一种清漂船及其清漂方法技术

本发明专利技术涉及一种清漂船及其清漂方法，清漂船包括船体、清漂系统和动态路径规划控制系统，船体采用双体船结构，清漂系统包括漂浮式垃圾围栏和垃圾围栏收放器，漂浮式垃圾围栏与船体间形成半封闭的垃圾回收区，垃圾通过双体船两片体之间进入垃圾回收区，并随船移动，垃圾围栏收放器调节漂浮式垃圾围栏的长度，动态路径规划控制系统包括超声波传感器和单片机信息处理系统，超声波传感器安装于船首，实现对漂浮垃圾的识别，单片机信息处理系统对所得信息进行分析，确定漂浮垃圾的位置，并进行路径规划。本发明专利技术清漂船可以实现景区湖泊、河道等清理水域的自动路径规划，优化清漂路线，从而实现对水面漂浮物的自动清理，提高清漂效率。

A cleaning and floating ship and its cleaning and bleaching method

The invention relates to a floating boat and a floating method thereof. The floating boat comprises a hull, a floating system and a dynamic path planning control system. The hull adopts a catamaran structure. The floating system comprises a floating garbage fence and a garbage fence collector, and a semi-closed garbage collection area is formed between the floating garbage fence and the hull. The trash fence collector adjusts the length of the floating trash fence. The dynamic path planning control system includes ultrasonic sensor and single chip microcomputer information processing system. The ultrasonic sensor is installed in the bow of the ship to realize the identification of floating trash. The information processing system analyzes the information obtained, determines the location of floating garbage, and carries out path planning. The floater can realize the automatic path planning of the lakes and rivers in scenic spots, optimize the route of the floater, realize the automatic cleaning of the floating objects on the water surface, and improve the efficiency of the floater cleaning.

【技术实现步骤摘要】
一种清漂船及其清漂方法
本专利技术涉及水域清污
，具体涉及一种清漂船及其清漂方法。
技术介绍
水域污染一直以来是困扰经济发展、生活健康的主要难题之一。对于城市内河、景区湖泊、水库等特定水域，由于其不仅是人们生活用水的主要水源也是重要的观赏与娱乐场所，污染物存在的影响更加直接与严重，一方面影响了人们正常用水，另外一方面破坏了环境的观赏性。因此对于特定水域的污染物进行清理十分重要。城市内河、景区湖泊、水库等水域的污染物主要是漂浮垃圾。对于漂浮垃圾的清理，目前最常用的两种方式，分别是人力治理与大型船体的机械化作业。其中，人力治理的劳动强度大，安全性低，不能24小时连续作业，工作质量难以保证；大型船体的机械化作业的治理机动性差，出行成本高，且作业期间极为影响景区的参观环境，两种方式都并不适用于上述特定水域。与此同时，城市内河、景区湖泊、水库等水域的污染物清理方式还必须满足二次污染少、清漂过程美观等特殊要求。为了解决这一问题，需要一种清洁、智能的小型清漂船。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种清漂船及其清漂方法，它可实现在城市内河、景区湖泊、水库自动规划路径并对其水面漂浮物进行清理，提高清漂效率、降低清漂风险。本专利技术为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：一种清漂船，包括船体和清漂系统，所述船体采用双体船结构，包括两个片体和连接两个片体的甲板桥，甲板桥上设置设备舱室；所述清漂系统包括漂浮式垃圾围栏和垃圾围栏收放器，所述漂浮式垃圾围栏由垃圾围栏收放器释放于所述船体后方，漂浮于水面上，漂浮式垃圾围栏与船体间形成半封闭的垃圾回收区，垃圾通过双体船两片体之间进入垃圾回收区，并随船移动，所述垃圾围栏收放器用于调节所述漂浮式垃圾围栏的长度；所述清漂船还包括设置于所述设备舱内的动态路径规划控制系统，所述动态路径规划控制系统包括超声波传感器和单片机信息处理系统，所述超声波传感器安装于船首，实现对漂浮垃圾的识别，并将探测信号传递至单片机信息处理系统，单片机信息处理系统对所得信息进行分析，确定漂浮垃圾的位置，并进行路径规划。上述方案中，所述漂浮式垃圾围栏包括若干个依次相连的聚乙烯浮体，所述聚乙烯浮体内部用环保型聚氨酯填充发泡，连接好的聚乙烯浮体通过聚氨酯外套包裹成带。上述方案中，所述垃圾围栏收放器包括双回转装置、拉力传感器和电机，所述双回转装置和电机均设置于所述设备舱室内，所述电机驱动所述双回转装置正转或反转，所述漂浮式垃圾围栏的首端穿过所述船体的一个片体后与所述双回转装置连接，所述漂浮式垃圾围栏的尾端与所述拉力传感器连接，所述拉力传感器安装于所述船体的另一个片体末端，所述双回转装置正转实现漂浮式垃圾围栏的投放、反转实现漂浮式垃圾围栏的收拢。上述方案中，所述清漂船还包括设置于所述设备舱内的清漂系统控制系统，所述拉力传感器对所述漂浮式垃圾围栏所受拉力进行监测，并将监测信号传递至所述清漂系统控制系统进行分析，所述清漂系统控制系统根据监测信号测算出所收集的漂浮垃圾量，从而判断所需要释放漂浮式垃圾围栏的长度。上述方案中，所述清漂船还包括风光储混合推进系统，所述风光储混合推进系统包括风光储互补发电系统和推进装置，所述风光储互补发电系统包括风力发电机组、光伏组件和蓄电池，所述风力发电机组安装于所述船体的片体上，所述光伏组件安装于所述设备舱室的顶部，所述蓄电池安装于所述设备舱室内；所述风力发电机组、光伏组件、蓄电池共同作为清漂船的动力来源，当风力发电机组、光伏组件所提供的能量能够支持清漂船工作，则由它们直接供能，多余电量存储于蓄电池；当风力发电机组、光伏组件所提供的能量不够支持清漂船工作，则蓄电池同步供电。上述方案中，所述推进装置为吊舱式推进器，所述吊舱式推进器有两个，分别安装于两片体下方。上述方案中，所述风力发电机组采用垂直轴风力涡轮机，光伏组件采用柔性太阳能电池，蓄电池采用锂离子蓄电池。上述方案中，所述动态路径规划控制系统针对不同的水域能够基于算法实现不同的运行方式，针对狭长水域采用改进的往复前进式巡航，针对广阔水域采用改进的内螺旋逻辑路线与栅格法相结合的循环式巡航。本专利技术还提出利用上述的清漂船实现的清漂方法，该方法包括以下步骤：S1、清漂船通过对不同水域的判断，采取合适的方式进行全局路径规划：在狭长水域，清漂船采用改进的往复前进式巡航方式；在广阔水域，清漂船采用改进的内螺旋逻辑路线与栅格法相结合的循环式巡航方式；S2、在确定了全局路径后，清漂船在行进过程中依靠超声波传感器对较大水域范围内的漂浮垃圾数量与分布情况进行扫描识别，探测出船体前方的漂浮垃圾的位置信息，通过船上搭载的单片机信息处理系统对信息进行即时处理，从而进行下一步的清理路径规划：当探测出漂浮垃圾时，以清理漂浮垃圾为目标进行局部最优路径规划，若未探测出漂浮物，则继续全局路径规划；S3、动态路径规划控制系统将路径规划信息指令传到风光储混合推进系统，推进系统按照所规划的路径巡航；S4、在巡航过程中，垃圾围栏收放器释放漂浮式垃圾围栏，拉力传感器对漂浮式垃圾围栏所受拉力进行监测，监测数据通过清漂系统控制系统进行分析，并以此测算出所收集的漂浮垃圾量，从而判断所需要释放漂浮式垃圾围栏的长度，进而完成清漂过程。本专利技术的有益效果在于：本专利技术清漂船采用双体船结构，在两片体末端安装长度可调的漂浮式垃圾围栏对漂浮垃圾进行收集，漂浮式垃圾围栏通过垃圾围栏收放器调节其长度，能够更高效、简便地完成水面漂浮物的清理，双体船结构不仅增加了垃圾回收区的存储空间，还提高了船体稳定性。另外在清漂船上设置动态路径规划控制系统对被清污水域进行路径规划，实现对水面漂浮物的全面清理，保证清污效果。本专利技术清漂船基于风光储混合的推进方式，使得清漂船不会因动力问题产生二次污染。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术清漂船的立体结构示意图；图2是图1所示清漂船的侧剖视图；图3是本专利技术清漂船的往复前进式巡航方式示意图；图4是本专利技术清漂船的内螺旋逻辑路线与栅格法相结合的循环式巡航方式示意图。图中：100、清漂船；10、船体；11、片体；12、设备舱室；21、漂浮式垃圾围栏；211、聚乙烯浮体；212、聚氨酯外套；221、双回转装置；222、拉力传感器；223、电机；311、风力发电机组；312、光伏组件；313、蓄电池；32、推进装置；41、超声波传感器；42、单片机信息处理系统；50、清漂系统控制系统；200、垃圾回收区。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1-2所示，为本专利技术一较佳实施例的清漂船100，该清漂船100主要运用于城市内河、景区湖泊、水库等水域的漂浮垃圾清理，清漂船100包括船体10和安装于船体10上的清漂系统，船体10采用双体船结构，包括两个片体11和连接两个片体11的甲板桥，甲板桥上设置设备舱室12。清漂系统包括漂浮式垃圾围栏21和垃圾围栏收放器，漂浮式垃圾围栏21由垃圾围栏收放器释放于船体10后方，漂浮于水面上，漂浮式垃圾围栏21与船体10间形成半封闭的垃圾回收区200，垃圾通过双体船两片体11之间进入垃圾回收区200，并随船移动，垃圾围栏收放器用于调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种清漂船，包括船体和清漂系统，其特征在于，所述船体采用双体船结构，包括两个片体和连接两个片体的甲板桥，甲板桥上设置设备舱室；所述清漂系统包括漂浮式垃圾围栏和垃圾围栏收放器，所述漂浮式垃圾围栏由垃圾围栏收放器释放于所述船体后方，漂浮于水面上，漂浮式垃圾围栏与船体间形成半封闭的垃圾回收区，垃圾通过双体船两片体之间进入垃圾回收区，并随船移动，所述垃圾围栏收放器用于调节所述漂浮式垃圾围栏的长度；所述清漂船还包括设置于所述设备舱内的动态路径规划控制系统，所述动态路径规划控制系统包括超声波传感器和单片机信息处理系统，所述超声波传感器安装于船首，实现对漂浮垃圾的识别，并将探测信号传递至单片机信息处理系统，单片机信息处理系统对所得信息进行分析，确定漂浮垃圾的位置，并进行路径规划。

【技术特征摘要】
1.一种清漂船，包括船体和清漂系统，其特征在于，所述船体采用双体船结构，包括两个片体和连接两个片体的甲板桥，甲板桥上设置设备舱室；所述清漂系统包括漂浮式垃圾围栏和垃圾围栏收放器，所述漂浮式垃圾围栏由垃圾围栏收放器释放于所述船体后方，漂浮于水面上，漂浮式垃圾围栏与船体间形成半封闭的垃圾回收区，垃圾通过双体船两片体之间进入垃圾回收区，并随船移动，所述垃圾围栏收放器用于调节所述漂浮式垃圾围栏的长度；所述清漂船还包括设置于所述设备舱内的动态路径规划控制系统，所述动态路径规划控制系统包括超声波传感器和单片机信息处理系统，所述超声波传感器安装于船首，实现对漂浮垃圾的识别，并将探测信号传递至单片机信息处理系统，单片机信息处理系统对所得信息进行分析，确定漂浮垃圾的位置，并进行路径规划。2.根据权利要求1所述的清漂船，其特征在于，所述漂浮式垃圾围栏包括若干个依次相连的聚乙烯浮体，所述聚乙烯浮体内部用环保型聚氨酯填充发泡，连接好的聚乙烯浮体通过聚氨酯外套包裹成带。3.根据权利要求1所述的清漂船，其特征在于，所述垃圾围栏收放器包括双回转装置、拉力传感器和电机，所述双回转装置和电机均设置于所述设备舱室内，所述电机驱动所述双回转装置正转或反转，所述漂浮式垃圾围栏的首端穿过所述船体的一个片体后与所述双回转装置连接，所述漂浮式垃圾围栏的尾端与所述拉力传感器连接，所述拉力传感器安装于所述船体的另一个片体末端，所述双回转装置正转实现漂浮式垃圾围栏的投放、反转实现漂浮式垃圾围栏的收拢。4.根据权利要求3所述的清漂船，其特征在于，所述清漂船还包括设置于所述设备舱内的清漂系统控制系统，所述拉力传感器对所述漂浮式垃圾围栏所受拉力进行监测，并将监测信号传递至所述清漂系统控制系统进行分析，所述清漂系统控制系统根据监测信号测算出所收集的漂浮垃圾量，从而判断所需要释放漂浮式垃圾围栏的长度。5.根据权利要求1所述的清漂船，其特征在于，所述清漂船还包括风光储混合推进系统，所述风光储混合推进系统包括风光储互补发电系统和推进装置，所述风光储互补发电系统包括风力发电机组、光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦，贺卓，路凯达，马梓焱，王恒涛，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42