一种基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置及应用

本发明涉及渔业工程装备领域，具体涉及一种基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置，还涉及所述清洗装置的应用。

背景技术：

1、筏式吊笼养殖是海洋牧场主要的生产方式之一，其以不同隔间的网笼来养殖扇贝、牡蛎、珍珠贝、海参等不同类型的水产品，因以养殖扇贝为主，一般统称为扇贝笼。筏式吊笼养殖过程中，扇贝笼上往往附着生长着大量的藤壶、贻贝、牡蛎、筒螅等等各种污损生物，导致扇贝笼网孔堵塞、水流交换不畅、污损生物争夺饵料、病害传播等等多种不利的后果。因此，筏式吊笼养殖生产中必须对扇贝笼上附着的污损生物进行清理和去除。

2、针对扇贝笼上附着污损生物的清理措施，一般多数情况是，收获养殖对象后，在岸边场地对于堆积的扇贝笼进行各种方式的清理和处理，包括堆积灭杀污损生物、暴晒去除、碾压、抽打等等多种扇贝笼处理方法和技术。少数情况是，在扇贝笼中还有养殖对象时，进行污损生物的清理，包括人工清理、高压水枪冲洗、或其他方式摩擦或挤压清除等不同的处理方式。但目前，尚缺乏在海上筏式吊笼养殖水下即时清除养殖扇贝笼污损生物的技术和装备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置及应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置，其包括：

3、滚刷系统，其包括四根转动辊、固定安装在对应转动辊上的刷件、斜齿齿轮组和驱动机构；其中，四根转动辊围成框形结构，四组刷件于框形结构的中央形成空心圆；

4、位于滚刷系统上方的冲洗系统，其包括水泵和喷淋圆环；

5、架体，其用于承载滚刷系统和冲洗系统；

6、浮力系统，其固定安装在架体上；

7、姿态稳定系统，其固定安装在架体顶部处；

8、用于侦测扇贝笼位置的磁信号传感器；

9、以及用于标识扇贝笼位置的强永磁体。

10、作为上述方案的进一步改进，每组刷件由若干层差不齐橡胶刷构成，橡胶刷呈棒型结构，若干个橡胶刷长度相互配合，由两端向中间逐渐缩短，构成一组1/4圆弧形。

11、作为上述方案的进一步改进，所述斜齿齿轮组的数量为三个，三个所述斜齿齿轮组分别设置在相邻两根转动辊之间。

12、作为上述方案的进一步改进，所述驱动机构采用一台旋转电机，其用于驱动其中一个斜齿齿轮组，并通过其它斜齿齿轮组的传动驱动其它转动辊。

13、作为上述方案的进一步改进，所述清洗装置还包括用于支撑对应转动辊的中央轴。

14、作为上述方案的进一步改进，所述转动辊通过滚动轴承套设于中央轴上，中央轴不转动，四根中央轴相互衔接构成支撑系统。

15、作为上述方案的进一步改进，所述中央轴固定在架体底部处，所述浮力系统采用对称布设的至少两个浮力立柱。

16、作为上述方案的进一步改进，姿态稳定系统由对称性地安装在在架体上方框角部位置的四个水下旋翼机构组成。

17、作为上述方案的进一步改进，所述磁信号传感器的数量为四个，四个磁信号传感器均匀固定在架体顶部的四周位置处，且磁信号传感器位于浮力立柱的上方。

18、作为上述方案的进一步改进，所述强永磁体在每个扇贝笼上的数量为两个，其中一个强永磁体固定在扇贝笼顶部处，剩余一个强永磁体固定在扇贝笼底部处。强永磁体的磁场强度不低于3000高斯，用于标识扇贝笼的位置。

19、当滚刷系统由下向上刷洗扇贝笼过程为刷洗作业，此时俯视而言，四组转动辊滚刷均是由辊外侧向辊内侧转动，而不能是反方向的转动。也就是说，滚刷刷洗作业的同时向下拉直伸紧扇贝笼，与养殖浮梗浮球提供的浮力作用反向，从而能够刷洗作业的同时拉紧扇贝笼。滚刷系统向下刷洗扇贝笼的同时，姿态稳定系统四组旋翼机构向下方排水，驱动整体装置也逐步向上运动，直至完成一个扇贝笼的整体刷洗作业。

20、当完成一个扇贝笼刷洗作业，整体装置向下运动脱离扇贝笼时，俯视而言，四组转动辊滚刷均是由辊内侧向辊外侧转动。此时，由于扇贝笼污损生物已经清除干净，滚刷系统向上拨动扇贝笼，同时姿态稳定系统四组旋翼机构向上方排水，驱动整体装置也逐步向下运动，从而很容易将扇贝笼向上从圆形滚刷中脱出，该过程称之为退出作业。

21、扇贝笼清洗过程的识别及作业程序逻辑如下：磁信号传感器中磁信号最强的永磁体就是最近的永磁体，即代表着最近的扇贝笼。清洗装置下潜后运动调整自身的位置，使得最近的永磁体在四个磁信号传感器中磁信号基本同样大小时候（差异值<1%），意味着这个扇贝笼位于清洗装置的正上方，然后清洗装置开始向上运动。当永磁体信号第一次达到最强时，意味着扇贝笼进入了清洗装置上方框中心处，清洗装置继续向上运动，开始进行扇贝笼的刷洗作业。当永磁体信号第二次达到最强时，意味着扇贝笼清洗即将结束。设扇贝笼层高为d，清洗装置继续向上运动2d的距离，即完成扇贝笼的刷洗作业。然后清洗装置停止刷洗作业，开始向下运动，执行退出作业。当永磁体信号再次连续两次在四个磁信号传感器中达到最强时，意味着退出作业完成。清洗装置继续向下运动2d距离，完全脱离清洗完成的扇贝笼，可以开始下一轮的清洗作业。

22、一种如所述的清洗装置在扇贝笼水下清洗作业中的应用。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、1.提出了全新的扇贝笼污损生物水下在线清洗作业工艺，装置在水下由下至上地滚动刷洗吊养的扇贝笼，设计精巧，全程无作业死角，能够对于吊养的扇贝笼进行高效的在线污损生物清除作业。

25、2.装置仅由滚刷系统、冲洗系统、浮力系统、姿态稳定系统构成一个整体的立方体框架式，结构简单、紧凑，可以在水下自主运行作业，不需要将养殖扇贝笼提出水面进行作业，工艺巧妙且高效。

26、3.扇贝笼自身是柔性的网衣结构，不具有刚性，传统的清洗作业方式，要么是在收获养殖对象后，对于堆叠的扇贝笼进行作业，要么是采取某种形式固定扇贝笼，譬如两端拉伸等，以维持扇贝笼的圆柱体形状，才能够进行清洗作业。本发明创新性地提出了新的解决方案，装置由下至上清洗扇贝笼作业的同时，与浮梗浮球的浮力作用反向，也就是向下拉紧伸直了扇贝笼，避免了柔性扇贝笼的形变而无法有效清洗的难题，非常巧妙，而退出作业则无需考虑柔性扇贝笼的形变问题，向上方推出扇贝笼即可。

1.一种基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置，其特征在于：每组刷件（2）由若干层差不齐橡胶刷构成，橡胶刷呈棒型结构，若干个橡胶刷长度相互配合，由两端向中间逐渐缩短，构成一组1/4圆弧形。

3.根据权利要求1所述的基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置，其特征在于：所述斜齿齿轮组（3）的数量为三个，三个所述斜齿齿轮组（3）分别设置在相邻两根转动辊（1）之间；

4.根据权利要求1所述的基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置，其特征在于：所述清洗装置还包括用于支撑对应转动辊（1）的中央轴（15）。

5.根据权利要求4所述的基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置，其特征在于：所述转动辊（1）通过滚动轴承套设于中央轴（15）上，中央轴（15）不转动，四根中央轴（15）相互衔接构成支撑系统。

6.根据权利要求5所述的基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置，其特征在于：所述中央轴（15）固定在架体底部处，所述浮力系统采用对称布设的至少两个浮力立柱（8）。

7.根据权利要求6所述的基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置，其特征在于：姿态稳定系统由对称性地安装在在架体上方框角部位置的四个水下旋翼机构（9）组成。

8.根据权利要求7所述的基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置，其特征在于：所述磁信号传感器（10）的数量为四个，四个磁信号传感器（10）均匀固定在架体的四周角部位置处，且磁信号传感器（10）位于浮力立柱（8）的上方。

9.根据权利要求1所述的基于层差圆形滚刷的扇贝笼水下清洗装置，其特征在于：所述强永磁体（11）的数量为两个，其中一个强永磁体（11）固定在扇贝笼（7）顶部处，剩余一个强永磁体（11）固定在扇贝笼（7）底部处。

10.一种如权利要求1至9中任意一项所述的清洗装置在扇贝笼水下清洗作业中的应用。