一种基于物联网技术的河道自动清理船及其系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于物联网技术的河道自动清理船及其系统。本清理船由远程控制中心进行全自动操作，可以自动航行和工作，同时包含了河底清淤和河水表体垃圾清洁两种功能，两种功能可以分开独立进行，也可以共同进行；通过自动清淤、自动清洁河水表体垃圾，使河道保持初始水下地形，恢复正常功能，从而达到恢复、维护河道水环境和河流健康的目的。本实用新型专利技术具有运行费用低、结构简单、投资节省、操作方便、经济和社会效益显著等优点，在城市化快速发展和能源、水环境危机的背景下极具研究推广价值。

River channel automatic cleaning ship based on Internet of things technology and system thereof

The utility model discloses a river channel automatic cleaning ship based on the Internet of things technology and a system thereof. The cleaning ship automatic operation by the remote control center can automatic navigation and work at the same time, contains two functions of river dredging and river water body garbage clean, two functions can independently, can also be together; through the automatic dredging, river water body automatic cleaning garbage, so that the river remains initial underwater terrain. To restore normal function, so as to achieve the restoration and maintenance of river water environment and river health purposes. The utility model has the advantages of low operation cost, simple structure, less investment, convenient operation and remarkable economic and social benefits and other advantages, very rapid development and popularization of energy and water environment in the city under the background of crisis.

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网技术的河道自动清理船及其系统
本技术属于水环境治理领域，特别涉及一种基于物联网技术的河道自动清理船及其系统。
技术介绍
水环境是自然生态环境的重要组成部分，但伴随着工农业发展与城市化进程的加快，水环境恶化已成为不争的事实。各级政府及其相关职能部门也已经把水环境改善与修复列入了议事日程，并在实践中不断探索改善水环境尤其是修复城市河流水环境的良方。平原地区地势低平，河道水体流动性差，自净能力弱，容易形成死水，河底会产生大量的淤泥，河面也漂浮大量的垃圾，长期以往，会对当地的水生态环境、河道通航、居民宜居适应性、工农业发展等造成非常严重的负面影响。为了清除河底淤泥和河水表体垃圾，目前采用得较多的是人工打捞和人工抽淤的方法，它是河道清理的一种传统方法，是通过河道清洁工操作吸泥泵吸淤泥和手动打捞水中垃圾，达到改善水环境的目的。这种传统河道清理方法运行成本高、清洁效率低、清洁工劳动强度大、作业时间长、受天气影响大，因此，迫切需要寻找更多的、经济实用的河道高效清理技术。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于物联网技术的河道自动清理船及其系统。本技术所采用的具体技术方案如下：基于物联网技术的河道自动清理船，包括：吸盘、搅动装置、伸缩杆、进淤软管、数字式弹力卷盘、进淤阀、双向抽泥泵、出淤阀、排淤阀、出淤软管、排淤管、伸缩杆驱动装置、储淤箱、固定柱、后压力传感器、溢流孔、清淤舱、抽水泵、清洁舱、浮筒、进水孔、前压力传感器、等惯性输水支管、输水总管、出水软管、过滤网、连接杆、地形探测器、障碍物探测器、卫星导航系统信号接收机、推进器、推进器驱动装置、舵和舵驱动装置；吸盘内部装有搅动装置，吸盘与伸缩杆相连，伸缩杆上方装有伸缩杆驱动装置，伸缩杆内部装有进淤软管，进淤软管缠绕在数字式弹力卷盘上，首端连接吸盘，末端连接双向抽泥泵上的进淤阀；出淤软管的一端接在双向抽泥泵的出淤阀上，另一端置于储淤箱底部中央，双向抽泥泵的顶部装有带排淤阀的排淤管；储淤箱的两侧安装有固定柱，顶部安装有卫星导航系统信号接收机；清淤舱底部装有后压力传感器；清洁舱中的浮筒和过滤网通过连接杆相连，进水孔连接等惯性输水支管，等惯性输水支管汇集到一起后连接输水总管，输水总管与抽水泵相接，抽水泵另一端接有出水软管，出水软管的末端放置在过滤网上；清洁舱的舱底装有前压力传感器；船体的底部装有地形探测器，船艏装有障碍物探测器，推进器、推进器驱动装置、舵和舵驱动装置集中放置在船艉内。基于该技术方案，还可以提供以下若干种优选方式，且下述各技术特征在没有冲突的情况下，均可进行相互组合，不构成限制。作为优选，所述的数据交换单元、抽水泵、配电单元和自备电源布置在清洁泵房内；伸缩杆驱动装置、数字式弹力卷盘和双向抽泥泵布置在清淤泵房内。作为优选，还包括太阳能电池板、数据交换单元、输入电线、输出电线、数据线、配电单元、自备电源、可旋转摄像头和警告对讲装置；太阳能电池板布置在清淤泵房屋面、清洁泵房屋面和储淤箱上，太阳能电池板和自备电源通过输入电线连接到配电单元，配电单元通过输出电线向抽水泵、双向抽泥泵、伸缩杆驱动装置、搅动装置、可旋转摄像头、警告对讲装置、推进器驱动装置和舵驱动装置供电；伸缩杆驱动装置、双向抽泥泵、数字式弹力卷盘、抽水泵、前压力传感器、后压力传感器、推进器驱动装置、舵驱动装置、地形探测器、卫星导航系统信号接收机和障碍物探测器通过数据线与数据交换单元相连接，控制单元与数据交换单元通过网络进行信息传递；清洁泵房屋面靠船艏端装有可旋转摄像头和警告对讲装置。作为优选，清理船的吸盘的直径与自动清理船的宽度相同，伸缩杆处于吸盘的中心，位于船底的地形探测器与伸缩杆的水平距离为吸盘的直径大小，卫星导航系统信号接收机与船底的地形探测器在同一条垂线上。作为优选，清淤舱和清洁舱中均开设有高于河面的溢流孔且位于同一个舱中的溢流孔的大小与高度均相同。作为优选，工作中的清理船的清淤舱水面与溢流孔持平；储淤箱置于清淤舱中，并由两根固定柱限制其水平移动，储淤箱空仓时悬浮在清淤舱水面之上，并随着储淤箱中淤泥量的增加沿固定柱下沉，清淤舱中的水受到储淤箱挤压后从溢流孔溢入河道中，储淤箱完全浸入水中时正好触碰到后压力传感器。作为优选，工作中的清理船的清洁舱水面与溢流孔持平；浮筒置于清洁舱中，通过连接杆固定支撑上方的过滤网，浮筒保持密封且悬浮在清洁舱水面之上，并随着过滤网中垃圾的增加而下沉，清洁舱中的水受到浮筒挤压后从溢流孔溢入河道中，浮筒完全浸入水中时正好触碰到前压力传感器。作为优选，吃水控制线高于河面，进水口略低于河面，且进水口为漏斗状，等惯性输水支管采用等惯性设计。作为优选，清理船在不工作时，伸缩杆收缩固定在船艉，进淤软管收卷在数字式弹力卷盘上。作为优选，清理船的双向抽泥泵能够反转运行，既可以用于吸进河床上的淤泥，也可以用于排出储淤箱中的淤泥。本专利技术的另一目的在于提供一种基于物联网技术的河道自动清理系统，该系统包括前述的任一方案中的河道自动清理船，还包括与清理船配套的码头、控制中心、垃圾集装箱和淤泥集装箱，控制单元放置在控制中心内，控制中心、垃圾集装箱和淤泥集装箱安设在码头上；控制单元与数据交换单元通过网络进行信息传递。本技术通过结合物联网技术和船舶无人驾驶技术，打造一艘全自动河道清理船，同时包含了河底淤泥清除和河水表体垃圾清洁两种功能，对需要清理的河道进行治理。本技术具有运行费用低、结构简单、投资节省、操作方便、经济和社会效益显著等优点，在城市化快速发展和能源、水环境危机的背景下极具研究推广价值，它能有效地改善平原地区的河流水质和外貌，维护河道初始地形，增加平原河流水环境容量，并且对河流生态和航运影响小。附图说明图1是一种基于物联网技术的河道自动清理船立视示意图；图2是一种基于物联网技术的河道自动清理船俯视示意图；图3是一种基于物联网技术的河道自动清理船的清淤舱横剖面示意图；图4是一种基于物联网技术的河道自动清理船的清洁舱横剖面示意图。图1～4中附图标记分别为：河床1、淤泥层2、吸盘3、伸缩杆4、进淤软管5、数字式弹力卷盘6、吃水控制线7、进淤阀8、双向抽泥泵9、排淤阀10、出淤软管11、排淤管12、出淤阀13、伸缩杆驱动装置14、固定柱15、清淤泵房16、储淤箱17、溢流孔18、清淤舱19、太阳能电池板20、后压力传感器21、数据交换单元22、抽水泵23、输入电线24、自备电源25、配电单元26、清洁舱27、浮筒28、进水孔29、前压力传感器30、等惯性输水支管31、输水总管32、清淤舱内水位33、清洁舱内水位34、河水35、过滤网36、连接杆37、地形探测器38、搅动装置39、障碍物探测器40、舵41、推进器42、推进器驱动装置43、舵驱动装置44、数据线45、码头46、控制单元47、控制中心48、垃圾集装箱49、淤泥集装箱50、卫星导航系统信号接收机51、输出电线52、可旋转摄像头53、警告对讲装置54、清洁泵房55、出水软管56。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步阐述和说明。本技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。如图1、2、3、4所示，一种基于物联网技术的河道自动清理船包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网技术的河道自动清理船，其特征在于包括：吸盘(3)、搅动装置(39)、伸缩杆(4)、进淤软管(5)、数字式弹力卷盘(6)、进淤阀(8)、双向抽泥泵(9)、出淤阀(13)、排淤阀(10)、出淤软管(11)、排淤管(12)、伸缩杆驱动装置(14)、储淤箱(17)、固定柱(15)、后压力传感器(21)、溢流孔(18)、清淤舱(19)、抽水泵(23)、清洁舱(27)、浮筒(28)、进水孔(29)、前压力传感器(30)、等惯性输水支管(31)、输水总管(32)、出水软管(56)、过滤网(36)、连接杆(37)、地形探测器(38)、障碍物探测器(40)、卫星导航系统信号接收机(51)、推进器(42)、推进器驱动装置(43)、舵(41)和舵驱动装置(44)；吸盘(3)内部装有搅动装置(39)，吸盘(3)与伸缩杆(4)相连，伸缩杆(4)上方装有伸缩杆驱动装置(14)，伸缩杆(4)内部装有进淤软管(5)，进淤软管(5)缠绕在数字式弹力卷盘(6)上，首端连接吸盘(3)，末端连接双向抽泥泵(9)上的进淤阀(8)；出淤软管(11)的一端接在双向抽泥泵(9)的出淤阀(13)上，另一端置于储淤箱(17)底部中央，双向抽泥泵(9)的顶部装有带排淤阀(10)的排淤管(12)；储淤箱(17)的两侧安装有固定柱(15)，顶部安装有卫星导航系统信号接收机(51)；清淤舱(19)底部装有后压力传感器(21)；清洁舱(27)中的浮筒(28)和过滤网(36)通过连接杆(37)相连，进水孔(29)连接等惯性输水支管(31)，等惯性输水支管(31)汇集到一起后连接输水总管(32)，输水总管(32)与抽水泵(23)相接，抽水泵(23)另一端接有出水软管(56)，出水软管(56)的末端放置在过滤网(36)上；清洁舱(27)的舱底装有前压力传感器(30)；船体的底部装有地形探测器(38)，船艏装有障碍物探测器(40)，推进器(42)、推进器驱动装置(43)、舵(41)和舵驱动装置(44)集中放置在船艉内。...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的河道自动清理船，其特征在于包括：吸盘(3)、搅动装置(39)、伸缩杆(4)、进淤软管(5)、数字式弹力卷盘(6)、进淤阀(8)、双向抽泥泵(9)、出淤阀(13)、排淤阀(10)、出淤软管(11)、排淤管(12)、伸缩杆驱动装置(14)、储淤箱(17)、固定柱(15)、后压力传感器(21)、溢流孔(18)、清淤舱(19)、抽水泵(23)、清洁舱(27)、浮筒(28)、进水孔(29)、前压力传感器(30)、等惯性输水支管(31)、输水总管(32)、出水软管(56)、过滤网(36)、连接杆(37)、地形探测器(38)、障碍物探测器(40)、卫星导航系统信号接收机(51)、推进器(42)、推进器驱动装置(43)、舵(41)和舵驱动装置(44)；吸盘(3)内部装有搅动装置(39)，吸盘(3)与伸缩杆(4)相连，伸缩杆(4)上方装有伸缩杆驱动装置(14)，伸缩杆(4)内部装有进淤软管(5)，进淤软管(5)缠绕在数字式弹力卷盘(6)上，首端连接吸盘(3)，末端连接双向抽泥泵(9)上的进淤阀(8)；出淤软管(11)的一端接在双向抽泥泵(9)的出淤阀(13)上，另一端置于储淤箱(17)底部中央，双向抽泥泵(9)的顶部装有带排淤阀(10)的排淤管(12)；储淤箱(17)的两侧安装有固定柱(15)，顶部安装有卫星导航系统信号接收机(51)；清淤舱(19)底部装有后压力传感器(21)；清洁舱(27)中的浮筒(28)和过滤网(36)通过连接杆(37)相连，进水孔(29)连接等惯性输水支管(31)，等惯性输水支管(31)汇集到一起后连接输水总管(32)，输水总管(32)与抽水泵(23)相接，抽水泵(23)另一端接有出水软管(56)，出水软管(56)的末端放置在过滤网(36)上；清洁舱(27)的舱底装有前压力传感器(30)；船体的底部装有地形探测器(38)，船艏装有障碍物探测器(40)，推进器(42)、推进器驱动装置(43)、舵(41)和舵驱动装置(44)集中放置在船艉内。2.如权利要求1所述的基于物联网技术的河道自动清理船，其特征在于还包括太阳能电池板(20)、数据交换单元(22)、输入电线(24)、输出电线(52)、数据线(45)、配电单元(26)、自备电源(25)、可旋转摄像头(53)和警告对讲装置(54)；太阳能电池板(20)布置在清淤泵房(16)屋面、清洁泵房(55)屋面和储淤箱(17)上，太阳能电池板(20)和自备电源(25)通过输入电线(24)连接到配电单元(26)，配电单元(26)通过输出电线(52)向抽水泵(23)、双向抽泥泵(9)、伸缩杆驱动装置(14)、搅动装置(39)、可旋转摄像头(53)、警告对讲装置(54)、推进器驱动装置(43)和舵驱动装置(44)供电；伸缩杆驱动装置(14)、双向抽泥泵(9)、数字式弹力卷盘(6)、抽水泵(23)、前压力传感器(30)、后压力传感器(21)、推进器驱动装置(43)、舵驱动装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾正华，周欣，
申请(专利权)人：南通安中水务科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32