[发明专利]一种水面垃圾清理智能船及其控制系统

说明书

本发明提出的一种水面垃圾清理智能船及其控制系统，由智能船和控制系统组成；其中控制中心位于船体后部的设备舱，舵机安装在船体后部，通过单板机控制整体。智能船在规划出路径进行自主巡航，通信系统利用移动控制端发射信号，接收机接收的信号作为PID控制器的反馈量，PID的输出作为执行器，通过PID控制航行驱动装置中驱动电机的转速，实现智能船的推进、转向；利用激光红外障碍物识别，智能船行驶过程中进行自动扫描，检测前方是否有障碍物，采取相应的规避措施。智能船在规划路径下完成巡航水域水文信息的采集，并对该水域存在的垃圾污染进行处理；无线信号传输通过操作人员发送的回收指令，智能船停止所有作业自动返航。

技术领域

本发明涉及环卫机械技术及自动控制领域，具体地说，涉及一种水面垃圾清理智能船及其控制系统。

背景技术

如今海洋相关的各类技术发展迅速，人类对海洋的开发和依赖程度大大增加。但是随之而来的问题是，海洋生态环境的破坏，海洋中垃圾的难以清理，海面上油污的难以回收处理等。特别是海面油污，危及水里动植物生命安全，且是较为严重的能源浪费，消除水面油污染，更可以可保障航道安全，保护水域环境。

现有产品方面，专利CN103195035A中提出的产品，清洁效果好，但是无法自主移动，不够灵活方便。专利CN105544485A中提出的梳状摆臂式结构，虽然解决了前述一款产品的无法自主移动的问题，但是摆臂式结构的移动并不够迅速和灵活。而我们的这款产品讲去除油污和船体有机结合起来，利用水上的船体作为搭载品台，运动迅速、灵活，保证了处理的高效性。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种水面垃圾清理智能船及其控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:1.一种水面垃圾清理智能船，包括船体，震荡传感器、红外传感器、LED应急灯、控制中心、动力舱、1^#电池、设备舱、舵机、垃圾清理装置、2^#电池、旋转栅、支架、连接器、水密舱、配重块、无刷电机、减速齿轮组和螺旋桨，其特征在于:所述控制中心设置在船体后部的设备舱内，舵机位于船体后部，通过单板机控制整体，采用红外传感器和震荡传感器采集所需的数据，WIFI模块进行无线数据传输；所述动力系统通过无刷电机与减速齿轮组、螺旋桨的连接，动力系统中舵机带动尾舵控制船体的推进、转向；在航行中，船体在处理紧急情况或者使用后回收时，船体上的LED应急灯闪烁，确定船体的准确位置；船体前部设有激光红外传感器，两边配有二个震荡传感器，船体侧面安装有垃圾清理装置；

所述垃圾清理装置位于船体两侧中间部位，通过连接器与船体相连，支架位于连接器的端部，支架与连接器通过转轴连接，四个旋转栅通过旋转轴安装在支架上；旋转栅用于收集水面垃圾；清理垃圾时，旋转栅展开作业收集垃圾，收集后旋转栅闭合并将垃圾带走，同时可减少阻力；

所述水密舱用以增加浮力，水密舱下部前端安装配重块，1^#电池位于配重块后部，2^#电池位于震荡传感器后部，双电池设计可增加电量来提升续航时间。

一种用于所述水面垃圾清理智能船的控制系统，其特征在于包括使用PID闭环算法控制无刷电机动力系统、stm32主控板、激光红外障碍物识别、震荡传感器、无线信号传输；

所述stm32主控板通过单板机对智能船的各工作系统进行整体的控制，其分别为电源控制、红外传感、动力系统、震动传感、限位开关控制、垃圾清理系统、无线回收系统和自动出返航程序设计，行驶时各模块工作相对独立，同时各个模块相互联系交叉作业；