河道黑臭水体原位修复无人船制造技术

本发明专利技术公开了一种河道黑臭水体原位修复无人船，包括船体行驶系统、混凝液投加系统、鼓风曝气系统、碳纤维生态草投放系统、自动控制系统和供电系统等组成；船体行驶系统用于控制无人船的前行停止、左右转向、加减速行驶；混凝液投加系统用于向河水里投加混凝液以去除黑臭水体中的有机物和污染物；鼓风曝气系统用于向河水里均匀地吹入细小气流以增加水体中的溶解氧；碳纤维生态草投放系统用于向河水里投放碳纤维生态草以提供微生物附着的载体，形成较大生物量对水体中有机物进行有效降解；自动控制系统用于在河岸上通过手机无线操控无人船上的电气设备驱动机械装置工作。本装置对黑臭水体修复效果显著、作业面积广、安全性高，具有广泛的应用前景。有广泛的应用前景。有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
河道黑臭水体原位修复无人船


[0001]本专利技术涉及水体修复领域，尤其涉及一种河道黑臭水体原位修复无人船。

技术介绍

[0002]河道水体黑臭是由于工业废水和生活污水大量排入河道导致的，目前，黑臭水体修复技术的研究主要集中在原位修复技术和组合修复技术等黑臭水体修复工艺方法上，对于黑臭水体修复装备的研发较少。因此，急需研发新型的黑臭水体修复装备，以提高修复效果和作业效率、降低操作难度和健康危害。
[0003]现有的黑臭水体修复装备主要有：漂浮式修复装置、固定式修复装置、沉浸式修复装置、过滤式修复装置等。漂浮式修复装置主要有生态浮岛、微生物浮岛、净化船等，生态浮岛一般是由漂浮座、净化座、生态种植槽和曝气装置等组成；微生物浮岛是由生物浮岛主体、填充了微生物填料的生物柱、微纳米气泡发生器和植物栽培孔等组成；净化船是由船体(30)和船上的好氧生物转盘处理装置等组成。固定式修复装置主要有生态原位修复处理设备、长效生态修复装置、微生物立体修复装置等，生态原位修复处理设备是由混凝土底座、生物反应装置和微曝气器等组成；长效生态修复装置是由生态浮床、缓释网箱和连接至河岸的复氧装置等组成；微生物立体修复装置是由固定在水体底部的主体支架、超细纤维立体填料、连接至河岸的曝气装置等组成。沉浸式修复装置主要有潜水式生态修复水立方等，潜水式生态修复水立方是由悬挂用的钢索、网状骨架、沉水植物及种植界面、微生物填料、光源等组成。过滤式修复装置主要有长方体形修复装置、生态修复净化装置等，长方体形修复装置是由矩形外壳、进水口、垃圾收集箱、电解棒、消毒层、除臭层和出水口等组成；生态修复净化装置是由防腐蚀固定管、内部过滤管、过滤板、微生物附着装置等组成。现有的黑臭水体修复装备存在修复作业范围小、装备利用效率低、实施过程难度大、更换维护不方便、工人健康危害大等问题。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术目的是提供一种河道黑臭水体原位修复无人船，采用无线遥控无人船机械设备工作以实现大面积高效率的黑臭水体原位修复作业，提高黑臭水体修复作业的安全性、快速性和便利性。
[0005]技术方案：一种河道黑臭水体原位修复无人船，包括船体行驶系统、混凝液投加系统、鼓风曝气系统、碳纤维生态草投放系统、自动控制系统和供电系统；船体行驶系统用于控制无人船的前行停止、左右转向、加减速行驶；混凝液投加系统用于向河水里投加适量的混凝液以去除黑臭水体中的有机物和污染物；鼓风曝气系统用于向河水里均匀地吹入细小气流以增加水体中的溶解氧；碳纤维生态草投放系统用于向河水里投放碳纤维生态草以提供微生物附着的载体，形成较大生物量对水体中有机物进行有效降解；自动控制系统用于在河岸上通过手机无线操控无人船上的电气设备驱动机械装置工作；供电系统为无人船上用电设备提供电源。
[0006]船体行驶系统包括：船体内底部设有甲板，船体推进电机安装在船体内后部的甲板上，叶轮安装在船体后下方外侧的左右居中位置，船体推进电机经船体推进处联轴器与叶轮连接，叶轮的回转轴穿过船体后下方的薄壁处密封处理，船体推进电机带动叶轮转动产生推力，船体推进电机的转速决定了船体行进速度；船体内后部安装方向舵驱动电机和方向舵驱动机构；方向舵驱动机构下方安装方向舵，并且方向舵处于叶轮正后方的左右居中位置；方向舵驱动机构由曲柄滑块机构与滚珠丝杠串联组成，曲柄滑块机构中的滑块为方形螺母，其中，转动副A的配合预留间隙以防卡死现象；方向舵驱动电机的正/反转带动滚珠丝杠上的方形螺母向右/左移动，方形螺母向右/左移动带动方向舵向右/左转动使得船体向右/左转向；方向舵驱动电机的正/反转的圈数越多，方形螺母向右/左移动的距离越大，船体向右/ 左转向角度越大；在滚珠丝杠左/右两端安装左/右转向限位开关，控制方向舵的转角范围在
±
50
°
内。
[0007]混凝液投加系统包括：船体的前部机架安装有储液箱，储液箱上部安装搅拌电机，搅拌电机下方连接搅拌叶片，搅拌叶片位于储液箱内部；储液箱下部连接混凝液投加管，混凝液投加管上依次装有旋转阀、流量计、混凝液投加电磁阀，混凝液投加管下端左右对称地设有分叉的两根紧贴船体的混凝液出液管，混凝液出液管上设有多个细管，细管从船体穿出朝向河面；搅拌电机转动时带动3个间隔120
°
分布搅拌叶片转动，使得储液箱内的混凝液搅拌均匀。通过观察流量计的读数，并手动调节旋转阀来设置混凝液的流量大小。混凝液投加电磁阀在电信号控制下控制混凝液是否向河水中投加。多个散开布置的细管实现向较大氛围的河水中内均匀投加混凝液。
[0008]鼓风曝气系统包括：甲板中后部居中位置安装有空气压缩机，机架的中部左右两侧分别安装两个电动推杆，电动推杆的下端连接一根推转管，推转管的回转轴横穿船体，每根推转管的下端都连接一根曝气杆，曝气杆上设有多个微型曝气孔，曝气杆的末端都装有盖子，曝气杆与空气压缩机通过输气管相连接，空气压缩机与输气管连接处装有输气电磁阀；电动推杆在电信号控制下控制推转管展开或收起，与推转管固联的曝气杆也随之展开或收起；在船体两侧安装展开限位开关，限制曝气杆展开到河水里的深度；空气压缩机连接的继电器受电信号控制启动或停止其进行空气压缩，输气电磁阀受电信号控制压缩空气是否输出到输气管中；输气管将压缩空气输出到曝气杆内，微型曝气孔将曝气杆内的压缩空气以细小气流向外吹出；曝气杆的末端的盖子，可以拧开或装回，以排出曝气杆中的积水。
[0009]碳纤维生态草投放系统包括：机架的后部安装有储草箱，储草箱底部出口安装碳纤维生态草投放控制叶片；储草箱下部安装碳纤维生态草投放驱动电机和碳纤维生态草投放处联轴器，并与碳纤维生态草投放控制叶片相连接；储草箱内盛放碳纤维生态草并通过底部出口排除；碳纤维生态草在重力作用下可逐渐向储草箱底部出口移动；5个碳纤维生态草投放控制叶片间隔72
°
分布，当碳纤维生态草投放控制叶片不转时，圆柱状颗粒的碳纤维生态草无法从储草箱底部出口排出；当碳纤维生态草投放控制叶片转动时，圆柱状颗粒的碳纤维生态草从储草箱底部出口排出，并经出料槽滚落到河水中。碳纤维生态草投放驱动电机转动带动碳纤维生态草投放控制叶片转动，碳纤维生态草投放驱动电机转动速度决定了向河水中投放碳纤维生态草的速度。
[0010]自动控制系统包括：安装在电气控制柜内的PLC和继电器，触摸屏安装在电气控制柜外侧面，各个传感器安装在船体左右两侧；船体行驶按钮、用于检测无人船与障碍物之间
距离的超声波传感器、船体转向按钮、左/右转向限位开关、混凝液搅拌按钮、混凝液投加按钮、空气压缩机按钮、曝气杆展开或收起按钮、左 /右侧展开限位开关、鼓风曝气按钮、碳纤维生态草投放按钮与PLC输入端信号连接；船体推进电机、方向舵驱动电机、搅拌电机、混凝液投加电磁阀、空气压缩机、左/右侧电动推杆、左/右侧输气电磁阀、碳纤维生态草投放驱动电机与PLC 输出端信号连接，PLC运算后向各个继电器、各个电磁阀等输出信号，从而驱动各个电动机、各个电动推杆、各个电磁阀等工作。
[0011]无线通信系统包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种河道黑臭水体原位修复无人船，其特征在于，包括船体行驶系统、混凝液投加系统、鼓风曝气系统、碳纤维生态草投放系统、自动控制系统和供电系统；所述船体行驶系统用于控制无人船的前行停止、左右转向、加减速行驶；所述混凝液投加系统用于向河水里投加适量的混凝液以去除黑臭水体中的有机物和污染物；所述鼓风曝气系统用于向河水里均匀地吹入细小气流以增加水体中的溶解氧；所述碳纤维生态草投放系统用于向河水里投放碳纤维生态草以提供微生物附着的载体，形成较大生物量对水体中有机物进行有效降解；所述自动控制系统用于在河岸上通过手机无线操控无人船上的电气设备驱动机械装置工作；所述供电系统为无人船上用电设备提供电源。2.根据权利要求1所述的河道黑臭水体原位修复无人船，其特征在于，所述船体行驶系统包括：船体(30)内底部设有甲板(29)，船体推进电机(21)安装在船体(30)内后部的甲板(29)上，叶轮(19)安装在船体(30)后下方外侧的左右居中位置，船体推进电机(21)经船体推进处联轴器(20)与叶轮(19)连接，叶轮(19)的回转轴穿过船体(30)后下方的薄壁处密封处理，船体推进电机(21)带动叶轮(19)转动产生推力；船体(30)内后部安装方向舵驱动电机(14)和方向舵驱动机构(16)；所述方向舵驱动机构(16)下方安装方向舵(17)，并且方向舵(17)处于叶轮(19)正后方的左右居中位置；方向舵驱动机构(16)由曲柄滑块机构与滚珠丝杠串联组成，所述曲柄滑块机构中的滑块为方形螺母(141)，其中，转动副A的配合预留间隙；方向舵驱动电机(14)的正/反转带动滚珠丝杠上的方形螺母(141)向右/左移动，方形螺母(141)向右/左移动带动方向舵(17)向右/左转动使得船体(30)向右/左转向。3.根据权利要求1所述的河道黑臭水体原位修复无人船，其特征在于，所述混凝液投加系统包括：船体的前部机架安装有储液箱(7)，所述储液箱(7)上部安装搅拌电机(4)，所述搅拌电机(4)下方连接搅拌叶片(6)，所述搅拌叶片(6)位于储液箱(7)内部；储液箱(7)下部连接混凝液投加管(1)，所述混凝液投加管(1)上依次装有旋转阀(5)、流量计(3)、混凝液投加电磁阀(2)，混凝液投加管(1)下端左右对称地设有分叉的两根紧贴船体的混凝液出液管(111)，所述混凝液出液管(111)上设有多个细管(112)，所述细管(112)从船体(30)穿出朝向河面。4.根据权利要求1所述的河道黑臭水体原位修复无人船，其特征在于，所述鼓风曝气系统包括：甲板(29)中后部居中位置安装有空气压缩机(22)，机架的中部左右两侧分别安装两个电动推杆(26)，所述电动推杆(26)的下端连接一根推转管(301)，所述推转管(301)的回转轴横...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴有华，樊开青，吴丹，金文忻，孙昌权，徐荣丽，刘海云，陈秀珍，丁龙保，黄克，杨宇，
申请(专利权)人：江苏农林职业技术学院，
类型：新型
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