一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统论文和设计-毛彬彬

全文摘要

本实用新型公开一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于，所述系统包括贝壳清洗装置、水池洗刷装置以及育苗池系统，所述贝壳清洗装置包括抓取机构、压紧机构、高压喷水机构以及往复运动机构，所述水池洗刷装置和贝壳清洗装置均通过升降机构设置在传输装置上，所述水池洗刷装置和贝壳清洗装置下方设有育苗池，电控装置用于控制所述贝壳清洗装置、水池洗刷装置、抓取机构、压紧机构、高压喷水机构以及往复运动机构；使用该装备后，可以实现从贝壳清洗、水池洗刷到排出污水、进水等所有环节机械化和自动化，全部洗刷工作几乎无人参与，洗刷效率得到大幅度的提高，初步估算，洗刷一池贝壳的时间至少缩短一半，所以洗刷贝壳，不仅提高了洗刷效率和质量，而且降低了人工费用，一次性投入，长期受益。

主设计要求

1.一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于，所述系统包括贝壳清洗装置、水池洗刷装置以及育苗池系统，所述贝壳清洗装置包括抓取机构、压紧机构、高压喷水机构以及往复运动机构，所述水池洗刷装置和贝壳清洗装置均通过升降机构设置在传输装置上，所述水池洗刷装置和贝壳清洗装置下方设有育苗池，电控装置用于控制所述贝壳清洗装置、水池洗刷装置、抓取机构、压紧机构、高压喷水机构以及往复运动机构。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于：所述传输装置包括主梁和端梁，电机和减速机驱动主梁在端梁上前后移动，所述主梁上设有至少一个输送车，所述输送车下设有升降机构，所述升降机构采用剪叉式升降机。

3.根据权利要求2所述的一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于：水池洗刷装置输送车通过升降机构连接水池洗刷装置，水池洗刷装置包括电机，所述电机的输出轴通过小带轮带动大带轮，大带轮带动大带轮轴，所述大带轮轴末端设有端面毛刷，所述大带轮轴中间设有电磁离合器，电磁离合器下方装有空套齿轮，空套齿轮和中间齿轮啮合，中间齿轮和固定齿轮啮合，周面毛刷固定在固定齿轮轴的下端。

4.根据权利要求1所述的一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于：抓取机构包括电机，电机依次连接小导程螺杆、电磁离合器以及大导程螺杆，大导程螺杆顶部设有螺母，螺母圆周方向有四个向外伸出的槽，槽和四根连杆的一端连接，四根连杆的另一端分别和四个抓钩连接，抓钩安装在滑杆上，滑杆两端固定在支座上，两个支座内侧面上各装有限位开关。

5.根据权利要求4所述的一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于：压紧机构结构如下：小导程螺杆上安装螺母悬臂支架,导杆装在导向座中，导杆的上端与螺母悬臂支架连接，导杆的下端通过压网的连接套筒连接，所述连接套筒上设有两个半端盖，其内设有弹簧，所述导杆末端套着所述弹簧，压网连接套筒底面装有限位开关，压网四边各有一个长方形的开口槽，抓钩的杆部插入到压网的方形槽中。

6.根据权利要求1所述的一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于：高压喷水机构包括高压清洗机，所述高压清洗机输送水到摇臂，推杆中间设有导向座，所述摇臂通过销在直槽内的相对滑动实现摆动，所述摇臂内部为L形孔结构，上端侧面为进水端，下端连接横向水管，横向水管装有若干个喷水嘴，所述横向水管两端的两端装有堵头或弯头。

7.根据权利要求1所述的一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于：往复运动机构包括电机，所述电机通过联轴器连接阶梯轴，阶梯轴与齿轮通过平键连接，齿轮分别和上下两边齿条啮合，左右两根推杆分别和齿条固连，齿条安装在壳体的导向槽中。

8.根据权利要求1所述的一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于：所述育苗池系统包括育苗池，所述育苗池一端设有进水电磁阀，另一端设有出水电磁阀，所述出水电磁阀连接水循环过滤设备。

9.根据权利要求6所述的一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于：所述摇臂上端设有直槽，摇臂和推杆由销连接，销可以在直槽中滑动，L形孔上下端为螺纹口，下端通过直通接头和纵向水管连接，纵向水管通过三通接头和横向水管连接，堵头两端安装轴承，轴承安装在轴承座中。

10.根据权利要求2所述的一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于：主梁上设有轨道，输送车安放在轨道上，输送车通过工字钢、螺栓和剪叉式升降机构连接，输送车上安装电机和蜗轮减速机。

设计说明书

技术领域

本发明属于紫菜栽培生产中的苗种培育领域，尤其涉及一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统。

背景技术

条斑紫菜的苗种培养基质都是贝壳，在育苗期的几个月中，要经常用软毛刷洗刷贝壳，以利光照促进生长，整个育苗过程洗刷贝壳就得十几次。育苗厂洗刷贝壳的工作基本是由工人手工完成。人工作业的缺点是：第一，工作环境较差，长期工作会影响工人的身体健康；第二，工作效率低，一个五十平米水池中的贝壳，需要四五个工人洗刷两个多小时；第三，成本较高，一个规模不大的育苗厂每年仅此项开支就达几万元。

很多育苗厂为了提高效率，降低生产成本，曾经尝试用水枪直接冲洗贝壳，虽然当时贝壳的表面洗的较干净，但由于整个作业过程都是在培育池中完成，时间不长，池中的浮灰很快又落在贝壳表面，清洗效果很差。

目前，市场上已有的育苗贝壳清洗设备，效率还是比较低下。首先需要人工收集池子中的贝壳，然后将贝壳送入设备清洗，最后还是需要工人重新将贝壳整齐的排摆到池中。

发明内容

本发明针对育苗厂育苗贝壳洗刷工作效率低、成本高的问题，提出一种紫菜育苗贝壳自动化清洗系统，从而达到实现规模化、产业化育苗的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于，所述系统包括贝壳清洗装置、水池洗刷装置以及育苗池系统，所述贝壳清洗装置包括抓取机构、压紧机构、高压喷水机构以及往复运动机构，所述水池洗刷装置和贝壳清洗装置均通过升降机构设置在传输装置上，所述水池洗刷装置和贝壳清洗装置下方设有育苗池，电控装置用于控制所述贝壳清洗装置、水池洗刷装置、抓取机构、压紧机构、高压喷水机构以及往复运动机构。

进一步的，所述传输装置包括主梁和端梁，电机和减速机驱动主梁在端梁上前后移动，所述主梁上设有至少一个输送车，所述输送车下设有升降机构，所述升降机构采用剪叉式升降机。

进一步的，水池洗刷装置输送车通过升降机构连接水池洗刷装置，水池洗刷装置包括电机，所述电机的输出轴通过小带轮带动大带轮，大带轮带动大带轮轴，所述大带轮轴末端设有端面毛刷，所述大带轮轴中间设有电磁离合器，电磁离合器下方装有空套齿轮，空套齿轮和中间齿轮啮合，中间齿轮和固定齿轮啮合，周面毛刷固定在固定齿轮轴的下端。

进一步的，抓取机构包括电机，电机依次连接小导程螺杆、电磁离合器以及大导程螺杆，大导程螺杆顶部设有螺母，螺母圆周方向有四个向外伸出的槽，槽和四根连杆的一端连接，四根连杆的另一端分别和四个抓钩连接，抓钩安装在滑杆上，滑杆两端固定在支座上，两个支座内侧面上各装有限位开关。

进一步的，压紧机构结构如下：小导程螺杆上安装螺母悬臂支架,导杆装在导向座中，导杆的上端与螺母悬臂支架连接，导杆的下端通过压网的连接套筒连接，所述连接套筒上设有两个半端盖，其内设有弹簧，所述导杆末端套着所述弹簧，压网连接套筒底面装有限位开关，压网四边各有一个长方形的开口槽，抓钩的杆部插入到压网的方形槽中。

进一步的，高压喷水机构包括高压清洗机，所述高压清洗机输送水到摇臂，推杆中间设有导向座，所述摇臂通过销在直槽内的相对滑动实现摆动，所述摇臂内部为L形孔结构，上端侧面为进水端，下端连接横向水管，横向水管装有若干个喷水嘴，所述横向水管两端的两端装有堵头或弯头。

进一步的，往复运动机构包括电机，所述电机通过联轴器连接阶梯轴，阶梯轴与齿轮通过平键连接，齿轮分别和上下两边齿条啮合，左右两根推杆分别和齿条固连，齿条安装在壳体的导向槽中。

进一步的，所述育苗池系统包括育苗池，所述育苗池一端设有进水电磁阀，另一端设有出水电磁阀，所述出水电磁阀连接水循环过滤设备。

进一步的，所述摇臂上端设有直槽，摇臂和推杆由销连接，销可以在直槽中滑动，L形孔上下端为螺纹口，下端通过直通接头和纵向水管连接，纵向水管通过三通接头和横向水管连接，堵头两端安装轴承，轴承安装在轴承座中。

进一步的，主梁上设有轨道，输送车安放在轨道上，输送车通过工字钢、螺栓和剪叉式升降机构连接，输送车上安装电机和蜗轮减速机。

本发明具有以下有益效果：

把贝壳平铺散放变成将贝壳整齐排摆在一个个筐中的育苗方式，这样就把工人一个个洗刷贝壳变为贝壳清洗装置一筐筐清洗，再通过传输装置将清洗干净的一筐筐贝壳输送到干净的水池中，整池贝壳洗完后，出水电磁阀得电，排出水池中的部分污水，然后水池洗刷装置开始洗刷水池，洗刷水池完毕后排出全部污水，进水电磁阀得电，池中放入干净的海水。

本发明系统整体体积小，结构更加紧凑，采用的抓取机构在抓取的时候同时实现纠正塑料筐位置的作用，抓取机构的抓钩和压紧机构的压网先后到位，避免压网和筐之间发生干涉。

本发明系统适用于不同种类厚度的贝壳清洗，有效解决贝壳在高压水流的冲击下，到处乱窜的问题。

使用该装备后，可以实现从贝壳清洗、水池洗刷到排出污水、进水等所有环节机械化和自动化，全部洗刷工作几乎无人参与，洗刷效率得到大幅度的提高，初步估算，洗刷一池贝壳的时间至少缩短一半，所以洗刷贝壳，不仅提高了洗刷效率和质量，而且降低了人工费用，一次性投入，长期受益。

附图说明

图1是本发明整体结构图。

图2是贝壳清洗装置放大结构图。

图3是贝壳清洗装置俯视图。

图4是图2中连接套筒A-A向剖面结构图。

图5是图2中B-B向剖面结构图。

图6是图2中C-C向剖面结构图。

图7是往复运动机构内部结构图。

图8是往复运动机构整体结构图。

图9是高压喷水机构结构图。

图10是压网俯视结构图。

图11是压网侧面结构图。

1、主梁，2、端梁，3、电机，4、减速机，5、输送车，6、升降机构，7、小带轮，8、大带轮，9、大带轮轴，10、端面毛刷，11、电磁离合器，12、空套齿轮，13、中间齿轮，14、固定齿轮，15、周面毛刷，16、小导程螺杆，17、大导程螺杆，18、连杆，19、螺母，20、抓钩，21、滑杆，22、支座，23、螺母悬臂支架，24、导杆，25、连接套筒，26、压网，27、半端盖，28、弹簧，29、高压清洗机，30、摇臂，31、推杆，32、横向水管，33、喷水嘴，34、堵头，35、弯头，36、齿轮，37、齿条，38、育苗池，39、进水电磁阀，40、出水电磁阀，41、水循环过滤设备，42、直通接头，43、纵向水管，44、三通接头，45、方形槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

如图1-10所示，一种紫菜育苗用贝壳自动化清洗系统，其特征在于，所述系统包括贝壳清洗装置、水池洗刷装置以及育苗池系统，所述贝壳清洗装置包括抓取机构、压紧机构、高压喷水机构以及往复运动机构，所述水池洗刷装置和贝壳清洗装置均通过升降机构设置在传输装置上，所述水池洗刷装置和贝壳清洗装置下方设有育苗池，电控装置用于控制所述贝壳清洗装置、水池洗刷装置、抓取机构、压紧机构、高压喷水机构以及往复运动机构。

如图1，所述传输装置包括主梁1和端梁2，电机3和减速机4驱动主梁在端梁上前后移动，所述主梁上设有至少一个输送车，所述输送车5下设有升降机构，所述升降机构6采用剪叉式升降机。

水池洗刷装置输送车5通过升降机构连接水池洗刷装置，水池洗刷装置包括电机3，所述电机的输出轴通过小带轮7带动大带轮8，大带轮8带动大带轮轴9，所述大带轮轴9末端设有端面毛刷10，所述大带轮轴中间设有电磁离合器11，电磁离合器11下方装有空套齿轮12，空套齿轮12和中间齿轮13啮合，中间齿轮13和固定齿轮14啮合，周面毛刷15固定在固定齿轮轴的下端。

抓取机构由连杆、螺母、抓钩、滑杆、大导程螺杆、小导程螺杆、电磁离合器、限位开关和电机等组成，电机依次连接小导程螺杆16、电磁离合器11以及大导程螺杆17，电机和小导程螺杆由联轴器相连，小导程螺杆和大导程螺杆由电磁离合器相连，大导程螺杆17顶部设有螺母19，螺母19圆周方向有四个向外伸出的槽，槽和四根连杆18的一端由销轴连接，四根连杆的另一端和四个抓钩20的上端由销轴连接，抓钩20安装在滑杆21上，滑杆21两端固定在支座22上，两个支座22内侧面上各装有限位开关。

压紧机构由压网、四根导杆、小导程螺杆、螺母悬臂支架和电机等组成，压紧机构结构如下：小导程螺杆16上安装螺母悬臂支架23，小导程螺杆16上端设有限位开关，导杆24装在导向座中，导杆24和导向孔间为间隙配合，导杆的上端与螺母悬臂支架23连接，导杆的下端通过压网26的连接套筒25连接（即导杆下端台阶和压网上部的连接套筒为间隙配合），所述连接套筒上设有半端盖27，导杆和压网的连接套筒通过两个半端盖及螺钉进行连接，其内设有弹簧28，所述导杆末端套着所述弹簧，压网连接套筒底面装有限位开关，压网四边各有一个长方形的开口槽，抓钩的杆部插入到压网的方形槽45中。

图5、6和9所示，高压喷水机构由摇臂、水管、软管、轴承、轴承端盖、轴承座、喷水嘴、推杆和高压清洗机等组成，所述高压清洗机29输送水到摇臂30，推杆31设在导向座上，所述摇臂30通过上端设有的直槽和销，实现以横向水管的轴线为中心的摆动，所述摇臂30内部为L形孔31结构，上端侧面为进水端，下端连接横向水管32，横向水管32装有若干个喷水嘴33，所述横向水管两端的两端装有堵头34或弯头35。

图7和8所示，往复运动机构包括电机3，所述电机3通过联轴器连接阶梯轴，阶梯轴与齿轮通过平键连接，齿轮36分别和上下两边齿条37啮合，左右两根推杆31分别和齿条37固连，齿条安装在壳体的导向槽中。

所述育苗池系统包括育苗池38，所述育苗池一端设有进水电磁阀39，另一端设有出水电磁阀40，所述出水电磁阀40连接水循环过滤设备41。

图6所示，所述摇臂上端设有直槽，摇臂和推杆由销连接，销可以在直槽中滑动，L形孔31上下端为螺纹口，下端通过直通接头42和纵向水管43连接，纵向水管通过三通接头44和横向水管连接，堵头两端安装轴承，轴承安装在轴承座中。

主梁上设有轨道，输送车安放在轨道上，输送车通过工字钢、螺栓和剪叉式升降机构连接，输送车上安装电机和蜗轮减速机，输送车前后两边各安装两个压紧轮架，压紧轮架上通过销轴连接两个压紧轮，压紧轮和导轨下面接触，主梁下方装有车轮，车轮放在端梁的轨道上，车轮通过轴和减速机相连，减速机通过联轴器和电机相连。

工作原理：

改变原来将贝壳直接平铺于池底的育苗方式，把贝壳内面向上，依次排摆在方形塑料筐中，筐是镂空结构。这样就把散放的贝壳变成一筐筐的摆放在水池中，优点是把单个贝壳的洗刷变成整筐贝壳的洗刷，而且整个育苗期，贝壳只需排摆一次，不像传统方法，洗一次贝壳就得重新排摆一次。

装备启动后，通过传输装置将清洗装置输送到育苗池38既定位置，然后升降机构6带动清洗装置降至育苗池38某一高度，该高度和装有育苗贝壳的塑料筐高度相关，接着电控装置启动清洗装置中的电机3，此时电磁离合器11处于接合状态，带动大导程螺杆17和小导程螺杆16同时转动，大导程螺杆17带动螺母19向下运动，通过连杆18推动抓钩20由内向外移动，四个抓钩20逐渐插入塑料筐四边的四个槽中如图11中所示，同时小导程螺杆16带动螺母悬臂支架向下运动，通过导杆24带动压网26向下运动，由于大导程螺杆17的导程大于小导程螺杆16，所以螺母19的运动速度快于螺母悬臂支架，抓钩20运动到位后会触碰支座22内侧面上的限位开关，电磁离合器11断开，此时压网26还没有进入塑料筐，大导程螺杆17停止转动，而小导程螺杆16继续带动压网16向下运动，直到压网16进入塑料筐并且轻轻压在贝壳上，压网16的尺寸小于塑料筐内壁尺寸，这样可以使压网直接压住贝壳，在清洗过程中防止贝壳移动，解决了压网仅压在塑料筐上而无法保证清洗时贝壳不窜动的问题，导杆24端部的弹簧28起到缓冲作用，避免压坏贝壳，当导杆24端面触碰到压网26连接套筒底面的限位开关后，电机3停转。

上述抓钩20由内向外移动，四个抓钩20逐渐插入塑料筐四边的四个槽的技术特征可以缩小整个清洗装置的体积，使得结构更加紧凑，由于抓钩移动的初始位置在塑料筐内，即使塑料筐在第一次人工摆放出现位置偏差的问题，也不会出现抓钩和塑料筐位置干涉的情况，此外，抓钩由内向外移动，更有利于纠正塑料筐位置，更为重要的是塑料筐在育苗池内是紧密排列的，抓钩由内向外运动时可避免抓钩碰到紧邻的塑料筐。

上述压网在抓钩运动到位后压网再进入塑料筐内存在如下作用：首先，抓钩先到位，起到纠正塑料筐偏差的作用，有利于压网能顺利进入塑料筐内，压住贝壳，避免压网和塑料筐的位置发生干涉。

压网直接压在贝壳上，而不是塑料筐上的原因如下：为了针对不同种类贝壳的厚度，塑料筐的高度应是贝壳平均厚度的3-5倍，如果压网直接压在塑料筐上，很难避免薄贝壳在高压水流的冲击下到处乱窜。

接下来剪叉升降机构提起清洗装置和塑料筐，为了防止清洗时，水四处飞溅，所以塑料筐提起的高度应该低于育苗池高度，高于水面高度。电控装置同时启动高压清洗机29和电机3，高压水经过水管、软管、摇臂30、纵向水管43、横向水管32和喷水嘴33喷射到贝壳上，与此同时，往复运动机构带动推杆31左右往复运动，推杆31又推动摇臂30左右摆动，摇臂30带动水管在一定范围内转动，最终实现高压水流在一定范围内清洗贝壳，中间两根水管可以清洗塑料筐中的贝壳和塑料筐前后两面，两边水管可以清洗塑料筐左右两侧面，这样在清洗贝壳的过程中顺便将塑料筐也清洗干净。一筐贝壳清洗完毕后，升降机构带动清洗装置上升至池高以上，贝壳清洗装置输送车沿主梁1横向将清洗装置送至另一个洗刷干净的育苗池相对应位置，然后升降机构将塑料筐送入育苗池中，接下来电磁离合器11接合，电机3启动，压网26上升的同时，抓钩20向内移动退出塑料筐的四个槽，触碰到支座上的限位开关后，电磁离合器11断开，抓钩20停止运动，电机继续带动压网26上升，当螺母悬臂支架碰到小导程螺杆16上端的限位开关后，电机停转，升降机构升起清洗装置，清洗装置输送车再次回到待洗池上方，继续清洗下一筐贝壳，重复上述动作，一排贝壳洗完后，端梁2带动清洗装置纵向移动，清洗下一排贝壳，清洗装置将一池子贝壳全部洗完后停在刚刚清洗干净的池子上方。

电控装置启动水池洗刷装置输送车的电机，输送车运送水池洗刷装置到达待洗刷的育苗池上方，出水电磁阀40开启，放掉池内大部分水，留少量水在池内，供毛刷洗刷之用，然后出水电磁阀40关闭，升降机构带动水池洗刷装置下降到端面毛刷10和地面接触的高度，启动电机，带动小带轮7转动，小带轮7通过皮带带动电机两边的大带轮8转动，大带轮7带动大带轮轴9转动。当洗刷装置洗刷到池边时，电磁离合器和空套齿轮12接合，运动和动力通过中间齿轮13和固定齿轮14传给周面毛刷15，周面毛刷15开始洗刷育苗池的池壁，与此同时大带轮轴9带动端面毛刷10洗刷池底；当洗刷装置离开池边，电磁离合器和空套齿轮则断开，此时只有端面毛刷旋转，水池洗刷装置输送车在主梁上运动，完成横向洗刷，通过端梁的运动完成纵向洗刷，整个池子洗刷完后，洗刷装置升到池子上方，出水电磁阀40开启，排掉池中余下的污水，如果池中还有少许污垢，可以人工用水枪冲洗。最后出水电磁阀40关闭，进水电磁阀39开启，放入已经处理过的海水至一定高度，然后进水电磁阀39关闭。

接下来，水池洗刷装置沿着横梁向右移动到一边，贝壳清洗装置向右运动到下一个待洗池重复上述工作。

为了保证本装备能够实现上述工作，满足设计使用要求，所以育苗车间中的每一排育苗池必须要预留一个空池。

为了省水，提高水资源利用率，从育苗池中排出的污水可以经过水循环过滤设备41反复使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。

设计图

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