[發明專利]一種基于OWC原理的自航式摻氣增氧船及其增氧方法

在審

• 申請號: 202110272246.4
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113016704A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 高力元;尹則高;吉昊宇;熊杰;李菲凡;蘭云龍;崔圣佳;楊璇
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: A01K63/04
• 分類號: A01K63/04;B63B35/00
• 代理公司: 青島博雅知識產權代理事務所(普通合伙) 37317
• 代理人: 封代臣

1.一種基于OWC原理的自航式摻氣增氧船，其特征在于：包括主船體，在主船體上設置底層甲板、上層甲板和尾部甲板；底層甲板的底部與主船體之間形成壓艙水室，在壓艙水室內注滿水；在底層甲板的頂部安裝兩個結構相同的摻氣增氧系統和一個密封艙，所述的摻氣增氧系統包括固定安裝在底層甲板上的水箱，水箱內部被豎向隔板分隔成兩個底端相通上端不相通的水室，在兩個水室的頂部均設置箱蓋，各箱蓋與其所在水室的側壁之間通過密封圈密封，此外在各箱蓋上還均設置兩個氣孔，其中一個氣孔連接單向進氣閥，另一個氣孔連接單向出氣閥，單向進氣閥通過軟管連接大氣，單向出氣閥通過軟管連接增氧船的停泊水域，在水箱的側壁底部開設排水口，該排水口通過管道與排水電磁閥相連通，排水電磁閥則通過管道與壓艙水室相連通，在水箱的側壁上部開設進水口，該進水口通過管道與進水電磁閥相連通，進水電磁閥則通過管道與水泵的排水口相通，水泵的進水口通過管道與壓艙水室的底部相連通，所述的密封艙內安裝控制上述進水電磁閥、排水電磁閥、水泵及下述電機、兩個船體推進器工作的單片機和為增氧船內各部件供電的電池；在上層甲板上安裝一個以上為上述電池充電的智能電池板；在尾部甲板的上部設置船錨投放裝置，所述的船錨投放裝置包括固定安裝在尾部甲板上的兩個船錨支架和一部電機，在兩個船錨支架之間安裝旋轉軸，旋轉軸由上述電機驅動旋轉，在旋轉軸上固定安裝纏繞纜繩的纜繩圈，纜繩的末端懸掛船錨，在尾部甲板的下部對稱安裝兩個旋轉方向相反的船體推進器。

2.根據權利要求1所述基于OWC原理的自航式摻氣增氧船，其特征在于：一個摻氣增氧系統橫向安裝在底層甲板上，另一個摻氣增氧系統豎向安裝在底層甲板上，兩個摻氣增氧系統彼此垂直。

3.根據權利要求1所述基于OWC原理的自航式摻氣增氧船，其特征在于：所述的密封艙和水泵均通過螺栓固定在底層甲板上。

4.根據權利要求1所述基于OWC原理的自航式摻氣增氧船，其特征在于：所述的單片機為STM32F4系列單片機。

5.根據權利要求1所述基于OWC原理的自航式摻氣增氧船，其特征在于：智能電池板包括安裝在上層甲板上的底座，在底座上安裝止推軸承，在止推軸承上安裝旋轉平臺，旋轉平臺由第一舵機驅動旋轉，在旋轉平臺上安裝兩個支架，在兩個支架之間安裝旋轉軸，在旋轉軸上固定安裝帶感光元件的太陽能板，此外還在旋轉軸的一端安裝齒輪，該齒輪與固定安裝在第二舵機輸出軸上的齒輪相嚙合，使第二舵機可驅動太陽能板擺動，所述的第一舵機和第二舵機均由單片機控制，太陽能板上的感光元件也與單片機連接通信。

6.根據權利要求5所述基于OWC原理的自航式摻氣增氧船，其特征在于：所述的第一舵機安裝在底座上，第二舵機安裝在一個支架上。

7.根據權利要求1所述基于OWC原理的自航式摻氣增氧船，其特征在于：在上層甲板上還安裝智能攝像頭，在主船體的側面連接六個不同方向的紅外傳感器。

8.根據權利要求1所述基于OWC原理的自航式摻氣增氧船，其特征在于：電機通過電機支架固定安裝在尾部甲板上。

9.根據權利要求1所述基于OWC原理的自航式摻氣增氧船，其特征在于：還包括由MPU60X0和超聲波測距器組成的航行信息采集模塊及藍牙無線通信模塊。

10.一種增氧方法，使用權利要求1所述的增氧船，其特征在于：啟動兩個船體推進器使增氧船航行，兩個船體推進器轉速相同時增氧船直線航行，兩個船體推進器轉速不同時向轉速低的船體推進器方向轉向，增氧船航行至目標水域后關閉兩個船體推進器；啟動電機帶動纜繩圈順時針旋轉下放船錨，當船錨觸底時電機停轉并保持自鎖；打開進水電磁閥和水泵，將壓艙水室內的水注入水箱，待水箱內的水位達到設定值后關閉進水電磁閥和水泵；當主船體在波浪的作用下發生晃動時，水箱內的水發生振蕩，隔板一側水室內的水位升高而另一側水室內的水位降低，水位升高水室內的空氣體積減小，壓強增大，將空氣從單向出氣閥經由軟管排入增氧船的停泊水域，完成增氧過程，水位降低水室內的空氣體積增大，壓強減小，將空氣從單向進氣閥經由軟管吸入該水室，完成進氣過程；當前水域增氧作業完畢后，打開排水電磁閥，將水箱內的水排回壓艙水室后再關閉排水電磁閥；啟動電機帶動纜繩圈逆時針旋轉上提船錨，當船錨收起時電機停轉并保持自鎖；啟動兩個船體推進器使增氧船航行至下一目標水域并重復上述步驟進行增氧作業。