一种面向内河溢油事故应急处理的浮标及其控制方法技术

一种内河溢油跟踪浮标，包括：浮标本体和岸基监控平台，所述浮标本体的外形为中间厚四周薄的圆碟形，浮标本体的前部设置有图像采集装置，浮标本体的内部设置有浮标控制器，所述图像采集装置的输出端与浮标控制器的图像信号输入端信号连接；所述浮标本体的后部设置有动力装置，所述动力装置与浮标控制器电连接；所述浮标控制器通过无线网络与岸基监控平台信号连接。本设计不仅可在白天观测水面溢油，实现对溢油情况的实时监控，可根据视频模块传输回来的水面溢油图像和监控的需求，在岸基监控端远程操控溢油跟踪浮标移动，对油膜进行跟踪，更能适应内河的复杂环境。更能适应内河的复杂环境。更能适应内河的复杂环境。

【技术实现步骤摘要】
一种面向内河溢油事故应急处理的浮标及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种浮标，尤其涉及一种面向内河溢油事故应急处理的浮标及其控制方法，具体适用于对内河溢油油膜的跟踪。

技术介绍

[0002]由于人类对于内河的依赖性，内河作为人类工作、生活的场所，饮用水、生活用水、食物的重要来源，因此保证内河溢油最大程度的回收非常重要。而当前溢油浮标的技术研究集中于海上，由于内河相对于海洋有流速快，流速变化剧烈、弯道多、水深变化明显、环境更复杂的特点，内河溢油跟踪收集难度更大，而现有溢油浮标在内河上运用的局限性相对较强。本专利技术实现了内河溢油浮标系统对溢油油膜进行跟踪与监控。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的当前针对溢油事故的浮标技术研究集中于海上，缺少适用于内河溢油事故应急处理的浮标的问题，提供了一种面向内河溢油事故应急处理的浮标及其控制方法。
[0004]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种面向内河溢油事故应急处理的浮标，包括：浮标本体和岸基监控平台，所述浮标本体的外形为中间厚四周薄的圆碟形，浮标本体的前部设置有图像采集装置，浮标本体的内部设置有浮标控制器，所述图像采集装置的输出端与浮标控制器的图像信号输入端信号连接；所述浮标本体的后部设置有动力装置，所述动力装置与浮标控制器电连接；所述浮标控制器通过无线网络与岸基监控平台信号连接。
[0005]所述浮标本体包括：上壳盖、下壳体和水密板，所述上壳盖的底部与水密板的顶部密封连接，所述下壳体的顶部与水密板的底部密封连接；所述图像采集装置设置于上壳盖的前部，所述浮标控制器设置在上壳盖内；所述动力装置包左驱动电机、右驱动电机、左螺旋桨和右螺旋桨，所述左驱动电机固定设置于下壳体内，左驱动电机与浮标控制器电连接，左驱动电机的输出轴与左螺旋桨的转动轴传动配合，所述左螺旋桨的叶片位于下壳体的外部，左螺旋桨的转动轴通过密封轴承与下壳体密封配合；所述右驱动电机固定设置于下壳体内，右驱动电机与浮标控制器电连接，右驱动电机的输出轴与右螺旋桨的转动轴传动配合，所述右螺旋桨的叶片位于下壳体的外部，右螺旋桨的转动轴通过密封轴承与下壳体密封配合；所述左螺旋桨的转动轴与右螺旋桨的转动轴平行设置。
[0006]所述下壳体的外表面为球面结构，下壳体的顶部固定设置有连接法兰，所述连接法兰与下壳体一体设置，连接法兰通过连接螺栓与水密板固定连接，连接法兰的顶部与水密板的底部密封配合。
[0007]所述上壳盖包括一体设置的锥形盖壁和圆形顶盖，所述圆形顶盖的底部与锥形盖壁的顶部固定连接，所述锥形盖壁的底部与水密板的顶部密封配合；所述图像采集装置固定设置于圆形顶盖的前部，图像采集装置的外壁与圆形顶盖密封配合；所述圆形顶盖的顶部到水密板的底面的距离为水密板直径的1/4,所述下壳体的底部到连接法兰的顶面的距离为水密板直径的1/4。
[0008]所述浮标本体的外表面涂覆有亲油疏水涂料。
[0009]所述浮标控制器包括AIS模块、GSM模块、GPS定位模块、动力控制模块和单片机；所述单片机的助航控制端与AIS模块的控制端信号连接；所述单片机的通讯端与GSM模块的通讯端信号连接，所述GSM模块通过无线网络与岸基监控平台信号连接；所述单片机的位置信号输入端与GPS定位模块的输出端信号连接；所述单片机的动力控制端与动力控制模块的控制信号输入端信号连接，所述动力控制模块的左电机信号输出端与左驱动电机的控制端电连接，动力控制模块的右电机信号输出端与右驱动电机的控制端电连接；所述单片机的图像信号输入端与图像采集装置的输出端信号连接。
[0010]所述上壳盖的内部设置有电源模块，所述电源模块为图像采集装置、AIS模块、GSM模块、GPS定位模块、动力控制模块和单片机供电。
[0011]所述AIS模块、GSM模块、GPS定位模块、动力控制模块、单片机和电源模块重量均匀的固定于水密板上；所述下壳体的底部固定设置有环形配重块。
[0012]一种面向内河溢油事故应急处理的浮标的控制方法，该方法包括以下步骤：S1、浮标的溢油监控：所述浮标本体被投放在溢油区后，图像采集装置采集浮标本体所处水域的图像信号，并将采集到的图像信号发送至单片机，所述单片机接收到图像信号后将图像信号发送至GSM模块，GSM模块接收图像信号并将图像信号发送给岸基监控平台；所述岸基监控平台根据接收到的图像信号向GSM模块发送前进或转向信号，GSM模块接收前进或转向信号并将前进或转向信号发送给单片机，单片机接收到前进或转向信号后向动力控制模块发送前进或转向控制信号，动力控制模块根据接收到的前进或转向控制信号控制左驱动电机和右驱动电机转动，左驱动电机和右驱动电机带动左螺旋桨和右螺旋桨转动，进而使浮标本体前进或转向，对溢油油膜进行追踪；S2、浮标的位置监控：当岸基监控平台向GSM模块发送定位请求时，GSM模块接收定位请求后将定位请求发送给单片机，单片机接收到定位请求后向GPS定位模块发送请求定位的信号，GPS定位模块接收到请求定位的信号后向单片机发送位置信息，单片机接收GPS定位模块发送的位置信息并将位置信息发送至GSM模块，GSM模块接收到位置信息后将位置信息发送给岸基监控平台；S3、浮标的助航控制：岸基监控平台向GSM模块发送助航信号，GSM模块接收到助航信号后将助航信号发送至单片机，单片机接收到助航信号后向GPS定位模块发送请求定位的信号，GPS定位模块
接收到请求定位的信号后向单片机发送位置信息，单片机接收GPS定位模块发送的位置信息并将接收到的位置信息发送至AIS模块；同时，单片机55接收到助航信号后向AIS模块发出控制信号，AIS模块接收到控制信号后向附近船舶广播浮标本体的位置信息，避免浮标本体与附近船舶碰撞。
[0013]1、本专利技术一种面向内河溢油事故应急处理的浮标中上壳盖的前部设置有图像采集装置，下壳体的后部设置有动力装置，图像采集装置可观测水面溢油，实现对溢油情况的实时监控，为收油作业提供重要的参考数据；且动力装置可根据视频模块传输的水面溢油图像数据和监控的需求，在岸基监控平台远程操控左、右螺旋桨从而控制溢油浮标移动，对油膜进行跟踪，更能适应内河的复杂环境。因此，本设计中溢油浮标上壳盖的前部设置有图像采集装置，下壳体的后部设置有动力装置，更能适应内河的复杂环境。
[0014]2、本专利技术一种面向内河溢油事故应急处理的浮标的上壳盖包括一体设置的锥形盖壁和圆形顶盖，下壳体的外表面为半球面，整个溢油浮标的外形为中间厚四周薄的圆碟形，流线型的外表面有效降低流体对浮标运动的阻力；浮标本体的外部涂覆有亲油疏水涂料，使浮标充分地与油膜接触的同时能更加精确地跟踪油膜移动轨迹。因此，本设计中溢油浮标本体的外表面呈圆碟形且外部涂覆有亲油疏水涂料，可精确跟踪油膜移动轨迹。
[0015]3、本专利技术一种面向内河溢油事故应急处理的浮标中的上壳盖内设置有图像采集装置、GSM模块和GPS定位模块，GSM模块通过无线通信和4G网络将GPS定位模块获取的位置信号和图像采集装置所拍摄的图像资料反馈给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向内河溢油事故应急处理的浮标，包括：浮标本体（9）和岸基监控平台（10），其特征在于：所述浮标本体（9）的外形为中间厚四周薄的圆碟形，浮标本体（9）的前部设置有图像采集装置（4），浮标本体（9）的内部设置有浮标控制器（5），所述图像采集装置（4）的输出端与浮标控制器（5）的图像信号输入端信号连接；所述浮标本体（9）的后部设置有动力装置（6），所述动力装置（6）与浮标控制器（5）电连接；所述浮标控制器（5）通过无线网络与岸基监控平台（10）信号连接。2.根据权利要求1所述的一种面向内河溢油事故应急处理的浮标，其特征在于：所述浮标本体（9）包括：上壳盖（1）、下壳体（2）和水密板（3），所述上壳盖（1）的底部与水密板（3）的顶部密封连接，所述下壳体（2）的顶部与水密板（3）的底部密封连接；所述图像采集装置（4）设置于上壳盖（1）的前部，所述浮标控制器（5）设置于上壳盖（1）内；所述动力装置（6）包左驱动电机（61）、右驱动电机（62）、左螺旋桨（63）和右螺旋桨（64），所述左驱动电机（61）固定设置于下壳体（2）内，左驱动电机（61）与浮标控制器（5）电连接，左驱动电机（61）的输出轴与左螺旋桨（63）的转动轴传动配合，所述左螺旋桨（63）的叶片位于下壳体（2）的外部，左螺旋桨（63）的转动轴通过密封轴承与下壳体（2）密封配合；所述右驱动电机（62）固定设置于下壳体（2）内，右驱动电机（62）与浮标控制器（5）电连接，右驱动电机（62）的输出轴与右螺旋桨（64）的转动轴传动配合，所述右螺旋桨（64）的叶片位于下壳体（2）的外部，右螺旋桨（64）的转动轴通过密封轴承与下壳体（2）密封配合；所述左螺旋桨（63）的转动轴与右螺旋桨（64）的转动轴平行设置。3.根据权利要求2中所述的一种面向内河溢油事故应急处理的浮标，其特征在于：所述下壳体（2）的外表面为球面结构，下壳体（2）的顶部固定设置有连接法兰（21），所述连接法兰（21）与下壳体（2）一体设置，连接法兰（21）通过连接螺栓（22）与水密板（3）固定连接，连接法兰（21）的顶部与水密板（3）的底部密封配合。4.根据权利要求3所述的一种面向内河溢油事故应急处理的浮标，其特征在于：所述上壳盖（1）包括一体设置的锥形盖壁（11）和圆形顶盖（12），所述圆形顶盖（12）的底部与锥形盖壁（11）的顶部固定连接，所述锥形盖壁（11）的底部与水密板（3）的顶部密封配合；所述图像采集装置（4）固定设置于圆形顶盖（12）的前部，图像采集装置（4）的外壁与圆形顶盖（12）密封配合；所述圆形顶盖（12）的顶部到水密板（3）的底面的距离为水密板（3）直径的1/4,所述下壳体（2）的底部到连接法兰（21）的顶面的距离为水密板（3）直径的1/4。5.根据权利要求4所述的一种面向内河溢油事故应急处理的浮标，其特征在于：所述浮标本体（9）的外表面涂覆有亲油疏水涂料。6.根据权利要求2、3、4或5中所述的一种面向内河溢油事故应急处理的浮标，其特征在于：所述浮标控制器（5）包括AIS模块（51）、GSM模块（52）、GPS定位模块（53）、动力控制模块（54）和单片机（55）；
所述单片机（55）的助航控制端与AIS模块（51）的控制端信号连接；所述单片机（55）的通讯端与GSM模块（52）的通讯端信号连接，所述GSM模块（52）通过无线网络与岸基...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓健，李尚宇，马泽泰，侯文波，齐乃旭，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：