智能多功能水上作业平台及作业方法

技术领域

本发明涉及水上作业技术领域，尤其是一种智能多功能水上作业平台及作业方法。

背景技术

近年来，人民对美好生态环境的需求越来越高，全国流域水污染治理和修复初见成效，劣五类水域大大减少，部分地市实现了短期内消灭劣五类的目标。然而，小流域要长期保持治理成效，必须形成长效的养护机制，进一步加强流域的巡查管理工作。传统的流域巡检模式为巡查人员现场巡查，检查完成后进行巡查结果的记录、整理等，存在巡查工作量大且效率低，巡检发现的漂浮垃圾、水质较差需要投加药剂改善水质难以得到及时处理的不足；中国专利申请号202110163937.0的实用新型公开了一种水面垃圾收集装置。传统的水面垃圾收集装置虽然能清理巡检发现的漂浮垃圾，但是存在功能单一的不足；因此，设计一种流域巡查工作效率较高，巡检发现的漂浮垃圾、水质较差需要投加药剂改善水质能得到及时处理的智能多功能水上作业平台及作业方法，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前的流域巡查工作量大且效率低，巡检发现的漂浮垃圾、水质较差需要投加药剂改善水质难以得到及时处理，水面垃圾收集装置虽然能清理巡检发现的漂浮垃圾，但是存在功能单一的不足，提供一种流域巡查工作效率较高，巡检发现的漂浮垃圾、水质较差需要投加药剂改善水质能得到及时处理的智能多功能水上作业平台及作业方法。

本发明的具体技术方案是：

一种智能多功能水上作业平台，包括：控制器，与控制器电性连接的蓄电池，设有驱动装置的作业台板，装于作业台板下端的两个横向并列设置的浮筒、置于两个浮筒之间的水面清漂分类装置，设于作业台板上端前部的巡视装置，分设于作业台板上端两侧的水质采样装置和药剂投加装置。

作为优选，所述的水面清漂分类装置包括：两个一一对应位于两个浮筒内侧且上端与作业台板下端连接的侧板，高于浮筒下端且两个侧端与两个侧板下端一一对应连接的底板，后端设有两端与作业台板和底板一一对应枢接的转轴的分类转换网格门，与转轴后侧、作业台板下端和底板上端分别连接且将两侧分隔成两个存放空间的网格隔板，与底板后端、网格隔板后端、两个侧板后端分别连接的滤板，位于底板前侧且高端与底板连接的斜导板，装于作业台板上端的分类转换电机，设于作业台板上且位于分类转换电机后侧的清理口，盖住清理口且与作业台板可拆卸连接的清理盖板，装于底板下端的振动器；分类转换电机的输出轴与转轴上端连接；分类转换电机、振动器分别与控制器电性连接。

作为优选，所述的水质采样装置包括：装于作业台板上端一侧且上端设有若干个前后向排列的插孔的采样座、位于采样座内侧的前后向电动直线滑台，位于前后向电动直线滑台前侧或后侧的采样计量泵，外侧设有采样加料管且下端与前后向电动直线滑台的滑块连接的加料筒，两端与采样计量泵的出口和加料筒侧围一一对应连通的伸缩套管，上端与采样计量泵的进口连通的采样管，个数与插孔个数相同且下端一一对应插入插孔中的采样罐；采样管的下端穿过作业台板、底板伸出底板下端；采样罐内侧上部设有小端位于下侧的锥台形挡圈；伸缩套管为铝合金伸缩套管；前后向电动直线滑台与控制器电性连接。

作为优选，所述的药剂投加装置包括：装于作业台板上端另一侧的若干个前后向排列的药剂箱、位于药剂箱前侧或后侧的加药计量泵，位于药剂箱上侧且一端与加药计量泵进口连通的进药管，与加药计量泵出口连通的加药管；加药管的下端穿过作业台板、底板伸出底板下端；药剂箱设有串接有电磁换向阀且外端与进药管连通的进药支管；药剂箱上端设有加药孔，盖住加药孔且与药剂箱可拆卸连接的加药盖；加药计量泵、电磁换向阀分别与控制器电性连接。

作为优选，所述的巡视装置包括：装于作业台板上端的电动转盘、位于电动转盘一侧的扬声器，并列装于电动转盘上端的机器视觉系统、超声波测距仪；扬声器、机器视觉系统和超声波测距仪分别与控制器电性连接。

作为优选，所述的驱动装置包括：两个对称设置的驱动机构；驱动机构包括：设于浮筒前部内侧且上端与作业台板下端连接的安装板，外端与安装板枢接的连接轴，与连接轴连接的从动带轮、位于从动带轮内侧的叶轮，与作业台板上端连接的调速电机，与调速电机的输出轴连接的主动带轮，设于作业台板后端的容置槽，穿设于容置槽中且与主动带轮和从动带轮传动连接的传动带；调速电机为步进电机或伺服电机；调速电机与控制器电性连接。

作为优选，所述的控制器和蓄电池装于作业台板上端且位于两个驱动机构之间；控制器设有无线接收模块。

一种智能多功能水上作业平台的作业方法，所述的智能多功能水上作业平台为上述的智能多功能水上作业平台，（1）控制器控制驱动装置的两个驱动机构的调速电机启动，经主动带轮、传动带、从动带轮驱动叶轮转动，智能多功能水上作业平台按设定路径巡航，或通过无线接收模块接收无线发射装置发射的控制信号遥控行驶，巡航或遥控行驶时通过巡视装置的电动转盘、机器视觉系统和超声波测距仪配合观察测距、扬声器警示，实现避障；（2）巡视装置的机器视觉系统和超声波测距仪配合观察到水面漂浮物，将信号传送给控制器，确定水面漂浮物的种类及方位距离后，控制器控制驱动装置驱动智能多功能水上作业平台向水面漂浮物行驶，控制器控制分类转换电机启动，经转轴带动分类转换网格门转动调整，使水面漂浮物流进相应的一个存放空间按类收集；（3）卸除清理盖板可以将水面漂浮物从清理口清出；（4）水质采样时，控制器控制前后向电动直线滑台驱动加料筒运动使采样加料管的出口端位于相应的一个采样罐的锥台形挡圈的中孔上侧且相对，启动采样计量泵，抽取的样品水从采样管进入，经伸缩套管、加料筒、采样加料管计量进入采样罐存放；（5）投药时，控制器控制加药计量泵启动、相应的药剂箱的电磁换向阀换向连通，药剂经进药支管、进药管、加药管计量流出改善水质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的智能多功能水上作业平台，流域巡查工作效率较高，巡检发现的漂浮垃圾、水质较差需要投加药剂改善水质能得到及时处理。巡航时通过巡视装置的机器视觉系统和超声波测距仪观察测距、扬声器警示，实现避障。通过巡视装置确定水面漂浮物的种类及方位距离，控制器控制驱动装置驱动智能多功能水上作业平台向水面漂浮物行驶，通过分类转换电机、转轴和分类转换网格门调整转换存放空间，利于使水面漂浮物流进相应的一个水面清漂分类装置的存放空间按类收集；斜导板利于水面漂浮物进入存放空间；振动器利于存放空间中的水面漂浮物向后运动汇集；设有清理口和清理盖板，利于将水面漂浮物从清理口清出。水质采样装置的采样计量泵、前后向电动直线滑台，利于使采集的不同样品水从采样加料管计量进入相应的采样罐存放，采样罐内侧上部设有小端位于下侧的锥台形挡圈利于防止样品水晃出；采样罐下端插入插孔中取放采样罐方便。药剂投加装置的加药计量泵利于药剂计量投加；具有若干个药剂箱可以根据需要放置多种药剂；药剂箱设有的进药支管串接有电磁换向阀，能根据需要连通相应的药剂箱进行投药，可以一个药剂箱投药，也可以多个药剂箱同时投药；加药盖盖住加药孔且与药剂箱可拆卸连接，利于方便加药剂。通过调控驱动装置的两个调速电机，可以调控智能多功能水上作业平台的行驶速度和方向。控制器设有无线接收模块，利于通过接收无线发射装置的控制信号进行遥控行驶。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的A-A视图。

图中：控制器1，蓄电池2，作业台板3，浮筒4，侧板5，底板6，转轴7，分类转换网格门8，网格隔板9，滤板10，斜导板11，分类转换电机12，清理口13，清理盖板14，振动器15，插孔16，采样座17，前后向电动直线滑台18，采样计量泵19，采样加料管20，加料筒21，伸缩套管22，采样管23，采样罐24，锥台形挡圈25，药剂箱26，加药计量泵27，进药管28，加药管29，电磁换向阀30，进药支管31，加药盖32，电动转盘33，扬声器34，机器视觉系统35，超声波测距仪36，安装板37，连接轴38，从动带轮39，叶轮40，调速电机41，主动带轮42，容置槽43，传动带44，无线接收模块45。

具体实施方式

下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。

如附图1、附图2、附图3所示：一种智能多功能水上作业平台，包括：控制器1，与控制器1电性连接的蓄电池2，设有驱动装置的作业台板3，装于作业台板3下端的两个横向并列设置的浮筒4、置于两个浮筒4之间的水面清漂分类装置，设于作业台板3上端前部的巡视装置，分设于作业台板3上端两侧的水质采样装置和药剂投加装置。

所述的水面清漂分类装置包括：两个一一对应位于两个浮筒4内侧且上端与作业台板3下端焊接的侧板5，高于浮筒4下端且两个侧端与两个侧板5下端一一对应焊接的底板6，后端设有两端与作业台板3和底板6一一对应通过轴承枢接的转轴7的分类转换网格门8，与转轴7后侧、作业台板3下端和底板6上端分别焊接且将两侧分隔成两个存放空间的网格隔板9，与底板6后端、网格隔板9后端、两个侧板5后端分别螺接的滤板10，位于底板6前侧且高端与底板6一通构成连接的斜导板11，装于作业台板3上端的分类转换电机12，设于作业台板3上且位于分类转换电机12后侧的清理口13，盖住清理口13且与作业台板3螺接的清理盖板14，装于底板6下端的振动器15；分类转换电机12的输出轴与转轴7上端键连接；分类转换电机12、振动器15分别与控制器1电性连接。

所述的水质采样装置包括：装于作业台板3上端一侧且上端设有五个前后向排列的插孔16的采样座17、位于采样座17内侧的前后向电动直线滑台18，位于前后向电动直线滑台18前侧的采样计量泵19，外侧设有采样加料管20且下端与前后向电动直线滑台18的滑块螺接的加料筒21，两端与采样计量泵19的出口和加料筒21侧围一一对应连通的伸缩套管22，上端与采样计量泵19的进口连通的采样管23，个数与插孔16个数相同且下端一一对应插入插孔16中的采样罐24；采样管23的下端穿过作业台板3、底板6伸出底板6下端；采样罐24内侧上部设有小端位于下侧的锥台形挡圈25；伸缩套管22为铝合金伸缩套管；前后向电动直线滑台18与控制器1电性连接。

所述的药剂投加装置包括：装于作业台板3上端另一侧的四个前后向排列的药剂箱26、位于药剂箱26前侧的加药计量泵27，位于药剂箱26上侧且一端与加药计量泵27进口连通的进药管28，与加药计量泵27出口连通的加药管29；加药管29的下端穿过作业台板3、底板6伸出底板6下端；药剂箱26设有串接有电磁换向阀30且外端与进药管28连通的进药支管31；药剂箱26上端设有加药孔（未图示），盖住加药孔且与药剂箱26螺接的加药盖32；加药计量泵27、电磁换向阀30分别与控制器1电性连接。加药孔位于进药管28外侧。

所述的巡视装置包括：装于作业台板3上端的电动转盘33、位于电动转盘33一侧的扬声器34，并列装于电动转盘33上端的机器视觉系统35、超声波测距仪36；扬声器34、机器视觉系统35和超声波测距仪36分别与控制器1电性连接。

所述的驱动装置包括：两个对称设置的驱动机构；驱动机构包括：设于浮筒4前部内侧且上端与作业台板3下端螺接的安装板37，外端与安装板37通过轴承枢接的连接轴38，与连接轴38键连接的从动带轮39、位于从动带轮39内侧的叶轮40，与作业台板3上端螺接的调速电机41，与调速电机41的输出轴键连接的主动带轮42，设于作业台板3后端的容置槽43，穿设于容置槽43中且与主动带轮42和从动带轮39传动连接的传动带44；调速电机41为伺服电机；调速电机41与控制器1电性连接。

所述的控制器1和蓄电池2装于作业台板3上端且位于两个驱动机构之间；控制器1设有无线接收模块45。

一种智能多功能水上作业平台的作业方法，所述的智能多功能水上作业平台为上述的智能多功能水上作业平台，（1）控制器1控制驱动装置的两个驱动机构的调速电机41启动，经主动带轮42、传动带44、从动带轮39驱动叶轮40转动，智能多功能水上作业平台按设定路径巡航，或通过无线接收模块45接收无线发射装置发射的控制信号遥控行驶，巡航或遥控行驶时通过巡视装置的电动转盘33、机器视觉系统35和超声波测距仪36配合观察测距、扬声器34警示，实现避障；（2）巡视装置的机器视觉系统35和超声波测距仪36配合观察到水面漂浮物，将信号传送给控制器1，确定水面漂浮物的种类及方位距离后，控制器1控制驱动装置驱动智能多功能水上作业平台向水面漂浮物行驶，控制器1控制分类转换电机12启动，经转轴7带动分类转换网格门8转动调整，使水面漂浮物流进相应的一个存放空间按类收集；（3）卸除清理盖板14可以将水面漂浮物从清理口13清出；（4）水质采样时，控制器1控制前后向电动直线滑台18驱动加料筒21运动使采样加料管20的出口端位于相应的一个采样罐24的锥台形挡圈25的中孔上侧且相对，启动采样计量泵19，抽取的样品水从采样管23进入，经伸缩套管22、加料筒21、采样加料管20计量进入采样罐24存放；（5）投药时，控制器1控制加药计量泵27启动、相应的药剂箱26的电磁换向阀30换向连通，药剂经进药支管31、进药管28、加药管29计量流出改善水质。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。