一种自主巡航水面溢油回收机器人的制作方法
【专利说明】一种自主巡航水面溢油回收机器人
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技术领域
[0002]本发明属于环境保护领域，涉及一种环保型水面溢油回收机器人，特别是涉及一种自主巡航水面溢油回收机器人。
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【背景技术】
[0004]现在环境问题是全球关注的热点问题。生存环境的好坏直接决定了我们生活质量的优劣。近年来随着世界各国对石油需求的日益增长，石油开采及运输增多，溢油事故频发，对环境造成巨大污染。特别是水上溢油对环境的污染更为突出，水上溢油主要包括海损事故溢油(海上油井泄露及油轮泄露)、含油污水的排放、操作性溢油(即船舶在加装燃料油和油船油舱装货期间的溢油)等，溢油对全球环境造成严重的污染，也是对资源的严重浪费，从而使得许多溢油处理及回收方法不断产生。
[0005]目前水上溢油处理技术主要有物理法、化学法和生物法。一般为了避免对环境的进一步污染，物理法是最理想的方法，其中比较广泛使用的是溢油回收机械装置。目前国内外关于水上溢油回收的溢油回收机械装置主要有两种:一种为顶推作业，即溢油回收机放置在船的前端；另一种为侧拉式，由拉绳拉住溢油回收机，溢油回收机放置在船的侧面进行工作。
[0006]目前收油系统中，国外有芬兰LAMOR的LSC系统、荷兰KOSEQ的VOS系统、美国SLICKBAR的DIP系统等；国内有青岛光明的收油系统。这些收油系统都分别采用了顶推或是侧拉的搭载方式，并在溢油回收处理中都取得了不错的效果。但研宄比较发现，目前此类搭载溢油回收机的装置，大都为在船到达目的工作地之后，由人工将溢油回收机吊放入水面，待固定安装好，溢油回收机开始工作。而待其工作完成后需要到下一个地点进行作业时，则需由船上工作人员将溢油机人工吊起，或保持放置在水面状态，此时船需慢速行驶前往下一个作业地点。所以上述系统都需要人工安装、放置并回收溢油回收机，并且该类溢油回收机结构复杂，价格昂贵，在需无人前往的危险区域进行收油作业，上述系统还不能顺利完成工作。因此，开发一种性能优良，收油结构简单、使用安全的自主巡航水面溢油回收机器人已成为一种必要，而且具有良好的市场前景。
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【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种自主巡航水面溢油回收机器人，以达到性能优良、收油结构简单，使用安全方便，并实现对水面溢油进行有效的自动回收。
[0009]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:
一种自主巡航水面溢油回收机器人，包括电动船，所述电动船的船体为封闭式，所述电动船的两侧外壁上固设于溢油回收系统，所述溢油回收系统包括并联在一起的吸油器，所述吸油器中间布设有导油管，所述导油管的输出端连接有多歧板，所述多歧板通过自吸泵与设于电动船内部的储油箱连接；
所述电动船的上表面平铺有用于收集太阳能并将其转化为电能的太阳能电池板，所述太阳能电池板的输出端与电动船的驱动电机连接用于驱动电动船行驶；所述电动船的船头部设有检测装置，电动船的内部设有自主巡航控制系统。
[0010]进一步方案，所述吸油器是由亲油疏水材料和用于固定亲油疏水材料的固定盖构成。
[0011]进一步方案，所述亲油疏水材料是由海绵通过有机硅溶液做疏水化涂层处理所得；所述固定盖为喷镀特氟龙的铝质锥形盖状结构。
[0012]进一步方案，所述太阳能电池板的输出端通过充电器与锂电池连接，所述锂电池的输出端通过多路开关电源与电动船的驱动电机连接进行供电，用于驱动电动船行驶。
[0013]进一步方案，所述检测装置包括用于避障碍物的激光雷达和用于对水面溢油进行检测的溢油检测器；所述激光雷达、溢油检测器的输出端均与电动船上的中央控制器连接，所述中央控制器的输出端分别与驱动电机、自吸泵电连接。
[0014]进一步方案，所述自主巡航控制系统包括固设于电动船上端的传输天线，所述传输天线包括GPS传输天线和GPRS传输天线，所述GPS传输天线的输出端通过GPS卫星定位传感器与电动船上的中央控制器连接；所述GPRS传输天线的输出端通过GPRS无线数传模块与中央控制器连接；所述中央控制器的输入端与电子罗盘连接，用于对电动船的行驶方向进行识别。
[0015]本发明中的中央控制器、电子罗盘均是电动船自带设备，其结构与工作原理是已知。
[0016]本发明中多歧板为多个进口一个出口的传输管道，将多个分支的导油管汇集成一个总的导油管，然后通过自吸泵传输到储油箱中储存。
[0017]GPS传输天线将卫星信号通过GPS卫星定位传感器传输给中央控制器，确定当前电动船的位置坐标；同时GPRS传输天线接收人工远程控制指令，并将控制指令通过GPRS无线数传模块传输给中央控制器，确定其航行的目的地；再通过电子罗盘确定出电动船的当前方向传输给中央控制器。中央控制器分别获取GPS经玮度坐标信号、控制指令信号和电子罗盘指示的电动船当前行驶方向信号，通过处理运算，即可根据预先巡航规划设定的路线，实时驱动电动船进行自主巡航并到达溢油回收目的地。
[0018]激光雷达是以激光为工作光束的雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。它是由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送给中央控制器来驱动船体避开障碍物。
[0019]溢油检测器采用光散射率测试法，利用油膜和水面对光的反射率不同判断是否有油膜存在。检测器内部由半导体激光光源、扫描仪、抛物镜面和光二极管检测器构成的光学系统和电路部分组成。检测时，激光光源发出激光，通过扫描仪周期性的在χ-y轴方向进行激光扫描，使光束能垂直照射到水面上。光束遇到水面后反射至抛物镜面，再由抛物镜面将反射光聚焦至光检测器，光检测器接到光电倍增管，将光信号转换成电信号再经电线传输给中央控制器进行处理，从而得出水面是否有溢油，从而控制吸油泵进行溢油回收处理。
[0020]本发明中电动船的供电电源是通过太阳能电池板收集太阳能并将其转化为电能，再通过充电器将电能储存在锂电池中，锂电池输出的电源经多路开关电源的转换、降压等功能后再分别按需提供给驱动电机、GPS卫星定位传感器、中央控制器、电子罗盘、激光雷达、溢油检测器等工作元器件做工作电源，用于驱动并控制电动船行驶。
[0021]所以本发明的有益效果在于:
本发明采用修饰上疏水化涂层的海绵作为吸油材料，实现了油水的有效分离，将水面上的油进行吸收，有效地达到水面溢油处理。同时通过自主巡航规划路线和对溢油进行光谱实时检测，实现对任意水域上的溢油在无人操作情况下的自主回收、自主巡航、太阳能自动充电续航、无线数据传输与远程监管，保证了工作人员的人身安全，也减少了人员的投入，减低了人工成本。
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【附图说明】
[0023]图1是本发明侧视示意图。
[0024]图2是本发明俯视图。
[0025]图3是本发明中溢油回收系统的结构示意图。
[0026]图4是本发明中吸油器的结构示意图。
[0027]图5是本发明的电路原理框图
图中:1-电动船，2-溢油回收系统，2-1吸油器，2-2导油管，2-3多歧板，2_4储油箱，2-5自吸泵，2-11亲油疏水材料，2-12固定盖；3-太阳能电池板，4-自主巡航控制系统，
5-检测装置，6-传输天线，7-驱动电机，8-充电器，9-锂电池，10-激光雷达，11-溢油