專利名稱：生態(tài)清淤作業(yè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及清淤裝置，特別涉及一種設(shè)置在生態(tài)清淤船上的生態(tài)清淤作業(yè)裝置。
背景技術(shù)：
我國七大水系都不同程度受到污染，其中以遼河、海河、淮河水系受到的污染最為嚴(yán)重；超過40%的省界斷面水體劣于III類水標(biāo)準(zhǔn)；全國90%以上湖泊呈不同程度的富營養(yǎng)化狀態(tài)，需要及時(shí)進(jìn)行生態(tài)清淤改善環(huán)境。僅以太湖為例，太湖是我國第三大淡水湖，在區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中具有舉足輕重的地位，目前太湖流域富營養(yǎng)化加劇，全湖69. 83%的面積為淤泥所覆蓋，導(dǎo)致近年藍(lán)藻頻繁爆發(fā)，給周邊城市環(huán)境和人們的生活健康造成很大的威脅。生態(tài)清淤是近30年來發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè)，是水利工程、環(huán)境工程和疏浚工程交叉的邊緣工程技術(shù)，它是為減少污染，促使生物實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)而進(jìn)行的清淤，屬生態(tài)工程范疇，有別于一般的工程清淤概念，因此生態(tài)清淤越來越受業(yè)內(nèi)人士的重視。
生態(tài)清淤主要是水下薄層精確疏浚，在工程上要求清淤的準(zhǔn)確性和選擇性，清淤深度一般為20 70cm，清淤誤差小于或等于10cm。由于水底地形一般是未知的，而生態(tài)清淤時(shí)要了解作業(yè)區(qū)域的水底地形，才能按要求的清淤深度進(jìn)行作業(yè)，還要在作業(yè)后通過水底地形的對比來評估作業(yè)效果，故生態(tài)清淤需要一套能完成水底地形調(diào)查的作業(yè)裝置。
生態(tài)清淤作業(yè)主要利用生態(tài)清淤船完成，其主要由船體和生態(tài)清淤作業(yè)裝置等組成。國內(nèi)外現(xiàn)有的一類生態(tài)清淤船，在作業(yè)前需要先調(diào)查水底地形，得到水底地形資料后再進(jìn)行清淤作業(yè)，作業(yè)后還要再調(diào)查水底地形以評估作業(yè)效果。均不能一次性完成作業(yè)和效果評估任務(wù)，同時(shí)多次調(diào)查會(huì)因測量條件的不同而產(chǎn)生誤差，影響生態(tài)清淤所要求的準(zhǔn)確性。 發(fā)明的內(nèi)容 針對現(xiàn)有生態(tài)清淤作業(yè)裝置的上述缺點(diǎn)，申請人經(jīng)過研究改進(jìn)，提供了一種無論是否進(jìn)行過作業(yè)調(diào)查，都能與生態(tài)清淤設(shè)備配合，實(shí)施生態(tài)清淤作業(yè)，并實(shí)時(shí)評估清淤效果，減少多次調(diào)查所帶來的誤差，并為生態(tài)清淤設(shè)備提供水下避碰信息的生態(tài)清淤作業(yè)裝置。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下 —種生態(tài)清淤作業(yè)裝置，安裝于清淤船體上，包括以下結(jié)構(gòu)
計(jì)算機(jī)，其帶有多個(gè)通信串口 ，對超聲波測深儀和GPS接收機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
開關(guān)電源，通過超聲波測深儀導(dǎo)線和GPS接收機(jī)導(dǎo)線中的電源線為超聲波測深儀和GPS接收機(jī)供電； 信號線，為一多芯信號線，包括超聲波測深儀導(dǎo)線和GPS接收機(jī)導(dǎo)線中的信號線，實(shí)現(xiàn)超聲波測深儀和GPS接收機(jī)與計(jì)算機(jī)的串口通信； GPS接收機(jī)，是全球定位系統(tǒng)，對船只定位，通過GPS接收機(jī)導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)串口通信； GPS接收機(jī)導(dǎo)線，為多芯導(dǎo)線，連接GPS接收機(jī)、開關(guān)電源和計(jì)算機(jī)，為GPS接收機(jī)
3供電并提供通信鏈路。 超聲波測深儀，利用超聲波測量水深的傳感器，通過超聲波測深儀導(dǎo)線懸在水面以下，通過超聲波測深儀導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)進(jìn)行串口通信； 超聲波測深儀導(dǎo)線，為多芯導(dǎo)線，連接超聲波測深儀、開關(guān)電源和計(jì)算機(jī)，為超聲波測深儀供電并提供通信鏈路。
其進(jìn)一步的技術(shù)方案是還包括以下結(jié)構(gòu) 電動(dòng)吊，安裝于生態(tài)清淤船上，與擺臂的吊耳連接，可使擺臂上下運(yùn)動(dòng)； 擺臂，為長條金屬臂，其一端連接于生態(tài)清淤船上，另一端安裝生態(tài)清淤吸頭和液
位計(jì)，中部的吊耳與電動(dòng)吊連接； 生態(tài)清淤吸頭，清淤作業(yè)設(shè)備，安裝在擺臂的末端； 液位計(jì)導(dǎo)線，為多芯導(dǎo)線，連接液位計(jì)、開關(guān)電源和計(jì)算機(jī)，為液位計(jì)供電并提供通信鏈路； 液位計(jì)，測量液位的傳感器，安裝在擺臂的末端，測量生態(tài)清淤吸頭在水中的位置，通過液位計(jì)導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)串口通信了。 以及，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是超聲波測深儀導(dǎo)線在所述生態(tài)清淤吸頭后部把超聲波測深儀懸在水面以下。
以及，其另一個(gè)進(jìn)一步的技術(shù)方案是包括兩組超聲波測深儀以及超聲波測深儀導(dǎo)線；第一超聲波測深儀導(dǎo)線在所述生態(tài)清淤吸頭后部把第一超聲波測深儀懸在水面以下；第二超聲波測深儀導(dǎo)線在所述生態(tài)清淤吸頭把第二超聲波測深儀懸在水面以下。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是 本生態(tài)清淤作業(yè)裝置能一次性完成生態(tài)清淤工作，減少生態(tài)清淤多次調(diào)查所引起的誤差，降低生態(tài)清淤吸頭對作業(yè)效果的影響，能裝于不同船上成為調(diào)查船或生態(tài)清淤作業(yè)船，能在海水和淡水中應(yīng)用，并且價(jià)格低廉，安裝簡單方便，體積和重量都較小。在進(jìn)行水底地形調(diào)查時(shí)，利用一個(gè)超聲波測深儀和GPS接收機(jī)的信息就可完成水底地形調(diào)查，實(shí)現(xiàn)生態(tài)清淤前的作業(yè)調(diào)查和生態(tài)清淤后的作業(yè)效果評估；在已有水底地形數(shù)據(jù)的區(qū)域進(jìn)行生態(tài)清淤時(shí)，利用清淤吸頭后的超聲波測深儀和GPS接收機(jī)的信息就可完成生態(tài)清淤和作業(yè)效果評估；在沒有水底地形數(shù)據(jù)的區(qū)域進(jìn)行生態(tài)清淤時(shí)，利用兩個(gè)超聲波測深儀、GPS接收機(jī)和液位計(jì)的信息就能完成生態(tài)清淤和作業(yè)效果評估，并為生態(tài)清淤吸頭提供水下避碰信息。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說明。
如圖1所示的生態(tài)清淤作業(yè)裝置，包括以下結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)4 :為工控機(jī)，帶有四個(gè)通信串口，主要對液位計(jì)10、超聲波測深儀14和超聲波測深儀15和GPS接收機(jī)2進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 開關(guān)電源6 :為一 AC/DC電源，通過液位計(jì)導(dǎo)線8、超聲波測深儀導(dǎo)線12、超聲波測
4深儀導(dǎo)線16和GPS接收機(jī)導(dǎo)線3中的電源線為液位計(jì)10、超聲波測深儀14、超聲波測深儀15和GPS接收機(jī)2供電。 信號線5 :為一多芯信號線，包括液位計(jì)導(dǎo)線8、超聲波測深儀導(dǎo)線12、超聲波測深儀導(dǎo)線16和GPS接收機(jī)導(dǎo)線3中的信號線，實(shí)現(xiàn)液位計(jì)10、超聲波測深儀14、超聲波測深儀15和GPS接收機(jī)2與計(jì)算機(jī)4的串口通信。 GPS接收機(jī)2 :是全球定位系統(tǒng)，對船只定位，用GPS接收機(jī)導(dǎo)線3實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)4串口通信。 GPS接收機(jī)導(dǎo)線3 :為多芯導(dǎo)線，連接GPS接收機(jī)2、開關(guān)電源6和計(jì)算機(jī)4，為GPS接收機(jī)2供電并提供通信鏈路。 超聲波測深儀14 :利用超聲波測量水深的傳感器，超聲波測深儀導(dǎo)線12通過船頭伸出的支架把超聲波測深儀14懸在水面13以下，通過超聲波測深儀導(dǎo)線12與計(jì)算機(jī)4進(jìn)行串口通信。 超聲波測深儀導(dǎo)線12 :為多芯導(dǎo)線，連接超聲波測深儀14、開關(guān)電源6和計(jì)算機(jī)4，為超聲波測深儀14供電并提供通信鏈路。 超聲波測深儀15 :利用超聲波測量水深的傳感器，超聲波測深儀導(dǎo)線16在船中部把超聲波測深儀15懸在下水面13以下，用超聲波測深儀導(dǎo)線16實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)4串口通信。
超聲波測深儀導(dǎo)線16 :為多芯導(dǎo)線，連接超聲波測深儀15、開關(guān)電源6和計(jì)算機(jī)4，為超聲波測深儀15供電并提供通信鏈路。 電動(dòng)吊7 :安裝于船1上，與擺臂9的吊耳連接，可使擺臂9上下運(yùn)動(dòng)。 擺臂9，為長條金屬臂，其一端連接于船1上，另一端安裝生態(tài)清淤吸頭11和液位
計(jì)IO，中部的吊耳與電動(dòng)吊7連接。 生態(tài)清淤吸頭ll，清淤作業(yè)設(shè)備，安裝在擺臂9的末端。 液位計(jì)10 :測量液位的傳感器，安裝在擺臂9的末端，測量生態(tài)清淤吸頭11在水中的位置，用液位計(jì)導(dǎo)線8實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)4串口通信。 液位計(jì)導(dǎo)線8 :為多芯導(dǎo)線，連接液位計(jì)10、開關(guān)電源6和計(jì)算機(jī)4，為液位計(jì)10供電并提供通信鏈路。 其中，液位計(jì)10為不銹鋼外殼，超聲波測深儀14和15為聚丙烯外殼，這三個(gè)設(shè)備工作時(shí)在水面13以下；液位計(jì)導(dǎo)線8、超聲波測深儀導(dǎo)線12和16工作時(shí)部分在水面13以下；GPS接收機(jī)2的防水等級為IP65，計(jì)算機(jī)4和開關(guān)電源6均裝在船1的駕駛室內(nèi)。
功能說明如下 功能一 裝在船只上成為調(diào)查船，完成水底地形調(diào)查，調(diào)查數(shù)據(jù)可用于生態(tài)清淤前的作業(yè)調(diào)查和生態(tài)清淤作業(yè)的效果評估。 船1在調(diào)查前，打開計(jì)算機(jī)4和開關(guān)電源6，超聲波測深儀14或超聲波測深儀15和GPS接收機(jī)2開始工作。在船1進(jìn)行調(diào)查過程中，超聲波測深儀14或超聲波測深儀15測量其到水底的距離，由于水面13是平的，因此測得的距離數(shù)據(jù)反映了水底地形；GPS接收機(jī)2對船1進(jìn)行定位；計(jì)算機(jī)4通過串口與超聲波測深儀14或超聲波測深儀15和GPS接收機(jī)2進(jìn)行通信，完成數(shù)據(jù)采集并存儲。計(jì)算機(jī)4存儲的數(shù)據(jù)就是水底地形的調(diào)查數(shù)據(jù)，當(dāng)在生態(tài)清淤區(qū)域進(jìn)行調(diào)查時(shí)，若調(diào)查是在生態(tài)清淤前進(jìn)行，則可作為生態(tài)清淤的作業(yè)數(shù)據(jù)；若調(diào)查是在生態(tài)清淤作業(yè)后進(jìn)行，通過與生態(tài)作業(yè)前的水底地形數(shù)據(jù)對比，可評估生態(tài)清
5淤作業(yè)的效果。 功能二裝在船上與其它生態(tài)清淤設(shè)備配合，在水底地形已知區(qū)域進(jìn)行生態(tài)清淤
作業(yè)，并實(shí)時(shí)評估生態(tài)清淤作業(yè)的效果，減少了多次調(diào)查引起的評估誤差。 打開計(jì)算機(jī)4，把已知水底地形數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)4;打開開關(guān)電源6，超聲波測深儀
15和GPS接收機(jī)2開始工作。在船1工作過程中，超聲波測深儀15位于生態(tài)清淤吸頭11
后，實(shí)時(shí)調(diào)查生態(tài)清淤作業(yè)后的水底地形；GPS接收機(jī)2對船1進(jìn)行定位；計(jì)算機(jī)4通過串
口與超聲波測深儀15和GPS接收機(jī)2進(jìn)行通信，完成數(shù)據(jù)采集和存儲。利用計(jì)算機(jī)4中已
知的水底地形數(shù)據(jù)，操縱電動(dòng)吊7，電動(dòng)吊7帶動(dòng)擺臂9把生態(tài)清淤吸頭11調(diào)整到合適的位
置，進(jìn)行生態(tài)清淤作業(yè)。計(jì)算機(jī)4中超聲波測深儀15的測量數(shù)據(jù)與已知的水底地形數(shù)據(jù)進(jìn)
行對比，可實(shí)時(shí)評估清淤作業(yè)的效果，減少了多次調(diào)查引起的評估誤差。 功能三裝在船上與其它生態(tài)清淤設(shè)備配合，在水底地形未知區(qū)域進(jìn)行生態(tài)清淤
作業(yè)，實(shí)時(shí)評估生態(tài)清淤作業(yè)的效果，減少了多次調(diào)查時(shí)所帶來的誤差和生態(tài)清淤吸頭對
清淤作業(yè)效果的影響，并為生態(tài)清淤吸頭提供水下避碰信息。 打開計(jì)算機(jī)4和開關(guān)電源6，超聲波測深儀14與超聲波測深儀15、液位計(jì)10和GPS接收機(jī)2開始工作。在船1工作過程中，超聲波測深儀14位于生態(tài)清淤吸頭11前，實(shí)時(shí)調(diào)查水底地形；液位計(jì)10測量生態(tài)清淤吸頭11在水中的位置；超聲波測深儀15位于生態(tài)清淤吸頭11后，實(shí)時(shí)調(diào)查清淤后的水底地形；計(jì)算機(jī)4通過串口與液位計(jì)10、超聲波測深儀14、超聲波測深儀15和GPS接收機(jī)2進(jìn)行通信，完成數(shù)據(jù)采集和存儲。計(jì)算機(jī)4利用超聲波測深儀14和超聲波測深儀15測量的水底地形數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)評估清淤作業(yè)的效果，根據(jù)清淤作業(yè)的效果，操縱電動(dòng)吊7帶動(dòng)擺臂9把生態(tài)清淤吸頭11調(diào)整到合適的位置，可減少生態(tài)清淤吸頭對清淤作業(yè)效果的影響。超聲波測深儀15實(shí)時(shí)測得的水底地形可為清淤吸頭11提供避碰信息，防止清淤吸頭11因碰撞而損壞。 一次完成生態(tài)清淤作業(yè)前、作業(yè)后的水底地形調(diào)查，減少了多次調(diào)查時(shí)所帶來的誤差。 以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例。可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種生態(tài)清淤作業(yè)裝置，安裝于生態(tài)清淤船體上，其特征在于包括以下結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)，其帶有多個(gè)通信串口，對超聲波測深儀和GPS接收機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；開關(guān)電源，通過超聲波測深儀導(dǎo)線和GPS接收機(jī)導(dǎo)線中的電源線為超聲波測深儀和GPS接收機(jī)供電；信號線，為一多芯信號線，包括超聲波測深儀導(dǎo)線和GPS接收機(jī)導(dǎo)線中的信號線，實(shí)現(xiàn)超聲波測深儀和GPS接收機(jī)與計(jì)算機(jī)的串口通信；GPS接收機(jī)，是全球定位系統(tǒng)，對船只定位，通過GPS接收機(jī)導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)串口通信；GPS接收機(jī)導(dǎo)線，為多芯導(dǎo)線，連接GPS接收機(jī)、開關(guān)電源和計(jì)算機(jī)，為GPS接收機(jī)供電并提供通信鏈路。超聲波測深儀，利用超聲波測量水深的傳感器，通過超聲波測深儀導(dǎo)線懸在水面以下，通過超聲波測深儀導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)進(jìn)行串口通信；超聲波測深儀導(dǎo)線，為多芯導(dǎo)線，連接超聲波測深儀、開關(guān)電源和計(jì)算機(jī)，為超聲波測深儀供電并提供通信鏈路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述生態(tài)清淤作業(yè)裝置，其特征在于還包括以下結(jié)構(gòu)電動(dòng)吊，安裝于生態(tài)清淤船上，與擺臂的吊耳連接，可使擺臂上下運(yùn)動(dòng)；擺臂，為長條金屬臂，其一端連接于生態(tài)清淤船上，另一端安裝生態(tài)清淤吸頭和液位計(jì)，中部的吊耳與電動(dòng)吊連接；生態(tài)清淤吸頭，清淤作業(yè)設(shè)備，安裝在擺臂的末端；液位計(jì)導(dǎo)線，為多芯導(dǎo)線，連接液位計(jì)、開關(guān)電源和計(jì)算機(jī)，為液位計(jì)供電并提供通信鏈路；液位計(jì)，測量液位的傳感器，安裝在擺臂的末端，測量生態(tài)清淤吸頭在水中的位置，通過液位計(jì)導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)串口通信。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述生態(tài)清淤作業(yè)裝置，其特征在于超聲波測深儀導(dǎo)線在所述生態(tài)清淤吸頭后部把超聲波測深儀懸在水面以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述生態(tài)清淤作業(yè)裝置，其特征在于包括兩組超聲波測深儀以及超聲波測深儀導(dǎo)線；第一超聲波測深儀導(dǎo)線在所述生態(tài)清淤吸頭后部把第一超聲波測深儀懸在水面以下；第二超聲波測深儀導(dǎo)線在所述生態(tài)清淤吸頭把第二超聲波測深儀懸在水面以下。
全文摘要
一種生態(tài)清淤作業(yè)裝置，安裝于生態(tài)清淤船體上，在進(jìn)行水底地形調(diào)查時(shí)，利用超聲波測深儀和GPS接收機(jī)的信息完成水底地形調(diào)查，實(shí)現(xiàn)生態(tài)清淤前的作業(yè)調(diào)查和生態(tài)清淤后的作業(yè)效果評估；在已有水底地形數(shù)據(jù)的區(qū)域進(jìn)行生態(tài)清淤時(shí)，利用生態(tài)清淤吸頭后的超聲波測深儀和GPS接收機(jī)的信息完成生態(tài)清淤和作業(yè)效果評估；在沒有水底地形數(shù)據(jù)的區(qū)域進(jìn)行生態(tài)清淤時(shí)，利用兩個(gè)超聲波測深儀、GPS接收機(jī)和液位計(jì)的信息完成生態(tài)清淤和作業(yè)效果評估，并為生態(tài)清淤泥設(shè)備提供水下避碰信息。本發(fā)明無論是否進(jìn)行過作業(yè)調(diào)查，都能與生態(tài)清淤設(shè)備配合，實(shí)施生態(tài)清淤作業(yè)，并實(shí)時(shí)評估清淤效果，減少多次調(diào)查所帶來的誤差。
文檔編號E02F3/88GK101775820SQ20101010650
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者劉濤, 翁震平, 馬偉鋒 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七〇二研究所