一種自主巡航水面溢油回收機器人的制作方法
【專利說明】一種自主巡航水面溢油回收機器人
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技術領域
[0002]本發明屬于環境保護領域，涉及一種環保型水面溢油回收機器人，特別是涉及一種自主巡航水面溢油回收機器人。
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【背景技術】
[0004]現在環境問題是全球關注的熱點問題。生存環境的好壞直接決定了我們生活質量的優劣。近年來隨著世界各國對石油需求的日益增長，石油開采及運輸增多，溢油事故頻發，對環境造成巨大污染。特別是水上溢油對環境的污染更為突出，水上溢油主要包括海損事故溢油(海上油井泄露及油輪泄露)、含油污水的排放、操作性溢油(即船舶在加裝燃料油和油船油艙裝貨期間的溢油)等，溢油對全球環境造成嚴重的污染，也是對資源的嚴重浪費，從而使得許多溢油處理及回收方法不斷產生。
[0005]目前水上溢油處理技術主要有物理法、化學法和生物法。一般為了避免對環境的進一步污染，物理法是最理想的方法，其中比較廣泛使用的是溢油回收機械裝置。目前國內外關于水上溢油回收的溢油回收機械裝置主要有兩種:一種為頂推作業，即溢油回收機放置在船的前端；另一種為側拉式，由拉繩拉住溢油回收機，溢油回收機放置在船的側面進行工作。
[0006]目前收油系統中，國外有芬蘭LAMOR的LSC系統、荷蘭KOSEQ的VOS系統、美國SLICKBAR的DIP系統等；國內有青島光明的收油系統。這些收油系統都分別采用了頂推或是側拉的搭載方式，并在溢油回收處理中都取得了不錯的效果。但研宄比較發現，目前此類搭載溢油回收機的裝置，大都為在船到達目的工作地之后，由人工將溢油回收機吊放入水面，待固定安裝好，溢油回收機開始工作。而待其工作完成后需要到下一個地點進行作業時，則需由船上工作人員將溢油機人工吊起，或保持放置在水面狀態，此時船需慢速行駛前往下一個作業地點。所以上述系統都需要人工安裝、放置并回收溢油回收機，并且該類溢油回收機結構復雜，價格昂貴，在需無人前往的危險區域進行收油作業，上述系統還不能順利完成工作。因此，開發一種性能優良，收油結構簡單、使用安全的自主巡航水面溢油回收機器人已成為一種必要，而且具有良好的市場前景。
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【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供一種自主巡航水面溢油回收機器人，以達到性能優良、收油結構簡單，使用安全方便，并實現對水面溢油進行有效的自動回收。
[0009]本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的:
一種自主巡航水面溢油回收機器人，包括電動船，所述電動船的船體為封閉式，所述電動船的兩側外壁上固設于溢油回收系統，所述溢油回收系統包括并聯在一起的吸油器，所述吸油器中間布設有導油管，所述導油管的輸出端連接有多歧板，所述多歧板通過自吸泵與設于電動船內部的儲油箱連接；
所述電動船的上表面平鋪有用于收集太陽能并將其轉化為電能的太陽能電池板，所述太陽能電池板的輸出端與電動船的驅動電機連接用于驅動電動船行駛；所述電動船的船頭部設有檢測裝置，電動船的內部設有自主巡航控制系統。
[0010]進一步方案，所述吸油器是由親油疏水材料和用于固定親油疏水材料的固定蓋構成。
[0011]進一步方案，所述親油疏水材料是由海綿通過有機硅溶液做疏水化涂層處理所得；所述固定蓋為噴鍍特氟龍的鋁質錐形蓋狀結構。
[0012]進一步方案，所述太陽能電池板的輸出端通過充電器與鋰電池連接，所述鋰電池的輸出端通過多路開關電源與電動船的驅動電機連接進行供電，用于驅動電動船行駛。
[0013]進一步方案，所述檢測裝置包括用于避障礙物的激光雷達和用于對水面溢油進行檢測的溢油檢測器；所述激光雷達、溢油檢測器的輸出端均與電動船上的中央控制器連接，所述中央控制器的輸出端分別與驅動電機、自吸泵電連接。
[0014]進一步方案，所述自主巡航控制系統包括固設于電動船上端的傳輸天線，所述傳輸天線包括GPS傳輸天線和GPRS傳輸天線，所述GPS傳輸天線的輸出端通過GPS衛星定位傳感器與電動船上的中央控制器連接；所述GPRS傳輸天線的輸出端通過GPRS無線數傳模塊與中央控制器連接；所述中央控制器的輸入端與電子羅盤連接，用于對電動船的行駛方向進行識別。
[0015]本發明中的中央控制器、電子羅盤均是電動船自帶設備，其結構與工作原理是已知。
[0016]本發明中多歧板為多個進口一個出口的傳輸管道，將多個分支的導油管匯集成一個總的導油管，然后通過自吸泵傳輸到儲油箱中儲存。
[0017]GPS傳輸天線將衛星信號通過GPS衛星定位傳感器傳輸給中央控制器，確定當前電動船的位置坐標；同時GPRS傳輸天線接收人工遠程控制指令，并將控制指令通過GPRS無線數傳模塊傳輸給中央控制器，確定其航行的目的地；再通過電子羅盤確定出電動船的當前方向傳輸給中央控制器。中央控制器分別獲取GPS經瑋度坐標信號、控制指令信號和電子羅盤指示的電動船當前行駛方向信號，通過處理運算，即可根據預先巡航規劃設定的路線，實時驅動電動船進行自主巡航并到達溢油回收目的地。
[0018]激光雷達是以激光為工作光束的雷達，是以發射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統。它是由激光發射機、光學接收機、轉臺和信息處理系統等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送給中央控制器來驅動船體避開障礙物。
[0019]溢油檢測器采用光散射率測試法，利用油膜和水面對光的反射率不同判斷是否有油膜存在。檢測器內部由半導體激光光源、掃描儀、拋物鏡面和光二極管檢測器構成的光學系統和電路部分組成。檢測時，激光光源發出激光，通過掃描儀周期性的在χ-y軸方向進行激光掃描，使光束能垂直照射到水面上。光束遇到水面后反射至拋物鏡面，再由拋物鏡面將反射光聚焦至光檢測器，光檢測器接到光電倍增管，將光信號轉換成電信號再經電線傳輸給中央控制器進行處理，從而得出水面是否有溢油，從而控制吸油泵進行溢油回收處理。
[0020]本發明中電動船的供電電源是通過太陽能電池板收集太陽能并將其轉化為電能，再通過充電器將電能儲存在鋰電池中，鋰電池輸出的電源經多路開關電源的轉換、降壓等功能后再分別按需提供給驅動電機、GPS衛星定位傳感器、中央控制器、電子羅盤、激光雷達、溢油檢測器等工作元器件做工作電源，用于驅動并控制電動船行駛。
[0021]所以本發明的有益效果在于:
本發明采用修飾上疏水化涂層的海綿作為吸油材料，實現了油水的有效分離，將水面上的油進行吸收，有效地達到水面溢油處理。同時通過自主巡航規劃路線和對溢油進行光譜實時檢測，實現對任意水域上的溢油在無人操作情況下的自主回收、自主巡航、太陽能自動充電續航、無線數據傳輸與遠程監管，保證了工作人員的人身安全，也減少了人員的投入，減低了人工成本。
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【附圖說明】
[0023]圖1是本發明側視示意圖。
[0024]圖2是本發明俯視圖。
[0025]圖3是本發明中溢油回收系統的結構示意圖。
[0026]圖4是本發明中吸油器的結構示意圖。
[0027]圖5是本發明的電路原理框圖
圖中:1-電動船，2-溢油回收系統，2-1吸油器，2-2導油管，2-3多歧板，2_4儲油箱，2-5自吸泵，2-11親油疏水材料，2-12固定蓋；3-太陽能電池板，4-自主巡航控制系統，
5-檢測裝置，6-傳輸天線，7-驅動電機，8-充電器，9-鋰電池，10-激光雷達，11-溢油