本發(fā)明涉及漁業(yè)養(yǎng)殖領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)及增氧方法。

背景技術(shù)：

我國是水產(chǎn)養(yǎng)殖世界大國，僅池塘養(yǎng)殖面積就達(dá)到約2000萬畝，養(yǎng)殖產(chǎn)量位居世界第一位。近來，隨著我國水產(chǎn)養(yǎng)殖面積和養(yǎng)殖密度不斷擴大，天氣條件越來越惡劣，水產(chǎn)品對溶解氧的要求越來越高，低溶解氧使之呼吸加快，再低則容易造成浮頭現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致水產(chǎn)品死亡。

增氧機的目的主要是向水體增加溶氧，它可綜合利用物理、化學(xué)和生物等功能，不但可以解決池塘養(yǎng)殖中因為缺氧而產(chǎn)生的魚浮頭的問題，而且可以消除有害氣體，促進(jìn)水體對流交換，改善水質(zhì)條件，提高魚塘活性和初級生產(chǎn)率，從而可提高放養(yǎng)密度，增加養(yǎng)殖對象的攝食強度，促進(jìn)生長，使畝產(chǎn)大幅提高，充分達(dá)到養(yǎng)殖增收的目的。

目前的增氧機種類很多，主要有葉輪增氧機、水車式增氧機、充氣式增氧機、噴水式增氧機等。現(xiàn)有的增氧機主要都是定點增氧，增氧機固定在養(yǎng)殖池塘中的某個位置，導(dǎo)致離增氧裝置較遠(yuǎn)的區(qū)域增氧效果較弱。為了比較均勻地給池塘的各個區(qū)域增氧，需要間隔均勻地配置多臺增氧機，設(shè)施的投入較大，給漁民造成了較大的負(fù)擔(dān)；其次，目前的增氧機溶氧效率不足，投入的氧氣難以充分溶入水中，導(dǎo)致溶氧效率低，增氧效果差。

經(jīng)檢索，關(guān)于移動增氧的相關(guān)技術(shù)已有方案公開，如中國專利授權(quán)公告號：CN205161607U，授權(quán)公告日為2016年4月20日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種太陽能新型智能增氧裝置，該申請案主船體的船頭安裝有智能避障及控制船體直流電機的轉(zhuǎn)速來改變船的運行方向的超聲波避障裝置；主船體上安裝有對水中的含氧量進(jìn)行自動循環(huán)監(jiān)測的溶氧量傳感器。又如中國專利申請公布號CN104737968A，申請日為2015年3月1日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種太陽能自主移動式增氧系統(tǒng)，該申請案包括太陽能自主移動式增氧機、GPS導(dǎo)航模塊、溶解氧檢測模塊；太陽能自主移動式增氧機中，中央控制器分別連接帶孔明輪增氧推進(jìn)器、上位機、無線數(shù)傳接收器、GPS導(dǎo)航模塊，用于獲取溶解氧傳感器的信息，定位導(dǎo)航，并驅(qū)動帶孔明輪增氧推進(jìn)器的運轉(zhuǎn)，進(jìn)而自動實現(xiàn)對養(yǎng)殖水域溶解氧不足區(qū)域的增氧。以上申請案均可以實現(xiàn)增氧機的自主移動，但整體轉(zhuǎn)移性不高，且無法解決水中溶氧效率不高的問題，仍需要進(jìn)一步優(yōu)化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中增氧機存在自主移動性差、溶氧效率較低的不足，提供了一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)及增氧方法，既能實現(xiàn)增氧系統(tǒng)的智能靈活移動，還能有效增強氧在水中的溶解效率，提高了整體設(shè)備的使用性能。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，包括浮力支撐機構(gòu)和太陽能供電機構(gòu)，浮力支撐機構(gòu)包括支撐板和位于支撐板下方兩側(cè)的浮筒，還包括動力機構(gòu)、增氧機構(gòu)和控制機構(gòu)，所述動力機構(gòu)包括設(shè)置在支撐板上的兩個驅(qū)動電機，驅(qū)動電機的電機軸與動力軸相連，該動力軸的底端設(shè)置有螺旋槳；所述增氧機構(gòu)包括設(shè)置于支撐板上的充氣增氧泵，充氣增氧泵上連接有空氣套管；

所述控制機構(gòu)包括中央控制器和分別與中央控制器電連接的溶解氧傳感器、超聲波測距模塊、GPS導(dǎo)航模塊、慣性導(dǎo)航模塊，超聲波測距模塊設(shè)置于支撐板首端兩側(cè)，探測前方障礙物，中央控制器根據(jù)超聲波測距模塊、GPS導(dǎo)航模塊和慣性導(dǎo)航模塊反饋的信息，控制兩個驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速；所述太陽能供電機構(gòu)所產(chǎn)生電能存儲在蓄電池中，用于為動力機構(gòu)、增氧機構(gòu)和控制機構(gòu)提供電能。

進(jìn)一步地，所述動力軸外側(cè)套裝有固定軸筒，該固定軸筒的底端設(shè)置有防護(hù)罩，螺旋槳位于防護(hù)罩內(nèi)。

進(jìn)一步地，太陽能供電機構(gòu)包括太陽能電池板、伸縮桿和立柱，所述立柱設(shè)置在支撐板上，立柱的頂端鉸接有支撐架，太陽能電池板安裝于該支撐架上，立柱的中下部鉸接連接有伸縮桿，該伸縮桿的另一端與支撐架鉸接連接。

進(jìn)一步地，所述伸縮桿包括第一伸縮桿、第二伸縮桿和第三伸縮桿，其中第一伸縮桿鉸接在上述支撐架一側(cè)的中部，第二伸縮桿和第三伸縮桿分別鉸接在上述支撐架另一側(cè)的兩端。

進(jìn)一步地，所述伸縮桿主要由桿套、頂桿和緊固螺釘組成，頂桿一端插裝于桿套內(nèi)，且頂桿位于桿套內(nèi)的端部側(cè)壁上開設(shè)有與緊固螺釘相配合的螺紋孔，桿套上沿長度方向開設(shè)有滑槽，緊固螺釘穿過滑槽與上述螺紋孔相配合。

進(jìn)一步地，還包括控制動力軸升降的升降機構(gòu)，所述升降機構(gòu)包括固定連桿、滾筒支座、滾筒和鋼絲，固定連桿設(shè)置在兩個固定軸筒之間，滾筒支座設(shè)置于支撐板上，該滾筒支座上支撐有滾筒，鋼絲一端固定在固定連桿上，另一端纏繞固定在滾筒上，通過控制滾筒旋轉(zhuǎn)，控制鋼絲的收緊或下放。

進(jìn)一步地，充氣增氧泵上依次設(shè)置有空氣軟管、空氣管和空氣套管，空氣管一端固定在支撐板尾部，并通過空氣軟管與充氣增氧泵連接，空氣管另一端套設(shè)在空氣套管內(nèi)部，空氣套管與空氣管滑動連接。

進(jìn)一步地，所述空氣套管的出氣端設(shè)置有溶氧強化器，該溶氧強化器包括固定段、錐體段和出口段，其中固定段的側(cè)壁沿周向均勻間隔開設(shè)有引流孔，引流孔使溶氧強化器內(nèi)腔與外部連通；且引流孔內(nèi)端向靠近出口段的一側(cè)傾斜；所述出口段內(nèi)設(shè)置有分割板，該分割板上開設(shè)有均勻間隔分布的分割孔。

進(jìn)一步地，所述溶氧強化器的內(nèi)部設(shè)置有同軸的中心腔，該中心腔的下端與上述分割板相連，中心腔的上端延伸至固定端。

本發(fā)明的一種移動式太陽能增氧方法，采用如上所述的移動式太陽能增氧系統(tǒng)，具體步驟如下：

步驟1、把增氧系統(tǒng)定位停泊在水塘中，GPS導(dǎo)航模塊和慣性導(dǎo)航模塊反饋初始停泊點信息；然后選擇增氧模式，該增氧模式包括軌跡跟蹤式航行增氧、隨機式自主航行增氧和自主規(guī)劃路徑航行增氧；

步驟2、開始增氧，GPS導(dǎo)航模塊實時反饋浮力支撐機構(gòu)的位置和航向角度信息，中央控制器根據(jù)反饋信息發(fā)出PWM信號，控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速；

步驟3、增氧過程中，超聲波測距模塊實時檢測前方障礙物，并將檢測信號反饋到中央控制器，當(dāng)檢測到障礙物時，中央控制器根據(jù)超聲波測距模塊檢測與障礙物之間的距離控制轉(zhuǎn)向；

步驟4、增氧結(jié)束后，中央控制器根據(jù)GPS導(dǎo)航模塊反饋信息規(guī)劃增氧系統(tǒng)當(dāng)前位置和停泊點位置之間的一條航線，GPS導(dǎo)航模塊實時反饋浮力支撐機構(gòu)的位置信息，中央控制器根據(jù)反饋信息發(fā)出PWM信號，控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，使增氧系統(tǒng)回到初始停泊點位置，然后在慣性導(dǎo)航模塊姿態(tài)信息反饋下自動泊位。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

(1)本發(fā)明的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，控制機構(gòu)包括中央控制器和分別與中央控制器電連接的超聲波測距模塊、GPS導(dǎo)航模塊、慣性導(dǎo)航模塊、溶解氧傳感器，控制機構(gòu)的設(shè)置使得增氧系統(tǒng)可以對水體進(jìn)行多種方式的移動增氧，既可以根據(jù)提前規(guī)劃好的航行路線進(jìn)行軌跡跟蹤式航行增氧，也可以根據(jù)超聲波測距模塊的探測結(jié)果進(jìn)行隨機式自主移動增氧，更可以根據(jù)溶解氧傳感器的檢測結(jié)果，針對低氧區(qū)域進(jìn)行路徑規(guī)劃實施自主規(guī)劃路徑航行增氧；且本發(fā)明的增氧系統(tǒng)可以根據(jù)GPS導(dǎo)航模塊、慣性導(dǎo)航模塊記錄的原始停泊點信息，在增氧結(jié)束后，回航到原始停泊點實現(xiàn)自動泊位功能。此種設(shè)計不僅實現(xiàn)了對水體的移動式增氧，有效增大了增氧面積，更能使各個位置區(qū)域的增氧情況保持平衡，有利于大范圍水體的均勻增氧，且移動過程靈活，增氧效率高，適宜生產(chǎn)使用。

(2)本發(fā)明的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)伸縮桿的長度，能夠改變太陽能電池板的水平傾斜角度，盡可能使其與光照方向垂直，能夠獲得較大的光電轉(zhuǎn)化效率；其次，立柱可以相對支撐板轉(zhuǎn)動，則在支撐板轉(zhuǎn)向運行時，可控制太陽能電池板始終面向太陽光照射方向，持續(xù)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化，發(fā)電效率高，有效保證了太陽能供電機構(gòu)的穩(wěn)定使用，提高了資源利用效率，降低了電力成本。

(3)本發(fā)明的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，增氧機構(gòu)包括充氣增氧泵，該充氣增氧泵上依次設(shè)置有空氣軟管、空氣管和空氣套管，空氣管一端固定在支撐板尾部，并通過空氣軟管與充氣增氧泵連接，空氣管的另一端則套設(shè)在空氣套管內(nèi)部，空氣套管可在空氣管外部滑動，通過空氣套管的滑動可調(diào)整其在水中的深度，實現(xiàn)對水體不同深度區(qū)域的增氧；同時，可以有效利用螺旋槳的高速旋轉(zhuǎn)攪動水體，促進(jìn)水中對流交換和界面更新，充入的空氣也容易被攪動的水體帶到更遠(yuǎn)，能夠有效增加氧氣在水中的溶解效率。

(4)本發(fā)明的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，空氣套管的出氣端設(shè)置有溶氧強化器，固定段的側(cè)壁沿周向均勻間隔開設(shè)有引流孔，引流孔使溶氧強化器內(nèi)腔與外部連通，在空氣進(jìn)入固定段時，空氣高速流動，外側(cè)的部分水流沿引流孔進(jìn)入溶氧強化器中，引流孔孔徑較小，進(jìn)入的細(xì)小水流得以充分與大量空氣接觸，水-氣接觸面積大，部分氧氣能充分溶解在氣液混合腔內(nèi)進(jìn)入的水流中。引流孔傾斜設(shè)置且傾斜方向與壓入空氣的流動方向相同，有利于水流的導(dǎo)向和快速進(jìn)入；而利用引流孔先引入部分細(xì)小水流進(jìn)行充分溶氧，有助于提高空氣中氧氣利用率，提高溶氧效率。

(5)本發(fā)明的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，出口段內(nèi)設(shè)置有分割板，該分割板上開設(shè)有均勻間隔分布的分割孔，分割孔的孔徑設(shè)計極小，對從中噴出的氣泡和水流進(jìn)行分割，使之呈微小氣泡噴出，噴出的微氣泡較小，難以漂浮，空氣與水長時間接觸，溶解效率較高；且氣泡被分割得越小，與水體接觸總面積越大，進(jìn)一步增強了氧氣在水中的溶解效率。

(6)本發(fā)明的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，中心腔的設(shè)計還有助于均衡增氧范圍分布，氣液混合腔為錐體狀，面積漸縮，從中噴出的水/氣速度不斷加快，最終高速噴出，中心腔中噴出的氣流因中心腔自身截面小，速度較高，但同時由于中心腔內(nèi)面積穩(wěn)定，無明顯加速變化，最終噴出的氣流與氣液混合腔內(nèi)噴出的氣流速度無明顯差異，噴出的氣流速度均衡，周圍水體也增氧均衡，有利于保持某一增氧區(qū)域內(nèi)溶氧均衡，結(jié)合螺旋槳的高速旋轉(zhuǎn)攪動水體，使水體快速增氧。

(7)本發(fā)明的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，還包括用于調(diào)節(jié)動力軸伸入水中深度的升降機構(gòu)，通過控制滾筒的正、反向轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)鋼絲的收緊或下放。通過該升降機構(gòu)的設(shè)置可以靈活調(diào)節(jié)動力軸在水體中的傾斜程度和伸入深度，繼而控制螺旋槳的角度和深度，使得螺旋槳在水體的不同層面高速旋轉(zhuǎn)攪動水體，促進(jìn)水體層級區(qū)域間的對流交換和界面更新，加快水體流動，利于水體內(nèi)不同深度區(qū)域間的均勻增氧。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中空氣套管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中A處的局部放大圖；

圖5為圖4中B處的局部放大圖；

圖6為本發(fā)明中太陽能電池板的固定結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明中伸縮桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明中升降機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

示意圖中的標(biāo)號說明：1、浮筒；2、太陽能電池板；201、立柱；202、第一伸縮桿；203、第二伸縮桿；204、桿套；205、頂桿；206、滑槽；207、緊固螺釘；208、第三伸縮桿；3、支撐板；4、驅(qū)動電機；5、充氣增氧泵；6、空氣套管；601、固定段；602、錐體段；603、出口段；604、中心腔；605、分割孔；606、引流孔；607、空氣管；608、鎖緊螺母；609、空氣軟管；7、動力軸；8、固定軸筒；9、螺旋槳；10、防護(hù)罩；11、溶解氧傳感器；12、中央控制器；13、蓄電池；14、超聲波測距模塊；15、GPS導(dǎo)航模塊；16、慣性導(dǎo)航模塊；17、固定連桿；18、滾筒支座；19、滾筒；20、鋼絲。

具體實施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

實施例1

如圖1、圖2所示，本實施例的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，包括浮力支撐機構(gòu)、太陽能供電機構(gòu)、動力機構(gòu)、增氧機構(gòu)和控制機構(gòu)，浮力支撐機構(gòu)包括支撐板3和位于支撐板3下方兩側(cè)的浮筒1，動力機構(gòu)包括設(shè)置在支撐板3上的兩個驅(qū)動電機4，驅(qū)動電機4的電機軸通過聯(lián)軸器與動力軸7相連，該動力軸7的底端設(shè)置有螺旋槳9；動力軸7外側(cè)套裝有固定軸筒8，該固定軸筒8的底端設(shè)置有防護(hù)罩10，螺旋槳9位于防護(hù)罩10內(nèi)。動力軸7是傾斜伸入水中的，動力軸7為中空軸，且動力軸7和固定軸筒8的上部均開設(shè)有通氣孔，驅(qū)動電機4啟動時，動力軸7帶動螺旋槳9高速旋轉(zhuǎn)，為增氧系統(tǒng)提供動力，節(jié)能高效。同時螺旋槳9的高速旋轉(zhuǎn)，在螺旋槳9末端形成低壓區(qū)，使空氣經(jīng)通氣孔進(jìn)入中空軸被壓入低壓區(qū)由螺旋槳9破碎溶解在水中，并射入中下層水域為水體增氧。防護(hù)罩10則可以有效避免螺旋槳9絞入水藻或其他雜物，避免影響增氧系統(tǒng)的正常移動。

本實施例中太陽能供電機構(gòu)包括太陽能電池板2、伸縮桿和立柱201，立柱201設(shè)置在支撐板3上，立柱201的頂端鉸接有支撐架，太陽能電池板2安裝于該支撐架上，立柱201的中下部鉸接連接有伸縮桿，該伸縮桿的另一端與支撐架鉸接連接。太陽能電池板2所產(chǎn)生電能存儲在蓄電池13中，用于為動力機構(gòu)、增氧機構(gòu)和控制機構(gòu)提供電能，太陽能控制器位于太陽能電池板2下方并將太陽能電池板2與蓄電池13連接，太陽能控制器對蓄電池13起到過充過放保護(hù)和穩(wěn)壓作用。

本實施例中的太陽能電池板2可以有效吸收太陽光，通過調(diào)節(jié)伸縮桿的伸縮長度可以控制太陽能電池板2的傾斜角度。立柱201的底端與一轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置相連，該轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置包括設(shè)置在支撐板3上的套筒和伺服電機，立柱201設(shè)置在套筒內(nèi)部并由套筒支撐轉(zhuǎn)動，伺服電機主軸上連接有小齒輪，立柱201的底端安裝有與上述小齒輪相嚙合的大齒輪，該轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置驅(qū)動立柱201在套筒內(nèi)轉(zhuǎn)動，同步帶動太陽能電池板2轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對蓄電池13的充電。本實施例通過調(diào)節(jié)伸縮桿的長度，能夠改變太陽能電池板2的水平傾斜角度，盡可能使其與光照方向垂直，能夠獲得較大的光電轉(zhuǎn)化效率；其次，立柱201可以相對支撐板3轉(zhuǎn)動，則在支撐板3轉(zhuǎn)向運行時，可控制太陽能電池板2始終面向太陽光照射方向，持續(xù)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化，發(fā)電效率高，有效保證了太陽能供電機構(gòu)的穩(wěn)定使用，提高了資源利用效率，降低了電力成本。

本實施例中增氧機構(gòu)包括設(shè)置于支撐板3上的充氣增氧泵5，該充氣增氧泵5與充氣增氧電機相連，該充氣增氧電機安裝在與之相匹配的電機支座上，電機支座設(shè)置在支撐板3上，充氣增氧泵5上連接有空氣套管6，空氣套管6伸入水中進(jìn)行水體增氧，進(jìn)一步地，本實施例中空氣套管6為伸縮管，通過調(diào)整空氣套管6的伸縮，可以實現(xiàn)對水體不同深度區(qū)域的增氧；充氣增氧泵5將空氣壓入水中，讓空氣中的氧氣與水充分接觸，以達(dá)到讓氧氣融入水中的目的，從而增加水的含氧量，保證水中魚類生長的需要；同時，可以有效利用螺旋槳9的高速旋轉(zhuǎn)攪動水體，促進(jìn)水中對流交換和界面更新，充入的空氣也容易被攪動的水體帶到更遠(yuǎn)，能夠有效增加氧氣在水中的溶解效率。

本實施例中控制機構(gòu)包括中央控制器12和分別與中央控制器12電連接的超聲波測距模塊14、GPS導(dǎo)航模塊15、慣性導(dǎo)航模塊16、溶解氧傳感器11，溶解氧傳感器11用于檢測水體中各個位置區(qū)域的溶氧情況，本實施例中超聲波測距模塊14共設(shè)置有四個，分別位于支撐板3的左右兩側(cè)和支撐板3的首端兩側(cè)(如圖2所示，本實施例中的左/右方位均針對圖2而言)，實時發(fā)出信號探測前方障礙物并將探測結(jié)果反饋到中央控制器12。

實施例2

本實施例的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)同實施例1，所不同的是本實施例中充氣增氧泵5上依次設(shè)置有空氣軟管609、空氣管607和空氣套管6，如圖3和圖8所示，空氣管607一端固定在支撐板3尾部，并通過空氣軟管609與充氣增氧泵5連接，空氣管607的另一端則套設(shè)在空氣套管6內(nèi)部，空氣套管6與空氣管607滑動連接。如圖8所示，空氣軟管609放置在支撐板3上，空氣管607固定在支撐板3尾部側(cè)壁邊緣并向下延伸，空氣管607和空氣套管6向下伸入水中，空氣套管6可在空氣管607外部滑動，通過空氣套管6的滑動可調(diào)整其在水中的深度，且調(diào)整完畢后，經(jīng)鎖緊螺母608將空氣套管6相對空氣管607固定并且密封。本實施例可根據(jù)水域深度和所要增氧的水層調(diào)節(jié)空氣套管6的深度，便于對水體不同層域增氧，提高了增氧機構(gòu)的使用性能。

值得說明的是，空氣套管6的出氣端設(shè)置有溶氧強化器，該溶氧強化器包括固定段601、錐體段602和出口段603，如圖4、圖5所示，其中固定段601的側(cè)壁沿周向均勻間隔開設(shè)有引流孔606，引流孔606使溶氧強化器內(nèi)腔與外部連通，引流孔606內(nèi)端向靠近出口段603的一側(cè)傾斜，且引流孔606與固定段601的側(cè)壁之間的夾角α為10°～45°，具體在本實施例中α為10°。出口段603內(nèi)設(shè)置有分割板，該分割板上開設(shè)有均勻間隔分布的分割孔605，分割板上還設(shè)置有同軸的中心腔604，該中心腔604的下端與分割板相連，中心腔604的上端延伸至固定端601，中心腔604與錐體段602的側(cè)壁之間為氣液混合腔，中心腔604內(nèi)則為空氣腔，外界空氣經(jīng)中心腔604后快速噴出。常規(guī)的增氧設(shè)備中將空氣直接壓入水中，極易形成氣泡快速漂浮，難以有效與水體結(jié)合溶解，導(dǎo)致溶氧效率較低，而本實施例中溶氧強化器的設(shè)計可以有效增加空氣中氧氣在水中的溶解效率，提高增氧系統(tǒng)的使用性能。

如圖4所示，充氣增氧泵5充入的空氣沿箭頭方向進(jìn)入水中，在空氣進(jìn)入固定段601時，空氣高速流動，外側(cè)的部分水流沿引流孔606進(jìn)入溶氧強化器中，引流孔606孔徑較小，進(jìn)入的細(xì)小水流得以充分與大量空氣接觸，水/氣接觸面積大，部分氧氣充分溶解在氣液混合腔內(nèi)進(jìn)入的水流中。引流孔606傾斜設(shè)置且傾斜方向與壓入空氣的流動方向相同，有利于水流的導(dǎo)向和快速進(jìn)入；而利用引流孔606先引入部分細(xì)小水流進(jìn)行充分溶氧，有助于提高空氣中氧氣利用率，提高溶氧效率。

本實施例中分割孔605的設(shè)計有助于進(jìn)一步提高溶氧效率，分割孔605呈蜂窩狀均勻分布，且孔徑設(shè)計極小，對從中噴出的氣泡和水流進(jìn)行有效分割，噴出的微氣泡較小，難以漂浮，空氣與水長時間接觸，有利于氧氣在水中充分溶解；且氣泡被分割得越小，與水體接觸總面積越大，進(jìn)一步增強了氧氣在水中的溶解效率。本實施例中心腔604的設(shè)計還有助于均衡增氧范圍分布，氣液混合腔為錐體狀，面積漸縮，從中噴出的水/氣速度不斷加快，最終高速噴出，中心腔604中噴出的氣流因中心腔604自身截面小，速度較高，但同時由于中心腔604內(nèi)面積穩(wěn)定，無明顯加速變化，最終噴出的氣流與氣液混合腔內(nèi)噴出的氣流速度無明顯差異，噴出的氣流速度均衡，周圍水體也增氧均衡，有利于保持某一增氧區(qū)域內(nèi)溶氧均衡，結(jié)合螺旋槳9的高速旋轉(zhuǎn)攪動水體，使水體快速增氧。

實施例3

本實施例的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)同實施例2，所不同的是本實施例中引流孔606與固定段601的側(cè)壁之間的夾角α為45°。

本實施例中太陽能電池板2的固定結(jié)構(gòu)如圖6所示，伸縮桿包括第一伸縮桿202、第二伸縮桿203和第三伸縮桿208，其中第一伸縮桿202鉸接在支撐架一側(cè)的中部，第二伸縮桿203和第三伸縮桿208分別鉸接在支撐架另一側(cè)的兩端。本實施例中設(shè)置三根伸縮桿控制太陽能電池板2的傾斜角度，且具有較好的穩(wěn)定支撐效果，結(jié)構(gòu)強度高，使太陽能電池板2在旋轉(zhuǎn)過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用安全高效；伸縮桿和立柱201的穩(wěn)定支撐也為太陽能電池板2的大面積設(shè)置提供保障，為增氧系統(tǒng)提供充足電力。本實施例中伸縮桿與立柱201的鉸接關(guān)系如圖6所示，立柱201內(nèi)開設(shè)有一通槽，該通槽的兩側(cè)壁之間設(shè)置有一伸出立柱201之外的銷軸，第二伸縮桿203和第三伸縮桿208分別鉸接在該銷軸的兩端，為太陽能電池板2提供穩(wěn)定支撐，第一伸縮桿202則鉸接在該銷軸的中部，便于調(diào)節(jié)太陽能電池板2的傾斜，整體結(jié)構(gòu)強度高，穩(wěn)定性好。

本實施例中伸縮桿主要由桿套204、頂桿205和緊固螺釘207組成，如圖7所示，頂桿205一端插裝于桿套204內(nèi)，且頂桿205位于桿套204內(nèi)的端部側(cè)壁上開設(shè)有與緊固螺釘207相配合的螺紋孔，桿套204上沿長度方向開設(shè)有滑槽206，緊固螺釘207穿過滑槽206與上述螺紋孔相配合。對伸縮桿進(jìn)行伸縮調(diào)節(jié)時，只需將頂桿205移動到合適位置，然后以緊固螺釘207緊固即可，調(diào)節(jié)便捷。

實施例4

本實施例的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)同實施例3，所不同的是本實施例中引流孔606與固定段601的側(cè)壁之間的夾角α為30°。

本實施例中伸縮桿的伸縮控制采用電機驅(qū)動，桿套204的外側(cè)設(shè)置有電機，電機的輸出軸上設(shè)有齒輪，頂桿205上設(shè)有與該齒輪相嚙合的齒條，桿套204上開設(shè)有供兩者嚙合的通道，通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)動方向即可控制伸縮桿的伸縮狀態(tài)。本實施例采用電機控制伸縮桿的伸縮，無需手工調(diào)節(jié)，操作更加靈活簡便。

實施例5

本實施例的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)同實施例3，所不同的是的本實施例的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，還包括用于調(diào)節(jié)動力軸7伸入水中深度的升降機構(gòu)，如圖8所示，該升降機構(gòu)包括固定連桿17、滾筒支座18、滾筒19和鋼絲20，其中固定連桿17設(shè)置在兩個固定軸筒8之間，支撐板3上設(shè)置有一滾筒支座18，該滾筒支座18上支撐有滾筒19，該滾筒19的一端安裝有棘輪，該棘輪被棘爪鎖住可防止?jié)L筒19隨意轉(zhuǎn)動。鋼絲20一端固定在固定連桿17，另一端纏繞固定在該滾筒19上，通過控制滾筒19的正、反向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)鋼絲20的收緊或下放，從而最終控制動力軸7的升降。本實施例中固定連桿17的兩端均設(shè)置有鋼絲20，兩側(cè)的鋼絲20同步收緊或下放可保障動力軸7升降的平穩(wěn)性。

本實施例中動力軸7傾斜伸入水中且動力軸7的驅(qū)動電機4是鉸接在支撐板3上的，當(dāng)鋼絲20被收緊時，鋼絲20帶動固定連桿17上抬，從而帶動固定連桿17兩端的兩個固定軸筒8向上偏轉(zhuǎn)，此時動力軸7隨之向上偏轉(zhuǎn)，動力軸7相對水平面的傾斜夾角變小，伸入水中的深度變淺；反之，當(dāng)鋼絲20被下放時，兩個固定軸筒8則傾斜向下偏轉(zhuǎn)，動力軸7隨之向下偏轉(zhuǎn)，動力軸7相對水平面的傾斜夾角變大，伸入水中的深度加深。通過該升降機構(gòu)的設(shè)置可以靈活調(diào)節(jié)動力軸7在水體中的傾斜程度和伸入深度，繼而控制螺旋槳9的角度和深度，使得螺旋槳9在水體的不同層面高速旋轉(zhuǎn)攪動水體，并吸氣增氧，促進(jìn)水體層級區(qū)域間的對流交換和界面更新，加快水體流動，利于水體內(nèi)不同深度區(qū)域間的均勻增氧。

利用本實施例的增氧系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對水體的多種移動式增氧，本實施例的一種移動式太陽能增氧方法，具體步驟如下：

步驟1、把增氧系統(tǒng)定位停泊在水塘中，GPS導(dǎo)航模塊15和慣性導(dǎo)航模塊16反饋初始停泊點信息；然后選擇增氧模式，該增氧模式包括軌跡跟蹤式航行增氧、隨機式自主航行增氧和自主規(guī)劃路徑航行增氧；

步驟2、開始增氧，GPS導(dǎo)航模塊15實時反饋浮力支撐機構(gòu)的位置和航向角度信息，中央控制器12根據(jù)反饋信息發(fā)出PWM信號，控制驅(qū)動電機4的轉(zhuǎn)速；

步驟3、增氧過程中，超聲波測距模塊14實時檢測前方障礙物，并將檢測信號反饋到中央控制器12，當(dāng)檢測到障礙物時，中央控制器12根據(jù)支撐板3首端兩側(cè)的超聲波測距模塊14檢測的與障礙物之間距離控制轉(zhuǎn)向；

步驟4、增氧結(jié)束后，中央控制器12根據(jù)GPS導(dǎo)航模塊15反饋信息規(guī)劃增氧系統(tǒng)當(dāng)前位置和停泊點位置之間的一條航線，GPS導(dǎo)航模塊15實時反饋浮力支撐機構(gòu)的位置信息，中央控制器12根據(jù)反饋信息發(fā)出PWM信號，控制驅(qū)動電機4的轉(zhuǎn)速，使增氧系統(tǒng)回到初始停泊點位置，然后在慣性導(dǎo)航模塊16姿態(tài)信息反饋下自動泊位。

值得說明的是，本實施例的三種增氧模式具體如下：

a、隨機式自主航行增氧，GPS導(dǎo)航模塊15實時接收衛(wèi)星定位信號，支撐板3首端兩側(cè)的兩個超聲波測距模塊14實時發(fā)出信號探測前方障礙物并將結(jié)果反饋到中央控制器12，中央控制器12根據(jù)GPS導(dǎo)航模塊15反饋的位置信息發(fā)出PWM信號指令控制兩個驅(qū)動電機4的轉(zhuǎn)速，使增氧系統(tǒng)在某一航向上直線行駛，支撐板3首端兩側(cè)的兩個超聲波測距模塊14沒有探測到障礙物時，增氧系統(tǒng)保持直行；前方探測到障礙物時，中央控制器12發(fā)出兩組不同的PWM信號指令控制兩個驅(qū)動電機4輸出不同的轉(zhuǎn)速形成差速，實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎避開障礙物，具體為根據(jù)上述兩個超聲波測距模塊14測出的與障礙物之間距離大小判斷轉(zhuǎn)彎方向，增氧系統(tǒng)向檢測距離較大的一側(cè)進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，如當(dāng)支撐板3首端左側(cè)的超聲波測距模塊14檢測到距離障礙物的距離較小，右側(cè)的超聲波測距模塊14檢測到距離障礙物的距離較大，則增氧系統(tǒng)向右側(cè)轉(zhuǎn)彎；當(dāng)支撐板3首端左側(cè)的超聲波測距模塊14檢測到距離障礙物的距離較大，右側(cè)的超聲波測距模塊14檢測到距離障礙物的距離較小，則增氧系統(tǒng)向左側(cè)轉(zhuǎn)彎。增氧系統(tǒng)轉(zhuǎn)過一定角度后，沿著這一方向保持直線行駛，此種增氧方式為隨機式自主航行增氧。

b、軌跡跟蹤式航行增氧，此種增氧方式是為了實現(xiàn)在固定航線上增氧，在增氧系統(tǒng)航行前將規(guī)劃好的航線坐標(biāo)存儲到中央控制器12中，GPS導(dǎo)航模塊15實時接收衛(wèi)星定位信號并反饋到中央控制器12，中央控制器12根據(jù)GPS導(dǎo)航模塊15反饋的位置和角度信息發(fā)出PWM信號指令控制兩個驅(qū)動電機4的轉(zhuǎn)速，使增氧系統(tǒng)保持在規(guī)劃好的航線上航行，航行過程中超聲波測距模塊14的檢測則有助于及時避開障礙物。

c、自主規(guī)劃路徑航行增氧，在增氧系統(tǒng)的隨機式自主航行過程中，溶解氧傳感器11實時工作，檢測到低氧區(qū)時反饋到中央控制器12，中央控制器12記錄該區(qū)域位置，隨機式自主航行結(jié)束后，根據(jù)溶解氧傳感器11檢測到的低氧區(qū)位置信息，中央控制器12針對性地規(guī)劃低氧區(qū)航線，GPS導(dǎo)航模塊15實時接收衛(wèi)星定位信號并反饋到中央控制器12，中央控制器12根據(jù)GPS導(dǎo)航模塊15反饋的位置信息發(fā)出PWM信號指令控制兩個驅(qū)動電機4的轉(zhuǎn)速，使增氧系統(tǒng)保持在低氧區(qū)航線上航行，對低氧區(qū)進(jìn)行單獨補充增氧。采用本實施例的增氧方法，在隨機式自主航行增氧一段時間后，可針對低氧區(qū)進(jìn)行自主規(guī)劃路徑航行增氧，兩種增氧模式的配合與切換不僅實現(xiàn)了對水體的自主移動式增氧，有效增大了增氧面積，更能使各個位置區(qū)域的增氧情況保持平衡，有利于大范圍水體的均勻增氧，且移動過程靈活，增氧效率高，適宜水產(chǎn)養(yǎng)殖使用。

利用本實施例的增氧系統(tǒng)，增氧結(jié)束后還可以實現(xiàn)增氧系統(tǒng)的自動泊位，具體的泊位方法如下：本實施例的增氧系統(tǒng)由初始停泊點開始航行增氧，該初始停泊點位置和姿態(tài)由GPS導(dǎo)航模塊15和慣性導(dǎo)航模塊16反饋到中央控制器12中存儲，當(dāng)航行增氧結(jié)束后，增氧系統(tǒng)需由當(dāng)前位置回到初始停泊點位置，中央控制器12規(guī)劃當(dāng)前位置和初始停泊點位置之間的一條回航路線，GPS導(dǎo)航模塊15實時接收衛(wèi)星定位信號并反饋到中央控制器12，中央控制器12根據(jù)GPS導(dǎo)航模塊15反饋的位置信息發(fā)出PWM信號指令控制兩個驅(qū)動電機4的轉(zhuǎn)速，使增氧系統(tǒng)保持在回航路線上航行，增氧系統(tǒng)回到停泊點后在慣性導(dǎo)航模塊16姿態(tài)信息反饋下自動泊位，支撐板3首端和兩側(cè)的超聲波測距模塊14則用于檢測、避開障礙物，可以防止增氧系統(tǒng)在泊位過程中側(cè)面/前方與岸碰撞。

本實施例的一種移動式太陽能增氧系統(tǒng)，能夠完成三種模式的移動增氧，并帶有自動泊位功能，有效提高了對水體的增氧效率，且使用極為便利，易于推廣。

以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。