用于网衣破损和水质监测的多功能水下检测器及控制方法

本发明涉及海洋养殖，具体为用于网衣破损和水质监测的多功能水下检测器及控制方法。

背景技术：

1、随着深远海养殖产业扩张，传统人工巡检网箱破损和水质的方式难以适应复杂海洋环境，智能网箱系统要求继承实时网衣状态感知与多参数水质分析能力，以降低逃鱼风险并优化养殖环境调控，早期依赖潜水员目视检查和摄像头识别，在浊水和夜间失效率高，现代流行，深海养殖规模化发展使传统人工巡检面临效率瓶颈，网衣破损导致；

2、在修复网衣破损时，依赖人工现场编织，在深水流速大于1.5m/s时候人工操作易失误，网衣现场编织进行破损修补时，无法确保修补强度和生物防护效能达到原网衣需求，导致需频繁修补，提高了网衣修补的成本。

3、专利cn112572737b公开了一种深远海网箱网衣修补水下机器人，上述专利实现对深远海网箱的维护及破洞修补，及时解决养殖生物从网箱破洞处逃逸造成严重减产的问题，填补的目前网衣修补仅仅存在于理论分析的空白。

4、上述专利通过水下网衣修补剪夹机械手与网箱网衣破损修补机械手的协同配合，完成破损网衣的修补，且网箱网衣破损修补机械手能够解决网衣缝补中的穿线难题，但在不同深度水体中的适应性存在优化空间。

5、为此，本技术提出了网衣破损修复的用于网衣破损和水质监测的多功能水下检测器及控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于网衣破损和水质监测的多功能水下检测器及控制方法，以解决上述背景技术中提出的不同水深网衣修复困难的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于网衣破损和水质监测的多功能水下检测器，包括壳体、存网箱和废网箱，所述壳体外壁上侧安装有存网箱，所述存网箱外壁左侧安装有废网箱，所述壳体外壁前侧安装有机械臂，所述存网箱通过输送带与机械臂连接，所述机械臂前端安装有压脚，所述压脚内表面安装有第一压力传感器，所述壳体外壁前侧安装有视觉传感器，所述壳体内壁前侧安装有控制器，所述机械臂、输送带和压脚分别通过连接轴与安装于壳体内壁上侧的第一电机输出端的切换器连接，所述第一压力传感器、视觉传感器和第一电机均通过信号线与控制器连接。

3、进一步，机械臂为多度自由机械臂，能够完成弯曲和转向等动作，压脚为类似订书机或钉枪式压紧结构，用于将网衣进行固定。

4、优选的，所述机械臂末端与壳体连接处安装有第一旋转轴，机械臂外壁上侧安装有夹块，夹块前端安装有刀片，刀片通过第二旋转轴与夹块连接，废网箱外壁上侧安装有开合板，第一旋转轴、第二旋转轴和开合板分别通过连接轴与第一电机输出端的切换器连接。

5、优选的，所述视觉传感器外壁左侧安装有声纳扫描仪，壳体内壁中部安装有检测箱，壳体外壁下侧安装有第一进水口，第一进水口与检测箱通过开合阀和连接管连接，检测箱外壁包裹有消除箱，第一进水口外壁左侧安装有第一排水口，消除箱通过第一排水阀和连接管与第一排水口连接，检测箱和消除箱内壁上侧均安装有第二压力传感器，第一进水口和第一排水口与连接管连接处均安装有流量计，声纳扫描仪、开合阀、第一排水阀、第二压力传感器和流量计均通过信号线与控制器连接。

6、优选的，所述壳体外壁上侧安装有第二进水口，第二进水口外壁下侧安装有伸缩管，伸缩管外壁下侧安装有切换阀，切换阀外壁下侧安装有加压器，加压器外壁左侧安装有第二电机，切换阀通过连接管和加压器分别与检测箱和消除箱连接，伸缩管和加压器分别通过连接轴与第二电机输出端的切换器连接，第一进水口外壁右侧安装有第二排水口，第二排水口通过第二排水阀和连接管与检测箱连接，切换阀、第二电机和第二排水阀均通过信号线与控制器连接。

7、进一步，第二进水口和第二排水口处均安装有流量计。

8、优选的，所述壳体外壁左右两侧安装有翼板，翼板与壳体连接处安装有第一转动轴，第一转动轴与壳体连接处安装有第一角度传感器，翼板内壁中部安装有发电单元，发电单元通过连接线与安装于消除箱外壁后侧的储能箱连接，发电单元外壁下侧安装有伸缩杆，第一转动轴和伸缩杆分别通过连接轴与安装于消除箱外壁后侧的第三电机输出端的切换器连接，第一角度传感器和第三电机均通过信号线与控制器连接。

9、优选的，所述壳体外壁后侧安装有螺旋桨，壳体外壁左右两侧均安装有推进器，推进器与壳体连接处安装有第三转动轴，螺旋桨、推进器和第三转动轴分别通过连接轴与第三电机输出端的切换器连接。

10、进一步，推进器通过吸入水流后高速喷射，产生反作用力推动壳体移动。

11、优选的，所述检测箱内壁中部安装有水质探头，水质探头外壁下侧安装有温度传感器，水质探头外壁上侧安装有紫外荧光探头，第一进水口和第二进水口处均设置有过滤网，第一排水口和第二排水口与壳体连接处安装有第二转动轴,第二转动轴通过连接轴与第三电机输出端的切换器连接，第二转动轴与壳体连接处安装有第二角度传感器，水质探头、温度传感器、紫外荧光探头和第二角度传感器均通过信号线与控制器连接。

12、进一步，第一排水口和第二排水口处均设置有过滤网，避免水体污垢造成堵塞。

13、优选的，所述检测箱外壁下侧安装有连通阀，切换阀和连通阀将消除箱与检测箱组成的夹层分为体积相同的两部分，连通阀通过信号线与控制器连接。

14、优选的，所述控制方法为：

15、s1：操作人员将设备放入水中，操作人员通过远程终端连接控制器控制设备下潜；

16、s2：操作人员根据设备下潜和移动过程过程通过控制器控制开合阀的开合，对水体水质进行检测；

17、s3：设备在水体中运动过程中通过视觉传感器和声纳探测器水网衣的完整性进行检测，在网衣出现破损时，操作人员通过控制器操控设备对网衣进行修补；

18、s4：完成养殖区域的水质检测和网衣检测后，操作人员控制设备上浮，对废网箱中的废弃网衣进行回收处理。

19、优选的，所述s3具体为：

20、s31：视觉传感器和声纳扫描仪对网衣进行信息采集，将信息传输至控制器，控制器根据网衣信息进行比对获取网衣破损范围；

21、s32：控制器根据网衣破损范围控制第一电机连接第二旋转轴带动刀片转动，对网衣破损位置进行切割，随后通过连接第一电机和机械臂将剪切的网衣收集进入废网箱中；

22、s33：控制器控制存料箱打开通过输送带将编织好的网衣条输送至机械臂，控制器控制机械臂将网衣条横竖交错缝补在网衣破损处，完成对网衣破损位置的修补。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、1.本发明通过安装有机械臂和存网箱，实现了网衣破损修复的功能，解决了网衣修复不及时导致的养殖鱼丢失、水体污染加重和网衣使用寿命下降的问题，能够防止鱼群逃逸和维持水流畅通，减小经济损失，减少了鱼病发生概率，延长了网衣使用寿命；

25、2.本发明通过安装有消除箱、流量计和第二压力传感器，实现了实时调整检测箱内部压力的功能，解决了深水压力干扰、动态水流冲击和垂直数据缺失的问题，能够全方位检测水体水质，能够及时补偿水体压力，提高了水质检测精度，延长了设备使用寿命；

26、3.本发明通过安装有消除箱、检测箱、第一排水口和第二排水口，实现了维持设备平衡的功能，解决了水体波动导致设备晃动和水下作业稳定性不足的问题，能够快速矫正设备倾斜，提高了设备水下作业的稳定性，提高了设备的环境适应性；

27、4.本发明通过安装有翼板、第一转动轴、螺旋桨和推进器，实现了水下灵活移动的功能，解决了抗流稳定性不足、续航不足和水流适应性差的问题，能够快速精准转向，提高了设备的续航能力和平衡性，提高了设备的环境适应性。