CN113653118A - 一种基于人工智能技术的河道清淤方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于人工智能技术的河道清淤方法及系统，涉及河道清淤技术领域，包括，步骤S1，以逆水流方向控制船体沿淤泥区行驶；步骤S2，通过防护装置对淤泥进行过滤；步骤S3，通过电机控制搅拌杆对过滤后的淤泥进行搅拌；步骤S4，控制吸污装置将搅拌后的淤泥吸入至废料箱中；步骤S5，将积满淤泥的废料箱运输至岸边进行清理；所述步骤S1中，所述船体在行驶时，控制器根据压力传感器检测的铲板受到的阻力控制船体的行驶速度，同时，所述控制器根据输入的水体流速A对设置的行驶速度进行调节。本发明所述方法及系统有效提高了清淤效率。

Description

一种基于人工智能技术的河道清淤方法及系统

技术领域

本发明涉及河道清淤技术领域，尤其涉及一种基于人工智能技术的河道清淤方法及系统。

背景技术

河道淤积己日益影响到防洪、排涝、灌溉、供水、通航等各项功能的正常发挥，同时，随意的堆积会导致淤泥在雨水等外界力的作用下，发生污染物的迁移，如渗透到地下水当中，造成饮水安全问题，堆放到农田中，淤泥中的有害成分进入农作物体内，影响粮食安全，造成农作物产量、质量的下降为恢复河道正常功能，需进行河道清淤工作，以使河道通过治理变深、变宽，河水变清，使群众的生产条件和居住环境得到明显改善。

现有技术中，在使用清淤设备进行清淤时，容易与河道底部的石块产生碰撞导致设备受损，并且抽出的淤泥结构松散、含水量大，从而造成清淤效率低。

发明内容

为此，本发明提供一种基于人工智能技术的河道清淤方法及系统，用以克服现有技术中无法根据河流的水体状态实时调整设备工作参数导致的清淤效率低的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供一种基于人工智能技术的河道清淤方法，包括，

步骤S1，以逆水流方向控制船体沿淤泥区行驶；

步骤S2，通过防护装置对淤泥进行过滤；

步骤S3，通过电机控制搅拌杆对过滤后的淤泥进行搅拌；

步骤S4，控制吸污装置将搅拌后的淤泥吸入至废料箱中；

步骤S5，将积满淤泥的废料箱运输至岸边进行清理；

所述步骤S1中，所述船体在行驶时，控制器根据压力传感器检测的铲板受到的阻力控制船体的行驶速度，同时，所述控制器根据输入的水体流速A对设置的行驶速度进行调节；

在所述船体行驶的同时，所述控制器控制所述搅拌杆对过滤后的淤泥进行搅拌，并开启所述吸污装置的抽污泵，所述控制器根据调节后的行驶速度控制所述搅拌杆的旋转速度和抽污泵的频率；抽污泵的频率设置完成后，所述控制器根据所述重力传感器检测的重力对所述抽污泵的频率进行修正；

在所述抽污泵开启的同时，所述控制器根据所述抽污泵的频率实时控制所述吸污装置中液压推杆的伸缩速度，以对吸取出淤泥进行挤压，在液压推杆的伸缩速度设置完成后，所述控制器根据所述重力传感器实时检测的重力G0判定是否对液压推杆的伸缩速度进行补偿，若需要补偿，所述控制器根据所述液压推杆的伸长距离L选取对应的补偿系数对液压推杆的伸缩速度进行补偿。

进一步地，所述船体在行驶时，所述控制器将实时获取的铲板阻力F与各预设铲板阻力进行比对，并根据比对结果控制所述船体的行驶速度，其中，

当F≤F1时，所述控制器判定铲板前方为淤泥，并控制所述船体以预设速度V1行驶，V1为预设值；

当F1＜F≤F2时，所述控制器判定前方存在小体积障碍物，并控制所述船体以速度V2行驶，设定V2＝V1×[1+(F-F1)/F1]；

当F2＜F时，所述控制器判定前方存在大体积障碍物，并控制所述船体改变行驶方向；

其中，F1为第一预设铲板阻力，F2为第二预设铲板阻力，F1＜F2。

进一步地，所述控制器在设置所述船体的行驶速度时，所述控制器将输入的水体流速A与预设水体流速A0进行比对，并根据比对结果选取对应的调节系数对所述船体的行驶速度Vi进行调节，设定i＝1,2，其中，

当所述控制器选取第j调节系数aj对行驶速度Vi进行调节时，设定j＝1,2，调节后的行驶速度为Vi’，设定Vi’＝Vi×aj，其中，

当A≤A0时，所述控制器选取第一调节系数a1对Vi进行调节，a1为预设值，0.8＜a1＜1；

当A＞A0时，所述控制器选取第二调节系数a2对Vi进行调节，设定a2＝a1×[1-(A-A0)/A0]。

进一步地，所述控制器在设置所述抽污泵的频率时，所述控制器将调节后的行驶速度Vi’与预设标准行驶速度V0进行比对，并根据比对结果控制所述搅拌杆的旋转速度和抽污泵的频率，其中，

当Vi’≤V0时，所述控制器控制所述搅拌杆以旋转速度C1进行搅拌，并将抽污泵的频率设置为f1；

当Vi’＞V0时，所述控制器控制所述搅拌杆以旋转速度C2进行搅拌，并将抽污泵的频率设置为f2；

其中，C1为第一预设旋转速度，C2为第二预设旋转速度，C1＞C2，f1为第一预设开启频率，f2为第二预设开启频率，f1＞f2。

进一步地，在对抽污泵的频率设置完成后，所述控制器根据所述重力传感器检测的重力对所述抽污泵的频率fi进行修正，设定i＝1,2，所述控制器将预设时间t0内重力的增加量G与各预设重力增加量进行比对，设定G＝Ga-Gb，式中，Ga为初始重力，Gb为抽污泵开启t0时间后检测获取的重力，并根据比对结果选取对应的修正系数对fi进行修正，其中，

当所述控制器选取第j修正系数bj对fi进行修正时，设定j＝1,2，修正后抽污泵的频率为fi’，设定fi’＝fi×bj，其中，

当G＜G1时，所述控制器判定淤泥吸入速度慢，所述控制器选取修正系数b1对fi进行修正；

当G1≤G≤G2时，所述控制器判定淤泥吸入速度正常，不进行修正；

当G2＜G时，所述控制器判定淤泥吸入速度快，所述控制器选取修正系数b2对fi进行修正；

其中，G1为第一预设重力增加量，G2为第二预设重力增加量，G1＜G2，b1为第一修正系数，b2为第二修正系数，0.5＜b2＜1＜b1＜1.5。

进一步地，所述控制器在控制所述液压推杆的伸缩速度时，所述控制器将抽污泵的频率fi与预设标准频率f0进行比对，并根据比对结果控制所述液压推杆的伸缩速度，其中，

当fi≤f0时，所述控制器将液压推杆的伸缩速度设置为R1，R1为预设值；

当fi＞f0时，所述控制器将液压推杆的伸缩速度设置为R2，设定R2＝R1×[1+(fi-f0)/f0]。

进一步地，所述控制器在对液压推杆的伸缩速度设置完成后，所述控制器根据所述重力传感器实时检测的重力G0对液压推杆的伸缩速度Ri进行补偿，设定i＝1,2，所述控制器将实时检测的重力G0与各预设重力进行比对，并根据比对结果判定是否对Ri进行补偿，其中，

当G0≤G01时，所述控制器判定废料箱剩余空间大，不需要对伸缩速度Ri进行补偿；

当G01＜G0≤G02时，所述控制器判定废料箱剩余空间小，需要对伸缩速度Ri进行补偿；

当G02＜G0时，所述控制器判定废料箱已满，并控制抽污泵停止工作；

其中，G01为第一预设重力，G02为第二预设重力，G01＜G02。

进一步地，所述控制器在对液压推杆的伸缩速度Ri进行补偿时，所述控制器将所述液压推杆的伸长距离L与预设伸长距离L0进行比对，并根据比对结果选取对应的补偿系数对Ri进行补偿，其中，

当所述控制器选取第j补偿系数mj对Ri进行补偿时，设定j＝1,2，补偿后的伸缩速度为Ri’，设定Ri’＝Ri×mj，其中，

当L≤L0时，所述控制器选取第一补偿系数m1对Ri进行补偿，m1为预设值，1＜m1＜1.2；

当L＞L0时，所述控制器选取第二补偿系数m2对Ri进行补偿，设定m2＝m1×[1+(L-L0)/L0]。

另一方面，本发明还提供一种基于人工智能技术的河道清淤系统，包括：

船体，用以在河流中行驶，其内部设有控制器，所述控制器用以控制工作过程，所述控制器还用以输入水体流速，所述船体中部设有废料箱，所述废料箱用以盛放收集的淤泥，所述废料箱的底面内壁设置有重力传感器，所述重力传感器用以检测所述废料箱内的淤泥量，所述废料箱上方设有吸污装置，所述吸污装置用以吸取淤泥至所述废料箱中，所述船体的前方设有防护装置，所述防护装置用以阻挡大个体砂石被所述吸污装置吸入，所述防护装置的底端连接有铲板，所述铲板用以将淤泥铲起，所述铲板的内壁设有压力传感器，所述压力传感器用以检测所述铲板受到的阻力，所述防护装置内部设有转动杆，所述转动杆上连接有若干倾斜设置的搅拌杆，所述搅拌杆用以对过滤后的淤泥进行搅拌，所述转动杆的一端与电机连接，所述电机用以带动所述搅拌杆旋转以进行搅拌。

进一步地，所述吸污装置包括箱体，所述箱体用以对吸入的淤泥进行压缩，所述箱体的一侧连接有抽污泵，所述抽污泵上表面连接有输送管道，所述输送管道用以将淤泥输送至所述箱体中，所述抽污泵远离所述箱体的侧面连接有吸取管道，所述吸取管道用以吸入淤泥，所述吸取管道的底端开设有若干吸孔，所述箱体内设置有排水装置；

所述排水装置包括液压推杆，所述液压推杆插接于所述箱体远离所述抽污泵的一侧面，所述液压推杆的输出端连接有滤水板，所述滤水板用以对淤泥进行挤压以排出多余的水，所述滤水板的顶端连接有挡板，所述滤水板与所述箱体滑动连接，所述滤水板的下端连接有密封板，所述密封板与所述箱体的内部下表面滑动连接，所述密封板靠近所述滤水板的一端设有通孔，密封板的另一端延伸至所述箱体外侧，所述箱体的底部开设有下料口，所述下料口用以将淤泥排至所述废料箱中，所述箱体的正面和背面均设有排水槽，所述排水槽用以将所述滤水板过滤后的水排出；

所述防护装置包括支撑板，所述支撑板的一端与所述船体连接，所述支撑板用以防止所述电机被水花溅射，所述支撑板的底部连接有挡板，所述挡板为圆弧状，所述挡板用以保证淤泥的吸入过程不被干扰，所述挡板靠近所述铲板的一侧设有过滤网，所述过滤网用以对大个体砂石进行过滤。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述控制器在控制所述船体行驶时，所述控制器根据压力传感器检测的铲板受到的阻力控制船体的行驶速度，阻力越大证明障碍物越大，当阻力达到预设值时，则易造成设备损坏，因此需及时调转方向，以保证设备安全，同时亦提高了清淤效率，且所述控制器还通过水体速度对行驶速度进行调节，水速越快则淤泥越容易被水流带走，因此当水速快时所述控制器将行驶速度降低，以提高清淤效率；所述船体在行驶时，通过铲板将淤泥铲出，再通过水流充刷经过滤网过滤进入挡板内，此时所述控制器控制所述搅拌杆进行旋转以使大块体淤泥被打碎以方便吸入，所述控制器根据调节后的行驶速度控制所述搅拌杆的旋转速度，通过行驶速度控制搅拌杆的旋转速度，可有效保证对淤泥进行充分搅拌，从而提高淤泥的吸入效率，进而提高清淤效率，同时，所述控制器还根据行驶速度控制抽污泵的频率，行驶速度越慢抽污泵频率越大，以保证淤泥均被吸入，所述控制器通过检测的重力对频率进行调节，以使调节后的频率更加满足需求，从而提高淤泥的吸入效率，以提高清淤效率；所述控制器还根据抽污泵的频率控制所述液压推杆的伸缩速度，通过对液压推杆的伸缩速度的精确控制，以保证被吸入的淤泥得到充分挤压，排出多余水分，从而提高清淤效率，且所述控制器还根据实时检测的重力G0判定是否对伸缩速度进行补偿，需要补偿时，所述控制器则根据液压推杆的伸长距离对伸缩速度进行补偿，以使补偿后的伸缩速度更加精确，从而提高淤泥的挤压效率，从而进一步提高清淤效率。

尤其，所述控制器通过获取铲板阻力F对铲板遇到的障碍物进行判定，并根据判定结果控制所述船体的行驶速度，以使行驶速度满足清淤需求，同时，还加快了清淤速度，降低了小体积障碍物对清淤速度的影响，并避免了大体积障碍物对设备的损害，有效提高了清淤效率，在设置所述船体的行驶速度时，还根据水体流速对行驶速度进行调节，所述船体逆流行驶，当水流速度过大时将对底部淤泥进行充刷，此时若行驶速度快将导致淤泥收集不完全，通过调节系数对行驶速度进行调节，以降低行驶速度，从而进一步提高了清淤效率。

尤其，在设置所述搅拌杆的旋转速度时，通过将调节后的行驶速度与预设值进行比对以控制搅拌杆的旋转速度，当行驶速度低时水流速度快，水流越快淤泥过滤越快，因此搅拌杆的旋转速度也应越快，以满足对淤泥的搅拌需求，通过对搅拌杆的旋转速度的精确控制，有效提高了淤泥的搅拌效率，从而提高淤泥的收集效率，同时，在控制抽油泵的频率时，同样根据行驶速度控制抽油泵的频率，当行驶速度低时水流速度快，水流越快淤泥过滤越快，因此抽油泵的频率也应越大，以及时吸取过滤后的淤泥，通过对抽油泵的频率进行精确控制，有效提高了淤泥的吸取效率，从而进一步提高清淤效率，在对所述抽污泵的频率设置完成后，为提高淤泥收集效率，所述控制器获取重力感器检测的预设时间内的重力变化量，而预设时间内重力的变化量反映的是淤泥的吸取速度，当重力变化量过小时，证明吸取速度过慢需增加吸取速度，当重力变化量过大时，证明吸取速度过快，超出设备的工作上限易造成设备损坏，需降低吸取速度，通过获取重力的变化量及时对所述抽油泵的频率进行修正，在提高了清淤效率同时，还提高了设备的使用寿命。

尤其，本发明在设置液压推杆的伸缩速度时，根据抽污泵的频率进行设置，频率越大则伸缩速度越快，且当频率大于预设标准时，所述控制器通过设定公式，使频率与伸缩速度达成正比，从而提高淤泥的挤压效率，进而提高清淤效率，同时，通过设置重力传感器检测船体承受的重力，通过重力变化可实时反映出所述废料箱内剩余空间，当剩余空间足够大时，可任由淤泥的加入，但当剩余空间小时，则需提高伸缩速度以减少单次向所述废料箱加入的淤泥量，从而便于在废料箱满后及时停止加入淤泥，以防淤泥溢出，而当剩余空间小需要提高伸缩速度时，所述控制器通过液压推杆的伸长距离L对伸缩速度进行补偿，通过补偿进一步提高了淤泥的挤压效率，进一步提高了清淤效率。

附图说明

图1为本实施例基于人工智能技术的河道清淤系统的结构剖面图；

图2为本实施例基于人工智能技术的河道清淤系统的结构主视图；

图3为本实施例基于人工智能技术的河道清淤方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-2所示，本实施例基于人工智能技术的河道清淤系统包括，

船体1，用以在河流中行驶，其内部设有控制器(图中未画出)，所述控制器用以控制工作过程，所述控制器还用以输入水体流速，所述船体1中部设有废料箱2，所述废料箱2用以盛放收集的淤泥，所述废料箱2的底面内壁设置有重力传感器10，所述重力传感器10用以检测所述废料箱2内的淤泥量，所述废料箱2上方设有吸污装置3，所述吸污装置3用以吸取淤泥至所述废料箱2中，所述船体1的前方设有防护装置4，所述防护装置4用以阻挡大个体砂石被所述吸污装置3吸入，所述防护装置4的底端连接有铲板5，所述铲板5用以将淤泥铲起，所述铲板5的内壁设有压力传感器9，所述压力传感器9用以检测所述铲板5受到的阻力，所述防护装置4内部设有转动杆6，所述转动杆6上连接有若干倾斜设置的搅拌杆7，所述搅拌杆7用以对过滤后的淤泥进行搅拌，所述转动杆6的一端与电机8连接，所述电机8用以带动所述搅拌杆7旋转以进行搅拌。

可以理解的是，本实施例所述搅拌杆左右长度一致，本实施例未对所述搅拌杆的数量做具体限制，满足使用需求即可，需要注意的是，在设置所述搅拌杆的间距时，需结合其倾斜角度进行设置，以保证任一搅拌杆的底端与相邻下方搅拌杆的顶端高度一致，以保证各搅拌杆的搅拌无缝衔接，从而提高搅拌效率，以提高清淤效率。

请继续参阅图1所示，所述吸污装置3包括箱体301，所述箱体301用以对吸入的淤泥进行压缩，所述箱体301的一侧连接有抽污泵302，所述抽污泵302上表面连接有输送管道303，所述输送管道303用以将淤泥输送至所述箱体301中，所述抽污泵302远离所述箱体301的侧面连接有吸取管道305，所述吸取管道305用以吸入淤泥，所述吸取管道305的底端开设有若干吸孔，所述箱体301内设置有排水装置304。

具体而言，所述排水装置304包括液压推杆31，所述液压推杆31插接于所述箱体301远离所述抽污泵302的一侧面，所述液压推杆31的输出端连接有滤水板32，所述滤水板32用以对淤泥进行挤压以排出多余的水，所述滤水板32的顶端连接有挡板，所述滤水板32与所述箱体301滑动连接，所述滤水板32的下端连接有密封板33，所述密封板33与所述箱体301的内部下表面滑动连接，所述密封板33靠近所述滤水板32的一端设有通孔34，密封板33的另一端延伸至所述箱体301外侧，所述箱体301的底部开设有下料口35，所述下料口35用以将淤泥排至所述废料箱2中，所述箱体301的正面和背面均设有排水槽，所述排水槽用以将所述滤水板32过滤后的水排出。

具体而言，本实施例在设置滤水板时，未对滤水板的孔径做具体限制，可根据淤泥的成分粒径进行设置，当淤泥较为粗糙时选取孔径大的滤水板，反之选取孔径小的滤水板，所述液压推杆推动所述滤水板向前滑动，水通过所述滤水板滤出，将淤泥推向下料口一端，当所述通孔与所述下料口重合时，被挤压后的淤泥通过下料口流入至所述废料箱中，且通过在所述滤水板的顶端设置挡板，当所述滤水板移动至所述下料口一端时，所述挡板将所述输送管道的出口封堵，以使挤压后的淤泥在流入所述废料箱时不被干扰，从而提高淤泥收集效率。可以理解的是，本实施例所述船体还可以替换为其他可在水面行驶的工具，只需满足行驶需求即可，但需要注意的是，船体需有足够空间盛放所述废料箱，若船体过小导致盛放的废料箱过小，将会增加废料箱的清理频率，从而影响淤泥清除效率，因此在设置船体及废料箱的大小时，需根据淤泥清理量进行设置。

请继续参阅图1所示，所述防护装置4包括支撑板401，所述支撑板401的一端与所述船体1连接，所述支撑板401用以防止所述电机8被水花溅射，所述支撑板401的底部连接有挡板402，所述挡板402为圆弧状，所述挡板402用以保证淤泥的吸入过程不被干扰，所述挡板402靠近所述铲板5的一侧设有过滤网403，所述过滤网403用以对大个体砂石进行过滤。

可以理解的是，本实施例未对圆弧状挡板的开口大小做具体限制，只需满足所述过滤网的布设需求即可，本实施例亦未对所述过滤网的孔径做具体限制，在设置过滤网时，需要根据淤泥的粗细程度进行设置，只需满足对淤泥的过滤即可。

请参阅图3所示，其为本实施例基于人工智能技术的河道清淤方法的流程示意图，所述方法包括，

步骤S1，以逆水流方向控制船体沿淤泥区行驶；

步骤S2，通过防护装置对淤泥进行过滤；

步骤S3，通过电机控制搅拌杆对过滤后的淤泥进行搅拌；

步骤S4，控制吸污装置将搅拌后的淤泥吸入至废料箱中；

步骤S5，将积满淤泥的废料箱运输至岸边进行清理。

具体而言，本实施例所述废料箱在积满淤泥后，通过所述船体将所述废料箱运输至岸边，人工将所述废料箱中的淤泥倒入运输装置中，以对所述废料箱进行清理，所述废料箱清理完成后再次装入船体重复清淤过程，可以理解的是，所述废料箱可以设置一个或多个，通过设置多个废料箱，可加快废料箱的替换过程，节约等待时间，提高清淤效率。

具体而言，所述步骤S1中，所述船体在行驶时，控制器根据压力传感器检测的铲板受到的阻力控制船体的行驶速度，所述控制器将实时获取的铲板阻力F与各预设铲板阻力进行比对，并根据比对结果控制所述船体的行驶速度，其中，

当F≤F1时，所述控制器判定铲板前方为淤泥，并控制所述船体以预设速度V1行驶，V1为预设值；

当F1＜F≤F2时，所述控制器判定前方存在小体积障碍物，并控制所述船体以速度V2行驶，设定V2＝V1×[1+(F-F1)/F1]；

当F2＜F时，所述控制器判定前方存在大体积障碍物，并控制所述船体改变行驶方向；

其中，F1为第一预设铲板阻力，F2为第二预设铲板阻力，F1＜F2。

具体而言，所述控制器在设置所述船体的行驶速度时，所述控制器将输入的水体流速A与预设水体流速A0进行比对，并根据比对结果选取对应的调节系数对所述船体的行驶速度Vi进行调节，设定i＝1,2，其中，

当所述控制器选取第j调节系数aj对行驶速度Vi进行调节时，设定j＝1,2，调节后的行驶速度为Vi’，设定Vi’＝Vi×aj，其中，

当A≤A0时，所述控制器选取第一调节系数a1对Vi进行调节，a1为预设值，0.8＜a1＜1；

当A＞A0时，所述控制器选取第二调节系数a2对Vi进行调节，设定a2＝a1×[1-(A-A0)/A0]。

具体而言，本实施例所述控制器通过获取铲板阻力F对铲板遇到的障碍物进行判定，并根据判定结果控制所述船体的行驶速度，以使行驶速度满足清淤需求，同时，还加快了清淤速度，降低了小体积障碍物对清淤速度的影响，并避免了大体积障碍物对设备的损害，有效提高了清淤效率，本实施例在设置所述船体的行驶速度时，还根据水体流速对行驶速度进行调节，本实施例所述船体逆流行驶，当水流速度过大时将对底部淤泥进行充刷，此时若行驶速度快将导致淤泥收集不完全，通过调节系数对行驶速度进行调节，以降低行驶速度，从而进一步提高了清淤效率。

具体而言，所述控制器在控制所述船体行驶的同时，并控制所述搅拌杆对过滤后的淤泥进行搅拌，同时开启所述吸污装置的抽污泵，所述控制器将调节后的行驶速度Vi’与预设标准行驶速度V0进行比对，并根据比对结果控制所述搅拌杆的旋转速度和抽污泵的频率，其中，

当Vi’≤V0时，所述控制器控制所述搅拌杆以旋转速度C1进行搅拌，并将抽污泵的频率设置为f1；

当Vi’＞V0时，所述控制器控制所述搅拌杆以旋转速度C2进行搅拌，并将抽污泵的频率设置为f2；

其中，C1为第一预设旋转速度，C2为第二预设旋转速度，C1＞C2，f1为第一预设开启频率，f2为第二预设开启频率，f1＞f2。

具体而言，在对抽污泵的频率设置完成后，所述控制器根据所述重力传感器检测的重力对所述抽污泵的频率fi进行修正，设定i＝1,2，所述控制器将预设时间t0内重力的增加量G与各预设重力增加量进行比对，设定G＝Ga-Gb，式中，Ga为初始重力，Gb为抽污泵开启t0时间后检测获取的重力，并根据比对结果选取对应的修正系数对fi进行修正，其中，

当所述控制器选取第j修正系数bj对fi进行修正时，设定j＝1,2，修正后抽污泵的频率为fi’，设定fi’＝fi×bj，其中，

当G＜G1时，所述控制器判定淤泥吸入速度慢，所述控制器选取修正系数b1对fi进行修正；

当G1≤G≤G2时，所述控制器判定淤泥吸入速度正常，不进行修正；

当G2＜G时，所述控制器判定淤泥吸入速度快，所述控制器选取修正系数b2对fi进行修正；

其中，G1为第一预设重力增加量，G2为第二预设重力增加量，G1＜G2，b1为第一修正系数，b2为第二修正系数，0.5＜b2＜1＜b1＜1.5。

具体而言，本实施例在设置所述搅拌杆的旋转速度时，通过将调节后的行驶速度与预设值进行比对以控制搅拌杆的旋转速度，当行驶速度低时水流速度快，水流越快淤泥过滤越快，因此搅拌杆的旋转速度也应越快，以满足对淤泥的搅拌需求，通过对搅拌杆的旋转速度的精确控制，有效提高了淤泥的搅拌效率，从而提高淤泥的收集效率，同时，本实施例在控制抽油泵的频率时，同样根据行驶速度控制抽油泵的频率，当行驶速度低时水流速度快，水流越快淤泥过滤越快，因此抽油泵的频率也应越大，以及时吸取过滤后的淤泥，通过对抽油泵的频率进行精确控制，有效提高了淤泥的吸取效率，从而进一步提高清淤效率，本实施例在对所述抽污泵的频率设置完成后，为提高淤泥收集效率，所述控制器获取重力感器检测的预设时间内的重力变化量，而预设时间内重力的变化量反映的是淤泥的吸取速度，当重力变化量过小时，证明吸取速度过慢需增加吸取速度，当重力变化量过大时，证明吸取速度过快，超出设备的工作上限易造成设备损坏，需降低吸取速度，本实施例通过获取重力的变化量及时对所述抽油泵的频率进行修正，在提高了清淤效率同时，还提高了设备的使用寿命。

具体而言，所述控制器在控制所述抽污泵开启的同时，所述控制器根据所述抽污泵的频率实时控制所述吸污装置中液压推杆的伸缩速度，所述控制器将抽污泵的频率fi与预设标准频率f0进行比对，并根据比对结果控制所述液压推杆的伸缩速度，其中，

当fi≤f0时，所述控制器将液压推杆的伸缩速度设置为R1，R1为预设值；

当fi＞f0时，所述控制器将液压推杆的伸缩速度设置为R2，设定R2＝R1×[1+(fi-f0)/f0]。

具体而言，所述控制器在对液压推杆的伸缩速度设置完成后，所述控制器根据所述重力传感器实时检测的重力G0对液压推杆的伸缩速度Ri进行补偿，设定i＝1,2，所述控制器将实时检测的重力G0与各预设重力进行比对，并根据比对结果判定是否对Ri进行补偿，其中，

当G0≤G01时，所述控制器判定废料箱剩余空间大，不需要对伸缩速度Ri进行补偿；

当G01＜G0≤G02时，所述控制器判定废料箱剩余空间小，需要对伸缩速度Ri进行补偿；

当G02＜G0时，所述控制器判定废料箱已满，并控制抽污泵停止工作；

其中，G01为第一预设重力，G02为第二预设重力，G01＜G02。

具体而言，所述控制器在对液压推杆的伸缩速度Ri进行补偿时，所述控制器将所述液压推杆的伸长距离L与预设伸长距离L0进行比对，并根据比对结果选取对应的补偿系数对Ri进行补偿，其中，

当所述控制器选取第j补偿系数mj对Ri进行补偿时，设定j＝1,2，补偿后的伸缩速度为Ri’，设定Ri’＝Ri×mj，其中，

当L≤L0时，所述控制器选取第一补偿系数m1对Ri进行补偿，m1为预设值，1＜m1＜1.2；

当L＞L0时，所述控制器选取第二补偿系数m2对Ri进行补偿，设定m2＝m1×[1+(L-L0)/L0]。

具体而言，本实施例中液压推杆的伸缩速度影响的是单次向所述废料箱加入淤泥量的大小，当伸缩速度越快则单次向所述废料箱加入的淤泥量越少，同时伸缩速度还影响所述箱体内淤泥量的多少，当抽污泵的频率大时，同时间内抽取的淤泥量就大，而此时若伸缩速度慢则将导致所述箱体内迅速溢满，从而影响淤泥的挤压效率，还易造成设备损害，本实施例在设置液压推杆的伸缩速度时，根据抽污泵的频率进行设置，频率越大则伸缩速度越快，且本实施例中当频率大于预设标准时，所述控制器通过设定公式，使频率与伸缩速度达成正比，从而提高淤泥的挤压效率，进而提高清淤效率，同时，本实施例中通过设置重力传感器检测船体承受的重力，通过重力变化可实时反映出所述废料箱内剩余空间，当剩余空间足够大时，可任由淤泥的加入，但当剩余空间小时，则需提高伸缩速度以减少单次向所述废料箱加入的淤泥量，从而便于在废料箱满后及时停止加入淤泥，以防淤泥溢出，而当剩余空间小需要提高伸缩速度时，所述控制器通过液压推杆的伸长距离L对伸缩速度进行补偿，伸长距离越大所述箱体内积累的淤泥量越大，从而进入所述废料箱的淤泥量越大，因此伸长距离越大伸缩速度应越大，可以理解的是，在设置第二预设重力的值时，不应以所述废料箱内积满淤泥的重力设置，应为废料箱留出一定空间，以放置淤泥的溢出，从而提高清淤效率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于人工智能技术的河道清淤方法，其特征在于，包括：

步骤S1，以逆水流方向控制船体沿淤泥区行驶；

步骤S2，通过防护装置对淤泥进行过滤；

步骤S3，通过电机控制搅拌杆对过滤后的淤泥进行搅拌；

步骤S4，控制吸污装置将搅拌后的淤泥吸入至废料箱中；

步骤S5，将积满淤泥的废料箱运输至岸边进行清理；

所述步骤S1中，所述船体在行驶时，控制器根据压力传感器检测的铲板受到的阻力控制船体的行驶速度，同时，所述控制器根据输入的水体流速A对设置的行驶速度进行调节；

在所述船体行驶的同时，所述控制器控制所述搅拌杆对过滤后的淤泥进行搅拌，并开启所述吸污装置的抽污泵，所述控制器根据调节后的行驶速度控制所述搅拌杆的旋转速度和抽污泵的频率；抽污泵的频率设置完成后，所述控制器根据所述重力传感器检测的重力对所述抽污泵的频率进行修正；

在所述抽污泵开启的同时，所述控制器根据所述抽污泵的频率实时控制所述吸污装置中液压推杆的伸缩速度，以对吸取出淤泥进行挤压，在液压推杆的伸缩速度设置完成后，所述控制器根据所述重力传感器实时检测的重力G0判定是否对液压推杆的伸缩速度进行补偿，若需要补偿，所述控制器根据所述液压推杆的伸长距离L选取对应的补偿系数对液压推杆的伸缩速度进行补偿。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能技术的河道清淤方法，其特征在于，所述船体在行驶时，所述控制器将实时获取的铲板阻力F与各预设铲板阻力进行比对，并根据比对结果控制所述船体的行驶速度，其中，

当F≤F1时，所述控制器判定铲板前方为淤泥，并控制所述船体以预设速度V1行驶，V1为预设值；

当F1＜F≤F2时，所述控制器判定前方存在小体积障碍物，并控制所述船体以速度V2行驶，设定V2＝V1×[1+(F-F1)/F1]；

当F2＜F时，所述控制器判定前方存在大体积障碍物，并控制所述船体改变行驶方向；

其中，F1为第一预设铲板阻力，F2为第二预设铲板阻力，F1＜F2。

3.根据权利要求2所述的基于人工智能技术的河道清淤方法，其特征在于，所述控制器在设置所述船体的行驶速度时，所述控制器将输入的水体流速A与预设水体流速A0进行比对，并根据比对结果选取对应的调节系数对所述船体的行驶速度Vi进行调节，设定i＝1,2，其中，

当所述控制器选取第j调节系数aj对行驶速度Vi进行调节时，设定j＝1,2，调节后的行驶速度为Vi’，设定Vi’＝Vi×aj，其中，

当A≤A0时，所述控制器选取第一调节系数a1对Vi进行调节，a1为预设值，0.8＜a1＜1；

当A＞A0时，所述控制器选取第二调节系数a2对Vi进行调节，设定a2＝a1×[1-(A-A0)/A0]。

4.根据权利要求3所述的基于人工智能技术的河道清淤方法，其特征在于，所述控制器在设置所述抽污泵的频率时，所述控制器将调节后的行驶速度Vi’与预设标准行驶速度V0进行比对，并根据比对结果控制所述搅拌杆的旋转速度和抽污泵的频率，其中，

当Vi’≤V0时，所述控制器控制所述搅拌杆以旋转速度C1进行搅拌，并将抽污泵的频率设置为f1；

当Vi’＞V0时，所述控制器控制所述搅拌杆以旋转速度C2进行搅拌，并将抽污泵的频率设置为f2；

其中，C1为第一预设旋转速度，C2为第二预设旋转速度，C1＞C2，f1为第一预设开启频率，f2为第二预设开启频率，f1＞f2。

5.根据权利要求4所述的基于人工智能技术的河道清淤方法，其特征在于，在对抽污泵的频率设置完成后，所述控制器根据所述重力传感器检测的重力对所述抽污泵的频率fi进行修正，设定i＝1,2，所述控制器将预设时间t0内重力的增加量G与各预设重力增加量进行比对，设定G＝Ga-Gb，式中，Ga为初始重力，Gb为抽污泵开启t0时间后检测获取的重力，并根据比对结果选取对应的修正系数对fi进行修正，其中，

当所述控制器选取第j修正系数bj对fi进行修正时，设定j＝1,2，修正后抽污泵的频率为fi’，设定fi’＝fi×bj，其中，

当G＜G1时，所述控制器判定淤泥吸入速度慢，所述控制器选取修正系数b1对fi进行修正；

当G1≤G≤G2时，所述控制器判定淤泥吸入速度正常，不进行修正；

当G2＜G时，所述控制器判定淤泥吸入速度快，所述控制器选取修正系数b2对fi进行修正；

其中，G1为第一预设重力增加量，G2为第二预设重力增加量，G1＜G2，b1为第一修正系数，b2为第二修正系数，0.5＜b2＜1＜b1＜1.5。

6.根据权利要求5所述的基于人工智能技术的河道清淤方法，其特征在于，所述控制器在控制所述液压推杆的伸缩速度时，所述控制器将抽污泵的频率fi与预设标准频率f0进行比对，并根据比对结果控制所述液压推杆的伸缩速度，其中，

当fi≤f0时，所述控制器将液压推杆的伸缩速度设置为R1，R1为预设值；

当fi＞f0时，所述控制器将液压推杆的伸缩速度设置为R2，设定R2＝R1×[1+(fi-f0)/f0]。

7.根据权利要求6所述的基于人工智能技术的河道清淤方法，其特征在于，所述控制器在对液压推杆的伸缩速度设置完成后，所述控制器根据所述重力传感器实时检测的重力G0对液压推杆的伸缩速度Ri进行补偿，设定i＝1,2，所述控制器将实时检测的重力G0与各预设重力进行比对，并根据比对结果判定是否对Ri进行补偿，其中，

当G0≤G01时，所述控制器判定废料箱剩余空间大，不需要对伸缩速度Ri进行补偿；

当G01＜G0≤G02时，所述控制器判定废料箱剩余空间小，需要对伸缩速度Ri进行补偿；

当G02＜G0时，所述控制器判定废料箱已满，并控制抽污泵停止工作；

其中，G01为第一预设重力，G02为第二预设重力，G01＜G02。

8.根据权利要求7所述的基于人工智能技术的河道清淤方法，其特征在于，所述控制器在对液压推杆的伸缩速度Ri进行补偿时，所述控制器将所述液压推杆的伸长距离L与预设伸长距离L0进行比对，并根据比对结果选取对应的补偿系数对Ri进行补偿，其中，

当所述控制器选取第j补偿系数mj对Ri进行补偿时，设定j＝1,2，补偿后的伸缩速度为Ri’，设定Ri’＝Ri×mj，其中，

当L≤L0时，所述控制器选取第一补偿系数m1对Ri进行补偿，m1为预设值，1＜m1＜1.2；

当L＞L0时，所述控制器选取第二补偿系数m2对Ri进行补偿，设定m2＝m1×[1+(L-L0)/L0]。

9.根据权利要求1-8任一项所述的基于人工智能技术的河道清淤方法的系统，其特征在于，包括：

船体，用以在河流中行驶，其内部设有控制器，所述控制器用以控制工作过程，所述控制器还用以输入水体流速，所述船体中部设有废料箱，所述废料箱用以盛放收集的淤泥，所述废料箱的底面内壁设置有重力传感器，所述重力传感器用以检测所述废料箱内的淤泥量，所述废料箱上方设有吸污装置，所述吸污装置用以吸取淤泥至所述废料箱中，所述船体的前方设有防护装置，所述防护装置用以阻挡大个体砂石被所述吸污装置吸入，所述防护装置的底端连接有铲板，所述铲板用以将淤泥铲起，所述铲板的内壁设有压力传感器，所述压力传感器用以检测所述铲板受到的阻力，所述防护装置内部设有转动杆，所述转动杆上连接有若干倾斜设置的搅拌杆，所述搅拌杆用以对过滤后的淤泥进行搅拌，所述转动杆的一端与电机连接，所述电机用以带动所述搅拌杆旋转以进行搅拌。

10.根据权利要求9所述的基于人工智能技术的河道清淤方法，其特征在于，所述吸污装置包括箱体，所述箱体用以对吸入的淤泥进行压缩，所述箱体的一侧连接有抽污泵，所述抽污泵上表面连接有输送管道，所述输送管道用以将淤泥输送至所述箱体中，所述抽污泵远离所述箱体的侧面连接有吸取管道，所述吸取管道用以吸入淤泥，所述吸取管道的底端开设有若干吸孔，所述箱体内设置有排水装置；

所述排水装置包括液压推杆，所述液压推杆插接于所述箱体远离所述抽污泵的一侧面，所述液压推杆的输出端连接有滤水板，所述滤水板用以对淤泥进行挤压以排出多余的水，所述滤水板的顶端连接有挡板，所述滤水板与所述箱体滑动连接，所述滤水板的下端连接有密封板，所述密封板与所述箱体的内部下表面滑动连接，所述密封板靠近所述滤水板的一端设有通孔，密封板的另一端延伸至所述箱体外侧，所述箱体的底部开设有下料口，所述下料口用以将淤泥排至所述废料箱中，所述箱体的正面和背面均设有排水槽，所述排水槽用以将所述滤水板过滤后的水排出；

所述防护装置包括支撑板，所述支撑板的一端与所述船体连接，所述支撑板用以防止所述电机被水花溅射，所述支撑板的底部连接有挡板，所述挡板为圆弧状，所述挡板用以保证淤泥的吸入过程不被干扰，所述挡板靠近所述铲板的一侧设有过滤网，所述过滤网用以对大个体砂石进行过滤。

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