上的网衣。深度传感器和声呐高度计组合使用，可以确定布放单元11在当前网箱20中垂直方向的位置，解决了因潮汐变化导致深度测量不准确的问题，保证布放单元11及监测设备位置的准确性。
65.本实施例的布放系统10在实际使用时，先将四组连接组件12中的绞车121编号：1号、2号、3号以及4号。再分别安装在网箱20的四角位置处，安装位置可根据具体网箱20的需求布置。
66.每组连接组件12中，上牵引绳123的一端连接在绞车121的第一绞盘1212上，另一端连接在框架111的滑动件1191上。下牵引绳124的一端连接在绞车121的第二绞盘1213上，另一端绕过定滑轮122，再连接在框架111的下端位置。
67.在初始布放时，选择其中一台绞车121所在的位置进行安装。以2号绞车121为例，将1号、3号、4号绞车121的上牵引绳123和下牵引绳124放长，拉到2号绞车121所在位置。再将所有上牵引绳123、下牵引绳124按照上述连接规则固定于框架111上的相应位置。然后释放第一绞盘1212的上牵引绳123，从而将设备布放单元11释放到网箱20内水中。
68.若需要进一步将布放单元11安装至网箱20的中心位置，可以继续释放2号绞车121的上牵引绳123，至要求位置的长度；然后收回1号、3号、4号绞车121的上牵引绳123，至要求位置长度；最后收回1号、3号、4号绞车121的下牵引绳124，从而至要求位置。
69.在实际工作过程中，当第一传感器112测算的偏移角度大于15
°
时，会将测算的角度数据、以及相应的偏转方向给到控制器。控制器根据方向决定由哪个绞车121收放缆绳，并根据偏转角的大小决定收放缆绳的多少。
70.以布放单元11在水流的影响下偏向4号绞车121的方向为例：保持其他绞车121绳场不变的情况下，4号绞车121在控制器的控制下释放下牵引绳124，1号绞车121则回收下牵引绳124。
71.若方向非正向于其中一个绞车121，先进行方向的分解，然后确定各绞车121收放
缆绳长度。为控制变量，便于调整，布放单元11的姿态的调整由1号、2号、3号、4号绞车121收放下牵引绳124完成。根据上述方法，可以将系统动态调整布放单元11在15
°
以内，从而满足大部分水下监测设备的需求。
72.对于15
°
内的姿态的调节，控制器根据第二传感器114监测的运动数据，控制第一调整电机1181、第二调整电机1182，通过第一连接轴1161和第二连接轴1171的配合转动，补偿伺服平台115与大地的夹角，从而在框架111位置调整的基础上，进一步提高检测设备水下位置的调整精度。
73.对于本实施例的布放系统，布放单元为非固定式安装，可以随时通过绞车回收至水面，无需潜水员作业，便于监测设备的维护、校准。同时，通过定滑轮将布放单元上下牵引，避免了仅采用上端吊装的形式带来的监测设备上下起伏的问题，保证监测设备在水中的稳定性。多组连接组件在布放单元的周侧形成牵引，且上牵引绳和下牵引绳构成上下牵引，无需采用浮球或其他固定设备在水面，受海浪等环境因素影响小，安全性更高。此外，通过第一传感器的信号反馈，在控制器的作用下，可以实现上牵引绳、下牵引绳的自动调节，可根据布放单元的水下情况随时对其位置进行调整，保证布放单元上监测设备对养殖过程监测的准确性。
74.虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。