太陽能小型水域遙控清污船的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種太陽能小型水域遙控清污船，包括船體和控制系統(tǒng)，船體上設置有打撈裝置、垃圾倉、推進轉向機構、供電系統(tǒng)和視頻采集系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括船體控制部分和遠程遙控部分，船體控制部分安裝在船體上，遠程遙控部分設置在船體控制工作站內，船體控制部分和遠程遙控部分通過無線傳輸方式進行信號傳輸，進而對船體及設置在其上的裝置進行遠程控制。本發(fā)明基于無線遙控技術進行遠程控制，操作簡單，機動性好，控制性強，不會造成二次污染，工作效率較高，十分適用于公園或景區(qū)小面積水域內水面垃圾的清理工作。
【專利說明】太陽能小型水域遙控清污船
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水面清污船，特別是一種太陽能小型水域遙控清污船，適用于公園或景區(qū)小面積水域內水面垃圾的清理工作。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的水面垃圾清理船主要有燃料動力的大型船舶和依靠人力的小型打撈船，其中燃料動力的大型船舶大多只適用于大面積開放性水域，由于其體積大、排水量大、機動性差，不適合景區(qū)小面積水域內的垃圾清理工作，并且由于這些船舶以內燃機為動力，在清除了水面垃圾的同時，其廢氣排放和噪聲又對環(huán)境造成了危害。而依靠人力的小型打撈船存在工作環(huán)境惡劣、工作效率低以及安全性較差等諸多問題，控制性不強。
[0003]本發(fā)明針對性地解決景區(qū)小面積水域，以及不適合現(xiàn)有大型垃圾收集船工作的水面(如小型水庫、港區(qū)等)垃圾清理問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明針對上述問題，提供一種太陽能小型水域遙控清污船，基于無線遙控技術進行遠程控制，操作簡單，機動性好，控制性強，不會造成二次污染，工作效率較高，十分適用于公園或景區(qū)小面積水域內水面垃圾的清理工作。
[0005]本發(fā)明提供的技術方案是:一種太陽能小型水域遙控清污船，包括船體和控制系統(tǒng)，所述船體上設置有打撈裝置、垃圾倉、推進轉向機構、供電系統(tǒng)和視頻采集系統(tǒng)，打撈裝置包括減速電機、傳送帶和兩組同步輪，傳送帶上等距設置有開孔鉤臂，垃圾倉為上端開口的立方體，推進轉向機構包括電機和舵機，供電系統(tǒng)包括蓄電池和太陽能電池板，視頻采集系統(tǒng)包括攝像頭；所述控制系統(tǒng)包括船體控制部分和遠程遙控部分，船體控制部分安裝在船體上，遠程遙控部分設置在船體控制工作站內，船體控制部分和遠程遙控部分通過無線傳輸方式進行信號傳輸，進而對船體及設置在其上的裝置進行遠程控制。
[0006]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，船體采用雙船體結構，通過連接板連接，同時船身切面為梯形狀，上寬大于下寬，這種結構可以在提供相同浮力的情況下獲得更大的上層空間，且其穩(wěn)定性明顯優(yōu)于單體船，同時具有承受較大風浪的能力，還具有良好的操縱性，以及具有阻力峰不明顯、裝載量大等特點。
[0007]作為本發(fā)明的另一個優(yōu)選方式，打撈裝置設在船體前端，傳送帶傾斜設置，并通過同步輪組一和同步輪組二帶動，減速電機設在較高的同步輪組二處并輸出動力帶動其轉動，進一步帶動傳送帶轉動，從而帶動鉤臂向上運轉作業(yè)；傳送帶兩側還分別設有側板，側板前端分別設置有向外的開口側板，增大了清污面積。
[0008]優(yōu)選地，傳送帶上等距設置有七個鉤臂，確保水面上的垃圾被快速打撈。
[0009]同時，垃圾倉對稱地固定于雙船體上，進一步增加船體的穩(wěn)定性。
[0010]作為本發(fā)明的又一個優(yōu)選方式，推進轉向機構中，電機采用高速防水無刷電機，作為推進的動力源，置于電機倉內，電機通過聯(lián)軸器與螺旋漿軸連接，電機轉動帶動螺旋槳運轉；作為轉向機構的舵機置于舵機支撐架上，進一步與船舵連接，舵機帶動船舵偏轉。其中船舵的轉角為左右各40°。
[0011]作為本發(fā)明的又一個優(yōu)選方式，供電系統(tǒng)中，蓄電池選擇可充電蓄電池，為打撈裝置和推進轉向結構供電，太陽能電池板進行輔助供電，既利用了太陽能，又增加了供電系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性，防止太陽能不足時清污船無法工作的狀況出現(xiàn)。
[0012]本發(fā)明的另一個優(yōu)選方式是視頻采集系統(tǒng)中，攝像頭用于實時采集船體周圍視頻信息供遠程遙控操作者參考，為船體的進一步行進提供依據(jù)；其運動方向有兩個自由度，分別為上下方向和左右方向。
[0013]本發(fā)明的再一個優(yōu)選方式是控制系統(tǒng)中，船體控制部分包括圖像信號發(fā)射模塊、信號接收模塊和主控模塊，遠程遙控部分包括遙控裝置、圖像信號接收模塊和信號發(fā)射模塊，遙控裝置采用高頻率遙控裝置，圖像信號接收模塊和信號發(fā)射模塊集成在遙控裝置上，遙控裝置上還設有液晶顯示器；采集記錄的視頻信息通過圖像信號發(fā)射模塊發(fā)送到圖像信號接收模塊中，并在液晶顯示器上顯示；遙控裝置共設有三個信號通道，通道一用于視頻信號的控制，通道二和通道三分別通過信號發(fā)射模塊發(fā)送推進和轉向的命令信號，信號接收模塊對命令信號進行接收后，主控模塊控制電機的轉速和舵機的偏轉。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下有益效果:
(1)采用雙船體結構，且船身切面為梯形狀，增強了船體的穩(wěn)定性和控制性，同時也增加了船體的上層空間；
(2)采用在傳送帶上等距設置鉤臂的結構進行打撈，確保打撈的速度和效果:
(3)采用太陽能電池板輔助蓄電池供電的方式，既利用了太陽能，又增加了供電系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性，防止太陽能不足時清污船無法工作的狀況出現(xiàn)；
(4)增加了視頻采集功能，使得遠程操作者可以有目的控制船體運動進行打撈，打撈效率聞;
(5)采用遠程遙控方式，實現(xiàn)打撈作業(yè)的自動化，降低了勞動強度，提高了打撈作業(yè)的安全性，操作方便，無二次污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明清污船的整體結構示意圖；
圖2為本發(fā)明清污船的前視圖；
圖3為本發(fā)明清污船的俯視圖；
圖4為本發(fā)明中船體的連接示意圖；
圖5為本發(fā)明中打撈裝置的結構示意圖；
圖6為本發(fā)明中推進轉向機構的結構示意圖；
圖7為本發(fā)明中支撐太陽能電池板的結構示意圖；
圖8為本發(fā)明中視頻采集系統(tǒng)中攝像頭結構示意圖。
[0016]圖中:1、船體，2、垃圾倉，3、側板一，4、側板二，5、軸承座組二，6、軸承座組一，7、軸一，8、同步輪組一，9、軸二，10、小齒輪，11、減速電機，12、大齒輪，13、開口側板，14、傳送帶，15、船舵，16、太陽能電池板，17、鉤臂，18、角鋼架，19、攝像頭底座，20、轉動軸，21、攝像頭，22、螺旋槳軸，23、螺旋槳，24、鐵絲一，25、舵腳二，26、鐵絲二，27、舵機，28、舵機支撐架，29、連接板，30、電機倉，31、舵腳一，32、支撐柱，33、同步輪組二，34、支撐架。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對發(fā)明作進一步說明，本【具體實施方式】僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施方式做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本發(fā)明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。
[0018]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明提供的太陽能小型水域遙控清污船，包括船體和控制系統(tǒng)，其中船體上設置有打撈裝置、垃圾倉、推進轉向機構、供電系統(tǒng)和視頻采集系統(tǒng)，其中垃圾倉為上端開口的立方體，對稱地固定于船體上。
[0019]船體I采用雙船體結構，船體之間通過連接板29連接起來，具體結構如圖4所示；船身切面為梯形形狀，上寬大于下寬。船體采用這種結構可以在提供相同浮力的情況下獲得更大的上層空間，其寬度比單體船大得多，且穩(wěn)定性明顯優(yōu)于單體船，同時具有承受較大風浪的能力，還具有良好的操縱性，以及阻力峰不明顯、裝載量大等特點。
[0020]打撈裝置設在船體前端，其動力來源于一個減速電機11，傳送帶14通過同步輪組一 8和同步輪組二 33連接一起，兩組同步輪分別由軸一 7、軸二 9固定連接，這兩組同步輪組中每組有兩個輪，軸一、軸二分別和軸承座組一 6、軸承座組二 5配合安裝，具體傳動方式是大齒輪12為主動輪，小齒輪10為從動輪，小齒輪和軸二配合固定；傳送帶傾斜設置，較高的一端與垃圾倉2的上端開口接近，在傳送帶上面等距安置有七個開孔鉤臂17，減速電機設在較高的同步輪組二處，減速電機輸出動力帶動同步輪組二轉動，從而傳送帶帶動鉤臂向上運轉作業(yè)，具體結構如圖5所示。傳送帶兩側還分別設有側板一 3和側板二 4，側板前端分別設置有向外的開口側板13，目的是為了增大清污面積；兩組軸承座置于側板一和側板二上。
[0021]推進轉向機構設在船尾底部，其中推進的動力來源于一個電機，該電機采用高速防水無刷電機，置于電機倉30內，通過聯(lián)軸器與螺旋槳軸22連接，從而電機轉動帶動螺旋槳23運轉，提供船體前進的動力；其轉向的動力來源于舵機27，置于舵機支撐架28上，舵腳一 31與舵腳二 25通過鐵絲一 24和鐵絲二 26傳動，舵腳二又與船舵15固定連接，從而舵機帶動船舵偏轉，具體結構如圖6所示。其中船舵的轉角為左右各40°。
[0022]供電系統(tǒng)包括蓄電池和太陽能電池板16，其中蓄電池選擇12V可充電蓄電池，為打撈裝置和推進轉向結構供電，太陽能電池板進行輔助供電。太陽能電池板設置在船體后端，由四個支撐柱32固定支撐，太陽能電池板傾斜設置，具體結構如圖7所示。
[0023]視頻采集系統(tǒng)包括攝像頭21結構部分，設置在角鋼架18上，用于實時采集船體周圍視頻信息。攝像頭通過軸固定連接在支撐架34上，軸置于支撐架上的左右兩孔中，攝像頭底座19通過轉動軸20與支撐架連接，具體結構如圖8所示。攝像頭的運動方向有兩個自由度，分別為上下方向和左右方向。攝像頭使用700線的高解析度，可清晰地辨別物體細節(jié)，畫面細膩，并通過數(shù)字處理對暗的部份進行提升、過亮的部份進行抑制，從而有效的提聞動態(tài)范圍；還具有超寬白平衡范圍及強光抑制功能，對聞売區(qū)域可實現(xiàn)抑制功能，并提升低電平信號，消除強光對攝像頭成像的影響。
[0024]本發(fā)明中的控制系統(tǒng)包括船體控制部分和遠程遙控部分，船體控制部分安裝在船體上，遠程遙控部分設置在船體控制工作站內，船體控制部分和遠程遙控部分通過無線傳輸方式進行信號傳輸，進而對船體及設置在其上的裝置進行遠程控制。
[0025]其中船體控制部分包括圖像信號發(fā)射模塊、信號接收模塊和主控模塊，遠程遙控部分包括遙控裝置、圖像信號接收模塊和信號發(fā)射模塊，遙控裝置采用高頻率遙控裝置，圖像信號接收模塊和信號發(fā)射模塊集成在遙控裝置上，遙控裝置上還設有液晶顯示器，該顯示器使用高清LCD液晶顯示器；采集記錄的視頻信息通過圖像信號發(fā)射模塊發(fā)送到圖像信號接收模塊中，并在液晶顯示器上顯示，使船體傳回的視頻信息清晰地呈現(xiàn)在操作者面前，使得操作者在超視距的情況也可以準確的操作船體進行打撈工作；圖像信號發(fā)射模塊采用
5.8GHZ無線視頻傳輸模塊，提供了 8種發(fā)射頻段供設定，功率高達500mW，可以和2.4G遙控裝置共用，不會產(chǎn)生任何干擾，同時兼容PAL和NTSC制式的視頻源，采用大規(guī)模集成電路，并集成微型風冷散熱器，內置頻率鎖相環(huán)電路，發(fā)熱量小，工作效率高，穩(wěn)定性高，無溫飄現(xiàn)象；圖像信號接收模塊與圖像信號發(fā)射模塊相配合，也支持8個頻道的接收功能，且使用數(shù)字鎖相環(huán)電路，無溫飄現(xiàn)象，低雜波泄漏，保證視頻質量。
[0026]遙控裝置共設有三個信號通道，通道一用于視頻信號的控制，通道二和通道三分別通過信號發(fā)射模塊發(fā)送推進和轉向的命令信號，信號接收模塊對命令信號進行接收后，主控模塊控制電機的轉速和舵機的偏轉，進而對船體的運行進行操控。
【權利要求】
1.一種太陽能小型水域遙控清污船，包括船體和控制系統(tǒng)，其特征在于:所述船體上設置有打撈裝置、垃圾倉、推進轉向機構、供電系統(tǒng)和視頻采集系統(tǒng)，打撈裝置包括減速電機、傳送帶和兩組同步輪，傳送帶上等距設置有開孔鉤臂，垃圾倉為上端開口的立方體，推進轉向機構包括電機和舵機，供電系統(tǒng)包括蓄電池和太陽能電池板，視頻采集系統(tǒng)包括攝像頭；所述控制系統(tǒng)包括船體控制部分和遠程遙控部分，船體控制部分安裝在船體上，遠程遙控部分設置在船體控制工作站內，船體控制部分和遠程遙控部分通過無線傳輸方式進行信號傳輸，進而對船體及設置在其上的裝置進行遠程控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能小型水域遙控清污船，其特征在于:船體采用雙船體結構，通過連接板連接，船身切面為梯形狀，上寬大于下寬。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能小型水域遙控清污船，其特征在于:打撈裝置設在船體前端，傳送帶傾斜設置，并通過同步輪組一和同步輪組二帶動，減速電機設在較高的同步輪組二處并輸出動力帶動其轉動，進一步帶動傳送帶轉動，從而帶動鉤臂向上運轉作業(yè)；傳送帶兩側還分別設有側板，側板前端分別設置有向外的開口側板。
4.根據(jù)權利要求3所述的太陽能小型水域遙控清污船，其特征在于:傳送帶上等距設置有七個鉤臂。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能小型水域遙控清污船，其特征在于:垃圾倉對稱地固定于雙船體上。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能小型水域遙控清污船，其特征在于:推進轉向機構中，電機采用高速防水無刷電機，置于電機倉內，電機通過聯(lián)軸器與螺旋漿軸連接，電機轉動帶動螺旋槳運轉；舵機置于舵機支撐架上，進一步與船舵連接，舵機帶動船舵偏轉。
7.根據(jù)權利要求6所述的太陽能小型水域遙控清污船，其特征在于:船舵的轉角為左右各40°。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能小型水域遙控清污船，其特征在于:供電系統(tǒng)中，蓄電池選擇可充電蓄電池，為打撈裝置和推進轉向結構供電，太陽能電池板進行輔助供電。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能小型水域遙控清污船，其特征在于:視頻采集系統(tǒng)中，攝像頭用于實時采集船體周圍視頻信息，其運動方向有兩個自由度，分別為上下方向和左右方向。
10.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能小型水域遙控清污船，其特征在于:控制系統(tǒng)中，船體控制部分包括圖像信號發(fā)射模塊、信號接收模塊和主控模塊，遠程遙控部分包括遙控裝置、圖像信號接收模塊和信號發(fā)射模塊，遙控裝置采用高頻率遙控裝置，圖像信號接收模塊和信號發(fā)射模塊集成在遙控裝置上，遙控裝置上還設有液晶顯示器；采集記錄的視頻信息通過圖像信號發(fā)射模塊發(fā)送到圖像信號接收模塊中，并在液晶顯示器上顯示；遙控裝置共設有三個信號通道，通道一用于視頻信號的控制，通道二和通道三分別通過信號發(fā)射模塊發(fā)送推進和轉向的命令信號，信號接收模塊對命令信號進行接收后，主控模塊控制電機的轉速和舵機的偏轉。
【文檔編號】B63B35/32GK103434617SQ201310328001
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權日:2013年7月31日
【發(fā)明者】黃波, 韓默, 任超瑛, 尹建平 申請人:中北大學