技术领域
[0001] 本
申请涉及
水产养殖技术领域，具体而言，涉及一种水下吸污设备。
背景技术
[0002] 在我国水产养殖产业体量巨大，且发展迅速，特别是
淡水养殖行业，中国是世界上水产养殖规模超过捕捞的国家。随着人们对水产品的需求逐年递增，集中化水产养殖成为发展趋势，如
循环水养殖模式，将鱼养殖到水塘内封闭的集中区域，可大大提高养殖效率。在循环水养殖中，粪污会随着水流沉积到集污区，如果无法将粪污有效处理，水质将逐渐变差，从而影响鱼的品质，并且随着国家对环保的严格要求，因此除污成为循环水养殖模式的
瓶颈环节。
[0003] 由于
水体自身
净化能
力有限，因此通常利用水
泵将集污区的粪污吸到岸上进行粪污处理。现有吸污方式大致有两种形式：第一种，通常采用
排水管连接水泵，将软管连接的吸污口垂入水底进行吸污，这种方式虽然成本低，但由于吸污
位置固定，而且吸污范围太小，因此吸污效果较差；第二种，将集污区改造为漏斗状，粪污会集中到漏斗口位置，然后漏斗口通过排水管连接水泵进行吸污，这种方式需对原有养殖池进行改造，成本大大增加，而且粪污随着时间会附着到池底的漏斗表面无法有效吸除。
发明内容
[0004] 为了解决上述技术问题，本申请
实施例提供了一种水下吸污设备。根据本申请实施例的水下吸污设备，其包括
机架，所述机架上固定有吸污腔、行走装置、吸污泵和水下相机，其中：
[0005] 所述行走装置用于驱动所述水下吸污设备移动；
[0006] 所述水下相机用于采集水下污物的沉积图像，所述水下相机的镜头的采集方向竖直向下；
[0007] 所述吸污腔的底面开设有吸污口，所述吸污腔与所述吸污泵的入料口连通。
[0008] 进一步的，所述吸污口为长条形，所述吸污口的长度与水下集污区的宽度相同。
[0009] 进一步的，所述行走装置包括分别设置在所述机架上的驱动
电机、减速器、
驱动轮和从动轮，所述驱动轮和从动轮分别设置在所述机架的底部，所述
驱动电机通过所述减速器驱动所述驱动轮转动。
[0010] 进一步的，所述吸污腔通过软管与所述吸污泵的入料口连通，所述吸污泵的出料口通过排污管道与粪污处理池连通。
[0011] 进一步的，还包括分别与所述行走装置、吸污泵和水下相机连接的电控箱，所述电控箱包括
控制器和
驱动器，所述控制器用于接收并识别所述水下相机采集的水下污物的沉积图像并向所述驱动器发送控制指令，所述驱动器用于驱动所述行走装置和吸污泵工作。
[0012] 进一步的，所述机架的边缘安装有与所述控制器连接的
接触传感器，所述接触传感器用于检测所述水下吸污设备的到位状态。
[0013] 进一步的，所述电控箱还包括网关，所述网关用于实现所述控制器与外部
服务器的信息交互。
[0014] 进一步的，所述机架的上安装有与所述控制器连接的水质传感器，所述水质传感器用于检测水下集污区的水质情况。
[0015] 本申请实施例通过可移动的水下吸污设备在集污区进行吸污，可以通过水下相机拍摄集污区的粪污沉积程度，水下相机获取的信息可以用来作为控制吸污设备的启停的依据，提高吸污效果。
附图说明
[0016] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0017] 图1为本申请实施例提供的吸污设备的俯视图；
[0018] 图2为本申请实施例提供的吸污设备的立体结构图；
[0019] 图3为本申请实施例提供的吸污设备的侧视图；
[0020] 图4为本申请实施例提供的吸污设备的仰视图；
[0021] 图5为本申请实施例提供的吸污设备与控制系统的连接关系图；以及
[0022] 图6为本申请实施例提供的吸污设备的控制系统示意图。
[0023] 图中：
[0024] 1、机架；2、吸污腔；3、吸污泵；4、水下相机；5、吸污口；6、驱动电机；7、减速器；8驱动轮；9、从动轮；10、软管；11、控制器；12、驱动器；13、接触传感器；14、网关；15、服务器；16、水质传感器。
具体实施方式
[0025] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0026] 需要说明的是，本申请的
说明书和
权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何
变形，意图在于
覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0027] 在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0028] 并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
[0029] 此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0030] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0031] 如图1-4所示的水下吸污设备，包括机架1，所述机架1上固定有吸污腔2、行走装置、吸污泵3和水下相机4，其中所述行走装置用于驱动所述水下吸污设备移动；所述水下相机4用于采集水下污物的沉积图像，所述水下相机4的镜头的采集方向竖直朝下；所述吸污腔2的底面开设有吸污口5，所述吸污腔2与所述吸污泵3的入料口连通。本实施例提供的水下吸污设备可以实现在水下集污区进行可移动的吸污，可以通过水下相机4拍摄水下集污区的粪污沉积程度，水下相机4获取的信息可以用来作为控制吸污设备的启停的依据，提高吸污效果。通过行走装置，可以控制水下吸污设备在水下集污区的不同位置进行工作，增大了吸污范围。
[0032] 相较于采用排水管连接水泵，将软管连接的吸污口垂入水底进行吸污的方式而言，本实施例的水下吸污设备可以通过行走装置在水底进行移动，吸污位置可以进行调整，吸污范围更大；相较于将集污区改造为漏斗状进行吸污的方式而言，本实施例的技术方案无需对原有的养殖池进行改造，成本更低。
[0033] 在一些实施例中，如图4所示，朝向水底集污区的吸污口5的形状为长条形，所述吸污口5的长度与水下集污区的宽度相匹配，具体的，吸污口5的长度与集污区的宽度相同或吸污口5的长度略大于集污区的宽度，须保证吸污口5可以在集污区自由的移动。将吸污口5的长度与集污区的宽度尺寸设置为相同或接近，吸污口5朝向池底方向，通过水下吸污设备的整体往复运动即可保证整个水底集污区的有效吸污。
[0034] 作为一种可选的实施方式，如图3和4所示，所述行走装置包括分别设置在所述机架1上的驱动电机6、减速器7、驱动轮8和从动轮9，所述驱动轮8和从动轮9分别设置在所述机架1的底部，所述驱动电机6通过所述减速器7驱动所述驱动轮8转动。驱动电机6装有减速器7，可保证水下吸污设备的缓速运动，以保证吸污效果。具体的，可以在驱动电机6的两侧各设置一个驱动轮8，两个驱动轮8可以保证动力输出的
稳定性，在机架1上可以对称设置多个从动轮9。
[0035] 在一些实施例中，如图1-4所示，所述吸污腔2通过软管10与所述吸污泵3的入料口连通，所述吸污泵3的出料口通过排污管道与粪污处理池连通，最终可将集污区的粪污排到岸上的粪污处理池进行处理。
[0036] 在一些实施例中，如图5和6所示，水下吸污设备还包括分别与所述行走装置、吸污泵3和水下相机4连接的电控箱，所述电控箱包括控制器11和驱动器12，所述控制器11用于接收并识别所述水下相机4采集的水下污物的沉积图像并向所述驱动器12发送控制指令，所述驱动器12用于驱动所述行走装置和吸污泵3工作，具体的，驱动器12可驱动吸污泵和驱动电机工作，可以调整驱动电机的速度和转动方向，可以开启和关闭吸污泵。在具体的工作过程中，水下相机4采集到水下集污区的粪污沉积图像并传输至控制器11，控制器11通过图像AI识别
算法将粪污堆积进行量化，当数值超过设定的
阈值后，就会触发控制器11发出吸污启动操作的指令，控制吸污泵3启动，通过吸污口5将粪污经过吸污腔2吸入吸污泵3，然后由排污管道排到岸上的粪污处理区，与此同时，行走装置启动，带动水下吸污设备在水下的集污区进行运动。在本实施例中，控制器11和驱动器12可以根据需要选用本领域中常用的设备，控制器可以为工业控制器，如PLC工控板FX2N 16-40MR、PLC工控板三凌2N32MR、STM32工业控制器等；驱动器可以为电机驱动器或
变频器，如台达三
相变频器和减速电机控制器等。
[0037] 在上面的实施例中，图像AI识别算法可以依据各自现有的
图像识别程序算法来实现，作为一种可选的方式，图像AI识别算法的流程可以为：首先，大量采集池底鱼粪吸污区的图像信息，采集没有粪污堆集的图像，然后人为标定出粪污堆集的图像作为识别目标，并标定出粪污堆集较多的情况；然后，通过
边缘检测算法，进行大量数据的
机器学习训练，完善AI识别算法，以能够准确识别到粪污；最后，在实际应用中，应用AI识别算法，当粪污堆积到一定量时，以每秒100张的速度连续采集图像，识别出画面中粪污堆集所占画面的面积比例，以此作为判断粪污堆集数量的指标。
[0038] 在一些实施例中，如图5和6所示，所述机架1的边缘安装有与所述控制器11连接的接触传感器13，所述接触传感器13用于检测所述水下吸污设备的到位状态。通过该实施方案，在工作过程中，水下吸污设备一开始可以位于集污区一侧的边缘位置，控制驱动电机6启动后，可以带动水下吸污设备向集污区另一侧进行运动，当接触传感器13碰触另一侧边缘后触发，产生触发
信号传递给控制器11，控制器11对驱动器12发送指令，控制驱动电机6转动，带动水下吸污设备反向向集污区的另一侧进行运动，另一侧的接触传感器13碰触到边缘后，产生触发信号发送给控制器11，控制器11对驱动器12发送指令，控制驱动电机6停止工作，从而通过一次往返实现对集污区整个区域的吸污操作。在本实施例中，接触传感器13可以根据需要选用本领域中常用的设备，例如正泰行程
开关YBLX-ME-8108以及德力西行程开关me8108。
[0039] 在一些实施例中，如图6所示，所述电控箱还包括网关14，所述网关14用于实现所述控制器11与外部服务器15的信息交互。电控箱内置网关14，控制器11和驱动器12可以通过网关14可接入互联网，从而实现与服务器15进行数据通讯，控制器11进行水下图像的AI识别，并解析服务器的通讯指令。具体的，水下吸污设备可以与配套的SaaS管理
软件结合使用，通过SaaS软件可设定吸污阈值，并手动触发吸污操作，或者设定定时吸污模式，同时可实时查看水下图像和传感器数值，以及设备运行状态。其中管理后台
网站可进行任务管理，比如设定粪污堆积阈值，安装在手机端的APP可实现任务操作，并实时监控水质情况，例如机架1上可以安装有与所述控制器11连接的水质传感器16，所述水质传感器16用于检测水下集污区的水质情况。
[0040] 本说明书中部分实施例采用递进或并列的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0041] 以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种
修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
