CN112478072A - 一种水面垃圾清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种水面垃圾清洁方法，包括母船、两艘子船；先将母船移动至打捞位置处；打开收集舱的开口，同时收集舱向下移动并使自身底部位于水面以下；释放两艘子船，子船向前并向岸边方向移动，直至牵引围栏绷紧呈喇叭状；根据子船在河道行驶的位置来调整子船与岸边的实际距离d，并使d大于最小安全距离d₀；子船保持固定航向前进，在前进过程中，子船与牵引围栏配合将水面垃圾牵引聚拢至母船的船头处，同时造流器转动并使水流从母船的船头流向船尾，垃圾跟随水流一同流动并通过收集舱的开口流动至收集舱内；子船自动导航转向并重复上一步骤；翻板收起并封闭收集舱的开口，同时收集舱向上运动并位于水面以上，作业结束。

Description

一种水面垃圾清洁方法

技术领域

本发明涉及环保领域，具体涉及一种水面垃圾清洁方法。

背景技术

随着社会发展，水面上的漂浮物越来越多，严重影响人们的生活质量，但目前由于没有适合内河、内湖的清理机械，故大多采用人工打捞，但这种方法所占人力多，劳动强度大，且清理效果差、效率低，而唯一的一种履带式打捞船，由于其结构彭大，无法在内河、内湖作业，且细小的漂浮物，如油污、蓝藻、青苔等更无法清理，因此，本发明有必要提出能够有效对水面上的油污、蓝藻、青苔等细小漂浮物进行打捞清理的水面垃圾打捞方法。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种水面垃圾清洁方法，其通过子船、母船、牵引围栏以及造流器的配合对水面垃圾进行聚拢打捞，打捞过程简单易操作，并且能够有效对水面上的油污、蓝藻、青苔等细小漂浮物进行打捞清理，水面垃圾清理效率以及效果更佳。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种水面垃圾清洁方法，其包括母船，母船通过牵引围栏连接有两艘子船；

水面垃圾的打捞步骤如下：

S1：母船在水面移动至相应打捞位置处；

S2：所述母船上通过连接部件活动安装有用于储放垃圾的收集舱，打开收集舱的开口，同时收集舱向下移动使其底部位于水面以下；

S3：释放两艘子船，子船向前并向岸边方向移动，直至设置于子船与母船之间的牵引围栏绷紧呈喇叭形状；

S4：根据子船在河道行驶的位置来调整子船与岸边的实际距离d，并使d大于最小安全距离d₀；

S5：子船保持固定航向前进，在前进过程中，子船与牵引围栏配合将水面垃圾牵引聚拢至母船的船头处，同时，设置于母船上的造流器转动并使水流从母船的船头流向船尾，垃圾跟随水流一同流动并通过收集舱的开口流动至收集舱内；

S6：当沿子船固定航向上的水面垃圾被打捞完毕后，子船自动导航转向并重复步骤S5；

S7：当水面垃圾被打捞完毕后，翻板收起并封闭收集舱的开口，同时收集舱向上运动并位于水面以上，以滤除舱内水分，作业结束。

作为本发明的进一步改进，所述子船与岸边之间的最小安全距离d₀的计算公式如下：

v_lx＝v_l sinα，v_ly＝v_l cosα

v_rx＝v_r sinβ，v_ry＝v_r cosβ

v_ly＝v_ry

其中，d₀表示子船与岸边之间的最小安全距离，L表示牵引围栏的长度；

α与β分别表示两个牵引围栏与母船前进方向之间的夹角；

h_r与h_l分别表示母船距离两岸边之间的距离；

v_l与v_r分别表示两艘子船的速度；

v_lx与v_rx分别表示两艘子船在横向上的分速度；

v_ly与v_ry分别表示两艘子船在纵向上的分速度。

作为本发明的进一步改进，所述子船保持固定航向前进时，其牵引角度α不大于

其中α表示牵引围栏与母船前进方向之间的夹角；

所述子船在河道行驶的位置包括河道中央行驶模式、沿河道右向行驶模式以及基于PID控制器的航向保持模式。

作为本发明的进一步改进，当子船为河道中央行驶模式，两艘子船保持平行编队在河道中央行驶时，子船与岸边的实际距离d动态调整如下：

其中，d₀表示子船与岸边之间的最小安全距离，L表示牵引围栏的长度；

α表示牵引围栏与母船前进方向之间的夹角；

h_r与h_l分别表示母船距离河道两侧岸边之间的距离；

α₀为子船的最小牵引角度

当子船为沿河道右向行驶模式，两艘子船平行编队保持河道右侧靠边行驶时，d_r＝d₀，d_l动态调整计算公式如下：

其中，d₀表示子船与岸边之间的最小安全距离，d_r表示右侧子船与右侧岸边之间的距离，d_l表示左侧子船与左侧岸边之间的距离；

h为河道宽度，L表示牵引围栏的长度；

h_r表示母船与右侧岸边之间的距离，h_l表示母船与左侧岸边之间的距离；

α表示牵引围栏与母船前进方向之间形成的夹角，α₀为子船的最小牵引角度

当子船为基于PID控制器的航向保持模式：通过PID控制器控制子船始终保持与河道平行的方向，母船的航向与子船的航向一致，则PID控制器的航向输出u(k)的计算公式如下：

其中Kp是比例增益，Ki是积分增益，Kd是微分增益，e(k)是偏航角给定期望值和实际输出值之间的偏差。

作为本发明的进一步改进，所述子船自动导航转向的修正角度ω为：ω＝θ_cur-θ_obj：

(1)当子船为直线行驶时：

设P₁、P₂为母船规划巡航目标点，测出P₁、P₂的坐标(x_p1，y_p1)、(x_p2，y_p2)，以及子船航行当前角度θ_cur，则子船目标方向的角度θ_obj根据如下公式计算：

则当前子船控制修正角为ω＝θ_cur-θ_obj；

(2)当子船为曲线行驶时：

设P₁、P₂、P₃为母船巡航目标点，用近似拟合弧形计算出由P₁、P₂、P₃构成的行驶曲线的拟合圆心O的坐标(x_o，y_o)；测出子船航行当前角度θ_cur、子船与圆心O之间的连线与水平方向的夹角

圆心O到行驶曲线的半径r，然后计算出子船与圆心O之间的连线与行驶曲线的交点P点的坐标(x_p，y_P)，则子船的目标方向角度为：

式中，当子船左转时，K＝0，当子船右转时，K＝1；

则当前子船控制修正角为ω＝θ_cur-θ_obj。

作为本发明的进一步改进，所述的牵引围栏包括设置于子船与母船之间的连接绳、固设于连接绳上的浮管以及固设于连接绳下方的拦网；

所述子船与母船之间设置有用于信号传输以及电力传输的传输电缆。

作为本发明的进一步改进，所述的连接部件包括垂直安装于收集舱上的连接杆、垂直安装于母船上并位于收集舱两侧的第一液压升降杆，所述连接杆与母船之间活动连接，所述第一液压升降杆的伸出端与收集舱的侧边接触。

作为本发明的进一步改进，所述的收集舱开口处通过安装部件活动安装有用于打开或关闭收集舱开口的翻板。

作为本发明的进一步改进，所述的翻板通过固定轴活动安装于收集舱的开口处，固定轴的轴向平行于母船的船宽方向；

所述的安装部件包括固设于母船上的手动绞盘、活动安装于母船上并位于翻板上方的滑轮以及钢绞线，钢绞线的一端缠绕设置于手动绞盘上、另一端绕过滑轮并与翻板连接。

作为本发明的进一步改进，所述的造流器包括安装于母船船尾处的固定架、活动安装于固定架上的转轴、垂直安装于转轴外部的造流板、通过联轴器与转轴连接的电动机或液压马达，所述转轴的轴向平行于母船的船宽方向，所述造流板沿转轴的轴向交错设置有至少两个；造流器的设置，一方面用于造流，当造流器转动时，水流从子船指向母船的方向流动，水面垃圾会跟随水流一同向母船方向流动，使得位于牵引围栏内的水面垃圾跟随水流一同流动并通过收集舱的开口流动至收集舱内，另一方面，造流器转动产生的动力可以推动母船前进，减少子船拖拽母船的拉力，使得母船和子船的巡航速度能更好的同步，另外，如果母船在打捞垃圾的时候需要处于相对静止状态时，可以在造流器造流的同时，使位于母船两侧的推进器反向低速运转，即可抵消造流器对船的正向推力。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

1、本发明通过子船、母船、牵引围栏以及造流器的配合对水面垃圾进行聚拢打捞，打捞过程简单易操作，并且能够有效对水面上的油污、蓝藻、青苔等细小漂浮物进行打捞清理，水面垃圾清理效率以及效果更佳；

2、设置于拦网下方的钢丝绳能够在子船拖拽母船同步行进的过程中，母船受到子船的拉力，该拉力通过钢丝绳施加给母船，从而避免子船施加给母船的拉力过大而扯断连接绳；

3、设置于收集舱与母船之间的连接部件能够使收集舱进行上下运动，便于工作人员对收集舱内的垃圾进行转运；

4、造流器的设置，一方面用于造流，当造流器转动时，水流从子船指向母船的方向流动，水面垃圾会跟随水流一同向母船方向流动，使得位于牵引围栏内的水面垃圾跟随水流一同流动并通过收集舱的开口流动至收集舱内，另一方面，造流器转动产生的动力可以推动母船前进，减少子船拖拽母船的拉力，使得母船和子船的巡航速度能更好的同步；

另外，如果母船在打捞垃圾的时候需要处于相对静止状态时，可以在造流器造流的同时，使位于母船两侧的推进器反向低速运转，即可抵消造流器对船的正向推力；

另外，第二液压升降杆的设置，能够使造流器整体进行上下移动，确保造流器的中心轴线始终在水面以上，以达到最佳造流效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的牵引围栏的结构示意图。

图3为本发明的收集舱的结构示意图。

图4为本发明的母船、收集舱、翻板的配合示意图。

图5为本发明的安装部件的结构示意图。

图6为本发明的母船的船尾方向正视图。

图7为本发明的造流构件的结构示意图。

图8为本发明的子船最小安全距离计算原理图。

图9为本发明的子船保持固定航向行驶的牵引角度计算原理图。

图10为本发明的子船保持固定航向行驶时与岸边之间的距离计算原理图。

图11为本发明的子船保持固定航向行驶时与岸边之间的距离计算原理图。

图12为本发明的子船行进时的导航控制计算原理图。

图13为本发明的子船行进时的导航控制计算原理图。

图中标号为：

1、母船；2、子船；3、牵引围栏；4、浮管；5、连接绳；6、传输电缆；7、钢丝绳；8、第二液压升降杆；9、转轴；10、收集舱；11、连接杆；12、第一液压升降杆；13、造流板；14、固定轴；15、滑轮；16、手动绞盘；17、钢绞线；18、翻板；19、造流器。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。

一种水面垃圾清洁方法，其包括母船1，母船1通过牵引围栏3连接有两艘子船2；其具体步骤如下：

S1：母船1在水面移动至相应打捞位置处；

S2：所述母船1上通过连接部件活动安装有用于储放垃圾的收集舱10，所述收集舱10朝向母船1船头方向的端部呈开口结构，收集舱10的开口处通过安装部件活动安装有用于打开或关闭收集舱开口的翻板18；

移动翻板18并打开收集舱10的开口，同时，收集舱10向下移动且收集舱10的底部位于水面以下；

S3：释放两艘子船2，子船2向前并向岸边方向移动，直至设置于子船2与母船1之间的牵引围栏3绷紧呈喇叭形状；

S4：根据子船2在河道行驶的位置来调整子船2与岸边的实际距离d，并使d大于最小安全距离d₀；

S5：子船2保持固定航向前进，在前进过程中，子船2与牵引围栏3配合将水面垃圾牵引聚拢至母船1的船头处，同时，设置于母船1上的造流器19转动并使水流从母船1的船头流向船尾，垃圾跟随水流一同流动并通过收集舱10的开口流动至收集舱10内；

S6：当沿子船2固定航向上的水面垃圾被打捞完毕后，子船2自动导航转向并重复步骤S5；

S7：当水面垃圾被打捞完毕后，翻板18收起并封闭收集舱10的开口，同时收集舱10向上运动并位于水面以上，以滤除舱内水分，作业结束。

进一步的，如图8所示，所述子船与岸边之间的最小安全距离计算公式如下：

v_lx＝v_l sinα，v_ly＝v_l cosα

v_rx＝v_r sinβ，v_ry＝v_r cosβ

v_ly＝v_ry

其中，d₀表示子船与岸边之间的最小安全距离，L表示牵引围栏的长度；

α与β分别表示两个牵引围栏与母船之间形成的夹角；

h_r与h_l分别表示母船距离两岸边之间的距离；

v_l与v_r分别表示两艘子船的速度；

v_lx与v_rx分别表示两艘子船在横向上的分速度；

v_ly与v_ry分别表示两艘子船在纵向上的分速度。

进一步的，如图9所示，所述子船保持固定航向前进时，为克服水面波浪或风力带来的影响的计算公式如下：

F_Q＝qv²

F_T＝F_Q sinα

其中，牵引围栏连接到子船的船尾且两个牵引围栏之间呈V形；

F_Q表示子船的牵引力，q为待训练的参数，与母船的重量及母船垂直于水流的面积有关，v表示子船的速度，F_Q可以分解成横向力F_T和纵向力F_P，α表示牵引围栏与母船之间形成的夹角；

为了保持固定航向行驶，子船需要施加反方向的转矩T_p以抵消F_P纵向的力，否则船只将转向，船与岸边之间的距离会随着前进而增加。

子船前进过程中，安装在两只子船上的雷达不断探测与岸边的距离，根据河道宽度实际测量值，动态调整其与岸边的距离，当河道过宽，牵引围栏长不足时，为保证子船的牵引力能顺利牵引母船，牵引围栏与母船之间的夹角必须小于固定值α₀，应使

进一步的，所述子船保持固定航向行驶包括河道中央行驶模式、沿河道右向行驶模式以及基于PID控制器的航向保持模式；

如图10所示，河道中央行驶模式：根据河道宽度h，自动动态设置子船与岸边的距离d，当设置保持平行编队河道中央行驶时，d的距离动态调整如下：

其中，d₀表示子船与岸边之间的最小安全距离，L表示牵引围栏的长度；

α表示牵引围栏与母船之间形成的夹角；

h_r与h_l分别表示母船距离两岸边之间的距离；

α₀为固定值

如图11所示，沿河道右向行驶模式：当设置平行编队保持右侧靠边行驶时，d_r＝d₀，d_l动态调整计算公式如下：

其中，d₀表示子船与岸边之间的最小安全距离，d_r表示右侧子船与右侧岸边之间的距离，d_l表示左侧子船与左侧岸边之间的距离；

h为河道宽度，L表示牵引围栏的长度；

h_r表示母船与右侧岸边之间的距离，h_l表示母船与左侧岸边之间的距离；

α表示牵引围栏与母船之间形成的夹角，α₀为固定值

当子船为基于PID控制器的航向保持模式：通过PID控制器控制子船始终保持与河道平行的方向，母船的航向与子船的航向一致，则PID控制器的航向输出u(k)的计算公式如下：

其中Kp是比例增益，Ki是积分增益，Kd是微分增益，e(k)是偏航角给定期望值和实际输出值之间的偏差，通过自动训练实现多目标优化搜索适合航向保持的参数Kp、Ki、Kd、e(k)。

进一步的，所述子船自动导航转向的控制算法如下：

(1)如图12所示，直线行驶控制

设P₁、P₂为母船规划巡航目标点，子船航行当前角度为θ_cur，目标方向的角度θ_obj为

当前控制修正角为ω＝θ_cur-θ_obj

(2)如图13所示，曲线行驶控制

转弯时两子船角速度需保持一致，在曲线行驶时，用近似拟合弧形计算，可以考虑与东西方向角度

设C点为当前点，P点是投影到指定的路径上的点，设P₁、P₂、P₃为母船巡航目标点，O为拟合出的圆心，r为半径；

另设：

则圆心O的坐标公式为：

半径

考虑圆心与东西方向的夹角

投影点P的坐标计算公式为：

目标方向角度为：

如图1-7所示，一种实现上述水面垃圾清洁方法的子母船，其包括母船1，母船1通过牵引围栏3连接有两艘子船2，两艘子船2与牵引围栏3共同形成用于将水面垃圾聚拢至母船1船头处的垃圾牵引结构。

所述的母船1的船身上通过连接部件活动安装有用于储放垃圾的收集舱10，收集舱10沿着连接部件进行上下运动。

所述的收集舱10朝向母船1船头方向的端部呈开口结构，收集舱10的开口处通过安装部件活动安装有用于打开或关闭收集舱10开口的翻板18。

所述的母船1上设置有用于使水流从母船1的船头指向船尾的方向流动并进而牵引垃圾向母船1方向移动的造流器19。

翻板18呈水平布置并打开收集舱10的开口，接着，释放两艘子船2，子船2前进并拖拽母船1同步前进，前进过程中，子船2与牵引围栏3配合将水面垃圾聚拢至母船1的船头处，同时，造流器19转动并使水流从母船1的船头流向船尾，垃圾跟随水流一同流动并通过收集舱10的开口流动至收集舱10内，待垃圾打捞作业结束后，翻板18收起并封闭收集舱10的开口，接着，收集舱10向上运动并位于水面以上，以滤除舱内水分；上述垃圾打捞过程中，造流器19转动并形成推动母船1前进的正向动力，减少子船2拖拽母船1的拉力，使得母船1和子船2能更好同步前进，另外，如果需要母船1在作业时处于相对静止状态，设置于母船1两侧的推进器低速反转，形成船体后退的反向动力，与造流器19的正向动力抵消即可。

如图2所示，所述的牵引围栏3包括设置于子船2与母船1之间的连接绳5、固设于连接绳5上的浮管4以及固设于连接绳5下方的拦网，优选的，所述的拦网的底部设置有钢丝绳7，钢丝绳7的一端与母船1连接、另一端与子船2连接；其意义在于，一方面，钢丝绳7自身的重量能够使拦网在水里完全伸展开来，当然，浮管4的浮力远大于钢丝绳7的重量，另一方面，子船2前进并拖拽母船1同步前进的过程中，母船1受到子船2的拉力，该拉力通过钢丝绳7施加给母船1，从而避免连接绳5被子船2施加给母船1的拉力扯断。

所述子船2与母船1之间设置有用于信号传输以及电力传输的传输电缆6。

如图3所示，所述的连接部件包括垂直安装于收集舱10上的连接杆11、垂直安装于母船1上并位于收集舱10两侧的第一液压升降杆12，所述连接杆11与母船1之间活动连接，所述第一液压升降杆12的伸出端与收集舱10的侧边接触，优选的，所述收集舱10的四角处均安装有连接杆11；垃圾打捞作业结束后，翻板18收起并封闭收集舱10的开口，接着，第一液压升降杆12的伸出端伸出，使得收集舱10上升并位于水面以上，以滤除舱内水分，接着，工作人员可通过人工或现有吊装技术将收集舱10移往他处进行垃圾处理。

如图4-5所示，所述的翻板18通过固定轴14活动安装于收集舱10的开口处，固定轴14的轴向平行于母船1的船宽方向。

所述的安装部件包括固设于母船1上的手动绞盘16、活动安装于母船1上并位于翻板18上方的滑轮15以及钢绞线17，钢绞线17的一端缠绕设置于手动绞盘16上、另一端绕过滑轮15并与翻板18连接；工作人员手动摇动手动绞盘16即可放出或收回钢绞线17，进而使翻板18打开或者关闭收集舱10的开口。

如图6-7所示，所述的造流器19包括安装于母船1船尾处的固定架、活动安装于固定架上的转轴9、垂直安装于转轴9外部的造流板13、通过联轴器与转轴9连接的电动机，所述转轴9的轴向平行于母船1的船宽方向，所述造流板13沿转轴9的轴向交错设置有若干个。

优选的，所述的母船1的船尾处垂直设置有第二液压升降杆8，所述固定架固设于第二液压升降杆8的伸出端；其意义在于，第二液压升降杆8能够使造流器19整体进行上下移动，确保造流器19的中心轴线始终在水面以上，以达到最佳造流效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种水面垃圾清洁方法，其特征在于，包括母船，母船通过牵引围栏连接有两艘子船；

其步骤如下：

S1：母船在水面移动至相应打捞位置处；

S2：所述母船上通过连接部件活动安装有用于储放垃圾的收集舱，打开收集舱的开口，同时收集舱向下移动使其底部位于水面以下；

S3：释放两艘子船，子船向前并向岸边方向移动，直至设置于子船与母船之间的牵引围栏绷紧呈喇叭形状；

S4：根据子船在河道行驶的位置来调整子船与岸边的实际距离d，并使d大于最小安全距离d₀；

S5：子船保持固定航向前进，在前进过程中，子船与牵引围栏配合将水面垃圾牵引聚拢至母船的船头处；同时，设置于母船上的造流器转动并使水流从母船的船头流向船尾，垃圾跟随水流一同流动并通过收集舱的开口流动至收集舱内；

S6：当沿子船固定航向上的水面垃圾被打捞完毕后，子船自动导航转向并重复步骤S5；

S7：当水面垃圾被打捞完毕后，翻板收起并封闭收集舱的开口，同时收集舱向上运动并位于水面以上，以滤除舱内水分，作业结束。

2.根据权利要求1所述的一种水面垃圾清洁方法，其特征在于，所述子船与岸边之间的最小安全距离d₀的计算公式如下：

v_lx＝v_lsinα，v_ly＝v_lcosα

v_rx＝v_rsinβ，v_ry＝v_rcosβ

v_ry＝v_ry

其中，d₀表示子船与岸边之间的最小安全距离，L表示牵引围栏的长度；

α与β分别表示两个牵引围栏与母船前进方向之间的夹角；

h_r与h_l分别表示母船距离两岸边之间的距离；

v_l与v_r分别表示两艘子船的速度；

v_lx与v_rx分别表示两艘子船在横向上的分速度；

v_ly与v_ry分别表示两艘子船在纵向上的分速度。

3.根据权利要求1所述的一种水面垃圾清洁方法，其特征在于，所述子船保持固定航向前进时，其牵引角度α不大于

其中α表示牵引围栏与母船前进方向之间的夹角；

所述子船在河道行驶的位置包括河道中央行驶模式、沿河道右向行驶模式以及基于PID控制器的航向保持模式。

4.根据权利要求3所述的一种水面垃圾清洁方法，其特征在于，当子船为河道中央行驶模式，两艘子船保持平行编队在河道中央行驶时，子船与岸边的实际距离d动态调整如下：

其中，d₀表示子船与岸边之间的最小安全距离，L表示牵引围栏的长度；

α表示牵引围栏与母船前进方向之间的夹角；

h_r与h_l分别表示母船距离河道两侧岸边之间的距离；

α₀为子船的最小牵引角度

当子船为沿河道右向行驶模式，两艘子船平行编队保持河道右侧靠边行驶时，d_r＝d₀，d_l动态调整计算公式如下：

其中，d₀表示子船与岸边之间的最小安全距离，d_r表示右侧子船与右侧岸边之间的距离，d_l表示左侧子船与左侧岸边之间的距离；

h为河道宽度，L表示牵引围栏的长度；

h_r表示母船与右侧岸边之间的距离，h_l表示母船与左侧岸边之间的距离；

α表示牵引围栏与母船前进方向之间形成的夹角，α₀为子船的最小牵引角度

当子船为基于PID控制器的航向保持模式：通过PID控制器控制子船始终保持与河道平行的方向，母船的航向与子船的航向一致，则PID控制器的航向输出u(k)的计算公式如下：

其中Kp是比例增益，Ki是积分增益，Kd是微分增益，e(k)是偏航角给定期望值和实际输出值之间的偏差。

5.根据权利要求1所述的一种水面垃圾清洁方法，其特征在于，所述子船自动导航转向的修正角度ω为：ω＝θ_cur-θ_obj

当子船为直线行驶时：

设P₁、P₂为母船规划巡航目标点，测出P₁、P₂的坐标(x_p1，y_p1)、(x_p2，y_p2)，以及子船航行当前角度θ_cur，则子船目标方向的角度θ_obj根据如下公式计算：

当子船为曲线行驶时：

设P₁、P₂、P₃为母船巡航目标点，用近似拟合弧形计算出由P₁、P₂、P₃构成的行驶曲线的拟合圆心O的坐标(x_o，y_o)；测出子船航行当前角度θ_cur、子船与圆心O之间的连线与水平方向的夹角

圆心O到行驶曲线的半径r，然后计算出子船与圆心O之间的连线与行驶曲线的交点P点的坐标(x_p，y_P)，则子船的目标方向角度为：

式中，当子船左转时，K＝0，当子船右转时，K＝1。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种水面垃圾清洁方法，其特征在于，所述的牵引围栏包括设置于子船与母船之间的连接绳、固设于连接绳上的浮管以及固设于连接绳下方的拦网；

所述子船与母船之间设置有用于信号传输以及电力传输的传输电缆。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种水面垃圾清洁方法，其特征在于，所述的连接部件包括垂直安装于收集舱上的连接杆、垂直安装于母船上并位于收集舱两侧的第一液压升降杆，所述连接杆与母船之间活动连接，所述第一液压升降杆的伸出端与收集舱的侧边接触。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的一种水面垃圾清洁方法，其特征在于，所述的收集舱开口处通过安装部件活动安装有用于打开或关闭收集舱开口的翻板。

9.根据权利要求8中任一项所述的一种水面垃圾清洁方法，其特征在于，所述的翻板通过固定轴活动安装于收集舱的开口处，固定轴的轴向平行于母船的船宽方向；

所述的安装部件包括固设于母船上的手动绞盘、活动安装于母船上并位于翻板上方的滑轮以及钢绞线，钢绞线的一端缠绕设置于手动绞盘上、另一端绕过滑轮并与翻板连接。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的一种水面垃圾清洁方法，其特征在于，所述的造流器包括安装于母船船尾处的固定架、活动安装于固定架上的转轴、垂直安装于转轴外部的造流板、通过联轴器与转轴连接的电动机或液压马达，所述转轴的轴向平行于母船的船宽方向，所述造流板沿转轴的轴向交错设置有至少两个。

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