利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021107073696
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种变体积深海蝶形网箱,其特征在于:包括上蝶形网箱、下蝶形网箱、中心柱、水下发电牵引平台、信号采集器、浮力系统和控制系统,中心柱依次穿设于上蝶形网箱及下蝶形网箱的中部,上蝶形网箱与下蝶形网箱对称设置,两者的相背端分别通过上法兰盘、下法兰盘与中心柱的端部连接,相对端分别与中心柱中部转动连接,外周通过多个销连接,上法兰盘、下法兰盘分别与信号采集器连接,水下发电牵引平台与下法兰盘连接,浮力系统安装于中心柱上,控制系统安装于水下发电牵引平台上并与其信号连接,上蝶形网箱、下蝶形网箱、信号采集器、浮力系统分别与水下发电牵引平台和控制系统信号连接;

上蝶形网箱包括上螺母、以及围绕上法兰盘周向间隔均布的多个上变形机构,上变形机构包括杆一、杆二、杆三、杆四、杆五、伺服马达一、伺服马达二、网箱上骨架,杆一一端和网箱上骨架一端通过伺服马达一铰接形成一个整体,杆一的另一端与上法兰盘铰接,网箱上骨架另一端通过销与下蝶形网箱连接,杆二一端与杆三一端通过伺服马达二铰接形成一个整体,杆二另一端在靠近伺服马达一处与杆一的外周面铰接,杆三的另一端与上螺母外周面铰接,上螺母与中心柱螺旋连接,杆四与杆五端部固定,杆四的另一端与杆二铰接,杆五的另一端与杆三铰接,四者构成多边形结构,伺服马达一、伺服马达二分别与水下发电牵引平台和控制系统信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种变体积深海蝶形网箱,其特征在于:下蝶形网箱包括下螺母、以及围绕下法兰盘周向间隔均布的多个下变形机构,下变形机构包括杆六、杆七、杆八、杆九、杆十、伺服马达三、伺服马达四、网箱下骨架,杆六一端和网箱下骨架一端通过伺服马达三铰接形成一个整体,杆六的另一端与下法兰盘铰接,网箱下骨架另一端通过销与网箱上骨架连接,杆七一端与杆八一端通过伺服马达四铰接形成一个整体,杆七另一端在靠近伺服马达三处与杆六的外周面铰接,杆八的另一端与下螺母外周面铰接,下螺母与中心柱螺旋连接,下螺母结构与上螺母相同,杆九与杆十端部固定,杆九的另一端与杆七铰接,杆十的另一端与杆八铰接,四者构成多边形结构,伺服马达三、伺服马达四分别与水下发电牵引平台和控制系统信号连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种变体积深海蝶形网箱,其特征在于:上螺母包括螺母外圈、齿轮圈、轴瓦、行星轮、第一电机、太阳轮、行星架,齿轮圈设置于螺母外圈内并通过轴瓦与螺母外圈转动连接,太阳轮设置于齿轮圈内,两者之间沿周向设有多个行星轮,多个行星轮通过行星架依次连接成一体并分别与齿轮圈和太阳轮啮合,第一电机安装在螺母外圈上,其电机轴与其中一个行星轮的转轴连接,太阳轮与中心柱螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种变体积深海蝶形网箱,其特征在于:中心柱中部的外周面上设有螺纹一段、螺纹二段,螺纹一段与螺纹二段旋转方向相反,上蝶形网箱与螺纹一段连接,下蝶形网箱与螺纹二段连接,中心柱的内部为中空结构。

5.根据权利要求1所述的一种变体积深海蝶形网箱,其特征在于:水下发电牵引平台包括底座、中心支撑柱、顶板、发电装置、蓄能器、缆索装置、固定法兰盘,顶板与底座中心对称上下间隔设置并通过中心支撑柱连接,顶板与底座之间安装有多个呈周向间隔均布的发电装置,缆索装置在顶板的上表面呈周向间隔排列设有多个,缆索装置一端与顶板连接,另一端通过固定法兰盘在中心柱下端与下法兰盘连接,蓄能器设在底座上表面中心支撑柱的周向,多个发电装置分别与蓄能器连接,控制系统安装在顶板上,上蝶形网箱、下蝶形网箱、信号采集器、控制系统分别与蓄能器信号连接。

6.根据权利要求5所述的一种变体积深海蝶形网箱,其特征在于:发电装置包括发电机、发电机叶片、发电机转轴,发电机安装在顶板底部,其发电机转轴朝下竖直设置,发电机叶片与发电机转轴连接,蓄能器与发电机连接;

缆索装置包括卷筒、锚绞机、钢丝绳,锚绞机安装于顶板的上表面,卷筒与锚绞机连接,钢丝绳缠绕于卷筒上,钢丝绳的自由端与固定法兰盘连接,锚绞机分别与控制系统和蓄能器信号连接。

7.根据权利要求1所述的一种变体积深海蝶形网箱,其特征在于:控制系统包括无线信号接收器、A/D转换器、工控机、D/A转换器、驱动器、信号线,无线信号接收器、A/D转换器、工控机、D/A转换器、驱动器分别通过信号线依次连接,上蝶形网箱、下蝶形网箱、水下发电牵引平台分别与驱动器信号连接;

信号采集器包括无线信号发射器一、传感器、无线信号发射器二、水深计,传感器安装于上法兰盘底部,无线信号发射器一与传感器连接,水深计安装于下法兰盘顶部,无线信号发射器二与水深计连接,无线信号发射器一、无线信号发射器二分别与无线信号接收器信号连接。

8.根据权利要求1所述的一种变体积深海蝶形网箱,其特征在于:浮力系统包括浮箱组件、水泵、进出水口,浮箱组件包括第一浮箱、第二浮箱、第三浮箱、第四浮箱,第一浮箱、第二浮箱分别设置于下法兰盘的下部和上部,两者分别与中心柱连接并与其内部连通,第三浮箱、第四浮箱分别设置于上法兰盘的下部和上部,两者分别与中心柱连接并与其内部连通,中心柱的下端开设有进出水口,水泵与进出水口连接,水下发电牵引平台和控制系统分别与水泵信号连接。

9.一种根据权利要求7所述的变体积深海蝶形网箱的调控方法,其特征在于包括以下步骤:

S1:通过传感器采集海水流速信号,并通过无线信号发射器一向外发送海水流速信号;

水深计采集网箱下潜深度信号,通过无线信号发射器二向外发射下潜深度信号;

S2:通过无线信号接收器接收海水流速信号和网箱下潜深度信号,经A/D转换器传递给工控机;

S3:工控机提取海水流速信号和下潜深度信号,并计算得出海水流速均值Va和下潜深度指Ha;比较海水流速的均值Va和设定值V0的大小;若海水流速的均值Va小于V0,下潜深度值Ha小于H0,返回第一步S1;否则进入第四步S4;

2

S4:工控机根据测得的海水流速,计算网箱受到的阻力为F=KVρA1,根据材料的许用应力,计算网箱的下沉深度;

S5:工控机发出指令,经过D/A转换器发出指令给驱动器,驱动器发出信号驱动上蝶形网箱、下蝶形网箱开始工作,上蝶形网箱、下蝶形网箱同步向网箱减小体积方向动作,变形后的网箱浮力减小,开始下沉;

S6:工控机发出指令,经过D/A转换器、驱动器,浮力系统开始工作,水泵向中心柱内充水增加网箱的重力,当网箱的整体重力增加到大于其浮力时,浮力系统停止工作;

S7:工控机发出指令,经过D/A转换器、驱动器,驱动位于底部的水下发电牵引平台牵引上蝶形网箱、下蝶形网箱下潜;下潜到预定深度值时,工控机接收到来自水深计的预警深度值后,并向水下发电牵引平台发出停止工作指令,网箱停止下潜,并保持悬浮状态;然后等待下一步指令;

S8:当工控机得到海水流速的均值Va小于设定值V0后,发起下一步指令,经过D/A转换器、驱动器,给水下发电牵引平台、浮力系统、上蝶形网箱、下蝶形网箱,浮力系统开始工作,减少重力,网箱开始上浮,所有工作机回到原来的位置或者状态,网箱恢复到工作常态。