[发明专利]一种混合动力无人水样采集船

说明书

本发明公开了一种混合动力无人水样采集船，包括无人船船体，所述船体设有推进系统、通信系统、电源系统、视频系统、水样采集系统和中央控制系统，所述船体的表面平铺太阳能电池板，所述船体上端固设有半环形支撑架，半环形支撑架的下方悬挂有风力发电机、顶端固设雷达、传输天线、摄像头；船体分为动力舱和中央控制舱；动力舱设有锂电池组、开关电源板和电源控制器；中央控制舱内设有工业平板、电子罗盘、GPS模块、DTU模块和控制板；船体底部固设水样采集装置；船体外设快速充电机；太阳能电池板和风力发电机的输出端均通过电源控制器与锂电池组连接，锂电池的输出端通过开关电源与推进器连接；采用风能、光能和充电机混合型动力为无人水样采集船提供能量，使其不受阴雨天气或工作量较大影响，提高效率、降低人工成本。

技术领域

本发明属于无人船领域，尤其涉及一种混合动力无人水样采集船。

背景技术

近年来，随着我国社会经济的不断发展，以及城市规模的扩大，越来越多的有毒、有害物质被排放到河流、湖泊、海洋中，严重危及到人们的饮水安全和身体健康。在我国传统的水质监测工作中，所采用的水质采样方法多为人工现场取样，再通过实验室的仪器、设备分析等方法对区域水质状况进行检测，这样不但增加了人力、物力的投入，而且采取人工采样手段，还存在采样误差大、监测频次低、监测数据分散等弊端，难以准确反映区域水质的实际污染和变化状况，对于水质管理部门开展相关防治工作也是极其不利的。

现有水样采集船由于供电方式不同，有的仅使用电池供电或者太阳能供电，导致工作环境受到制约，而在遇到阴雨天就不能长时间连续作业了。因此，目前迫切需要开发一种同时利用风能、太阳能及岸充三种可互补能源的，并且能够自主导航和避障的无人水样采集船。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够实现全天候、高可靠性、效率高，且能够自主航行和水样采集的混合动力无人水样采集船。

本发明所采用的技术方案是：

一种混合动力无人水样采集船，包括无人船船体，所述船体上设有推进器、动力舱和中央控制舱，其特征在于：所述船体的外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和靠岸充电接口，所述船体上端固设有半环形支撑架，所述半环形支撑架的下方悬挂有风力发电机左侧边固设电源总开关；所述太阳能电池板、风力发电机和外置充电机输出端均通过与动力舱中的电源控制器相连，并对锂电池组充电，所述锂电池组的输出端通过多路开关电源板与推进器连接进行供电；所述半环形支撑架的顶端分别固定设有GPS天线、视频摄像头、激光雷达以及固定风力发电机的支架；所述船体的底部固设水样采集装置。

进一步方案，所述船体是由舱体、太阳能电池板和半环形支撑架组成，所述半环形支撑架的两底端分别固定在两个船形舱体上，所述船体内部由动力系统舱和中央控制舱组成。

进一步方案，所述水样采集装置与电源电路板的输出相连，水样采集装置的信号输入与主控板信号输出相连。

进一步方案，所述中央控制舱包括固设于半环形支撑架顶端的GPS天线、激光雷达、主控板、DTU模块、GPS模块、电子罗盘、工业平板、电源控制器和电源电路板，所述GPS传输天线的输出端通过GPS卫星定位传感器与所述工业平板连接；所述工业平板的输入端与激光雷达连接，用于对船体的行驶方向进行识别；所述主控板、DTU模块、GPS模块、电子罗盘与工业平板相连，用于系统通信；所述电源控制器和电源电路板为通信设备提供电源。

进一步方案，所述视频摄像头的输出端均与所述的中央控制舱中的工业平板进行电连接，所述视频摄像机采集水面视频并通过工业平板进行图像处理，处理完通过DTU进行发送，发送到可视界面端，工作人员根据发回的视频图像观察水面周围环境，判断是否需要采集水样。