阅读说明：本技术 巡航式喷水增氧泵及其工作方法 (Cruise type water-spraying oxygen-increasing pump and working method thereof ) 是由 黄戎 于 2020-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种巡航式喷水增氧泵及其工作方法,包括进水栅格、水泵、增氧泵头和浮体,所述进水栅格、水泵、增氧泵头从下到上依次设置,浮体设置在水泵外,且位于水泵靠上位置处；还包括运动机构、检测机构和控制单元,所述运动机构用于推动增氧泵沿着前后左右四个方向移动,所述检测机构用于检测水中的含氧量和增氧泵附近障碍物情况,所述控制单元设置在浮体,且与检测机构、运动机构电连接,用于控制增氧泵运动的方向和增氧泵头的工作。在传统的增氧泵上增加运动机构、检测机构和控制单元,使增氧泵能朝着前后左右四个方向移动,增加增氧泵的工作范围,有利于减少增氧泵的数量,从而降低养殖成本。(The invention discloses a cruise type water spray oxygenation pump and a working method thereof, and the cruise type water spray oxygenation pump comprises a water inlet grid, a water pump, an oxygenation pump head and a floating body, wherein the water inlet grid, the water pump and the oxygenation pump head are sequentially arranged from bottom to top; the oxygen pump is characterized by further comprising a movement mechanism, a detection mechanism and a control unit, wherein the movement mechanism is used for pushing the oxygen pump to move along four directions, namely front, back, left and right, the detection mechanism is used for detecting the oxygen content in water and the situation of obstacles near the oxygen pump, and the control unit is arranged on the floating body, is electrically connected with the detection mechanism and the movement mechanism and is used for controlling the movement direction of the oxygen pump and the work of an oxygen pump head. The movement mechanism, the detection mechanism and the control unit are added on the traditional oxygenation pump, so that the oxygenation pump can move in four directions, namely front, back, left and right directions, the working range of the oxygenation pump is enlarged, the number of the oxygenation pumps is reduced, and the breeding cost is reduced.)

巡航式喷水增氧泵及其工作方法

技术领域

本发明涉及水产品养护领域，具体涉及一种巡航式喷水增氧泵及其工作方法。

背景技术

水产品是市民菜篮子的重要组成部分之一，水产品的营养价值极高，其本身含有大量人体不可缺少的营养物质，能增强人体的免疫力。水中含氧量的情况在水产品养殖中，是一个重要的参数。主要是水中含氧量的高低能直接影响鱼类的摄食、生长和饲料利用率，乃至影响鱼类的生存。当水中的含氧量在3mg/L以上时，鱼类才可以正常生活；当水中的含氧量处于2mg/L时，就会影响一些鱼类的生活；当水中的含氧量在1mg/L以下时，鱼类就会感到呼吸困难，甚至出现了浮头的现象。

因此在水产品养殖中需要采用增氧机械，增加水中的含氧量，防止因水中含氧量过低而造成损失。现有技术中，增氧泵基本是固定在一个位置工作，在需要移动时，通过人力将其带到另一个位置工作，即在使用过程中，增氧泵无法移动。在规模较大的水产品养殖中，通常一个固定的增氧泵是无法满足养殖过程中增氧的需求，需要间隔布置多个增氧泵，这种方式增加了养殖成本。

发明内容

本发明拟提出一种巡航式喷水增氧泵及其工作方法，使增氧泵能移动，减少养殖过程中增氧泵的数量，从而减少养殖成本。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种巡航式喷水增氧泵，包括进水栅格、水泵、增氧泵头和浮体，所述进水栅格、水泵、增氧泵头从下到上依次设置，浮体设置在水泵外，且位于水泵靠上位置处；还包括运动机构、检测机构和控制单元，所述运动机构用于推动增氧泵沿着前后左右四个方向移动，所述检测机构用于检测水中的含氧量和增氧泵附近障碍物情况，所述控制单元设置在浮体，且与检测机构、运动机构电连接，用于控制增氧泵运动的方向和增氧泵头的工作。

作为上述方案的优选，所述运动机构包括电磁阀、喷嘴和六通管，所述水泵与增氧泵头间设置有六通管，且增氧泵头与六通管之间通过连接管连接，四个所述喷嘴分别设置在浮体的前后左右侧面上，并与六通管之间通过连接管连接，所有连接管上均设置有电池阀。运动机构的设置，以水泵增压后的水为推动力，不需要设置独立的运动机构，简化整个增氧泵的结构。

进一步优选为，所述检测机构包括溶解氧传感器和碰撞传感器，所述溶解氧传感器设置在进水栅格内，四个碰撞传感器分别设置在浮体的前后左右侧面上。碰撞传感器设置在浮体上，使其只能检测水面上的障碍物，防止水中养殖的鱼类影响检测结果；一般水中含氧量随着水的深度而降低，将溶解氧传感器设置在增氧泵的底部，使得检测结果更加准确。

进一步优选，浮体采用矩形浮体，便于运动机构和碰撞传感器的安装。

进一步优选，所述碰撞传感器采用机械式碰撞防护传感器，碰撞防护传感器能提前检测障碍物，防止增氧泵撞上障碍物。

上述方案中：所述喷嘴沿水平方向延伸为扁平状；连接所述增氧泵头的连接管上还设有增氧电磁阀。

上述方案中：所述浮体的顶部还设有太阳能电池板，所述太阳能电池板充电输出端连接充电模块充电输入端，充电模块电量输出端连接蓄电池电量输入端，所述蓄电池电量监控输出端连接控制单元电量监控输入端。

上述方案中：充电模块包括第一电感，第一电感一端连接第一接线排第二端，通过第一接线排连接太阳能电池板充电输出端，第一电感另一端连接第十八电阻一端，第十八电阻另一端连接第六三极管基极，第六三极管集电极连接第十八电阻一端，第六三极管发射极连接第五三极管基极，第五三极管集电极极连接第十八电阻一端，第五三极管发射极连接第十九电阻一端和蓄电池交流电输入端，第十九电阻另一端连接第七三极管基极和第二十电阻一端，第二十电阻一端另一端连接蓄电池电压输出端和第七三极管发射极，第七三极管集电极连接第六三极管基极和第十七电容一端，第十七电容另一端连接第七三极管发射极；

第一电感另一端还连接变压器第一端、第七电阻一端和第五电容一端，第七电阻另一端连接第一二极管正极和第五电容另一端，变压器第三端连接第一二极管负极、第二MOS管漏极、第六电容一端和第二二极管正极，第二二极管负极连接第七电容一端和第二十一电阻一端，第二十一电阻另一端连接第七电容另一端、第六电容另一端和第二MOS管源级，第二MOS管栅极连接肖特基二极管负极和第三电阻一端，肖特基二极管正极连接第二MOS管源级，第三电阻另一端连接第二MOS管源级和第二电阻一端，第二电阻另一端连接第一接线排第一端和第一电阻一端，第一电阻另一端连接电源地；

第二电阻另一端还连接第九电阻一端，第九电阻另一端连接第一运算放大器异相输入端和第八电容一端，第一运算放大器同相输入端连接第八电阻一端和第八电容另一端，第八电阻另一端连接电源地，第一运算放大器输出端连接第十三电阻一端，第十三电阻另一端连接第十三电容一端、第十二电容一端和控制单元放电电流检测端，第十三电容另一端和第十二电容另一端接地；

第二电阻另一端还连接第十六电阻一端，第十六电阻另一端连接第二运算放大器异相输入端和第九电容一端，第二运算放大器同相输入端连接第十电阻一端和第九电容另一端，第十电阻另一端连接第二电阻另一端，第二运算放大器输出端连接第十五电阻一端，第十五电阻另一端连接第十四电容一端、第十五电容一端和控制单元充电电流检测端，第十四电容另一端和第十五电容另一端均接地。

上述方案中：控制单元信号输出端连接无线模块信号输入端，通过无线模块接收移动的控制信号和/或发送电池模块电量。

本发明还提供了一种巡航式喷水增氧泵的工作方法，四个碰撞传感器分别为左碰撞传感器、右碰撞传感器、前碰撞传感器和后碰撞传感器；四个电磁阀分别为前电磁阀、右电磁阀、前电磁阀和电磁阀；

还包括以下步骤：

S1：系统初始化；

S2:控制单元向蓄电池发出检测当前余电指令，蓄电池向控制单元发出当前剩余电量信息；控制单元判断当前剩余电量是否足以支撑完成巡航一次池塘；若能则同时执行S3、S4和S10；若不能则不开始巡航，并通过太阳能电池板进行充电，同时，控制单元通过无线模块发送电量不足信息；

S3：控制单元向水泵发出启动指令，水泵启动，通过溶解氧传感器实时检测当前池塘内水的含氧量，并将检测的含氧量发送至控制单元；若含氧量较低，则控制单元向增氧电磁阀发出接通指令，若含氧量充足，则控制单元暂时不向增氧电磁阀发出接通指令或向增氧电磁阀发送关闭指令；

S4：控制单元先向左电磁阀发送接通指令，左电磁阀接收到接通指令后，接通左侧的喷嘴和六通管，水泵将水从左侧的喷嘴泵出，通过泵出的水产生推力，推动增氧泵向右移动；

S5：当右碰撞传感器检测到碰撞信号后，右碰撞传感器向控制单元发送右侧碰撞信号，控制单元向后电磁阀发送接通指令，后电磁阀接收到接通指令后，接通后侧的喷嘴和六通管，水泵同时将水从后侧的喷嘴泵出，通过泵出的水产生推力，推动增氧泵向前移动；同时，控制单元开始计时；

S6：当到达计时时长，控制单元先向后电磁阀发送关闭指令，后电磁阀关闭后侧的喷嘴，增氧泵停止向前移动，控制单元再向左电磁阀发送关闭指令，左电磁阀关闭左侧的喷嘴；

S7：控制单元先向右电磁阀发送接通指令，右电磁阀接收到接通指令后，接通右侧的喷嘴和六通管，水泵将水从右侧的喷嘴泵出，通过泵出的水产生推力，推动增氧泵向左移动；

S8：当左碰撞传感器检测到碰撞信号后，左碰撞传感器向控制单元发送左侧碰撞信号，控制单元向后电磁阀发送接通指令，后电磁阀接收到接通指令后，接通后侧的喷嘴和六通管，水泵同时将水从后侧的喷嘴泵出，通过泵出的水产生推力，推动增氧泵向前移动；同时，控制单元开始计时；

S9：当到达计时时长，控制单元先向后电磁阀发送关闭指令，后电磁阀关闭后侧的喷嘴，增氧泵停止向前移动，控制单元再向右电磁阀发送关闭指令，右电磁阀关闭右侧的喷嘴；返回S4；

S10：当前碰撞传感器检测到碰撞信号后，前碰撞传感器向控制单元发送前侧碰撞信号，控制单元向后电磁阀发送关闭指令，后电磁阀关闭后侧的喷嘴，增氧泵停止向前移动，控制单元再向前电磁阀发送接通指令，前电磁阀接通前侧的喷嘴，水泵同时将水从前侧的喷嘴泵出，增氧泵向后移动；

S11：当后碰撞传感器检测到碰撞信号后，后碰撞传感器向控制单元发送后侧碰撞信号，控制单元向所有电磁阀发送关闭指令，停止接通喷嘴，增氧泵停止移动；

S12：巡航结束。

本发明的有益效果：在传统的增氧泵上增加运动机构、检测机构和控制单元，使增氧泵能朝着前后左右四个方向移动，增加增氧泵的工作范围，有利于减少增氧泵的数量，从而降低养殖成本；同时检测机构能实时检测水中含氧量，及时发现处于贫氧地区，并对贫氧地区及时增氧，防止出现因水中含氧量过低而造成鱼类死亡的情况。除此之外，在发生碰撞时，还持续抵着池塘侧壁，增加阻力，便于停止继续前进。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A-A的剖视图。

图3为图2中B-B的剖视图。

图4为本发明的系统图。

图5为充电模块的电路图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

结合1—图5所示，一种巡航式喷水增氧泵，主要由进水栅格1、水泵2、增氧泵头3和浮体4组成，进水栅格1、水泵2、增氧泵头3从下到上依次设置，浮体4设置在水泵2外，且位于水泵2靠上位置处。

还包括运动机构、检测机构和控制单元11，运动机构用于推动增氧泵沿着前后左右四个方向移动，检测机构设置在浮体内，用于检测水中的含氧量和增氧泵附近障碍物情况，控制单元11设置在浮体4内，且与检测机构、运动机构电连接，用于控制增氧泵运动的方向和增氧泵头3的工作。

运动机构由电磁阀5、喷嘴6和六通管7组成，水泵2与增氧泵头3间设置有六通管7，且增氧泵头3与六通管7之间通过连接管8连接，四个喷嘴6分别设置在浮体4的前后左右侧面上，并与六通管7之间通过连接管8连接，所有连接管8上均设置有电磁阀5。当前后左右侧面上的任意一个电磁阀开启时，对应侧的喷嘴喷水，从而推动增氧泵沿着该方向行驶；当增氧泵头下的电磁阀开启时，其余电磁阀均关闭，此时增氧泵停止行驶，并进行增氧工作。

检测机构由溶解氧传感器9和碰撞传感器10组成，溶解氧传感器9设置在进水栅格1内，四个碰撞传感器10分别设置在浮体4的前后左右侧面上。将碰撞传感器设置在浮体上，能防止碰撞传感器检测到鱼类，从而混淆检测结果，进而干扰控制单元发出的指令。

当溶解氧传感器9检测到水中含氧量小于等于3mg/L时，控制单元发出指令除增氧泵头3下方的电磁阀5外其余均关闭，使增氧泵停止行驶并处于增氧新工作中；当检测到水中含氧量大于3mg/L时，增氧泵继续停止前的动作。

当增氧泵后方电磁阀开启，即后方喷嘴喷水时，增氧泵朝向前方行驶；当增氧泵前方电磁阀开启，即前方喷嘴喷水时，增氧泵朝向后方行驶；左方电磁阀开启，即左方喷嘴喷水时，增氧泵朝向右方行驶；右方电磁阀开启，即欧方喷嘴喷水时，增氧泵朝向左方行驶。

通常水产品养殖时，会将养殖区域划分为一片一片的矩形区域。增氧泵在行驶时，优先选择前方或者后方行驶，至前方或者后方检测到障碍物，增氧泵停止行驶5s，再次检测发现前方或者后方检测到障碍物，增氧泵选择向右行驶，行驶一段距离后，行驶的距离与增氧泵头喷水的直径相等，增氧泵换为后方或者前方行驶，至增氧泵在向右行驶时，检测到两个相邻方向上均有障碍物时，增氧泵沿原路返回，这样使增氧泵形成来回运动。

最好是，浮体4采用矩形浮体，便于运动机构和碰撞传感器的安装。

最好是，碰撞传感器10采用机械式碰撞防护传感器。碰撞防护传感器能提前检测障碍物，防止增氧泵撞上障碍物。

所述喷嘴6沿水平方向延伸为扁平状；连接所述增氧泵头3的连接管8上还设有增氧电磁阀。

所述浮体4的顶部还设有太阳能电池板，所述太阳能电池板充电输出端连接充电模块充电输入端，充电模块电量输出端连接蓄电池U1电量输入端，所述蓄电池U1电量监控输出端连接控制单元11电量监控输入端。

充电模块包括第一电感L1，第一电感L1一端连接第一接线排P1第二端，通过第一接线排P1连接太阳能电池板充电输出端，第一电感L1另一端连接第十八电阻R18一端，第十八电阻R18另一端连接第六三极管Q6基极，第六三极管Q6集电极连接第十八电阻R18一端，第六三极管Q6发射极连接第五三极管Q5基极，第五三极管Q5集电极极连接第十八电阻R18一端，第五三极管Q5发射极连接第十九电阻R19一端和蓄电池U1交流电输入端，第十九电阻R19另一端连接第七三极管Q7基极和第二十电阻R20一端，第二十电阻R20一端另一端连接蓄电池U1电压输出端和第七三极管Q7发射极，第七三极管Q7集电极连接第六三极管Q6基极和第十七电容C17一端，第十七电容C17另一端连接第七三极管Q7发射极；

第一电感L1另一端还连接变压器T1第一端、第七电阻R7一端和第五电容C5一端，第七电阻R7另一端连接第一二极管D1正极和第五电容C5另一端，变压器T1第三端连接第一二极管D1负极、第二MOS管Q2漏极、第六电容C6一端和第二二极管D2正极，第二二极管D2负极连接第七电容C7一端和第二十一电阻R21一端，第二十一电阻R21另一端连接第七电容C7另一端、第六电容C6另一端和第二MOS管Q2源级，第二MOS管Q2栅极连接肖特基二极管D3负极和第三电阻R3一端，肖特基二极管D3正极连接第二MOS管Q2源级，第三电阻R3另一端连接第二MOS管Q2源级和第二电阻R2一端，第二电阻R2另一端连接第一接线排P1第一端和第一电阻R1一端，第一电阻R1另一端连接电源地；

第二电阻R2另一端还连接第九电阻R9一端，第九电阻R9另一端连接第一运算放大器U2异相输入端和第八电容C8一端，第一运算放大器U2同相输入端连接第八电阻R8一端和第八电容C8另一端，第八电阻R8另一端连接电源地，第一运算放大器U2输出端连接第十三电阻R13一端，第十三电阻R13另一端连接第十三电容C13一端、第十二电容C12一端和控制单元1放电电流检测端，第十三电容C13另一端和第十二电容C12另一端接地；

第二电阻R2另一端还连接第十六电阻R16一端，第十六电阻R16另一端连接第二运算放大器U3异相输入端和第九电容C9一端，第二运算放大器U3同相输入端连接第十电阻R10一端和第九电容C9另一端，第十电阻R10另一端连接第二电阻R2另一端，第二运算放大器U3输出端连接第十五电阻R15一端，第十五电阻R15另一端连接第十四电容C14一端、第十五电容C15一端和控制单元1充电电流检测端，第十四电容C14另一端和第十五电容C15另一端均接地。

控制单元11信号输出端连接无线模块信号输入端，通过无线模块接收移动的控制信号和/或发送电池模块电量。

本发明还提供了一种巡航式喷水增氧泵的工作方法，四个碰撞传感器10分别为左碰撞传感器、右碰撞传感器、前碰撞传感器和后碰撞传感器；四个电磁阀5分别为前电磁阀、右电磁阀、前电磁阀和电磁阀；

还包括以下步骤：

S1：系统初始化；

S2:控制单元11向蓄电池U1发出检测当前余电指令，蓄电池U1向控制单元11发出当前剩余电量信息；控制单元11判断当前剩余电量是否足以支撑完成巡航一次池塘；若能则同时执行S3、S4和S10；若不能则不开始巡航，并通过太阳能电池板进行充电，同时，控制单元11通过无线模块发送电量不足信息；

S3：控制单元11向水泵2发出启动指令，水泵2启动，通过溶解氧传感器9实时检测当前池塘内水的含氧量，并将检测的含氧量发送至控制单元11；若含氧量较低，则控制单元11向增氧电磁阀发出接通指令，若含氧量充足，则控制单元11暂时不向增氧电磁阀发出接通指令或向增氧电磁阀发送关闭指令；

S4：控制单元11先向左电磁阀发送接通指令，左电磁阀接收到接通指令后，接通左侧的喷嘴6和六通管7，水泵2将水从左侧的喷嘴6泵出，通过泵出的水产生推力，推动增氧泵向右移动；

S5：当右碰撞传感器检测到碰撞信号后，右碰撞传感器向控制单元11发送右侧碰撞信号，控制单元11向后电磁阀发送接通指令，后电磁阀接收到接通指令后，接通后侧的喷嘴6和六通管7，水泵2同时将水从后侧的喷嘴6泵出，通过泵出的水产生推力，推动增氧泵向前移动；同时，控制单元11开始计时；

S6：当到达计时时长，控制单元11先向后电磁阀发送关闭指令，后电磁阀关闭后侧的喷嘴6，增氧泵停止向前移动，控制单元11再向左电磁阀发送关闭指令，左电磁阀关闭左侧的喷嘴6；

S7：控制单元11先向右电磁阀发送接通指令，右电磁阀接收到接通指令后，接通右侧的喷嘴6和六通管7，水泵2将水从右侧的喷嘴6泵出，通过泵出的水产生推力，推动增氧泵向左移动；

S8：当左碰撞传感器检测到碰撞信号后，左碰撞传感器向控制单元11发送左侧碰撞信号，控制单元11向后电磁阀发送接通指令，后电磁阀接收到接通指令后，接通后侧的喷嘴6和六通管7，水泵2同时将水从后侧的喷嘴6泵出，通过泵出的水产生推力，推动增氧泵向前移动；同时，控制单元11开始计时；

S9：当到达计时时长，控制单元11先向后电磁阀发送关闭指令，后电磁阀关闭后侧的喷嘴6，增氧泵停止向前移动，控制单元11再向右电磁阀发送关闭指令，右电磁阀关闭右侧的喷嘴6；返回S4；

S10：当前碰撞传感器检测到碰撞信号后，前碰撞传感器向控制单元11发送前侧碰撞信号，控制单元11向后电磁阀发送关闭指令，后电磁阀关闭后侧的喷嘴6，增氧泵停止向前移动，控制单元11再向前电磁阀发送接通指令，前电磁阀接通前侧的喷嘴6，水泵2同时将水从前侧的喷嘴6泵出，增氧泵向后移动；

S11：当后碰撞传感器检测到碰撞信号后，后碰撞传感器向控制单元11发送后侧碰撞信号，控制单元11向所有电磁阀发送关闭指令，停止接通喷嘴6，增氧泵停止移动；

S12：巡航结束。