一种浒苔采集装置及智能控制系统

1.本发明涉及浒苔绿潮治理领域，尤其是一种浒苔采集装置及智能控制系统。


背景技术：

2.浒苔属藻类植物，由于全球气候变化、水体富营养化等原因，浒苔大量繁殖，破坏水源生态系统，现有技术在解决浒苔绿潮问题时，通常采用人工或渔船打捞的方式进行去除，此类打捞方式，成本高，效率低下，同时现有技术皆为浒苔绿潮爆发后再进行集中打捞，不可避免地破坏了生态环境，因此提出一种浒苔采集装置，可在浒苔增长速率最大但尚未成大规模时对浒苔进行打捞，成本低，效率高。
3.且现有技术采取的打捞方式在作业时需要人力手动进行，增大了人力的投入，进一步提高了打捞成本，同时水面作业存在一定的安全风险，难以保证打捞人员的人身安全，此时需采用智能控制系统，来实现打捞作业的远程控制，提高打捞作业的安全性，降低打捞成本。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明所要解决现有技术在打捞浒苔时成本高，效率低的技术问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种浒苔采集装置，包括收集装置，包括中心筒、位于所述中心筒顶部的顶盖、位于所述中心筒底部的漂浮盆、位于所述漂浮盆外部的漂浮圈、位于所述漂浮盆内部的收缩钢丝、位于所述漂浮盆底部的支撑柱以及位于所述支撑柱底部的太阳能板；以及，升降组件，包括位于所述中心筒内壁底部的底部收线盒，所述底部收线盒的内部嵌装有底部步进电机，所述底部步进电机的输出轴通过联轴器连接有底部卷线盘，所述底部卷线盘的外侧连接有绳索；以及，收紧组件，包括位于所述中心筒内壁上部的顶部收线盒，所述顶部收线盒的内部嵌装有顶部步进电机，所述顶部步进电机的输出轴通过联轴器连接有顶部卷线盘，所述顶部卷线盘的外侧连接有拉绳。
8.作为本发明所述浒苔采集装置及智能控制系统的一种优选方案，其中：所述中心筒的侧板底部留设有排水孔。
9.作为本发明所述浒苔采集装置及智能控制系统的一种优选方案，其中：所述漂浮盆的侧板及底板表面均水平阵列设置有若干通孔。
10.作为本发明所述浒苔采集装置及智能控制系统的一种优选方案，其中：所述收缩钢丝由底环与若干弧形片连接而成，所述若干弧形片顶部均固定设置有穿管。
11.作为本发明所述浒苔采集装置及智能控制系统的一种优选方案，其中：所述穿管内部设置有与所述拉绳相配合的穿孔。
12.作为本发明所述浒苔采集装置及智能控制系统的一种优选方案，其中：所述底部卷线盘采用双层设置，所述底部卷线盘按其轴向分为卷线层与放线层。
13.作为本发明所述浒苔采集装置及智能控制系统的一种优选方案，其中：所述绳索与卷线层及放线层之间分别为顺时针连接与逆时针连接；所述卷线层外侧绳索与漂浮圈之间为正向连接；所述放线层外侧绳索与漂浮圈之间为反向连接。
14.作为本发明所述浒苔采集装置及智能控制系统的一种优选方案，其中：所述穿管内部均贯穿有拉绳，所述拉绳两端均与顶部卷线盘同向连接。
15.本发明的有益效果：通过收集装置、升降组件及收紧组件间的相互配合，可通过控制升降组件改变漂浮圈与漂浮盆间的相对位置，进而根据浮力原理达到改变漂浮盆与水面相对高度的目的，有效增大了装置对浒苔的收集量，同时收紧组件的设置，可避免装置在转移过程中倾倒而导致浒苔掉出的情况出现，相较于传统的人工或船只打捞，该装置成本低，效率高，满足了浒苔的治理打捞需求。
16.鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。
17.因此，本发明所要解决现有技术不便远程智能控制打捞作业的技术问题。
18.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种浒苔采集智能控制系统，还包括控制组件，所述控制组件包括微控制器、gps模块、红外传感、倾斜传感、电池模块、sim7600与物联网平台。
19.作为本发明所述浒苔采集装置及智能控制系统的一种优选方案，其中：所述微控制器与升降组件及收紧组件配合设置；所述微控制器通过所述电池模块与太阳能板相交互。
20.本发明的有益效果：通过微控制器接收gps模块、红外传感、倾斜传感、电池模块的传输信号，并控制sim7600通信模块、升降组件及收紧组件，以实现装置使用状态的自动调整与装置位置信息的实时上传，使得收集装置智能化、集成化程度更高，降低了装置的使用成本，同时有效保证了装置的收集效果。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
22.图1为本发明提供的一种实施例所述的浒苔采集装置的整体爆炸结构示意图；
23.图2为本发明提供的一种实施例所述的浒苔采集装置的正剖视结构示意图；
24.图3为本发明提供的一种实施例所述的浒苔采集装置漂浮圈与漂浮盆的连接结构示意图；
25.图4为本发明提供的一种实施例所述的浒苔采集装置拉绳与收缩钢丝的连接结构示意图；
26.图5为本发明提供的一种实施例所述的浒苔采集装置绳索与漂浮圈的连接结构示意图；
27.图6为本发明提供的一种实施例所述的浒苔采集装置绳索与底部卷线盘的连接结
构示意图；
28.图7为本发明提供的一种实施例所述的浒苔采集智能控制系统的系统框示意图；
29.图8为本发明提供的一种实施例所述的浒苔采集智能控制系统的倾斜传感与收紧组件的配合流程示意图；
30.图9为本发明提供的一种实施例所述的浒苔采集智能控制系统的红外传感与升降组件的配合流程示意图；
31.图10为本发明提供的一种实施例所述的浒苔采集智能控制系统的浪高、倾斜角度及收线长度关系折线图；
32.图11为本发明提供的一种实施例所述的浒苔采集智能控制系统的浪高与翻转收线长度关系的曲线图。
具体实施方式
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
34.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
35.其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
36.再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
37.实施例1
38.参照图1-3，本实施例提供了一种浒苔采集装置，用于对浒苔进行收集处理。
39.浒苔采集装置包括收集装置100。
40.具体的，收集装置100包括中空设置的圆柱体中心筒101、固定设置于中心筒101顶部的顶盖102、位于中心筒101底部的漂浮盆103、套装于漂浮盆103外部的环形漂浮圈104、位于漂浮盆103内壁底部的收缩钢丝105、位于漂浮盆103底面的两支撑柱106以及水平安装于支撑柱106底部的太阳能板107。
41.进一步的，中心筒101顶面为敞开式设置，顶盖102大小与中心筒101顶面开孔相配合，顶盖102与中心筒101之间为固定连接，优选的，固定方式可以采用现有技术中的胶粘固定或铆钉固定。
42.进一步的，收缩钢丝105呈半球形设置，由一环状底座与若干弧形软质片固定装配而成，收缩钢丝105套设于中心筒101外侧底部，使用时在其上铺设一层细网，在细网与收缩钢丝105的配合下将浒苔收集其中。
43.进一步的，漂浮盆103的表面均匀留设有多个通孔103-a，通过通孔103-a的设置，便于对漂浮盆103的上浮或下沉状态进行控制。
44.优选的，漂浮圈104可采用泡棉材质制成，由漂浮圈104为漂浮盆103提供浮力。
45.使用时，漂浮圈104位于漂浮盆103上部，漂浮盆103下部浸没在水面以下，水面上的浒苔可在水流作用下进入漂浮盆103内部的收缩钢丝105中，在收缩钢丝105与其上铺设的细网的配合下对浒苔进行收集，结构简单，节约了成本，且收集效果好。
46.实施例2
47.参照图1、2、3、5和6，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，且与上一个实施例不同的是：
48.浒苔采集装置还包括升降组件200。
49.具体的，升降组件200包括位于中心筒101内壁底部的封闭式底部收线盒201，底部收线盒201的内部嵌装有底部步进电机202，底部步进电机202的输出轴通过联轴器固定连接有底部卷线盘203，底部卷线盘203的外侧连接有绳索204。
50.进一步的，底部卷线盘203按其轴向分为卷线层203-a与放线层203-b，卷线层203-a与放线层203-b外围沿其径向均固定连接有3条绳索，卷线层203-a外侧绳索204由漂浮圈104下部与其进行正向套接，放线层203-b外侧绳索204由漂浮圈104上部与其反向固定套接，可通过绳索204与漂浮圈104的正反向连接，配合绳索204的收放动作，对漂浮圈104的位置进行调节。
51.优选的，卷线层203-a与放线层203-b其绳索204缠绕方向采用反向设置，以使得在底部步进电机202朝一个方向转动时，卷线层203-a与放线层203-b可进行同步的卷线与放线动作，保证对漂浮圈104与漂浮盆103之间相对位置的稳定控制。
52.较佳的，漂浮圈104外围呈环形阵列留设由3个凹槽，凹槽可与绳索204相配合，对绳索204的位置进行限定，避免绳索204在收放过程中移位而影响对漂浮圈104的牵拉。
53.收集装置处于未收集状态时，漂浮圈104位于漂浮盆103下部，此时漂浮盆103在漂浮圈104的浮力作用下处于水面以上，当需要对装置进行收集时，用户可手动打开底部步进电机202，电机带动底部卷线盘203顺时针转动，此时卷线层203-a对绳索进行放线，放线层203-b对绳索204进行收卷，漂浮圈104顶部连接的绳索204对其进行牵拉，使漂浮圈104上移至漂浮盆103顶部，再将装置放回水面时，则漂浮盆103处于水面以下，此时可对浒苔进行收集，通过绳索204与底部卷线盘203之间的配合设置，便于用户对漂浮圈104与漂浮盆103的相对位置进行调节，以对装置的工作状态进行控制，提高了装置的实用性。
54.实施例3
55.参照图1-4，为本发明第三个实施例，该实施例基于上一个实施例，且与上一个实施例不同的是：
56.浒苔采集装置还包括收集组件300。
57.具体的，收集组件300包括位于中心筒101内壁上部的密闭式顶部收线盒301，顶部收线盒301的内部嵌装有顶部步进电机302，顶部步进电机302的输出轴通过联轴器固定连接有顶部卷线盘303，顶部卷线盘303的外侧连接有拉绳304。
58.进一步的，中心筒101外侧底部留设有排水孔101-a，排水孔101-a用于将进入中心筒101内部的湖水排出，保证漂浮盆103顺利的浮沉使用。
59.进一步的，收缩钢丝105顶部均配合设置有穿管105-a，穿管105-a采用中空设置，同时穿管105-a内径与拉绳304相适配。
60.优选的，拉绳304贯穿于任一穿管105-a，且拉绳304两端与顶部卷线盘303之间同
侧同向固定，以保证顶部卷线盘303转动时，拉绳304只可进行单一的收或放，进而控制收缩钢丝105的收紧与放开。
61.收集完成后需要对装置进行转移时，用户可先控制顶部步进电机302转动，进而使顶部卷线盘303对拉绳304进行收卷，此时收缩钢丝105收紧，以将浒苔包裹于其内部的细网中，通过收紧组件300的设置，在收集完成后，可将收缩钢丝105收紧，以避免浒苔掉出，保证了装置的收集效果。
62.实施例4
63.参照图7-11，为本发明第四个实施例，该实施例基于上一个实施例，且与上一个实施例不同的是：
64.浒苔采集智能控制系统，还包括控制组件400，控制组件400包括微控制器401、gps模块402、红外传感403、倾斜传感404、电池模块405、sim7600406与物联网平台407，微控制器401与升降组件200及收紧组件300配合设置；微控制器401通过电池模块405与太阳能板107相交互。
65.首先预设红外传403与水面高度为一固定值，当收集器开始收集浒苔时，漂浮圈104相对于漂浮盆103位于靠上部位置，随着浒苔收集量的增加，红外传感403与水面距离发生改变，此时传感器就会输出一个低电平信号，微控制器401接收信号后，控制升降组件200，对漂浮圈104与漂浮盆103的相对位置进行调节，当收集到最大容量时，漂浮圈104处于漂浮盆103下部，此时装置的平衡状态发生变化，当整个装置发生倾斜，且倾斜角度大于45
°
时，倾斜传感404打开向微控制器401输出一低电平信号，从而控制收紧组件300工作，收紧收缩钢丝105，以防止漂浮盆103内的浒苔倾覆倒出，同时因平衡状态改变，装置发生翻转，此时太阳能板107露出，收集清洁能源并通过电池模块405向微控制器401等其他模块供能，以维持装置的续航需要；并且gps模块402通过sim7600406通信模块上传至物联网平台407，并利用消息队列遥测传输的方式统筹收集每个盆的具体定位以便回收已饱和收集的收集器。
66.参照图10和11可得出，当浪高较低时，装置较为稳定，在漂浮圈104随着收线长度的增大降低至漂浮盆103底部附近时，才会出现倾斜角度大幅度变化而导致装置翻转的情况，并随着浪高的逐渐增大，装置倾斜角度变化点提前，当浪高达到0.5m时，收线长度为0.2m左右时，装置此时就会出现大角度倾斜，即漂浮圈104降低至漂浮盆103中间位置时(漂浮盆103高0.4m)，装置即出现大角度倾斜，可得出不同浪高在装置实际工作中对其造成的影响，即浪高越大，在收线过程中装置倾斜角度变化越提前。
67.同时在浒苔打捞前，可利用种群增长曲线原理，在k/2(k为环境容纳量)时浒苔增长速率最大但尚未成大规模时自动打捞浒苔。降低了以往采用人工、专业化捕捞船的高昂成本，以更高效、更便捷地方式解决浒苔绿潮灾害，防止生态环境的大规模破坏，由此达到修复生态的目的。
68.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多
个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
69.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
70.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
71.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。