本發(fā)明涉及海藻移植領域，具體涉及一種海底藻場形成裝置。

背景技術：

海藻場生態(tài)系統(tǒng)是典型近岸生態(tài)系統(tǒng)之一，利用海藻吸收、固定，并轉移海水中的碳、氮、磷等生源要素，減輕水域富營養(yǎng)化，同時形成多種海洋生物生長、棲息的局部穩(wěn)定的小生境，達到增加生物多樣性，修復漁業(yè)資源的目的。近年來隨著海藻生態(tài)修復研究的逐步深入，一些生態(tài)修復方法也正在被采用，并取得了一些效果；但由于海藻棲息地生態(tài)環(huán)境的改變，這不僅使得一些自然繁殖的海藻孢子難以固著生活；同時也將使人工修復成本增多、勞動強度加大，最重要的是很難取得較好的修復效果。

例如，馬尾藻屬海藻在繁殖過程中，卵子掛托后受精，受精卵外周將被附粘性外衣，在脫離生殖托后海藻孢子首先是通過粘性作用，粘在附著基質上；接著通過假根絲伸入到基質結構中抓牢附著基質；然而，由于海藻棲息地生態(tài)環(huán)境的改變，受到波浪和水流作用使海藻孢子無法接觸到附著基質或懸浮時間過長而使海藻孢子失去了粘附能力，導致海藻孢子成功附著的幾率減小，使得大量海藻孢子無法成功附著在基質上，難以固著生活。

有鑒于此，如何利用海藻的生態(tài)、生理學固有機制，研發(fā)出高效、且修復效果好的生態(tài)修復方法、裝置尤為重要，這也是海洋生態(tài)環(huán)境變化條件下所采取的重要修復策略。

例如，中國專利公開號CN104663419A，公開日2015年6月3日，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為一種基于幼孢子體粘附功能的馬尾藻移植方法，該申請案公開了一種可有效解決因波浪與海流作用，導致馬尾藻幼孢子體成功附著的幾率減小，使得馬尾藻幼孢子體無法成功附著的問題的馬尾藻移植方法。它包括以下步驟：第一，采集已受精的馬尾藻雌生殖托；第二，將馬尾藻雌生殖托碾碎；接著，加入海水，并充分攪拌均勻；再接著，濾除雜質，并收集過濾后的混合液體；第三，采用離心機對混合液體進行濃縮，制備出濃縮粘液；第四，將馬尾藻幼孢子體與濃縮粘液均勻混合，得到馬尾藻幼孢子體濃縮粘液；第五，通過潛水作業(yè)的方式潛入海底，并清除海底巖礁基質上的附著生物及沉積物；然后將馬尾藻幼孢子體濃縮粘液涂抹在巖礁基質的表面上。

該申請案的基于幼孢子體粘附功能的馬尾藻移植方法雖然具有較好的海藻生態(tài)修復效果，但其采用人工操作的方式進行馬尾藻幼孢子體的移植不僅效率低，而且人工成本高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種不僅海藻生態(tài)修復效果好，而且操作效率高，并可有效降低人工成本的海底藻場形成裝置。

本發(fā)明的技術方案是：

一種海底藻場形成裝置包括水下機器人，該水下機器人包括機體車架及設置在機體車架上的車輪，所述機體車架上設有儲氣罐、沉積物清理裝置及藻類孢子移植裝置，所述儲氣罐上設有第一排氣接口及第二排氣接口，所述沉積物清理裝置包括設置在機體車架前部并沿車輪的軸向延伸的清理管道、若干設置在清理管道上的清理噴頭及連接第一排氣接口與清理管道的第一進氣管道，且第一進氣管道與第一排氣接口之間設有第一電磁開關閥，所述清理噴頭的噴口朝下設置；所述藻類孢子移植裝置包括設置在機體車架上的豎直儲料桶、可滑動設置在豎直儲料桶內的第一活塞體、設置在豎直儲料桶下端的下料口、設置在豎直儲料桶上端的儲料桶進氣接頭及連接第二排氣接口與儲料桶進氣接頭的第二進氣管道，且第二進氣管道與第二排氣接口之間設有第二電磁開關閥。

本方案的海底藻場形成裝置可以將具有一定粘性的海藻孢子混合漿料噴涂、粘附在海底巖礁基質上，在海底形成藻場，其不僅海藻生態(tài)修復效果好，而且操作效率高，并可有效降低人工成本。

作為優(yōu)選，機體車架的下方設有若干沿車輪的軸向等距分布的豎直刮地齒，所述豎直儲料桶的下方設有沿車輪的軸向延伸的下料管及連接下料口與下料管的下料連接管，所述下料管上設有若干與豎直刮地齒一一對應的豎直排料管，豎直排料管的上端與下料管相連通，下端開口，所述豎直刮地齒位于清理管道與下料管之間。

本方案在機體車架行走的過程中豎直刮地齒將在海底基質上刮出一條條的溝槽，這樣可以使豎直排料管噴出的具有一定粘性的海藻孢子混合漿料將涂覆在對應的溝槽內，從而提高海藻孢子混合漿料粘附在海底基質上的穩(wěn)定性、不易被海流沖走。

作為優(yōu)選，機體車架上設有豎直導桿，豎直導桿上設有可滑動的導套，導套上設有用于將導套固定在豎直導桿上的緊定螺栓，導套上還設有沿車輪的軸向延伸的支撐桿，所述豎直刮地齒設置在支撐桿上，且豎直刮地齒位于支撐桿下方。本方案可以調節(jié)豎直刮地齒的高度，進而調節(jié)豎直刮地齒將在海底基質上刮出的溝槽的深度。

作為優(yōu)選，藻類孢子移植裝置還包括自適應連動通斷裝置，所述豎直排料管下方設有用于封遮豎直排料管的下端開口的水平封口板，所述自適應連動通斷裝置包括水平缸體、設置在水平缸體內側面上的第一環(huán)形限位塊及第二環(huán)形限位塊、設置在水平缸體內并位于第一環(huán)形限位塊與第二環(huán)形限位塊之間的第二活塞體、與第二活塞體相連的活塞桿及套設在活塞桿上的壓縮彈簧，第二環(huán)形限位塊及活塞桿位于第二活塞體的同一側，所述水平缸體外側面上設有與水平缸體內腔相連通的第一缸體接頭及第二缸體接頭，第一缸體接頭與第二環(huán)形限位塊位于第一環(huán)形限位塊的相對兩側，第二缸體接頭位于第一環(huán)形限位塊與第二環(huán)形限位塊之間，所述第二進氣管道包括連接第一缸體接頭與第二排氣接口的前進氣連接管及連接第二缸體接頭與儲料桶進氣接頭的后進氣連接管，所述第二電磁開關閥設置在前進氣連接管與第二排氣接口之間；所述水平缸體的一端設有穿桿通孔，且穿桿通孔與第二環(huán)形限位塊位于第二活塞體的同一側，所述活塞桿穿過穿桿通孔，所述活塞桿的端部與水平封口板之間通過第一連接桿相連接。當?shù)诙钊w抵靠在第一環(huán)形限位塊上時：所述水平封口板位于豎直排料管的正下方并封遮豎直排料管的下端開口；當?shù)诙钊w抵靠在第二環(huán)形限位塊上時：所述第一缸體接頭與第二缸體接頭位于第二活塞體的同一側，且水平封口板與豎直排料管的下端開口錯開分布。

作為優(yōu)選，水平缸體內還設有第三活塞體，所述第二活塞體與第三活塞體之間通過第二連接桿相連接，所述活塞桿與第三活塞體位于第二活塞體的同一側，活塞桿與第三活塞體相連接，所述第一環(huán)形限位塊與第二環(huán)形限位塊位于第三活塞體的同一側。

作為優(yōu)選，水平缸體的軸線與車輪的轉軸相垂直。

本發(fā)明的有益效果是：具有海藻生態(tài)修復效果好，且操作效率高，并可有效降低人工成本的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的海底藻場形成裝置的一種結構示意圖。

圖2是圖1中A處的一種局部放大圖。

圖3是圖1中B處的一種局部放大圖。

圖中：車架1，沉積物清理裝置2、第一進氣管道21、清理管22、清理噴頭23，儲氣罐3、第一排氣接口31、第二排氣接口32，藻類孢子噴涂裝置4、豎直儲料桶41、第一活塞體42、下料口43、儲料桶進氣接頭44、后進氣連接管45、前進氣連接管46、第一連接桿47、下料連接管48、下料管49、水平封口板410、豎直排料管411，自適應連動通斷裝置5、水平缸體51、活塞桿52、壓縮彈簧53、第三活塞體54、第二環(huán)形限位塊55、第二連接桿56、第二缸體接頭57、第二活塞體58、第一環(huán)形限位塊59、第一缸體接頭510，豎直刮地齒6、豎直導桿61、導套62、緊定螺栓63、支撐桿64。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述：

如圖1所示，一種海底藻場形成裝置包括水下機器人。該水下機器人包括機體車架1及設置在機體車架上的車輪。機體車架上設有儲氣罐3、沉積物清理裝置2及藻類孢子移植裝置4。儲氣罐上設有第一排氣接口31及第二排氣接口32。儲氣罐儲存高壓氣體。儲氣罐儲的頂面還設有防水罩。第一排氣接口及第二排氣接口位于防水罩內。

沉積物清理裝置包括設置在機體車架前部并沿車輪軸向延伸的清理管道22、若干設置在清理管道上的清理噴頭23及連接第一排氣接口與清理管道的第一進氣管道21。清理管道與車輪轉軸相平行。第一進氣管道與第一排氣接口之間設有第一電磁開關閥。清理噴頭的噴口朝下設置。

如圖1、圖2所示，機體車架的下方設有若干沿車輪的軸向等距分布的豎直刮地齒6。機體車架上設有豎直導桿61。豎直導桿上設有可滑動的導套62。導套上設有用于將導套固定在豎直導桿上的緊定螺栓63，具體說是，導套上設有徑向延伸的螺栓通孔，螺栓通孔內設有緊定螺栓。導套上還設有沿車輪的軸向延伸的支撐桿64。支撐桿與車輪轉軸相平行。豎直刮地齒設置在支撐桿上，且豎直刮地齒位于支撐桿下方。

藻類孢子移植裝置包括設置在機體車架上的豎直儲料桶41、可滑動設置在豎直儲料桶內的第一活塞體42、設置在豎直儲料桶下端的下料口43、自適應連動通斷裝置5、設置在豎直儲料桶上端的儲料桶進氣接頭44及連接第二排氣接口與儲料桶進氣接頭的第二進氣管道。第二進氣管道與第二排氣接口之間設有第二電磁開關閥。

豎直儲料桶的下方設有沿車輪的軸向延伸的下料管49及連接下料口與下料管的下料連接管48。下料管與車輪轉軸相平行。豎直刮地齒位于清理管道與下料管之間。下料管上設有若干與豎直刮地齒一一對應的豎直排料管411。豎直排料管的上端與下料管相連通，豎直排料管的下端開口。豎直排料管的下端位于同一高度。豎直排料管下方設有用于封遮豎直排料管的下端開口的水平封口板410。

如圖1、圖3所示，自適應連動通斷裝置5包括水平缸體51、設置在水平缸體內側面上的第一環(huán)形限位塊59及第二環(huán)形限位塊55、設置在水平缸體內并位于第一環(huán)形限位塊與第二環(huán)形限位塊之間的第二活塞體58、與第二活塞體相連的活塞桿52及套設在活塞桿上的壓縮彈簧53。水平缸體的軸線與車輪的轉軸相垂直。水平缸體內還設有第三活塞體54。第二活塞體與第三活塞體之間通過第二連接桿56相連接。第一環(huán)形限位塊與第二環(huán)形限位塊位于第三活塞體的同一側。第二環(huán)形限位塊及活塞桿位于第二活塞體的同一側?；钊麠U與第三活塞體位于第二活塞體的同一側，活塞桿與第三活塞體相連接。壓縮彈簧的一端抵靠在第三活塞體上，另一端抵靠在水平缸體內端面上。

水平缸體外側面上設有與水平缸體內腔相連通的第一缸體接頭510及第二缸體接頭57。第一缸體接頭與第二環(huán)形限位塊位于第一環(huán)形限位塊的相對兩側。第二缸體接頭位于第一環(huán)形限位塊與第二環(huán)形限位塊之間。水平缸體的一端設有穿桿通孔，且穿桿通孔與第二環(huán)形限位塊位于第二活塞體的同一側?；钊麠U穿過穿桿通孔。活塞桿的端部與水平封口板之間通過第一連接桿47相連接。第二進氣管道包括連接第一缸體接頭與第二排氣接口的前進氣連接管46及連接第二缸體接頭與儲料桶進氣接頭的后進氣連接管45。第二電磁開關閥設置在前進氣連接管與第二排氣接口之間。第一電磁開關閥與第二電磁開關閥位于防水罩內。

當?shù)诙钊w抵靠在第一環(huán)形限位塊上時：水平封口板位于豎直排料管的正下方并封遮豎直排料管的下端開口，第一缸體接頭與第二缸體接頭位于第二活塞體的相對兩側。

當?shù)诙钊w抵靠在第二環(huán)形限位塊上時：第一缸體接頭與第二缸體接頭位于第二活塞體的同一側，且水平封口板與豎直排料管的下端開口錯開分布。

本實施例的海底藻場形成裝置具體使用過程中如下：

第一，將具有一定粘性的海藻孢子混合漿料置于第一活塞體下方的豎直儲料桶內。該具有一定粘性的海藻孢子混合漿料的可以通過海藻雌生殖托制備濃縮粘液，并將海藻孢子與濃縮粘液均勻混合得到（具體制備方法可以參見背景技術中中國專利公開號CN104663419A，公開日2015年6月3日，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為一種基于幼孢子體粘附功能的馬尾藻移植方法）；還可以將海藻孢子與現(xiàn)有的粘液混合制成。

第二，通過繩索將海底藻場形成裝置下放到海底。

第三，水下機器人在海底緩慢移動（水下機器人可以通過機體車架上的驅動系統(tǒng)進行移動，也可以通過水面的輪船及牽引繩帶動水下機器人在海底移動）。

在車架移動的過程中：首先，將第一電磁開關閥開啟；高壓氣體通過第一進氣管道、清理管及清理噴頭朝海底噴氣，將海底巖礁基質上的沉積物（底泥）吹起，暫時清除海底巖礁基質上的沉積物；同時配合附著物刮板對海底巖礁基質上的附著物進行清理。

接著，第二開關閥門開啟，高壓氣體通過第二進氣管道及第一缸體接頭進入水平缸體內，使第二活塞體往第二環(huán)形限位塊方向移動并抵靠在第二環(huán)形限位塊上，在這個過程中活塞桿通過第一連接桿帶動水平封口板移動，并使水平封口板與豎直排料管的下端開口錯開；同時，第一缸體接頭與第二缸體接頭位于第二活塞體的同一側；

再接著，高壓氣體通過水平缸體內、第二缸體接頭及進氣連接管進入第一活塞體上方的豎直儲料桶內，使第一活塞體下移，從而將豎直儲料桶內的海藻孢子混合漿料通過各豎直排料管逐漸噴涂、粘附到海底巖礁基質表面上。

同時，在機體車架移動的過程中：豎直刮地齒將在海底基質上刮出一條條的溝槽，這樣可以使豎直排料管噴出的具有一定粘性的海藻孢子混合漿料將涂覆在對應的溝槽內。

當需要停止豎直儲料桶內的海藻孢子混合漿料噴涂時：將第二開關閥門關閉，此后在壓縮彈簧的作用下第二活塞體及第三活塞體將逐漸往第一環(huán)形限位塊移動并抵靠在第一環(huán)形限位塊上，從而使水平封口板位于豎直排料管的正下方并封遮豎直排料管的下端開口。

本實施例的海底藻場形成裝置可以將海藻孢子混合漿料噴涂、粘附在海底巖礁基質上，通過移植海藻孢子來修復海藻生態(tài)體系，在海底形成藻場。