一种基于物联网的智能增氧装置的制作方法

1.本实用新型属于水产养殖技术领域，具体涉及一种基于物联网的智能增氧装置。


背景技术：

2.水产养殖，是在人工控制下进行繁殖、培育，以收获水生动植物的生产活动。在水产养殖过程中，水的溶氧量是限制养鱼密度的主要因素。溶氧量，指的是水中氧气的溶解量，溶氧量是水中生物在水中生存的重要指标之一。为了保证水产养殖区域中水的溶氧量充足，通常会配置增氧机进行供氧作业。但是，现有的增氧机供氧范围有限，当水产养殖范围较大时，需要通过配置多台增氧机才能匹配生产需求，难以满足大规模水产养殖作业的需求。
3.现有技术中，如公开号为cn215123409u的中国专利提供了一种螺旋曝气式增氧机，包括叶轮、电机和环形浮体；叶轮呈喇叭状结构，叶轮的内壁底部中心位置设有连接部，叶轮通过连接部连接在电机的输出轴上，通过电机的驱动，使得叶轮转动；叶轮的外壁上以环形阵列的方式固定有若干叶片；叶轮的顶部边缘位置以环形整列的方式固定有若干拍水板；环形浮体与电机相连接，并且包围住叶轮。该螺旋曝气式增氧机一定程度上扩大了增氧作业范围，但是，该增氧机只能固定在池塘的单一位置，然后持续进行增氧，水中其他位置不能及时的进行增氧，无法根据实际增氧需求进行针对性增氧作业，应用范围较小；此外，增氧机一般通过设置在水产养殖区域岸边的电控箱进行控制，由于水的溶氧量的含量随着水温、大气压力及鱼群密度情况而异，用户需要走到对应的控制箱旁启停增氧机，以匹配增氧需求，操作流程相当费时费力，且效率较低。
4.因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种基于物联网无线控制的，可根据增氧需求灵活变换位置的智能增氧装置，以满足水产养殖过程中复杂多变的增氧作业需求。


技术实现要素：

5.针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种基于物联网的智能增氧装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：一种基于物联网的智能增氧装置，包括支架，所述支架的中部安装有叶轮组件，所述叶轮组件包括叶轮驱动器，所述叶轮驱动器的输出轴驱动连接有一叶轮，所述叶轮沿竖直方向伸入水中；
7.所述支架沿周向均匀分布有至少三根撑杆，各撑杆朝远离叶轮组件的方向向外延伸，延伸的末端设有浮球；至少三根撑杆上还设有推力组件，所述推力组件位于浮球与叶轮组件之间，包括一电动推杆，所述电动推杆与所述撑杆相铰接，电动推杆的推杆传动连接有一摇臂，所述摇臂的一端与撑杆相铰接，另一端固设有推进器；
8.所述叶轮驱动器的上部设有控制器、储电池、太阳能板和通讯模块，所述太阳能板与储电池连接，用于接收太阳能并转化成电能传输给储电池；所述控制器分别与储电池、叶
轮组件、推力组件、通讯模块连接，通讯模块用于接收无线信号，并将无线信号转换为电信号向控制器发送，控制器根据电信号控制叶轮组件、推力组件的启停；储电池用于为控制器、通讯模块、叶轮组件、推力组件供电；
9.在本实用新型中，在支架的各个撑杆上设置推力组件，通过推力组件的驱动作用，实现增氧装置在池塘上定向移动，突破增氧装置安装位置相对固定的局限性，可以根据区域实际增氧需求，对水中其他位置进行及时地增氧，应用前景相当显著。
10.作为以上方案的进一步改进，所述推进器包括马达和螺旋桨，所述马达固定在摇臂上，所述马达与螺旋桨驱动连接，当电动推杆的推杆伸出时，所述摇臂带动螺旋桨没入水面，当电动推杆的推杆回收时，所述摇臂带动螺旋桨远离水面；
11.需要说明的是，传统的增氧装置安装位置相对固定，一般是通过绳索固定在养殖水域的某一位置，供氧范围有限；进一步的，在多根撑杆上设置推进器，使用时，控制推进器没入水中，借助推进器的推力作用，实现供氧装置在养殖水域的定向移动；当移动至指定位置后，电动推杆的推杆回收，带动推进器远离水面，避免推进器与水长期接触，有效延长了推进器的实际使用寿命。
12.作为以上方案的进一步改进，所述叶轮包括一固定架，所述固定架固定安装在叶轮驱动器的输出轴上，所述固定架上沿周向分布有多个叶片，各叶片的表面上分布有若干个筛孔，所述筛孔的孔径范围为12mm～20mm；
13.需要说明的是，本智能增氧装置是采用机械方法进行增氧作业，通过叶轮驱动器驱动叶轮旋转来搅动水面、搅拌气膜和液膜；进一步的，在叶片上设置若干个筛孔能在旋转搅拌过程中有效增加气、液的接触面积，以扩大氧在水中的浓度梯度，提升空气中的氧向水中转移扩散的速度。
14.作为以上方案的进一步改进，所述撑杆的数量为3～6根。
15.作为以上方案的进一步改进，各撑杆上设有栓孔，所述栓孔位于浮球与叶轮组件之间，所述栓孔的孔径范围为8mm～12mm；
16.为了提高增氧装置的通用性，进一步的，在撑杆上设置栓孔，可以根据实际养殖作业的需求，借助绳索穿过栓孔将增氧装置固定在养殖水域的某一位置，满足定点供氧作业的需求。
17.作为以上方案的进一步改进，所述浮球的顶部设有柱状凸缘，各撑杆远离叶轮组件的一端对应设有卡圈，所述柱状凸缘与卡圈相互配合连接。
18.作为以上方案的进一步改进，所述浮球的球径尺寸范围为150mm～220mm；
19.作为以上方案的进一步改进，所述叶轮驱动器的上部设有一柱状壳体，所述柱状壳体内部具有容纳控制器、储电池的空间，柱状壳体的顶部覆盖有一挡水罩，所述太阳能板设置在挡水罩的顶部；
20.为避免控制器等电子元器件受雨水影响，将电子元器件封装在柱状壳体内，进一步的，在柱状壳体上部设置挡水罩，通过挡水罩导流作用，能够防止雨水通过缝隙侵入柱状壳体而引起电子元器件的失效，有效延长了本智能增氧装置的实际使用寿命。
21.作为以上方案的进一步改进，所述挡水罩的顶部设有一通孔，所述通讯模块还包括一天线，所述天线穿过所述通孔向外延伸，天线与通孔内壁之间环设有密封圈。
22.作为以上方案的进一步改进，还包括一手持遥控器，所述手持遥控器与所述通讯
模块无线连接，手持遥控器上设有多个按键，包括方向控制按键、叶轮组件启停按键和推力组件启停按键。
23.本实用新型的有益效果：
24.(1)在支架的各个撑杆上设置推力组件，通过推力组件的驱动作用，实现增氧装置在池塘上定向移动，突破增氧装置安装位置相对固定的局限性，可以根据区域实际增氧需求，对水中其他位置进行及时地增氧，应用前景相当显著；
25.(2)通过手持遥控器发出无线信号，增氧装置的通讯模块接收到无线信号后传送给控制器，由控制器对应控制叶轮组件的启停作业，以及控制各推力组件的相互配合实现增氧装置在池塘上定向移动，用户无需移步至定点的控制箱即可实现对增氧装置的操作控制，省时省力，有效提高了增氧装置的控制效率。
附图说明
26.图1为本实用新型的结构示意图；
27.图2为本实用新型的俯视图；
28.图3为本实用新型的侧视图；
29.图4为图3的a处局部放大图；
30.图5为本实用新型的原理框图；
31.图6为本实用新型的推力组件工作示意图；
32.附图标记：
33.1、支架；11、撑杆；11a、第一撑杆；11b、第二撑杆；11c、第三撑杆；12、栓孔；
34.2、叶轮组件；21、叶轮驱动器；22、叶轮；
35.3、浮球；3a、第一浮球；3b、第二浮球；3c、第三浮球；
36.4、推力组件；4a、第一推力组件；4b、第二推力组件；4c、第三推力组件；
37.z1、第一支点；z2、第二支点；41、摇臂；42、电动推杆；43、推进器；
38.5、控制器；51、通讯模块；
39.6、挡水罩；
40.7、太阳能板。
具体实施方式
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.如图1-图6所示，一种基于物联网的智能增氧装置，包括支架1，所述支架1的中部安装有叶轮组件2，所述叶轮组件2包括叶轮驱动器21，所述叶轮驱动器21的输出轴驱动连接有一叶轮22，所述叶轮22沿竖直方向伸入水中；
43.在本实施例中，所述叶轮22包括一固定架(图中未标示)，所述固定架固定安装在叶轮驱动器21的输出轴上，具体的，所述叶轮驱动器21优先采用旋转电机；
44.所述固定架上沿周向分布有多个叶片，各叶片的表面上分布有若干个筛孔，所述
筛孔的孔径范围为12mm～20mm；需要说明的是，本智能增氧装置是采用机械方法进行增氧作业，通过叶轮驱动器21驱动叶轮22旋转来搅动水面、搅拌气膜和液膜；进一步的，在叶片上设置若干个筛孔能在旋转搅拌过程中有效增加气、液的接触面积，以扩大氧在水中的浓度梯度，提升空气中的氧向水中转移扩散的速度。
45.所述支架1沿周向均匀分布有至少三根撑杆11，各撑杆11朝远离叶轮组件2的方向向外延伸，延伸的末端设有浮球3，在本实施例中，所述浮球3的顶部设有柱状凸缘(图中未标示)，各撑杆11远离叶轮组件2的一端对应设有卡圈(图中未标示)，所述柱状凸缘与卡圈相互配合连接；具体的，所述浮球3的球径尺寸范围为150mm～220mm；在本实施例中，所述撑杆11的数量为3～6根；
46.在本实施例中，各撑杆11上设有栓孔12，所述栓孔12位于浮球3与叶轮组件2之间，所述栓孔12的孔径范围为8mm～12mm；为了提高增氧装置的通用性，进一步的，在撑杆11上设置栓孔12，可以根据实际养殖作业的需求，借助绳索穿过栓孔12将增氧装置固定在养殖水域的某一位置，满足定点供氧作业的需求。
47.至少三根撑杆11上还设有推力组件4，具体的，优选撑杆11的数量为3根，沿支架1中部呈周向均匀分布的第一撑杆11a、第二撑杆11b和第三撑杆11c，各撑杆11延伸的末端固接有第一浮球3a、第二浮球3b和第三浮球3c，各撑杆11上各设有所述推力组件4；
48.所述推力组件4位于浮球3与叶轮组件2之间，具体的，包括一电动推杆42，所述电动推杆42与所述撑杆11相铰接，电动推杆42的推杆传动连接有一摇臂41，所述摇臂41的一端与撑杆11相铰接，另一端固设有推进器43；
49.在本实施例中，所述摇臂41呈三角形结构，摇臂41的一顶点位置与撑杆11铰接形成第一支点z1，摇臂41的第二个顶点位置通过电动推杆42与撑杆11铰接形成第二支点z2，摇臂41的第三个顶点位置设置有所述推进器43；
50.在本实施例中，所述推进器43包括马达(图中未标示)和螺旋桨(图中未标示)，所述马达固定在摇臂41上，所述马达与螺旋桨驱动连接，当电动推杆42的推杆伸出时，所述摇臂41带动螺旋桨没入水面，当电动推杆42的推杆回收时，所述摇臂41带动螺旋桨远离水面；需要说明的是，传统的增氧装置安装位置相对固定，一般是通过绳索固定在养殖水域的某一位置，供氧范围有限；进一步的，在多根撑杆11上设置推进器43，使用时，控制推进器43没入水中，借助推进器43的推力作用，实现供氧装置在养殖水域的定向移动；当移动至指定位置后，电动推杆42的推杆回收，带动推进器43远离水面，避免推进器43与水长期接触，有效延长了推进器43的实际使用寿命。
51.如图6所示，在本实施例中，各撑杆11上设有对应的推力组件4，包括位于第一撑杆11a上的第一推力组件4a、位于第二撑杆11b上的第二推力组件4b和位于第三撑杆11c上的第三推力组件4c，通过配置至少三个推力组件4，借助单个推力组件4的推力，或至少两个推力组件4的推力合力，即可实现智能增氧装置在多个方向上的移动需求。
52.具体的，当只有第一推力组件4a驱动时，智能增氧装置在第一推力组件4a所产生的推力作用下朝方向一移动；
53.当只有第二推力组件4b驱动时，智能增氧装置在第二推力组件4b所产生的推力作用下朝方向二移动；
54.当只有第三推力组件4c驱动时，智能增氧装置在第三推力组件4c所产生的推力作
用下朝方向三移动；
55.当第二推力组件4b、第三推力组件4c共同驱动时，智能增氧装置在第二推力组件4b、第三推力组件4c所产生的推力合力作用下朝方向四移动；
56.当第一推力组件4a、第三推力组件4c共同驱动时，智能增氧装置在第一推力组件4a、第三推力组件4c所产生的推力合力作用下朝方向五移动；
57.当第一推力组件4a、第二推力组件4b共同驱动时，智能增氧装置在第一推力组件4a、第二推力组件4b所产生的推力合力作用下朝方向六移动；
58.需要说明是，本智能增氧装置在养殖水域的移动精度要求不高，各推力组件4的马达转速可根据需求进行调节输出，所产生的推力合力可推动智能增氧装置在养殖水域的朝各个方向移动，突破了增氧装置安装位置相对固定的局限性，本智能增氧装置可以根据区域实际增氧需求，对水中其他位置进行及时地增氧，应用前景相当显著。
59.所述叶轮驱动器21的上部设有控制器5、储电池、太阳能板7和通讯模块51，在本实施例中，所述叶轮驱动器21的上部设有一柱状壳体(图中未标示)，所述柱状壳体内部具有容纳控制器5、储电池的空间，柱状壳体的顶部覆盖有一挡水罩6，所述太阳能板7设置在挡水罩6的顶部，具体的，所述挡水罩6的顶部设有一通孔，所述通讯模块51还包括一天线，所述天线穿过所述通孔向外延伸，天线与通孔内壁之间环设有密封圈(图中未标示)；具体的，所述通讯模块优先采用wifi串口模块或蓝牙4.2串口模块，可实现长距离无线传输作业，具备工作功耗低等特点。
60.为避免控制器5等电子元器件受雨水影响，将电子元器件封装在柱状壳体内，进一步的，在柱状壳体上部设置挡水罩6，通过挡水罩6导流作用，能够防止雨水通过缝隙侵入柱状壳体而引起电子元器件的失效，有效延长了本智能增氧装置的实际使用寿命。
61.所述太阳能板7与储电池连接，用于接收太阳能并转化成电能传输给储电池；所述控制器5分别与储电池、叶轮组件2、推力组件4、通讯模块51连接，通讯模块51用于接收无线信号，并将无线信号转换为电信号向控制器5发送，控制器5根据电信号控制叶轮组件2、推力组件4的启停；储电池用于为控制器5、通讯模块51、叶轮组件2、推力组件4供电。
62.在本实施例中，还包括一手持遥控器(图中未标示)，所述手持遥控器与所述通讯模块51无线连接，手持遥控器上设有多个按键，包括方向控制按键、叶轮组件2启停按键和推力组件4启停按键；通过手持遥控器发出无线信号，增氧装置的通讯模块51接收到无线信号后传送给控制器5，由控制器5对应控制叶轮组件2的启停作业，以及控制各推力组件4的相互配合实现增氧装置在池塘上定向移动，用户无需移步至定点的控制箱即可实现对增氧装置的操作控制，省时省力，有效提高了增氧装置的控制效率。
63.通过本实用新型的上述方案，在具体应用中，一种基于物联网的智能增氧装置，首先，启动叶轮驱动器21，叶轮驱动器21驱动叶轮22旋转来搅动水面、搅拌气膜和液膜，在旋转搅拌过程中有效增加气、液的接触面积，以扩大氧在水中的浓度梯度；其次，在支架1的各个撑杆11上设置推力组件4，使用时，控制推进器43没入水中，借助推进器43的推力作用，实现供氧装置在养殖水域的定向移动；当移动至指定位置后，电动推杆42的推杆回收，带动推进器43远离水面，避免推进器43与水长期接触；突破了安装位置相对固定的局限性，可以根据区域实际增氧需求，对水中其他位置进行及时地增氧，应用前景相当显著；最后，各撑杆11上还设有栓孔12，可以根据实际养殖作业的需求，借助绳索穿过栓孔12将增氧装置固定
在养殖水域的某一位置，满足定点供氧作业的需求，通用性强。
64.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。