CN111483567B - 船体附着物定向清除系统以及相应终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船体附着物定向清除系统以及相应终端，所述终端包括：药品调配设备，用于基于接收到的每一种附着物的数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量，并基于各种化学药品的调配剂量分别采集各种化学药品并进行调配以获得混合药剂；超高压喷射机构，用于向轮船的船体的水下部分执行所述混合药剂的定向超高压喷射；所述超高压喷射机构包括喷射云台、喷射龙头和喷射水泵；定时驱动机构，设置在轮船的底部，用于每隔预设时长从轮船的底部伸出。本发明的船体附着物定向清除系统以及相应终端维护方便、具有一定的自动化水平。由于在轮船正常使用时即可执行船体附着物的定向清理，从而减少附着物清理需要耗费的各项成本。
Description
技术领域
本发明涉及船体维护领域，尤其涉及一种船体附着物定向清除系统以及相应终端。
背景技术
附着物是依附于不动产且分离后不能发挥效用的物。当轮船在水中航行一段时间之后，总会有各种水生生物附着，这些生物一方面增加船体重量，每个不大，加起来就多了，因为不光洁的表面增加阻力，而且还会阻塞船底一些设备注水口，影响船舶正常运行，因此，每过一段时间，船底都要进行清理。
船舶长期与海水接触，导致大量细菌粘附在其材料表面，形成一层生物调节膜。初代浮游生物的幼虫、孢子纷纷着落在该生物调节膜上，分泌出增强附着力的粘液，并通过化学键合、静电作用、机械联锁、扩散联锁中的一种或几种协同作用，进行强力粘附，不断繁殖。老一代生物死亡后，部分不会自动脱落，新一代又会重新附着在其表面，最终形成大规模的生物群。一般说来，受水体盐度、水域流速等环境因素的影响，船体附着生物会出现死亡，并自动脱落。而实际上，贝类硬壳等海生物在淡水中一周左右会死亡，但其死亡后因强力粘附作用并不会自动脱落，这样就会成为新一轮生物附着的基础。船舶在航行过程中，水的相对流速较大，对生物附着与生长能起到抑制作用，但仍有生物可能附着在船舶上，主要附着部位为船体表面、螺旋桨、桨轴、声呐仓、海底门等。附着物不断积累和侵蚀，最终造成船舶污损。这是一直困扰船舶正常运营的严重问题。
发明内容
为了解决现有技术中的相关技术问题，本发明提供了一种船体附着物定向清除系统，能够在不需要轮船维护人员参与的情况下，采用电子控制模式和超高压清洗模式完成对轮船附着物的定向清除，降低轮船维护的时间成本和人工成本。
为此，本发明至少需要具备以下两处关键的发明点：
(1)基于轮船船体水下部分上的包括藤壶、海螺和牡蛎的附着物的分布类型、密度和数量的检测结果，执行超高压的定制化学药品的喷射清除操作，提升了轮船船体维护的效率和速度；
(2)基于每一种附着物的分布数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量，从而实现基于附着物类型的附着物的定向清除。
根据本发明的一方面，提供了一种船体附着物定向清除系统，所述系统包括：
药品调配设备，设置在轮船的船体内，用于基于接收到的每一种附着物的数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量，并基于各种化学药品的调配剂量分别采集各种化学药品并进行调配以获得混合药剂；
超高压喷射机构，与所述药品调配设备连接，用于在所述药品调配设备调配完毕所述混合药剂后，向轮船的船体的水下部分执行所述混合药剂的定向超高压喷射，所述超高压喷射机构的喷射压力大于等于8兆帕；
所述超高压喷射机构包括喷射云台、喷射龙头和喷射水泵，所述喷射水泵用于驱动所述喷射龙头，所述喷射云台上安装所述喷射龙头；
定时驱动机构，设置在轮船的底部，用于每隔预设时长从轮船的底部伸出；
现场捕获设备，位于所述定时驱动机构的顶端，用于在所述定时驱动机构伸出完毕时，对轮船的船体的水下部分执行定向图像采集，以获得水下船体图像；
数据锐化设备，与所述现场捕获机构连接，用于对接收到的水下船体图像执行边缘锐化处理，以获得数据锐化图像；
物件鉴别设备，分别与所述药品调配设备和所述数据锐化设备连接，用于基于每一种附着物的外形成像特征从所述数据锐化图像中识别出每一种附着物的数量，以输出各种附着物分别对应的各个数量，所述各种附着物包括藤壶、海螺和牡蛎；
其中，基于接收到的每一种附着物的数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量包括：所述种类附着物对应类型的化学药品用于清除附着在轮船的船体的水下部分的所述种类附着物。
根据本发明的另一方面，还提供了一种船体附着物定向清除终端，其特征在于，所述终端包括：存储器和处理器，所述处理器与所述存储器连接；所述存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；所述处理器，用于调用所述存储器中的可执行指令，以实现使用如上所述的船体附着物定向清除系统以基于船体附着物的具体生长情况定制相应的现场清除策略的方法。
本发明的船体附着物定向清除系统以及相应终端维护方便、具有一定的自动化水平。由于在轮船正常使用时即可执行船体附着物的定向清理，从而减少附着物清理需要耗费的各项成本。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为本发明的船体附着物定向清除系统以及相应终端所使用的轮船的外形结构图。
图2为根据本发明一个实施例示出的船体附着物定向清除系统的结构方框图。
图3为根据本发明另一个实施例示出的船体附着物定向清除系统的结构方框图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的船体附着物定向清除系统以及相应终端的实施方案进行详细说明。
附着物对轮船船体的危害主要有以下几个方面：
1、破坏结构物表面防护涂层，改变基底材料腐蚀程度，增加船舶坞修次数，缩短船舶运营寿命。
2、增大表面粗糙度，增加船舶航行阻力(粘液污损、水草污损、贝壳污损分别增加阻力9％、19％、33％～84％，最多可达光滑时的3倍)，降低航行速度(10％左右)，延长航行时间，增加燃料消耗(轻度附着时，增加油耗10％～15％；重度附着时，增加油耗2～3倍)，排放更多的温室气体。
3、若在特殊部位附着，还会危害主机安全，阻塞管道，影响设备正常运行，提高运营成本。如螺旋桨被附着会使有效输出功率降低20％，甚至干扰轮船的正常航行和使用，因此，船体表面附着物的清洗是实现船舶节能减排的重要途径之一。
目前的轮船附着物清理技术都需要将附着的轮船开赴港口进行定点清理和维护，需要专门的清理人员并耗费大量的清理时间，自然，在清理时间内的轮船无法继续展开工作和任务，由此可见，目前的轮船附着物清理技术耗时耗力。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种船体附着物定向清除系统以及相应终端，能够有效解决相应的技术问题。
如图1所示，给出了本发明的船体附着物定向清除系统以及相应终端所使用的轮船的外形结构图。在图1中，轮船上设置有以下部件：前档玻璃1、顶端外壳2、底部外壳3、附件安装部4、固定螺丝5和防护栏杆6.
下面，从不同方面对本发明的各个不同实施例进行说明，以方便对本发明进行充分理解。
图2为根据本发明一个实施例示出的船体附着物定向清除系统的结构方框图，所述系统包括：
药品调配设备，设置在轮船的船体内，用于基于接收到的每一种附着物的数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量，并基于各种化学药品的调配剂量分别采集各种化学药品并进行调配以获得混合药剂；
超高压喷射机构，与所述药品调配设备连接，用于在所述药品调配设备调配完毕所述混合药剂后，向轮船的船体的水下部分执行所述混合药剂的定向超高压喷射，所述超高压喷射机构的喷射压力大于等于8兆帕；
所述超高压喷射机构包括喷射云台、喷射龙头和喷射水泵，所述喷射水泵用于驱动所述喷射龙头，所述喷射云台上安装所述喷射龙头；
定时驱动机构，设置在轮船的底部，用于每隔预设时长从轮船的底部伸出；
现场捕获设备，位于所述定时驱动机构的顶端，用于在所述定时驱动机构伸出完毕时，对轮船的船体的水下部分执行定向图像采集，以获得水下船体图像；
数据锐化设备，与所述现场捕获机构连接，用于对接收到的水下船体图像执行边缘锐化处理，以获得数据锐化图像；
物件鉴别设备，分别与所述药品调配设备和所述数据锐化设备连接，用于基于每一种附着物的外形成像特征从所述数据锐化图像中识别出每一种附着物的数量，以输出各种附着物分别对应的各个数量，所述各种附着物包括藤壶、海螺和牡蛎；
其中，基于接收到的每一种附着物的数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量包括：所述种类附着物对应类型的化学药品用于清除附着在轮船的船体的水下部分的所述种类附着物。
图3为根据本发明另一个实施例示出的船体附着物定向清除系统的结构方框图，所述系统包括：
压力检测设备，设置在所述轮船的船体的水下部分上，用于测量所述轮船的船体的水下部分当前所承受的即时压力；
压力分析设备，设置在所述轮船的船体内，与所述压力检测设备连接，用于在接收到的即时压力超限时，发出压力报警指令；
药品调配设备，设置在轮船的船体内，用于基于接收到的每一种附着物的数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量，并基于各种化学药品的调配剂量分别采集各种化学药品并进行调配以获得混合药剂；
超高压喷射机构，与所述药品调配设备连接，用于在所述药品调配设备调配完毕所述混合药剂后，向轮船的船体的水下部分执行所述混合药剂的定向超高压喷射，所述超高压喷射机构的喷射压力大于等于8兆帕；
所述超高压喷射机构包括喷射云台、喷射龙头和喷射水泵，所述喷射水泵用于驱动所述喷射龙头，所述喷射云台上安装所述喷射龙头；
定时驱动机构，设置在轮船的底部，用于每隔预设时长从轮船的底部伸出；
现场捕获设备，位于所述定时驱动机构的顶端，用于在所述定时驱动机构伸出完毕时，对轮船的船体的水下部分执行定向图像采集，以获得水下船体图像；
数据锐化设备，与所述现场捕获机构连接，用于对接收到的水下船体图像执行边缘锐化处理，以获得数据锐化图像；
物件鉴别设备，分别与所述药品调配设备和所述数据锐化设备连接，用于基于每一种附着物的外形成像特征从所述数据锐化图像中识别出每一种附着物的数量，以输出各种附着物分别对应的各个数量，所述各种附着物包括藤壶、海螺和牡蛎；
其中，基于接收到的每一种附着物的数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量包括：所述种类附着物对应类型的化学药品用于清除附着在轮船的船体的水下部分的所述种类附着物；
其中，所述压力分析设备还用于在接收到的即时压力未超限时，发出压力正常指令；
其中，所述数据锐化设备、所述物件鉴别设备和所述现场捕获设备共用同一石英晶体振荡器。
接着，继续对本发明的船体附着物定向清除系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述船体附着物定向清除系统中：基于接收到的每一种附着物的数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量包括：接收到的每一种附着物的数量越多，确定的所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量越多。
所述船体附着物定向清除系统中还可以包括：报警执行设备，设置在所述轮船的船体内，与所述压力分析设备连接，用于在接收到压力报警指令时，执行相应的报警操作。
在所述船体附着物定向清除系统中：所述报警执行设备为蜂鸣器，用于在执行相应的报警操作时，发出预设频率的蜂鸣声。
在所述船体附着物定向清除系统中：所述报警执行设备为语音播放芯片，用于在执行相应的报警操作时，播放相应的报警文件。
在所述船体附着物定向清除系统中：所述报警执行设备为显示设备，用于在执行相应的报警操作时，显示相应的报警文字。
在所述船体附着物定向清除系统中：所述报警执行设备还用于在接收到所述压力正常指令时，停止执行相应的报警操作。
本发明又一实施例还搭建了一种船体附着物定向清除终端，所述终端包括：存储器和处理器，所述处理器与所述存储器连接；
其中，所述存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器，用于调用所述存储器中的可执行指令，以实现使用如上所述的船体附着物定向清除系统以基于船体附着物的具体生长情况定制相应的现场清除策略的方法。
另外，所述数据锐化设备可以采用MCU控制器来实现。微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。32位MCU可说是MCU市场主流，单颗报价在1.5～4美元之间，工作频率大多在100～350MHz之间，执行效能更佳，应用类型也相当多元。但32位MCU会因为操作数与内存长度的增加，相同功能的程序代码长度较8/16bit MCU增加30～40％，这导致内嵌OTP/FlashROM内存容量不能太小，而芯片对外脚位数量暴增，进一步局限32bit MCU的成本缩减能力。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种船体附着物定向清除系统，其特征在于，包括：
药品调配设备，设置在轮船的船体内，用于基于接收到的每一种附着物的数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量，并基于各种化学药品的调配剂量分别采集各种化学药品并进行调配以获得混合药剂；
超高压喷射机构，与所述药品调配设备连接，用于在所述药品调配设备调配完毕所述混合药剂后，向轮船的船体的水下部分执行所述混合药剂的定向超高压喷射，所述超高压喷射机构的喷射压力大于等于8兆帕；
所述超高压喷射机构包括喷射云台、喷射龙头和喷射水泵，所述喷射水泵用于驱动所述喷射龙头，所述喷射云台上安装所述喷射龙头；
定时驱动机构，设置在轮船的底部，用于每隔预设时长从轮船的底部伸出；
现场捕获设备，位于所述定时驱动机构的顶端，用于在所述定时驱动机构伸出完毕时，对轮船的船体的水下部分执行定向图像采集，以获得水下船体图像；
数据锐化设备，与所述现场捕获机构连接，用于对接收到的水下船体图像执行边缘锐化处理，以获得数据锐化图像；
物件鉴别设备，分别与所述药品调配设备和所述数据锐化设备连接，用于基于每一种附着物的外形成像特征从所述数据锐化图像中识别出每一种附着物的数量，以输出各种附着物分别对应的各个数量，所述各种附着物包括藤壶、海螺和牡蛎；
其中，基于接收到的每一种附着物的数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量包括：所述种类附着物对应类型的化学药品用于清除附着在轮船的船体的水下部分的所述种类附着物；
基于接收到的每一种附着物的数量确定所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量包括：接收到的每一种附着物的数量越多，确定的所述种类附着物对应类型的化学药品的调配剂量越多；
压力检测设备，设置在所述轮船的船体的水下部分上，用于测量所述轮船的船体的水下部分当前所承受的即时压力；
其中，所述数据锐化设备、所述物件鉴别设备和所述现场捕获设备共用同一石英晶体振荡器。
2.如权利要求1所述的船体附着物定向清除系统，其特征在于，还包括：
压力分析设备，设置在所述轮船的船体内，与所述压力检测设备连接，用于在接收到的即时压力超限时，发出压力报警指令；
其中，所述压力分析设备还用于在接收到的即时压力未超限时，发出压力正常指令。
3.如权利要求2所述的船体附着物定向清除系统，其特征在于，还包括：
报警执行设备，设置在所述轮船的船体内，与所述压力分析设备连接，用于在接收到压力报警指令时，执行相应的报警操作。
4.如权利要求3所述的船体附着物定向清除系统，其特征在于：
所述报警执行设备为蜂鸣器，用于在执行相应的报警操作时，发出预设频率的蜂鸣声。
5.如权利要求4所述的船体附着物定向清除系统，其特征在于：
所述报警执行设备为语音播放芯片，用于在执行相应的报警操作时，播放相应的报警文件。
6.如权利要求5所述的船体附着物定向清除系统，其特征在于：
所述报警执行设备为显示设备，用于在执行相应的报警操作时，显示相应的报警文字。
7.如权利要求6所述的船体附着物定向清除系统，其特征在于，还包括：
所述报警执行设备还用于在接收到所述压力正常指令时，停止执行相应的报警操作。
8.一种船体附着物定向清除终端，其特征在于，所述终端包括：存储器和处理器，所述处理器与所述存储器连接；
所述存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
所述处理器，用于调用所述存储器中的可执行指令，以实现使用如权利要求1-7任一所述的船体附着物定向清除系统以基于船体附着物的具体生长情况定制相应的现场清除策略的方法。
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Denomination of invention: Directional removal system for ship attachments and corresponding terminals Effective date of registration: 20231129 Granted publication date: 20201106 Pledgee: Agricultural Development Bank of China Changshu Branch Pledgor: Changshu Zijin Intellectual Property Service Co.,Ltd. Registration number: Y2023980068507 |