一种智能模块化生态浮岛制造技术

本发明专利技术公开了一种智能模块化生态浮岛，包括正三角形基础模块和正六边形基础模块两种形式的基础模块，能够根据景观设计需求组合拼装成所需形状。基础模块结构设计合理，拼装方便，每个基础模块中部预留有电气设备箱，底面设有用于安装悬浮气囊以及配重块的平衡槽，正面设有多个用于安装种植水生植物的固定网的预留空位。在生态浮岛上安装了风光互补供电系统、导航动力系统、植物栽培系统、曝气增氧系统、平衡配重系统、水质监测系统、远程通信系统等配套系统，能够实现导航、远程数据通信、远程遥控、水质监测以及曝气增氧等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种智能模块化生态浮岛
本专利技术属于水环境治理装置
，具体涉及一种智能模块化生态浮岛。
技术介绍
近年来，随着我国工业化、城市化进程逐步加快，大量城市河湖、流域水质污染程度不断加重，水体功能退化严重，社会关注度高。生态浮岛以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，通过生物修复方法达到净化水体的效果，同时具备景观作用，具有应用范围广、易于维护、成本低廉等特点。传统生态浮岛形状较为固定，在景观设计及应用方面受到一定限制，且多为锚固形式，只能用于固定水域的定点修复，修复覆盖面较小。与此同时，在当今装备智能化的发展趋势下，传统生态浮岛功能略显单一，欠缺远程控制与数据交互能力，智能型、多功能化的生态浮岛已逐渐成为研究焦点。在此背景下，本专利技术设计开发了一种模块化智能型生态浮岛。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能模块化生态浮岛。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种智能模块化生态浮岛，包括正三角形基础模块和正六边形基础模块两种形式的基础模块；正三角形基础模块的边长与正六边形基础模块的边长相同，正三角形基础模块的每个侧边以及正六边形基础模块的每个侧边分别设置有两个连接孔，各个侧边上的两组连接孔之间的孔间距都相同，以使多个正三角形基础模块、多个正六边形基础模块、以及正三角形基础模块和正六边形基础模块能够通过螺栓和两端螺帽根据景观设计需求进行组合拼装；正三角形基础模块的中部和正六边形基础模块的中部预留有电气设备箱，该设备箱高于浮岛主体，上部配有防水盖板，引线开孔部位均采用线缆防水接头；正三角形基础模块的底面和正六边形基础模块的底面都设有平衡槽，用于安装悬浮气囊以及配重块；正三角形基础模块的正面和正六边形基础模块的正面均设有多个用于安装种植水生植物的固定网的预留空位。在上述技术方案中，生态浮岛优选为采用一个正三角形基础模块和三个正六边形基础模块拼装而成，其中正三角形基础模块位于中心位置，三个正六边形基础模块分别与该正三角形基础模块的三个侧边一一连接。在上述技术方案中，在生态浮岛上安装有风光互补供电系统、导航动力系统、植物栽培系统、曝气增氧系统、平衡配重系统、水质监测系统、远程通信系统等配套系统。在上述技术方案中，在正三角形基础模块上安装风光互补供电系统、导航定位系统、远程通信系统以及曝气增氧系统的鼓风机；在每个正六边形基础模块上均安装水下动力系统和植物栽培系统，曝气增氧系统的曝气管环绕固定于每个正六边形基础模块下部，使用风管将正三角形基础模块上的鼓风机的出气口与三个正六边形基础模块上的曝气管连通；在其中一个正六边形基础模块上安装水质监测系统。在上述技术方案中，所述风光互补供电系统，组合了风力发电与太阳能发电，两种能源互补以满足多种环境变化情况下的稳定供电。该风光互补供电系统由风机、太阳能电池板、供电控制模块、锂电储能模块组成。该该风光互补供电系统各组成模块应具备相应的防水、隔热性能，以避免遇水或线路老化所导致的供电系统损坏。供电系统配置数量应根据生态浮岛总耗电量进行设计，风光互补供电系统示意图见图8。在上述技术方案中，所述导航动力系统由导航模块、高清摄像头、电机、传动杆、螺旋桨、转向舵以及控制模块组成，导航模块通过GPS定位芯片实时获取浮岛所处位置信息，并通过远程通信系统将位置信息实时传送至远程终端；导航动力系统配有的高清摄像头可进行360°转动，由远程终端经远程通信系统发送控制信号给导航动力系统的控制模块，进而控制模块对高清摄像头进行控制，用于操作浮岛移动时，通过高清摄像头实时观察周边水域障碍物情况；所述螺旋桨通过传动杆连接电机，配有转向舵控制前进方向，控制模块可控制电机启停及转向舵转向，同时连接远程通信系统，实现浮岛移动的远程操控。在上述技术方案中，所述植物栽培系统包括固定网、种植篮及水生植物，在基础模块预留空位布置固定网，固定网为方形棋盘式网格，种植篮与固定网形状配套，种植篮左右两侧设置有两个挂耳，用于将种植篮固定在固定网上，种植篮内部种植水生植物。在上述技术方案中，所述曝气增氧系统由鼓风机、风管、曝气管组成，鼓风机通过风管与曝气管连通，曝气管为柔性软管，曝气管单侧开孔，开孔角度与水平面呈30°角，曝气管安装时应使开孔面朝外，且气孔方向面向水下，保证气流斜下喷射入水，增大曝气面积。在上述技术方案中，所述平衡配重系统由悬浮气囊和配重块组成，安装于基础模块预留的平衡槽内，悬浮气囊为橡胶材质充气气囊，长度略小于基础模块边长，充气后通过绑带固定在平衡槽内，配重块为矩形不锈钢材质，以减少金属腐蚀对水体环境的污染，配重块中心开孔，通过螺栓安装固定在平衡槽内。在上述技术方案中，所述水质监测系统由监测传感器、数据采集模块、存储模块、传输线缆组成，监测传感器包括温度传感器、pH传感器、COD传感器、氧化还原电位传感器、氨氮传感器、溶解氧传感器、浊度传感器；数据采集模块采用多通道模块，可满足所有传感器同时采集数据，并可调节数据采集频率，将采集到的数据记录至存储模块，同时通过传输线缆将数据传输至远程通信系统；存储模块采用可移动存储介质，并设有备份存储功能，数据将同时存储在两套存储介质中，以保证数据的安全性；传输线缆采用柔性防水线缆，用于传感器、采集模块与远程通信系统间的数据传输。在上述技术方案中，所述远程通信系统由终端模块、4G/5G无线模块组成，终端模块包括计算机客户端和手机应用程序两种形式，两种终端均可通过4G/5G无线模块连接生态浮岛，控制各系统启停与运行，实时传输数据，满足工作人员对生态浮岛的远程控制及指标监测。本专利技术的优点和有益效果为：本专利技术的生态浮岛采用模块化设计，能够根据景观设计需求将基础模块自由组合拼装成所需形状。基础模块结构设计合理，拼装方便，每个基础模块中部预留有电气设备箱，底面设有用于安装悬浮气囊以及配重块的平衡槽，正面设有多个用于安装种植水生植物的固定网的预留空位。在生态浮岛上安装了风光互补供电系统、导航动力系统、植物栽培系统、曝气增氧系统、平衡配重系统、水质监测系统、远程通信系统等配套系统，能够实现导航、远程数据通信、远程遥控、水质监测以及曝气增氧等功能。附图说明图1.1是本专利技术中正三角形基础模块的正面立体结构示意图。图1.2是本专利技术中正三角形基础模块的底面立体结构示意图。图2.1是本专利技术中正六边形基础模块的正面立体结构示意图。图2.2是本专利技术中正六边形基础模块的底面立体结构示意图。图3是多个正三角形基础模块进行组合拼装的结构图。图4是多个正六边形基础模块进行组合拼装的结构图。图5是正三角形基础模块和正六边形基础模块之间进行组合拼装的结构图。图6是正三角形基础模块和正六边形基础模块之间进行组合拼装的结构图。图7是基础模块正面上的预留空位的局部结构放大图。图8是风光互补供电系统示意图。图9.1是固定网的结构示意图。图9.2是种植篮的结构示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能模块化生态浮岛，其特征在于：包括正三角形基础模块和正六边形基础模块两种形式的基础模块；/n正三角形基础模块的边长与正六边形基础模块的边长相同，正三角形基础模块的每个侧边以及正六边形基础模块的每个侧边分别设置有两个连接孔，各个侧边上的两组连接孔之间的孔间距都相同，以使多个正三角形基础模块、多个正六边形基础模块、以及正三角形基础模块和正六边形基础模块能够通过螺栓和两端螺帽根据景观设计需求进行组合拼装；/n正三角形基础模块的中部和正六边形基础模块的中部预留有电气设备箱，该设备箱高于浮岛主体，上部配有防水盖板，引线开孔部位均采用线缆防水接头；/n正三角形基础模块的底面和正六边形基础模块的底面都设有平衡槽，用于安装悬浮气囊以及配重块；/n正三角形基础模块的正面和正六边形基础模块的正面均设有多个用于安装种植水生植物的固定网的预留空位。/n在生态浮岛上安装有风光互补供电系统、导航动力系统、植物栽培系统、曝气增氧系统、平衡配重系统、水质监测系统、远程通信系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能模块化生态浮岛，其特征在于：包括正三角形基础模块和正六边形基础模块两种形式的基础模块；
正三角形基础模块的边长与正六边形基础模块的边长相同，正三角形基础模块的每个侧边以及正六边形基础模块的每个侧边分别设置有两个连接孔，各个侧边上的两组连接孔之间的孔间距都相同，以使多个正三角形基础模块、多个正六边形基础模块、以及正三角形基础模块和正六边形基础模块能够通过螺栓和两端螺帽根据景观设计需求进行组合拼装；
正三角形基础模块的中部和正六边形基础模块的中部预留有电气设备箱，该设备箱高于浮岛主体，上部配有防水盖板，引线开孔部位均采用线缆防水接头；
正三角形基础模块的底面和正六边形基础模块的底面都设有平衡槽，用于安装悬浮气囊以及配重块；
正三角形基础模块的正面和正六边形基础模块的正面均设有多个用于安装种植水生植物的固定网的预留空位。
在生态浮岛上安装有风光互补供电系统、导航动力系统、植物栽培系统、曝气增氧系统、平衡配重系统、水质监测系统、远程通信系统。


2.根据权利要求1所述的智能模块化生态浮岛，其特征在于：生态浮岛采用一个正三角形基础模块和三个正六边形基础模块拼装而成，其中正三角形基础模块位于中心位置，三个正六边形基础模块分别与该正三角形基础模块的三个侧边一一连接。


3.根据权利要求2所述的智能模块化生态浮岛，其特征在于：在正三角形基础模块上安装风光互补供电系统、导航定位系统、远程通信系统以及曝气增氧系统的鼓风机；在每个正六边形基础模块上均安装水下动力系统和植物栽培系统，曝气增氧系统的曝气管环绕固定于每个正六边形基础模块下部，使用风管将正三角形基础模块上的鼓风机的出气口与三个正六边形基础模块上的曝气管连通；在其中一个正六边形基础模块上安装水质监测系统。


4.根据权利要求1所述的智能模块化生态浮岛，其特征在于：所述风光互补供电系统包括风机、太阳能电池板、供电控制模块、锂电储能模块。


5.根据权利要求1所述的智能模块化生态浮岛，其特征在于：所述导航动力系统由导航模块、高清摄像头、电机、传动杆、螺旋桨、转向舵以及控制模块组成，导航模块通过GPS定位芯片实时获取浮岛所处位置信息，并通过远程通信系统将位置信息实时传送至远程终端；导...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋实，侯晋芳，徐宾宾，张嘉莹，
申请(专利权)人：中交天津港湾工程研究院有限公司，中交第一航务工程局有限公司，天津港湾工程质量检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12