[发明专利]一种水上油污处理无人船

摘要

本发明提供了一种水上油污处理无人船，由单片机主控板进行整体控制，电源控制模块对单片机主控板进行开关控制，当限位开关控制模块检测到油污过多船体水位下降到规定线位时，单片机主控板对限位开关控制模块发出指令，限位开关控制模块控制油污处理系统停止除油污工作；无人船上的无线回收系统与上位机的无线回收系统进行无线通信。本发明填补了低成本的水上油污处理无人船的空白，保障了其运行的安全性，将无舵式结构、红外扫描等技术整合到航海无人船中，实现无人船全天候低成本运行；分层式设计维护方便，宽带的船体保证了运行的稳定性；成本比较低，适应大部分场景的应用，而且根据不同的清洁类型，改换不同的清洁系统，适应范围广泛。

主权项

1.一种水上油污处理无人船，其特征在于：所述水上油污处理无人船包含电源控制模块、红外传感模块、LED自救系统、动力系统、震动传感模块、限位开关控制模块、油污处理系统、无线回收系统和自动出返航模块；水上油污处理无人船由单片机主控板进行整体控制，其中，锂电池为电源控制模块供电，电源控制模块对单片机主控板进行开关控制；油污处理系统由离心机，扭力平衡装置和爆气装置组成，油污处理系统由单片机主控板进行控制，当限位开关控制模块检测到油污过多船体水位下降到规定线位时，单片机主控板对限位开关控制模块发出指令，限位开关控制模块控制油污处理系统停止除油污工作；无人船上的无线回收系统与上位机的无线回收系统进行无线通信，动力系统包含无刷电机、齿轮减速箱，螺旋桨以及舵机；所述水上油污处理无人船采用STM32单片机，通过STM32单片机对无人船的各项工作系统进行控制，当无人船遇到风浪过大时触发水上油污处理无人船的LED自救系统，LED自救系统由STM32单片机控制开始工作，进行自救处理，即LED自救系统每隔5分钟发送三次sos求救信号，而使水上油污处理无人船恢复正常行驶；所述红外传感模块为利用激光红外传感器进行扫描，激光红外传感器的识别范围为500米，水上油污处理无人船行驶过程中，每隔t秒红外传感器在无人船前进方向左右各旋转90度实现一次扫描，t取值为5秒、10秒和15秒，当水上油污处理无人船未发现障碍物时按照规划路线前进；若扫描到有障碍物，则保存障碍物的扫描点的坐标，水上油污处理无人船停止前进，并判断障碍物是否在水上油污处理无人船的正前方；如障碍物不在水上油污处理无人船的正前方，则3秒后激光红外传感器再次在水上油污处理无人船前进方向的左右各旋转90度进行扫描，若此时障碍物不存在或障碍物与3秒前障碍物的位置相同，则水上油污处理无人船按照规划路线继续前进，如3秒后再次扫描时，障碍物存在且障碍物位置与3秒前障碍物的位置不相同，则保存障碍物的扫描点的坐标，并在3秒后再次扫描并判断障碍物是否仍在水上油污处理无人船的正前方，并不断循环此扫描和判断过程；若障碍物在正前方，则3秒后激光红外传感器再次扫描障碍物是否还在正前方，若是，则水上油污处理无人船向右行50米后继续沿着与水上油污处理无人船规划路线平行的方向向前行驶，直至到达与规划路线平行的终点，然后水上油污处理无人船向左行50米，即回到水上油污处理无人船规划路线的终点，此时水上油污处理无人船的油污处理系统开始除油污工作，若否，则继续沿规划路线前进；所述震动传感模块，通过震动传感模块中震荡传感器传出的频率和振幅判断风浪的大小：震荡传感器测得的水上油污处理无人船的震荡频率为b1，震荡振幅为b2，当震荡频率b1在(x1，x2)之间且震荡振幅b2在(y1，y2)之间时，定义风浪较小，水上油污处理无人船停止工作，处于待休息状态，当震荡频率大于x2且振幅大于y2时，即风浪过大时，无人船自动返航，所述的x1大于每秒20次，x2小于每秒60次，且x1小于x2，y1大于0.2米，y2小于0.5米，且y1小于y2；所述无线回收系统为无线信号接收器，工作人员发送回收指令，无人船停止所有工作自动返航，无人船返回后关闭所有系统；所述自动出返航模块，设定油污清理区域的宽N米和长M米，船宽为a2米，水上油污处理无人船到达油污清理区域后，采用s型路线进行清理，即水上油污处理无人船在清理区域的一个顶点出发，沿油污清理区域的宽边行驶N米后U型转弯180度，U型弯的开口宽度为a₁米，且a₂大于等于a₁，水上油污处理无人船转弯一次，计数i加1，重复进行U型弯，直至计数i大于等于n为止，其中此时油污清理区域清理完毕，水上油污处理无人船回到油污清理区域的工作起始点，并按照原路返回起点即可。