CN106080990B - 新能源河道藻类无人智能清洁船 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源河道藻类无人智能清洁船，包括船体、收割引导装置、船轮、控制系统；船体具有存储藻类的存储舱，存储舱的前部固定设置收割引导装置；收割盘将藻类隔断，旋转收集架将隔断的藻类拨至运输舱上，运输舱内具有将藻类提升并向后输送的输送带；控制系统包括重力传感器、机载激光3D探测成像系统、雷达系统、数据分析控制策略功能模块；重力传感器用于监测藻类的收集重力，并提示卸货需要；机载激光3D探测成像系统通过发射激光，通过回馈的反射数据生成3D影像，将其发送给数据分析模块，从而进行收割盘的伸缩调整、收集摆叶的张角调整、收割盘的转速调整、输送带的转速调整、旋转收集架的转速调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种河道藻类清洁船，具体来说，是一种新能源河道藻类无人智能清洁船，属于河道清洁船技术领域。
背景技术
由于环境污染和富营养化等原因，河道的清洁作业现代越来越重要，可是现在河道清洁船主要由工作人员进行实地操作清洁，不仅耗费人力资源，而且工作人员的工作环境恶劣，给工作人员造成困扰；现有的河道清洁船一般也无法根据河道的内的藻类的实际情况对清洁船的收割设备进行适应性调整，导致河道清洁船的适应性能不佳。
如何提供一种无人操作的，可以根据河道周边的具体情况、河道内藻类的具体情况、收割上来的藻类的重量的具体情况进行自适应调整的新能源河道藻类无人智能清洁船，成为了本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：
现有的河道藻类清洁船，主要由工作人员进行实地操作清洁，不仅耗费人力资源，而且工作人员的工作环境恶劣，给工作人员造成困扰；无法根据河道的内的藻类的实际情况对清洁船的收割设备进行适应性调整，导致河道清洁船的适应性能不佳，自动化程度较低。
本发明旨在提供一种无人操作的，可以根据河道周边的具体情况、河道内藻类的具体情况、收割上来的藻类的重量的具体情况进行自适应调整的新能源河道藻类无人智能清洁船，并采取以下技术方案：
一种新能源河道藻类无人智能清洁船，包括船体、收割引导装置、船轮8、控制系统；所述船体具有存储藻类的存储舱10，存储舱10的前部固定设置收割引导装置，存储舱10的后部具有顶盖，顶盖上设有用于发电的光伏板9；所述收割引导装置位于所述船体的前端，包括倾斜设置的运输舱6，运输舱6前端设置旋转收集架3，旋转收集架3下方设有收割盘2，旋转收集架3下部的线速度向后；所述收割盘2将藻类隔断，所述旋转收集架3将隔断的藻类拨至运输舱6上，运输舱6内具有将藻类提升并向后输送的输送带，所述运输舱6末端与存储舱10具有垂直落差；所述收割盘2的两侧设有对称的、可水平转动的收集摆叶4；所述船轮8设置在船体两侧，用于驱动船体行进及转向；所述控制系统包括重力传感器7、机载激光3D探测成像系统、雷达系统、数据分析控制策略功能模块；所述重力传感器7用于监测藻类的收集重力，并提示卸货需要；所述机载激光3D探测成像系统通过发射激光，通过回馈的反射数据生成3D影像，将其发送给数据分析模块，从而进行收割盘2的伸缩调整、收集摆叶1的张角调整、收割盘2的转速调整、输送带的转速调整、旋转收集架3的转速调整。
进一步的，所述存储舱9内设有向后输送的皮带，将收集的藻类向后聚集。
更进一步的，所述存储舱10的尾部设有卸料盖11，所述卸料盖11向下翻转用于卸料。
进一步的，所述控制系统、蓄电池均设置在控制舱5内，所述控制舱5设置在收割引导装置下方与存储舱10的间隙之中。
进一步的，所述重力传感器7设置在船体两侧，两侧各设置一个重力传感器。
进一步的，所述控制系统根据藻类密集程度及茎的粗细，正向调整收割盘2、旋转收集架3的转速，以及收割盘2向前伸出的距离。
进一步的，所述控制系统根据藻类的范围调整收集摆叶1的张开角度。
更进一步的，所述控制舱5内设有报警器，所述报警器与重力传感器7信号连接，当载重超标后，报警器报警。
进一步的，所述控制系统还包括GPS定位系统，GPS定位系统确定航行的航道，机载激光3D探测成像系统形成的待清洁物的成像分析，综合指定控制策略。
本发明的有益效果在于：
1)提供了一种全自动的河道藻类清洁船，无需人力操作，降低了工作人员的工作强度。
2)对船体进行了巧妙的结构设计，分为船体、收割引导装置、船轮、控制系统四大部分，良好的完成了收割、输送，收集的功能，并将控制舱设置在运输舱与存储舱的间隙之中，设计巧妙。
3)控制系统设置了重力传感器、机载激光3D探测成像系统、雷达系统、数据分析控制策略功能模块，重力传感器用于监测藻类的收集重力，并提示卸货需要；机载激光3D探测成像系统通过发射激光，通过回馈的反射数据生成3D影像，将其发送给数据分析模块，从而进行收割盘的伸缩调整、收集摆叶的张角调整、收割盘的转速调整、输送带的转速调整、旋转收集架的转速调整，自动化程度高，可靠性也高。
4)雷达系统可以探测船体和周围河道以及障碍物的距离，而全球定位系统可以确定航行的航道，加之机载激光3D探测成像系统形成的待清洁物的成像分析，可以综合指定控制策略，实现清洁作业的全自动化，而且方便基站人员的远程控制。
5)本发明不仅利用新能源太阳能以及储能电池联合进行航行和控制设备的供电，保护环境，清洁零污染，并且提供通过雷达系统和定位系统以及机载激光3D探测成像系统的数据综合分析可实现智能高效的清洁作业和自主航行，进行远程监测操作，能够实现全自动化，对于新能源河道无人智能清洁船等相关研究的探究具有启发意义。
附图说明
图1是本发明新能源河道藻类无人智能清洁船的结构示意图。
图中，1-收集摆叶、2-收割盘、3-旋转收集架、4-转动轴、5-控制舱、6-运输舱、7-重力传感器、8-船轮、9-光伏板、10-存储舱、11-卸料盖。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1，本发明的具体结构如附图所示，此装置主要由收集摆叶1、收割盘1、旋转收集架3、转动轴4、控制舱5、运输舱6、重力传感器7、船轮8、光伏板9、存储舱10组成。
其工作原理为：所述收割盘2为可水平转动，用于切割河道生物；所述运输舱6底面可通过转动轴4进行向上滚动，将收割盘2清洁的物体运输到存储舱10中；所述存储舱10底面通过存储舱的转动轴4可向后滚动，以便运输舱6运输的清洁物合理的存储在存储舱10中；所述收集摆叶1安装在运输舱6两侧的摆动收集装置，增大收集面积；所述旋转收集架3可向上旋转，以便于辅助运输清洁物6；所述控制舱5内置有储能电池、报警系统、发电机，电动机，机载激光3D探测成像系统，雷达系统、数据分析、控制策略等功能模块，机载激光3D探测成像系统通过发射激光，通过回馈的反射数据生成3D影像，将其发送给数据分析模块，从而进行收割盘2的伸缩调整和收集摆叶1的张角和收割盘2的转速和转动轴4的转速和旋转收集架3的转速，以便于有效的清洁河道生物等垃圾；雷达探测器装在船体的四周，探测船体和河道等障碍物的距离以检测航行环境，再通过数据分析模块，结合待清洁物的3D成像有控制策略模块综合制定航行路线，以求最优高效航行清洁河道垃圾；所述重力传感器7安装在存储舱10的两侧和底面，用于检测所清洁物体的载重，通过阈值判断是否到达限重，若是，则通过控制舱5中的控制策略模块执行控制策略，即到指定地点进行卸载，若不是则继续作业，如果发生故障还可以通过控制舱5的报警模块进行报警，以便于基站工作人员远程控制；所述船轮8由放射形铁板组成，转动即可驱动船体向前行驶，船轮可水平转动改变航道，操纵船舶航行，前进，后对，转向，原地掉头；所述光伏板9进行系统供电，和控制舱5中的储能电池构成该船的供电系统，当光伏板9供电良好时，采用光伏板9进行供电并把多余电量储存到控制舱5中蓄电池里面，如果由于天气情况或其他不良情况，就调用控制舱5中电池的电能进行供电。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员可以在此基础上进行相应的变换，这种简单的变换应视为与本发明的技术方案相等同。
Claims (2)
1.一种新能源河道藻类无人智能清洁船，其特征在于：
包括船体、收割引导装置、船轮(8)、控制系统；
所述船体具有存储藻类的存储舱(10)，存储舱(10)的前部固定设置收割引导装置，存储舱(10)的后部具有顶盖，顶盖上设有用于发电的光伏板(9)，所述光伏板(9)与蓄电池连接；
所述收割引导装置位于所述船体的前端，包括倾斜设置的运输舱(6)，运输舱(6)前端设置旋转收集架(3)，旋转收集架(3)下方设有收割盘(2)，旋转收集架(3)下部的线速度向后；所述收割盘(2)将藻类隔断，所述旋转收集架(3)将隔断的藻类拨至运输舱(6)上，运输舱(6)内具有将藻类提升并向后输送的输送带，所述运输舱(6)末端与存储舱(10)具有垂直落差；所述收割盘(2)的两侧设有对称的、可水平转动的收集摆叶(4)；
所述船轮(8)设置在船体两侧，用于驱动船体行进及转向；
所述控制系统包括重力传感器(7)、机载激光3D探测成像系统、雷达系统、数据分析控制策略功能模块；所述重力传感器(7)用于监测藻类的收集重力，并提示卸货需要；所述机载激光3D探测成像系统通过发射激光，通过回馈的反射数据生成3D影像，将其发送给数据分析模块，从而进行收割盘(2)的伸缩调整、收集摆叶(1)的张角调整、收割盘(2)的转速调整、输送带的转速调整、旋转收集架(3)的转速调整；
所述存储舱(10)内设有向后输送的皮带，将收集的藻类向后聚集；
所述存储舱(10)的尾部设有卸料盖(11)，所述卸料盖(11)向下翻转用于卸料；
所述控制系统、蓄电池均设置在控制舱(5)内，所述控制舱(5)设置在收割引导装置下方与存储舱(10)的间隙之中；
所述重力传感器(7)设置在船体两侧，两侧各设置一个重力传感器；
所述控制系统根据藻类密集程度及茎的粗细，正向调整收割盘(2)、旋转收集架(3)的转速，以及收割盘(2)向前伸出的距离；
所述控制系统根据藻类的范围调整收集摆叶(1)的张开角度；
所述控制舱(5)内设有报警器，所述报警器与重力传感器(7)信号连接，当载重超标后，报警器报警。
2.如权利要求1所述的新能源河道藻类无人智能清洁船，其特征在于：
所述控制系统还包括GPS定位系统，GPS定位系统确定航行的航道，机载激光3D探测成像系统形成的待清洁物的成像分析，综合指定控制策略。
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