專利名稱：水面浮出物的自動收集設備及方法
技術領域：
本發明涉及捕撈技術領域，特別涉及一種收集浮于水面上的原油、水藻等水面浮 出物的自動收集設備及方法。
背景技術：
近年來，在海面上的漏油事件時常發生，例如，1989年3月，美國埃克森公司“瓦爾 德斯”號油輪在阿拉斯加州威廉王子灣擱淺，泄漏5萬噸原油。沿海1300公里區域受到污 染，當地鮭魚和鯡魚近于滅絕，數十家企業破產或瀕臨倒閉。這是美國歷史上最嚴重的海洋 污染事故。又如，在近期，位于墨西哥灣的“深水地平線”鉆井平臺爆炸事故造成的原油泄 漏形成的污染帶遍布墨西哥灣，長達80英里。這些漏油事件不但給經濟帶來了重大損失， 而且還給生態帶來了嚴重的影響。對于這些泄漏于海面上的原油，為了減小經濟損失或者給生態帶來的災難，需要 對這些浮于水面上的原油進行收集。面對大量高粘稠度的原油，如何進行收集一直是人們 在研究探討的課題。目前基本采用圍堰式收集方法，人工使用PP吸油氈來完成浮油收集。 而國外公司的大流量浮油清理設備價格昂貴，由特殊加工生產的PP吸油氈更換一次就需 花費上百萬元，因此運行成本較高，勞動強度較大，耗時費工。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠實現遠程控制的水面浮出物的自動收集設備，其 具有經濟、靈活、快捷以及效率高的優點。實現本發明目的的技術方案如下水面浮出物的自動收集設備，包括浮出物收集器、儲物箱、供能裝置，還包括一個 控制室，所述控制室上設有使自動收集裝置浮于液面上的浮漂，控制室的下部設有驅動自 動收集裝置行駛的驅動器，所述控制室內設有控制裝置，該控制裝置包括與遠程控制中心 進行通信的無線傳輸控制器，所述無線傳輸控制器上設有無線電接收器和無線電發射器， 以及與無線傳輸控制器連接的并向終端的各個執行單元發出執行命令的電力控制器，所述 驅動器與電力控制器連接，所述浮出物收集器與電力控制器連接。采用了上述方案的優點在于本發明通過無線信號傳輸方式對自動收集設置進行 控制，即可對水面上的浮出物自動地進行收集，無需人為到現場參與收集工作，不但可以省 時、省力，而且利于節約人力資源，具有經濟的優點。在工作過程中，除太陽能電池組件和儲 物箱之外，其他部件的體積并不大，因此，具有靈活、快捷的優點。另外，儲物箱中的物品一 次滿載收集只需15到20分鐘即可返航卸載所收集物品，因此有效率高的優點。此外，設備 自身根據實際情況，可以判斷故障情況以及收集浮出物情況，并能將這些情況告知遠程控 制中心，以讓遠程控制中心進行處理。一臺設備本身的成本在五萬元左右，而一個遠程控制 中心可以控制若干臺設備，一臺設備與遠程控制中心的價格總和也就為現有設備的40%左 右，因此，其成本相對于大流量浮油清理設備而言很低。而采用太陽能的方式提供設備動力
3所需能源，具有經濟、環保、節能減排的優點。
圖1為本發明的結構示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為本發明中控制裝置的無線傳輸控制器部分的示意圖；圖4為本發明中控制裝置的電力控制部分的示意圖；圖5為本發明在收集過程中判斷故障情況的流程圖；圖6為本發明收集過程中判斷收集量情況的流程圖；附圖中，1為浮漂，2為控制室，3為方向控制器，4為驅動器，5為太陽能電池組件， 6為蓄電池，8為前浮漂，9為后浮漂，10為抽油泵連接軌道，11為抽油孔，12為捕勞網，13為 儲物箱，14為無線傳輸控制器，15為無線電接收器，16為無線電發射器，17為GPS定位器， 18為速度傳感器，19為檢測器，20為電力控制器，21為警示燈。
具體實施例方式下面以收集海面上的原油為例進行說明參照圖1和圖2，本發明的水面浮出物的自動收集設備，包括浮出物收集器、儲物 箱、供能裝置。浮出物收集器用于收集原油，其包括抽油泵(圖中未示出)，抽油泵連接軌道 10以及抽油孔11，當需要將儲物箱中的原油卸出到遠程控制中心的油輪上時，通過抽油泵 連接軌道10可以方便油輪與抽油孔連接。浮出物收集器中設有捕撈網12，捕撈網用于過濾 海水和原油，并將原油送入到儲物箱13中。儲物箱13用于將收集的原油進行儲存。供能 裝置用于向各個單元提供所需電能，供能裝置由太陽能電池組件5以及蓄電池6組成，太陽 能電池組件5給蓄電池6提供充電電流。還包括一個控制室2，所述控制室上設有使自動收 集裝置浮于液面上的浮漂1，浮漂1由前浮漂8和后浮漂9組成，分別安裝在控制室的兩側。 控制室2的下部設有驅動自動收集裝置行駛的驅動器4，驅動器4為帶有螺旋槳的直流電 機，本實施例中布置了 3個驅動器。所述驅動器上連接有方向控制器3，該方向控制器3與 電力控制器連接，通過方向控制器，可以改變驅動器4的方向，從而使自動收集裝置的行駛 方向改變。控制室2下部設有收集口 7，浮出物收集器從收集口將浮出物收集到儲物箱中。參照圖3，控制室2內設有控制裝置，該控制裝置包括與遠程控制中心進行通信的 無線傳輸控制器14，無線傳輸控制器14為一個單片機，其根據預設的程序工作。無線傳輸 控制器14上設有無線電接收器15和無線電發射器16以及GPS定位器17，無線電接收器 15用于接收遠程控制中心發出的信號，并將該信號傳送到無線傳輸控制器14。無線電發射 器16用于發送無線傳輸控制器14發出的信號到遠程控制中心，GPS用于確定自動收集裝 置的在海上的具體經緯度坐標，轉換為電信號輸送到無線傳輸控制器14，由無線電發射器 16將該位置信號發送到遠程控制中心，遠程控制中心即可得知自動收集裝置的工作環境和 工作情況。控制裝置還包括測試自動收集裝置行駛的速度傳感器18，該速度傳感器與無線 傳輸控制器14連接。速度傳感器18檢測自動收集裝置的行駛速度后傳送給無線傳輸控制 器14，無線傳輸控制器14根據該速度進行判斷自動收集裝置的行駛速度是否是正常工作 速度，如果不是，則會通過無線電發射器發出報警信號到遠程控制中心。控制裝置還包括檢
4CN 101892657 A 測儲物箱儲物面的檢測器19，該檢測器與無線傳輸控制器連接。無線傳輸控制器14對儲 物箱13會設定一個初始收集原油的液面高度。檢測器19檢測到儲物箱中的原油液面高度 后，將液面的高度信息告訴給無線傳輸控制器14，無線傳輸控制器14根據該速度進行判斷 儲物箱是否已裝滿，如果裝滿，則返回遠程控制中心卸油，如果不是，則繼續收集水面上的 原油。參照圖4，控制裝置還包括與無線傳輸控制器連接的并向終端的各個執行單元發 出執行命令的電力控制器20，驅動器與電力控制器連接，所述浮出物收集器與電力控制器 連接。各個執行單元為方向控制器3、驅動器4、太陽能電池組件5、蓄電池6、抽油泵。電力 控制器20首先接收無線傳輸控制器14的指令信號，在得到這些指令信號后，經過計算，向 各個執行單元發出執行命令，從而各個執行單元動作起來。但是，太陽能電池組件5以及蓄 電池6不受無線傳輸控制器14檢控，其直接經電力控制器檢控，電力控制器會時時檢測蓄 電池的存電量，當電量小于設定值時，會接收來自于太陽能電池組件5的信號，給蓄電池6 充電，這樣能夠保證蓄電池中有充足的電量供給其它用電單元。本發明采用這種方式向其 它各單元提供工作所需能源，不但方便，同時也是一種節能減排的一種方式。另外，GPS定 位器17將現場的情況通過無線傳輸控制器14以及無線電發射器16傳輸到遠程控制中心， 遠程控制中心了解到現場情況下，例如，在自動收集裝置負責收集原油的區域無油可收時， 會向其它區域行駛，因此，遠程控制中心會發出轉向信號到無線傳輸控制器14，無線傳輸控 制器14將該信號傳遞到電力控制器20，電力控制器20使方向控制器3轉動，從而使直流電 機上的螺旋槳轉向，達到使自動收集裝置調換方向的目的，同樣，自動收集裝置返航也是通 過這種形式進行操作。此外，電力控制器還連接有一警示燈21，警示燈21可以發出多種提 示燈光，每種燈光為不同的意思表示。警示燈21發光顏色受電力控制器控制，例如，自動收 集裝置在正常工作情況時，電力控制器使警示燈21發紅光，紅光提示其它的船舶與其形成 碰撞，而在發生故障時，電力控制器使警示燈21發藍光，提示遠程控制中心的工作人員需 排除故障。參照圖5，本發明的自動收集方法，該方法主要針對在故障發生的情況下而設定， 故障的情況主要有第一，自動收集裝置自身故障；自動收集裝置被海藻等物質拌住而無 法行駛等。故障的主要表現形式是通過自動收集裝置行駛速度來判斷的，其具體過程如 下步驟一對無線傳輸控制器進行初始化，即在無線傳輸控制器14的軟件中設定一 個認為是自動收集裝置正常行駛的速度，該速度用來與故障時的速度進行比較。步驟二 速度傳感器18檢測自動收集裝置當前的行駛速度，并將檢測的行駛速度 傳輸給無線傳輸控制器14。速度傳感器18是時刻都在檢測自動收集裝置當前的行駛速度， 并且時刻將檢測的信號發送給無線傳輸控制器14。步驟三無線傳輸控制器14將速度傳感器18傳來的行駛速度與初始化的參數進 行比較，如果自動收集裝置當前的行駛速度大于初始化的參數，則說明自動收集裝置的行 駛為正常行駛狀況，延時60秒后返回程序繼續進行收集原油的工作。如果自動收集裝置當 前的行駛速度小于初始化的參數，則說明自動收集裝置已有故障，需要遠程控制中心的工 作人員對故障進行排除。因此，無線傳輸控制器14將發出故障信號到無線電發射器16，由 無線電發射器將該故障信號發送到遠程控制中心以通知工作人員，故障排除后延時60秒
5啟動程序重新工作。同時，無線傳輸控制器14也會將故障信號傳輸到電力控制器20，通過 電力控制器20使警示燈發出故障警示信號，由GRS定位器將現場情況進行傳輸，這樣通過 兩方面來表達自動收集裝置的故障情況。參照圖6，本發明的自動收集方法，該方法主要針對在儲物箱13中集油情況而設 定，具體過程如下步驟一對無線傳輸控制器進行初始化，即在無線傳輸控制器14的軟件中設定一 個初始收集容量，該初始收集容量可以是儲物箱原始容量的80 %或者90 %，該初始收集容 量用于與實際的收集油量進行比較。步驟二 檢測器19檢測儲物箱中的儲物面，即檢測儲物箱中原油面的高度，并將 檢測的情況傳輸給無線傳輸控制器。檢測器19是時刻都在檢測原油面的高度，并且時刻將 檢測的信號發送給無線傳輸控制器14。步驟三無線傳輸控制器14將檢測器傳來的儲物面高度與初始化的參數進行比 較，如果儲物箱中當前的儲物面高度大于或等于初始化的參數，則由無線傳輸控制器發出 儲物箱已滿的信號到無線電發射器，由無線電發射器將該信號發送到遠程控制中心。這種 情況說明收集的油量已經超過了儲物箱的設定值，這時需要停止收集原油，讓自動收集裝 置返回到遠程控制中心將收集的原油卸掉后重新進行收集，當返回遠程控制中心卸油完畢 后，延時60秒啟動程序重新工作。如果儲物箱中當前的儲物面高度小于初始化的參數，說 明收集的原油還沒達到設定值，需要繼續收集，延時60秒后執行返回程序繼續工作。上述實施例只是用來更加清楚地描述本發明的特征與精神，而非用來限制本發明 的保護范圍，本領域的技術人員領悟了本發明的精神后，可做些等同的變化替換，因此本發 明的保護范圍應當以本發明的權利要求書所要求的保護范圍為準。
權利要求
水面浮出物的自動收集設備，包括浮出物收集器、儲物箱、供能裝置，其特征在于還包括一個控制室，所述控制室上設有使自動收集裝置浮于液面上的浮漂，控制室的下部設有驅動自動收集裝置行駛的驅動器，所述控制室內設有控制裝置，該控制裝置包括與遠程控制中心進行通信的無線傳輸控制器，所述無線傳輸控制器上設有無線電接收器和無線電發射器，以及與無線傳輸控制器連接的并向終端的各個執行單元發出執行命令的電力控制器，所述驅動器與電力控制器連接，所述浮出物收集器與電力控制器連接。
2.根據權利要求1所述的水面浮出物的自動收集設備，其特征在于控制裝置還包括 測試自動收集裝置行駛的速度傳感器，該速度傳感器與無線傳輸控制器連接。
3.根據權利要求1所述的水面浮出物的自動收集設備，其特征在于控制裝置還包括 檢測儲物箱儲物面的檢測器，該檢測器與無線傳輸控制器連接。
4.根據權利要求2所述的水面浮出物的自動收集設備，其特征在于還包括用于發出 多種提示燈光的警示燈，該警示燈與電力控制器連接。
5.根據權利要求1至3任意一項所述的水面浮出物的自動收集設備，其特征在于無 線傳輸控制器連接有GPS定位器。
6.根據權利要求1所述的水面浮出物的自動收集設備，其特征在于所述供能裝置包 括安裝于控制室上的太陽能電池組件以及蓄電池，太陽能電池組件以及蓄電池均與電力控 制器連接。
7.根據權利要求1所述的水面浮出物的自動收集設備，其特征在于所述驅動器上連 接有方向控制器，該方向控制器與電力控制器連接。
8.根據權利要求1所述的水面浮出物的自動收集設備，其特征在于所述浮出物收集 器中設有捕撈網。
9.如權利要求2所述的水面浮出物的自動收集方法，其特征在于，包括以下步驟對無線傳輸控制器進行初始化；速度傳感器檢測自動收集裝置當前的行駛速度，并將檢測的行駛速度傳輸給無線傳輸 控制器；無線傳輸控制器將速度傳感器傳來的行駛速度與初始化的參數進行比較，如果自動收 集裝置當前的行駛速度大于初始化的參數，則返回程序繼續工作，否則無線傳輸控制器將 發出故障信號到無線電發射器，由無線電發射器將該故障信號發送到遠程控制中心。
10.如權利要求3所述的水面浮出物的自動收集方法，其特征在于，包括以下步驟對無線傳輸控制器進行初始化；檢測器檢測儲物箱中的儲物面，并將檢測的情況傳輸給無線傳輸控制器；無線傳輸控制器將檢測器傳來的儲物面高度與初始化的參數進行比較，如果儲物箱中 當前的儲物面高度大于或等于初始化的參數，則由無線傳輸控制器發出儲物箱已滿的信號 到無線電發射器，由無線電發射器將該信號發送到遠程控制中心，否則返回程序繼續工作。
全文摘要
本發明公開了一種水面浮出物的自動收集設備，包括浮出物收集器、儲物箱、供能裝置，還包括一個控制室，所述控制室上設有使自動收集裝置浮于液面上的浮漂，控制室的下部設有驅動自動收集裝置行駛的驅動器，所述控制室內設有控制裝置，該控制裝置包括與遠程控制中心進行通信的無線傳輸控制器，所述無線傳輸控制器上設有無線電接收器和無線電發射器，以及與無線傳輸控制器連接的并向終端的各個執行單元發出執行命令的電力控制器，所述驅動器與電力控制器連接，所述浮出物收集器與電力控制器連接。本發明的自動收集設備能夠實現遠程控制收集水面浮出物，其具有經濟、靈活、快捷以及效率高的優點。
文檔編號E02B15/10GK101892657SQ20101022662
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月15日 優先權日2010年7月15日
發明者林永革, 郝啟強 申請人:常州佳訊光電系統工程有限公司