一种新型无人菌剂投放船及其运行方法技术

本发明专利技术涉及无人船应用领域，具体为一种新型无人菌剂投放船及其运行方法，包括：单体船、控制系统、下料装置、转运装置、变速机构、槽轮机构、灌装机；本发明专利技术通过控制系统将各个机构连接起来实现自主巡航及菌剂投放作业，所述下料装置与灌装机安装设置为能够与转运装置作业时间歇转动相配合的位置，所述变速机构为转运装置提供动力且与转运装置配合完成转运作业；通过灌装机可以将液态菌剂使用水溶性薄膜进行灌装并配合本发明专利技术特制的可降解装载瓶定距投放在观测水域中，大大降低了人工成本且能够精确地到指定位置实现精准定量投放，可降解装载瓶运载有固液双相菌剂分别对不同深度水域及淤泥进行全方位清洁，从根本的解决污染问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型无人菌剂投放船及其运行方法


[0001]本专利技术涉及无人船和环保技术应用领域，具体为一种新型无人菌剂投放船及其运行方法。

技术介绍

[0002]菌剂投放是一种重复性、长周期的工作，人工进行菌剂投放的工作时，施工成本高、人力投入大、且效率一般，投放精度差；并不能高度完成菌剂投放的任务，且菌剂投放时还可能遇到危险水域以及细菌、真菌感染的风险，对人工的操作技术要求较大；近年来，开始大力发展无人船菌剂投放技术，以取代人工达到降低成本，提高精度的目的；但在无人船技术发展发面还存在一些不足之处，一方面在结构上：专利号：CN208292740U的技术公开了一种微生物制剂投放船，本技术涉及船领域，公开微生物制剂投放船，包括船体本体，船体本体上设有微生物制剂投放装置，微生物制剂投放装置包括数量为多个的制剂存储槽，相邻的制剂存储槽间设有可移动的隔板，每个制剂存储槽靠近船尾一端都连通有制剂配送管，微生物制剂投放装置还包括制剂混合主管和制剂投放管，制剂配送管与制剂混合主管连通，制剂混合主管与制剂投放管连通。微生物制剂投放船简化了混料及装船步骤，使得混料、装船、投放一体化；使不同的微生物菌种自动混合，比例精确；投放无需人工，驾驶机动船行驶的过程中自动投放，同时节约了人力和物力；通过研究发现该专利技术投放时不能结合水流速度与船速从而实现匀速投放，且投放密度不可调节无法应对多种不同情况的待治理水域，因此存在使用功能上的局限性；另一方面在控制方式上：专利号CN111538336A：本公开实施例公开了一种无人船控制系统，包括岸端控制终端、云端服务器和船载控制器；所述岸端控制终端用于将对无人船的控制指令发向所述云端服务器；所述云端服务器，用于在确定所述控制指令指向的无人船后，向所确定的无人船所连接的船载控制器发送所述控制指令；所述船载控制器，用于根据所述控制指令控制预定引脚按照预定方式向所述无人船输出PWM波，以使所述无人船根据所述PWM波调整航向和航速。本实施例所述的无人船控制系统能够提高岸端控制终端与无人船之间的通信效率，降低通信成本；虽然改善了无人船通讯的问题，但无人船工作过程中仍然需要一定程度的人为参与发出控制指令，不能达到无人船在作业中自动检测并规避复杂环境及实施作业的要求。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提出一种新型无人菌剂投放船及其运行方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型无人菌剂投放船，包括：船体、灌装机；灌装机固定安装在船体上，用于液态菌剂包的灌装；其特征在于，还包括：所述船体上安装的下料装置、转运装置、变速机构、
槽轮机构，所述下料装置中装载有若干可降解装载瓶，所述变速机构在船体一侧设置有水流驱动的明轮，另一侧通过槽轮机构与转运装置啮合连接，所述槽轮机构用于制动转运装置，转运装置设置有若干个机械臂；船体设有控制系统，用于控制船体运行及菌剂投放；所述船体上设有控制系统，用于控制船体运行及菌剂投放；所述控制系统设有接近开关，位于机械臂下方，通过接近开关反馈至控制系统后执行下料装置、转运装置与灌装机协调运作。
[0005]所述控制系统还包括有：主控制器、图像处理模块、电机驱动模块、无线通讯模块、菌剂包投放控制模块、电源模块、GPS传感器、姿态传感器、图像传感器、超声波传感器组、水质监测传感器；其中：主控制器、图像处理模块、电机驱动模块、无线通讯模块、菌剂包投放控制模块安装于控制系统内部，所述电源模块与其他控制模块电性连接，GPS传感器安装于船体的船头部，用于投放船自动巡航，姿态传感器、超声波传感器组、图像传感器设置有若干个均布于船体侧壁用于探测周围环境，避开障碍，水质监测传感器固定于船体的底部，用于检测水质。
[0006]进一步地，所述下料装置包括下料转盘、下料仓，下料转盘上设置有至少一个下料仓，下料转盘与转盘电机通过凸轮分割器传动连接且转盘电机固定在船体上。
[0007]进一步地，所述下料仓包括：下料管仓、往复滑块、下料凸轮、凸轮电机，可降解装载瓶上下叠放在下料管仓内，往复滑块与下料管仓底部的设置的滑道配合并受下料凸轮控制往复运动，凸轮电机与下料凸轮传动连接且固定在下料转盘上表面。
[0008]进一步地，所述转运装置还包括：传动锥齿轮、转运竖轴；所述机械臂与转运竖轴垂直固定连接，所述传动锥齿轮与槽轮机构输出端的主动锥齿轮啮合连接。
[0009]进一步地，所述机械臂数量有三个且以转运竖轴为中心呈圆周均布，每个机械臂设置有：电动伸缩杆、夹爪支架、滑动夹爪、夹爪连杆；所述电动伸缩杆、夹爪支架固定安装于机械臂末端且电动伸缩杆位于夹爪支架中间；所述滑动夹爪共两个并滑动连接于夹爪支架的顶部，所述夹爪连杆铰接于电动伸缩杆伸出端与滑动夹爪之间。
[0010]进一步地，所述变速机构至少为二联滑移齿轮变速机构，包括调速滑槽板、主动转轴、从动转轴、直线电机组；所述调速滑槽板固定在船体上，所述船体上设有与调速滑槽板对应的滑槽，所述主动转轴一端穿过船体上的滑槽与船体外侧的明轮固定连接，另一端穿过调速滑槽板上的滑槽与直线电机组固定连接；所述从动转轴通过轴承转动安装在船体和调速滑槽板之间；所述直线电机组有两个相互垂直设置的位移电机、变速电机组成，所述位移电机推动主动转轴在调速滑槽板的滑槽内滑动，用于主动转轴、从动转轴的断开与啮合，所述变速电机推动主动转轴轴向滑动，用于变速机构的调速，所述主动转轴通过直线电机组调节完成与从动转轴的断开与啮合；所述槽轮机构还包括：主动拨盘、从动槽轮；所述主动拨盘与变速机构中从动转轴的同轴固定连接，所述从动槽轮通过转轴与主动锥齿轮固定。
[0011]进一步地，所述明轮安装有防护罩用于防止被水草缠绕，所述转运竖轴上固定安装有电滑环，所述电动伸缩杆与电滑环电性连接。
[0012]进一步地，所述可降解装载瓶底部安装有固体菌剂，瓶身设有密闭的中空隔层；所述灌装机直接将液态菌剂灌装至一定厚度的水溶性薄膜内并配合转运装置将液态菌剂包填入可降解装载瓶的菌剂包空腔内部；所述可降解装载瓶投入水中时在下降过程中，液态菌剂包在瓶身中空隔层的空气浮力下能够缓慢下沉并将在水溶性薄膜分解时将液态菌剂
均匀逸散到不同深度水层中，可降解装载瓶底部的固体菌剂落入淤泥进行深层次的淤泥细菌治理。
[0013]一种新型无人菌剂投放船的运行方法，其特征在于，投放船首先主控制器通过接收姿态传感器、图像传感器、超声波传感器组输出的信息并进行综合处理检测是否存在障碍物，处理结果被发送至主控制器作为决策控制信息，以决策周围环境是否具备工作条件，若满足工作条件且根据水质监测传感器检测的水质污染数据达到菌剂投放标准则开始执行投放任务，具体为：船体投放菌剂时，通过明轮上的转速传感器反馈的船体相对于水面的速度，此时操作者通过无线通讯模块向主控制器发送信号，远程控制电机驱动模块驱动螺旋桨改变船速即可控制明轮的转速，与此同时结合水质监测传感器检测的具体水质污染指数调节变速结构、槽轮机构实现对可降解装载瓶的精准投放；同时通过GPS传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型无人菌剂投放船，包括：船体（1）、灌装机（2）、动力装置（8）；灌装机（2）固定安装在船体（1）上，用于液态菌剂包的灌装，所述动力装置（8）包括驱动电机、螺旋桨；其特征在于，还包括：所述船体（1）上安装的下料装置（3）、转运装置（4）、变速机构（5）、槽轮机构（7），所述下料装置（3）中装载有若干可降解装载瓶（6），所述变速机构（5）在船体（1）一侧设置有水流驱动的明轮（51），另一侧通过槽轮机构（7）与转运装置（4）啮合连接，所述槽轮机构（7）用于间歇制动转运装置（4），转运装置（4）设置有若干个机械臂（41）；所述船体（1）上设有控制系统，用于控制船体运行及菌剂投放；所述控制系统设有接近开关，位于机械臂（41）下方，通过接近开关反馈至控制系统后执行下料装置（3）、转运装置（4）与灌装机（2）协调运作。2.根据权利要求1所述的一种新型无人菌剂投放船，其特征在于，所述控制系统还包括有：主控制器、图像处理模块、电机驱动模块、无线通讯模块、菌剂包投放控制模块、电源模块、GPS传感器、姿态传感器、图像传感器、超声波传感器组、水质监测传感器、惯性测量单元、转速传感器、；其中：主控制器、图像处理模块、电源模块、电机驱动模块、无线通讯模块、菌剂包投放控制模块安装于控制系统内部，所述电源模块与其他控制模块电性连接，GPS传感器、惯性测量单元安装于船体（1）的船头部用于投放船自动巡航，姿态传感器、超声波传感器组、图像传感器设置有若干个均布于船体（1）侧壁用于探测周围环境，避开障碍；水质监测传感器固定于船体（1）的底部，用于检测水质；转速传感器安装于明轮（51）的转轴上，用于测量明轮（51）的转速。3.根据权利要求1所述的一种新型无人菌剂投放船，其特征在于，所述下料装置（3）包括：下料转盘（302），下料转盘（302）上设置有至少一个下料仓（33），下料转盘（302）与转盘电机（301)通过凸轮分割器（304）传动连接且转盘电机（301)固定在船体（1）上。4.根据权利要求3所述的一种新型无人菌剂投放船，其特征在于，所述下料仓（33）包括：下料管仓（3301）、往复滑块（3302）、下料凸轮（3303）、凸轮电机（3304），可降解装载瓶（6）上下叠放在下料管仓（3301）内，往复滑块（3302）与下料管仓（3301）底部的设置的滑道配合并受下料凸轮（3303）控制往复运动，凸轮电机（3304）与下料凸轮（3303）传动连接且固定在下料转盘（302）上表面。5.根据权利要求1所述的一种新型无人菌剂投放船，其特征在于，所述转运装置（4）还包括，传动锥齿轮（402）、转运竖轴（403）；所述机械臂（41）与转运竖轴（403）垂直固定连接，所述传动锥齿轮（402）与槽轮机构（7）输出端的主动锥齿轮（704）啮合连接。6.根据权利要求1或5所述的一种新型无人菌剂投放船，其特征在于，所述机械臂（41）数量为三个且以转运竖轴（403）为中心呈圆周均布，每个机械臂（41）设置有：电动伸缩杆（4101）、夹爪支架（4102）、滑动夹爪（4103）、夹爪连杆（4104）；所述电动伸缩杆（4101）、夹爪支架（4102）固定安装于机械臂（41）末端，且电动伸缩杆（4101）位于夹爪支架（4102）中间；所述滑动夹爪（4103）共两个并滑动连接于夹爪支架（4102）的顶部，所述夹爪连杆（4104）铰接于电动伸缩杆（4101）伸出端与滑动夹爪（4103）之间。7.根据权利要求6所述的一种新型无人菌剂投放船，其特征在于，所述变速机构（5）至少为二联滑移齿轮变速机构，包括调速滑槽板（501）、主动转轴（502）、从动转轴（...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，顾夏，杨占美，李瑞刚，卢洪斌，
申请(专利权)人：北京清源水生态环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：