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CN116464009A - 一种浮油清理链、浮油清理方法及控制方法 - Google Patents

一种浮油清理链、浮油清理方法及控制方法 Download PDF

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CN116464009A
CN116464009A CN202310578661.1A CN202310578661A CN116464009A CN 116464009 A CN116464009 A CN 116464009A CN 202310578661 A CN202310578661 A CN 202310578661A CN 116464009 A CN116464009 A CN 116464009A
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CN
China
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oil
floating
cleaning
module
slick
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Pending
Application number
CN202310578661.1A
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潘卫平
黄灿森
饶宗阳
张锐
邓明月
唐汝威
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Qingchuan University
Original Assignee
Wuhan Qingchuan University
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Publication date
Application filed by Wuhan Qingchuan University filed Critical Wuhan Qingchuan University
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02B15/10Devices for removing the material from the surface
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Abstract

本发明涉及一种浮油清理链、浮油清理方法和控制方法,该浮油清链由多个浮油清理装置通过绳索或链条串联而成,每个浮油清理装置均包括环形浮体和装置本体,装置本体包括集油仓、控制器及与控制器电连接的巡航避障视觉模块、油污检测视觉模块、冲压挤油动力模块、巡航动力模块、通信模块和能源模块。本发明的优点为,浮油清理链可长可短,适用性好,可根据浮油区域面积进行灵活调节;各集油仓底部通过软管连通,从而保证各集油仓液面相平,各集油仓可同步积满并同步外排,方便高效;本发明的浮油清理方法及控制方法能够使浮油清理链自动前往水面浮油区域进行浮油清理且当集油仓集满后能够自动返程,自动化程度高,使用方便。

Description

一种浮油清理链、浮油清理方法及控制方法
技术领域
本发明属于水面薄层浮油清理领域,具体涉及浮油清理链、浮油清理方法及控制方法。
背景技术
水面浮油主要指海洋浮油(也包括河流湖泊上的浮油),其是漂浮于水面上的矿物油膜,来源复杂,包括原油(天然石油)和一系列的衍生石油产品(燃料、柴油、汽油等),甚至还有食用油等。不同于原油大量泄漏产生的较厚油层,水面浮油一般较轻薄,分布更为广泛,可随风、潮汐和洋流移动,治理较为困难。
当前水面浮油清理技术的成本仍然较高,难以推广和应用。而且,常规的水面浮油清理设备(比如油污收集船)通常较大,在某些狭小的水域或复杂的环境中难以操作,影响了清理效率。另外,目前水面浮油清理技术的适用范围较为狭窄,主要是由于其特定的作业对象和清理环境,导致清理设备往往不能完全清理漂浮在水面上的浮油,甚至清理浮油时排放的动力废料或投放的化学处理剂,会对水体造成二次污染。除上述问题外,当前的水上浮油清理设备往往功能单一,主要仅应用于海洋和河流等水域环境中的浮油清理,缺少用作浮标进行航道或位置指引等的其他功能。目前的一些浮油清理设备通常在单台使用时清理效率是固定的,单位时间内清理浮油的面积基本不变,而多台清理设备一同使用时又缺乏有效的配合,需要多人分别操纵各台设备进行浮油清理,系统化和智能化不足。
发明内容
本发明提供一种浮油清理链、浮油清理方法及控制方法,旨在克服现有技术进行水面薄层浮油清理时存在的上述不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种浮油清理链,其由多个浮油清理装置通过绳索或链条串联而成,每个所述浮油清理装置均包括环形浮体和装置本体,所述环形浮体与所述装置本体连接以使所述装置本体浮于水面,所述装置本体包括集油仓、环状仓盖、集油漏斗、疏水吸油海绵体、控制器及与所述控制器电连接的巡航避障视觉模块、油污检测视觉模块、冲压挤油动力模块、巡航动力模块、通信模块和能源模块,所述环状仓盖连接于所述集油仓的顶部,所述集油漏斗设于所述环状仓盖处,所述疏水吸油海绵体设置于所述集油漏斗内,所述冲压挤油动力模块启动时可反复冲压下方的所述疏水吸油海绵体以将吸附的浮油挤出并经所述集油漏斗进入所述集油仓内,相邻两个所述浮油清理装置的集油仓底部通过软管连通,至少有一个所述浮油清理装置具有抽油管,所述抽油管一端插入至所述集油仓内并靠近所述集油仓的底部,另一端设有用于与油品回收管道可拆卸连接的接头,所述油品回收管道上设有抽油泵。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,所述环状仓盖连接于所述集油仓的顶部且四周通过外伸的连接件与所述环形浮体固定连接,所述冲压挤油动力模块通过间隔设置的多根立柱固定于所述环状仓盖上方。
进一步,所述油品回收管道一端伸入油品回收池中,另一端用于与所述抽油管可拆卸连接,所述油品回收池设于油品回收船上或岸边码头,所述集油仓的底壁最低处设有用于连接所述软管的接头管,所述接头管与所述集油仓内部连通,所述接头管连接所述软管的一端可折卸连接有端盖,当需要连接所述软管时需先拆卸所述端盖。
进一步,所述冲压挤油动力模块包括顶盖、电机、偏心轮、曲杆和挤压杆,所述顶盖的底面通过多根间隔设置的立柱与下方的环状仓盖固定连接,所述顶盖上表面固定有平行相对间隔设置的固定板,所述电机固定于一所述固定板的外侧,两所述固定板之间设有所述偏心轮,所述偏心轮中心与所述电机的输出端固定连接,所述偏心轮通过偏心处的连接柱与所述曲杆一端铰接,所述曲杆另一端与所述挤压杆的上端铰接,所述挤压杆穿过所述顶盖中心设置的固定套后与下方的冲压头固定连接,所述电机启动时,所述挤压杆在所述固定套内上下往复移动;所述控制器、巡航避障视觉模块、油污检测视觉模块、通信模块和能源模块均设于所述顶盖上表面。
进一步,所述能源模块包括锂电池及太阳能板,所述锂电池固定于所述环状仓盖上表面,所述环状仓盖上罩设有罩壳,所述罩壳上表面固定有所述太阳能板,所述太阳能板通过充电电路与所述锂电池电连接。
进一步,所述巡航避障视觉模块和油污检测视觉模块分别均包括若干设于所述装置本体上的摄像头,所述巡航动力模块包括包括与所述环形浮体连接并可推动所述环形浮体在水面移动的若干推进器,所述通信模块采用无线通讯方式并包括GPS定位器。
本发明还提供一种浮油清理方法,其利用上述的浮油清理链对水体表面薄层浮油进行清理,包括如下步骤:
S1.前行及浮油采集清理:从岸边或船体上将浮油清理链投放于相对靠近浮油区域的水体中,通过通信模块给予浮油清理链关于浮油区域的初始位置信息,浮油清理链依靠巡航动力模块和巡航避障视觉模块自发前往浮油区域,即将到达浮油区域时,油污检测视觉模块启动,当油污检测视觉模块检测到水面浮油后,浮油清理链采用围合式前进,前进的同时启动冲压挤油动力模块收集浮油;
S2.返程及油品回收:当集油仓内收集的油品液面达到设定高度后,冲压挤油动力模块关停,通信模块自动记录当前位置以便油品排空后返回,同时通信模块给予浮油清理链关于设有油品回收池的油品回收船或码头的位置信息,浮油清理链依靠巡航动力模块和巡航避障视觉模块自发返程至油品回收船或码头,将抽油管与油品回收管道连接,启动抽油泵,将集油仓内的油品抽入油品回收池中;
S3.往复至清理完毕:浮油清理链的各集油仓内油品全部被抽至油品回收池后,浮油清理链根据通信模块已记录的当位前位置信息再次出发前往浮油区域,往复进行S1和S2动作,直至油污检测视觉模块在浮油区域检测不到水面浮油时,浮油清理链返程至油品回收船或码头后不再前往浮油区域,浮油清理完成。
进一步,S1中浮油清理链采用围合式前进时,从浮油区域的边缘开始逐渐向内部进发,浮油清理链每次包围全部或部分浮油区域,围合后,浮油清理链中的各浮油清理装置按设定的方式向围合区内部前进以收缩围合区,在此过程中实现浮油采集清理。
本发明还提供了一种控制方法,用于控制上述的浮油清理链的运行:首先对浮油清理链中各浮油清理装置进行开机启动,然后向通信模块发送预定位置信号,通信模块将接收的预定位置信号传递给控制器,控制器规划出路径后,分别给巡航避障视觉模块和巡航动力模块相应的电信号以引导浮油清理链行驶到达预定位置,在此行驶的过程中油污检测模块保持正常运行,若在运行途中油污检测模块检测到油污,油污检测模块反馈信号给控制器,通过控制器启动冲压挤油动力模块开始收集油污,当集油仓油污达到设定高度时,油污检测模块再次反馈信号给控制器,控制器立即给信号到巡航避障视觉模块和巡航动力模块,浮油清理链返程至设有油品收集池的油品回收船或码头进行油品抽取回收,抽取完成后,浮油清理链再次前往浮油区域,循环往复直至清理完成。
进一步,浮油清理链在前往预定位置或返航时,各浮油清理装置呈直线排列且与前进方向一致。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)适用性强,可根据作业水域水面宽幅将多个浮油清理装置组合成适当长度的浮油清理链,清理链可长可短,较为灵活,既能用于快速对大面积浮油进行清理,也能适用于对水面较窄水域的小面积浮油进行清理;清理链可将小范围的油污水面包围而使其与外界尚未被污染的水面隔离开,然后逐步推进清理,清理目标明确,避免污染扩散;清理链中的各浮油清理装置的集油仓底部通过软管连通,因连通器原理保证各集油仓液面相平,从而保证集油仓同步积满油污,且积满后可通过设有抽油泵的油品回收管道从一个接口处抽排全部集油仓内的积油而进行油品回收,方便高效;
2)作为浮油清理链有效清油单元的各浮油清理装置的结构设计巧妙,装置本体利用环形浮体浮于水面,油污收集机构的疏水吸油海绵体能够与水面浮油接触并主动吸收浮油,然后冲压挤油动力模块启动后能够间隔一定时间冲压吸收了浮油的疏水吸油海绵体将浮油挤出并经集油漏斗下渗进入集油仓收集,纯物理作用清理并收集浮油,无二次污染;
3)本发明提供的浮油清理方法及控制方法能够使浮油清理链自动前往水面浮油区域进行浮油清理且当集油仓集满后能够自动返程至设有油品收集池的油品收集船和码头进行油品回收,自动化程度高,使用方便。
4)本发明提供的浮油清理链、清理方法及控制方法除了用于清理水面浮油外,还可以有更多的水体净化方面的应用,比如对浮油清理链中的每个浮油清理装置增设曝气单元,则在去除浮油后或去除浮油的同时可对水体曝气,增加水体含氧量等;
5)另外,本发明提供的浮油清理链整体还类似水面浮标,在不需进行浮油清理时,该清理链可以用作浮标,起警示和标识航道作用。
附图说明
图1为本发明提供的一种浮油清理链的轴测图(各浮油清理装置通过链条连接,图中未显示连接各集油仓底部的软管);
图2为图1中浮油清理链中一个浮油清理装置的轴测图,未显示集油仓底部的软管;
图3为图2所示浮油清理装置去除环形浮体和罩壳后的轴测图;
图4为图3所示浮油清理装置的左视图;
图5为图3所示浮油清理装置去除能源模块、疏水吸油海绵体、连接件和集油仓后的轴测图;
图6为图5所示浮油清理装置的后视图;
图7为本发明提供的浮油清理方法的流程图;
图8为本发明提供的浮油清理方法的逻辑框图;
图9为本发明提供的针对浮油清理链控制方法的原理框图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
100、浮油清理装置;200、链条;101、环形浮体;102、装置本体;
1、集油仓;2、环状仓盖;3、集油漏斗;4、疏水吸油海绵体;5、控制器;6、软管;7、连接件;8、顶盖;9、电机;11、偏心轮;12、曲杆;13、挤压杆;14、立柱;15、锂电池;16、太阳能板;17、罩壳;18、推进器。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
在本发明的描述中,若用到“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位的术语,其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1至6所示,本发明提供一种浮油清理链,其由多个浮油清理装置100通过绳索或链条200串联而成,每个所述浮油清理装置100均包括环形浮体101和装置本体102,所述环形浮体101与所述装置本体102连接以使所述装置本体102浮于水面,所述装置本体102包括集油仓1、环状仓盖2、集油漏斗3、疏水吸油海绵体4、控制器5及与所述控制器5电连接的巡航避障视觉模块、油污检测视觉模块、冲压挤油动力模块、巡航动力模块、通信模块和能源模块,所述环状仓盖2连接于所述集油仓1的顶部,所述集油漏斗3设于所述环状仓盖2处,所述疏水吸油海绵体4设置于所述集油漏斗3内,所述冲压挤油动力模块启动时可反复冲压下方的所述疏水吸油海绵体4以将吸附的浮油挤出并经所述集油漏斗3进入所述集油仓1内,相邻两个所述浮油清理装置100的集油仓1底部通过软管6连通,至少有一个所述浮油清理装置100具有抽油管,所述抽油管一端插入至所述集油仓1内并靠近所述集油仓1的底部,另一端设有用于与油品回收管道可拆卸连接的接头,所述油品回收管道上设有抽油泵。
需要说明的是,各浮油清理装置上设有便于连接链条或绳索的结构,比如锁紧挂钩或绳环,以便于通过链条或绳索将相邻的浮油清理装置连接起来。上述浮油清理装置投放入水体后,整体漂浮于水面上方,其中疏水吸油海绵体顶面的位置基本与水面浮油层齐平或略高,同时因浮油装置在水平移动、波浪作用及冲压挤油机构的动作等易在环形浮体环内产生旋涡,从而能够保证疏水吸油海绵体有效接触油污并自主吸取,其具有只吸油不吸水的特性,间隔一定时间(冲压挤油动力模块动作的间隔可设定),疏水吸油海绵体吸取适量浮油后,冲压挤油动力机构动作,使疏水吸油海绵体在中心上表面处被向下挤压,疏水吸油海绵体周边则上移抬离水面,既能保证浮油被挤压经集油漏斗上的孔进入集油仓收集,又能有效避免挤压过程中有水进入集油仓。本发明的水面浮油清理链可以清理的油层为厚度小于1mm的薄油层。
在本发明的一个实施例中,如图2和3所示,所述环状仓盖2连接于所述集油仓1的顶部且四周通过外伸的连接件7与所述环形浮体101固定连接,所述冲压挤油动力模块通过间隔设置的多根立柱14固定于所述环状仓盖2上方。所述连接件包括环状抱箍及水平连杆,所述水平连杆一端与所述环状仓盖的侧面固定连接,另一端与所述环状抱箍连接,所述环状抱箍套设箍紧于所述环形浮体上。
在本发明的一个实施例中,所述油品回收管道一端伸入油品回收池中,另一端用于与所述抽油管可拆卸连接,所述油品回收池设于油品回收船上或岸边码头,所述集油仓1的底壁最低处设有用于连接所述软管6的接头管,所述接头管与所述集油仓1内部连通,所述接头管连接所述软管6的一端可折卸连接有端盖,当需要连接所述软管6时需先拆卸所述端盖。
其中,连接相邻两个集油仓底部的软管如图4所示,接头管为三通管,一个接口与集油仓底部连通,另两个接口分别各自连接一个软管,从而与前后两个集油仓的底部均连通。软管起到连通器作用,使各集油仓内收集的液态油品的液面基本保持同一高度,从而避免出现有些集油仓已集满,而另一些集油仓才集满半仓或更少的不利情况。
在本发明的一个实施例中,如图3所示,所述冲压挤油动力模块包括顶盖8、电机9、偏心轮11、曲杆12和挤压杆13,所述顶盖8的底面通过多根间隔设置的立柱14与下方的环状仓盖2固定连接,所述顶盖8上表面固定有平行相对间隔设置的固定板10,所述电机9固定于一所述固定板10的外侧,两所述固定板10之间设有所述偏心轮11,所述偏心轮11中心与所述电机9的输出端固定连接,所述偏心轮11通过偏心处的连接柱与所述曲杆12一端铰接,所述曲杆12另一端与所述挤压杆13的上端铰接,所述挤压杆13穿过所述顶盖8中心设置的固定套后与下方的冲压头(图中未标号显示)固定连接,所述电机9启动时,所述挤压杆13在所述固定套内上下往复移动;所述控制器5、巡航避障视觉模块、油污检测视觉模块、通信模块和能源模块均设于所述顶盖8上表面。
可以理解的是,上述的冲压挤油动力模块实际上是利用电机带动曲柄摇杆机构使冲压头在竖直方向上往复移动以对正下方的疏水吸油海绵体进行挤压,偏心轮还可以由凸轮或曲柄替代,冲压头离开疏水吸油棉后其能够自行回弹恢复形状。所述疏水吸油海绵体为疏水吸油材料制成的海绵块,其具有疏水并吸油的特性,水和油同时从其表面经过时油被主动吸收储存而水则不被吸入。
在本发明的一个实施例中,如图3所示,所述能源模块包括锂电池15及太阳能板16,所述锂电池15固定于所述环状仓盖2上表面,所述环状仓盖2上罩设有罩壳17,所述罩壳17上表面固定有所述太阳能板16,所述太阳能板16通过充电电路与所述锂电池15电连接。罩壳能够对顶盖上表面的部件进行保护,避免其遭受风吹雨淋或波浪冲击进水而损坏;太阳能板具有利用太阳能对电源充电的作用,增加装置的续航能力。锂电池除了利用太阳能板进行充电补能外,还可以利用市电进行充电,充电接口的位置设于装置本体适当位置处,充电接口处可设置防水盖体。集油仓优选为半球形,罩壳亦为半球形,两者上下相对,装置本体整体呈圆球状,较为美观。
在本发明的一个实施例中,所述巡航避障视觉模块和油污检测视觉模块分别均包括若干设于所述装置本体102上的摄像头,所述巡航动力模块包括包括与所述环形浮体101连接并可推动所述环形浮体101在水面移动的若干推进器18,所述通信模块采用无线通讯方式并包括GPS定位器。
需要说明的是,所述巡航避障视觉模块和油污检测视觉模块的摄像头在图中均未示出,但对于本领域技术人员而言,可根据经验对摄像头的位置进行选择及安装。每个浮油清理装置优选的设置两个位于水面下方的推进器,每个推进器均可单独控制启停和转速,从而实现浮油装置的前进、后退及转向,方便转弯避障而顺利到达浮油所在位置。通信模块采用无线通讯方式并包括GPS定位器,有利于实现定位导航和自动返航功能,也能避免失去浮油清理链的位置而导致丢失。
本发明还提供一种浮油清理方法,如图7和8所示,其利用上述的浮油清理链对水体表面薄层浮油进行清理,包括如下步骤:
S1.前行及浮油采集清理:从岸边或船体上将浮油清理链投放于相对靠近浮油区域的水体中,通过通信模块给予浮油清理链关于浮油区域的初始位置信息,浮油清理链依靠巡航动力模块和巡航避障视觉模块自发前往浮油区域,即将到达浮油区域时,油污检测视觉模块启动,当油污检测视觉模块检测到水面浮油后,浮油清理链采用围合式前进,前进的同时启动冲压挤油动力模块收集浮油;
S2.返程及油品回收:当集油仓1内收集的油品液面达到设定高度后(集油仓内可设置液位计或液位开关),冲压挤油动力模块关停,通信模块自动记录当前位置以便油品排空后返回,同时通信模块给予浮油清理链关于设有油品回收池的油品回收船或码头的位置信息,浮油清理链依靠巡航动力模块和巡航避障视觉模块自发返程至油品回收船或码头,将抽油管与油品回收管道连接,启动抽油泵,将集油仓1内的油品抽入油品回收池中;
S3.往复至清理完毕:浮油清理链的各集油仓1内油品全部被抽至油品回收池后,浮油清理链根据通信模块已记录的当位前位置信息再次出发前往浮油区域,往复进行S1和S2动作,直至油污检测视觉模块在浮油区域检测不到水面浮油时,浮油清理链返程至油品回收船或码头后不再前往浮油区域,浮油清理完成。
在上述方法的基础上,S1中浮油清理链采用围合式前进时,从浮油区域的边缘开始逐渐向内部进发,浮油清理链每次包围全部或部分浮油区域,围合后,浮油清理链中的各浮油清理装置100按设定的方式向围合区内部前进以收缩围合区,在此过程中实现浮油采集清理。
本发明还提供了一种控制方法,如图9所示,用于控制上述的浮油清理链的运行:首先对浮油清理链中各浮油清理装置100进行开机启动,然后向通信模块发送预定位置信号,通信模块将接收的预定位置信号传递给控制器5,控制器5规划出路径后,分别给巡航避障视觉模块和巡航动力模块相应的电信号以引导浮油清理链行驶到达预定位置,在此行驶的过程中油污检测模块保持正常运行,若在运行途中油污检测模块检测到油污,油污检测模块反馈信号给控制器5,通过控制器5启动冲压挤油动力模块开始收集油污,当集油仓1油污达到设定高度时,油污检测模块再次反馈信号给控制器5,控制器5立即给信号到巡航避障视觉模块和巡航动力模块,浮油清理链返程至设有油品收集池的油品回收船或码头进行油品抽取回收,抽取完成后,浮油清理链再次前往浮油区域,循环往复直至清理完成。
在上述控制方法的基础上,浮油清理链在前往预定位置或返航时,各浮油清理装置100呈直线排列且与前进方向一致。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浮油清理链,其特征在于,由多个浮油清理装置(100)通过绳索或链条(200)串联而成,每个所述浮油清理装置(100)均包括环形浮体(101)和装置本体(102),所述环形浮体(101)与所述装置本体(102)连接以使所述装置本体(102)浮于水面,所述装置本体(102)包括集油仓(1)、环状仓盖(2)、集油漏斗(3)、疏水吸油海绵体(4)、控制器(5)及与所述控制器(5)电连接的巡航避障视觉模块、油污检测视觉模块、冲压挤油动力模块、巡航动力模块、通信模块和能源模块,所述环状仓盖(2)连接于所述集油仓(1)的顶部,所述集油漏斗(3)设于所述环状仓盖(2)处,所述疏水吸油海绵体(4)设置于所述集油漏斗(3)内,所述冲压挤油动力模块启动时可反复冲压下方的所述疏水吸油海绵体(4)以将吸附的浮油挤出并经所述集油漏斗(3)进入所述集油仓(1)内,相邻两个所述浮油清理装置(100)的集油仓(1)底部通过软管(6)连通,至少有一个所述浮油清理装置(100)具有抽油管,所述抽油管一端插入至所述集油仓(1)内并靠近所述集油仓(1)的底部,另一端设有用于与油品回收管道可拆卸连接的接头,所述油品回收管道上设有抽油泵。
2.根据权利要求1所述的一种浮油清理链,其特征在于,所述环状仓盖(2)连接于所述集油仓(1)的顶部且四周通过外伸的连接件(7)与所述环形浮体(101)固定连接,所述冲压挤油动力模块通过间隔设置的多根立柱(14)固定于所述环状仓盖(2)上方。
3.根据权利要求1所述的一种浮油清理链,其特征在于,所述油品回收管道一端伸入油品回收池中,另一端用于与所述抽油管可拆卸连接,所述油品回收池设于油品回收船上或岸边码头,所述集油仓(1)的底壁最低处设有用于连接所述软管(6)的接头管,所述接头管与所述集油仓(1)内部连通,所述接头管连接所述软管(6)的一端可折卸连接有端盖,当需要连接所述软管(6)时需先拆卸所述端盖。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种浮油清理链,其特征在于,所述冲压挤油动力模块包括顶盖(8)、电机(9)、偏心轮(11)、曲杆(12)和挤压杆(13),所述顶盖(8)的底面通过多根间隔设置的立柱(14)与下方的环状仓盖(2)固定连接,所述顶盖(8)上表面固定有平行相对间隔设置的固定板(10),所述电机(9)固定于一所述固定板(10)的外侧,两所述固定板(10)之间设有所述偏心轮(11),所述偏心轮(11)中心与所述电机(9)的输出端固定连接,所述偏心轮(11)通过偏心处的连接柱与所述曲杆(12)一端铰接,所述曲杆(12)另一端与所述挤压杆(13)的上端铰接,所述挤压杆(13)穿过所述顶盖(8)中心设置的固定套后与下方的冲压头固定连接,所述电机(9)启动时,所述挤压杆(13)在所述固定套内上下往复移动;所述控制器(5)、巡航避障视觉模块、油污检测视觉模块、通信模块和能源模块均设于所述顶盖(8)上表面。
5.根据权利要求4所述的一种浮油清理链,其特征在于,所述能源模块包括锂电池(15)及太阳能板(16),所述锂电池(15)固定于所述环状仓盖(2)上表面,所述环状仓盖(2)上罩设有罩壳(17),所述罩壳(17)上表面固定有所述太阳能板(16),所述太阳能板(16)通过充电电路与所述锂电池(15)电连接。
6.根据权利要求5所述的一种浮油清理链,其特征在于,所述巡航避障视觉模块和油污检测视觉模块分别均包括若干设于所述装置本体(102)上的摄像头,所述巡航动力模块包括包括与所述环形浮体(101)连接并可推动所述环形浮体(101)在水面移动的若干推进器(18),所述通信模块采用无线通讯方式并包括GPS定位器。
7.一种浮油清理方法,其特征在于,利用权利要求1至6任一项所述的浮油清理链对水体表面薄层浮油进行清理,包括如下步骤:
S1.前行及浮油采集清理:从岸边或船体上将浮油清理链投放于相对靠近浮油区域的水体中,通过通信模块给予浮油清理链关于浮油区域的初始位置信息,浮油清理链依靠巡航动力模块和巡航避障视觉模块自发前往浮油区域,即将到达浮油区域时,油污检测视觉模块启动,当油污检测视觉模块检测到水面浮油后,浮油清理链采用围合式前进,前进的同时启动冲压挤油动力模块收集浮油;
S2.返程及油品回收:当集油仓(1)内收集的油品液面达到设定高度后,冲压挤油动力模块关停,通信模块自动记录当前位置以便油品排空后返回,同时通信模块给予浮油清理链关于设有油品回收池的油品回收船或码头的位置信息,浮油清理链依靠巡航动力模块和巡航避障视觉模块自发返程至油品回收船或码头,将抽油管与油品回收管道连接,启动抽油泵,将集油仓(1)内的油品抽入油品回收池中;
S3.往复至清理完毕:浮油清理链的各集油仓(1)内油品全部被抽至油品回收池后,浮油清理链根据通信模块已记录的当位前位置信息再次出发前往浮油区域,往复进行S1和S2动作,直至油污检测视觉模块在浮油区域检测不到水面浮油时,浮油清理链返程至油品回收船或码头后不再前往浮油区域,浮油清理完成。
8.根据权利要求7所述的一种浮油清理方法,其特征在于,S1中浮油清理链采用围合式前进时,从浮油区域的边缘开始逐渐向内部进发,浮油清理链每次包围全部或部分浮油区域,围合后,浮油清理链中的各浮油清理装置(100)按设定的方式向围合区内部前进以收缩围合区,在此过程中实现浮油采集清理。
9.一种控制方法,用于控制权利要求1至6任一项所述的浮油清理链的运行,其特征在于,首先对浮油清理链中各浮油清理装置(100)进行开机启动,然后向通信模块发送预定位置信号,通信模块将接收的预定位置信号传递给控制器(5),控制器(5)规划出路径后,分别给巡航避障视觉模块和巡航动力模块相应的电信号以引导浮油清理链行驶到达预定位置,在此行驶的过程中油污检测模块保持正常运行,若在运行途中油污检测模块检测到油污,油污检测模块反馈信号给控制器(5),通过控制器(5)启动冲压挤油动力模块开始收集油污,当集油仓(1)油污达到设定高度时,油污检测模块再次反馈信号给控制器(5),控制器(5)立即给信号到巡航避障视觉模块和巡航动力模块,浮油清理链返程至设有油品收集池的油品回收船或码头进行油品抽取回收,抽取完成后,浮油清理链再次前往浮油区域,循环往复直至清理完成。
10.根据权利要求9所述的一种控制方法,其特征在于,浮油清理链在前往预定位置或返航时,各浮油清理装置(100)呈直线排列且与前进方向一致。
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