一种湖泊水库藻类收集与处理机器人的制作方法

1.本发明专利涉及湖泊水库藻类污染治理技术领域，具体为一种湖泊水库藻类收集与处理机器人。

背景技术：

2.湖泊水库水体富营养化引起的藻类大量滋生已成为全球性水环境问题，情况严重会造成水质恶化、水生生物死亡等后果，不仅限制了湖泊水库的资源化利用，而且直接影响人类的健康、社会的可持续发展受到阻碍。经收集深加工处理后的藻类可以用作氮肥、家畜饲料、提炼藻胶酸盐等用途变废为宝，但现有的湖泊水库藻类收集处理装置及方法适用范围窄、处理效率低、不能自动运行，也不能自动高效迁移，不利于大规模推行，因此需要一种节能环保、效率高、性能稳定、自动化运行的藻类收集处理装置。3.发明专利内容4.本发明专利的目的在于提供一种湖泊水库藻类收集与处理机器人，以解决上述背景技术中提出的适用范围窄、处理效率低、不能自动运行，也不能自动高效迁移的问题。5.为实现上述目的，本发明专利提供如下技术方案：一种湖泊水库藻类收集与处理机器人，包括打捞铲、船体、离心脱水装置、太阳能光伏系统、螺旋推动桨、控制器，所述船体上设有定位装置，所述船体内右侧设有藻液收集仓，且藻液收集仓上设有过滤装置，所述过滤装置包括斜置滤网与清洁转刷，所述藻液收集仓内壁设有超声波液位计，所述船体正面左侧中部安装有藻渣储存箱，所述离心脱水装置包括脱水装置、离心排水管、藻液提升管道，所述离心排水管与脱水装置的出水端连接，所述脱水装置的进水端与藻液提升管道连通，所述藻液提升管道的另一端与藻液收集仓连通，所述脱水装置的出渣口与藻渣储存箱连接，所述船体右侧中部横向开设有能够容纳垃圾存储箱的活动槽，所述控制器与脱水装置、液压装置、清洁转刷、超声波液位计、定位装置连接，所述定位装置、控制器均与无人机无线连接。6.优选的，所述太阳能光伏系统包括光伏支架、光伏组件与太阳光传感器，所述藻渣储存箱的下方设有蓄电池，所述光伏组件与蓄电池电性连接，所述太阳光传感器、光伏支架均与控制器连接。7.优选的，所述打捞铲安装在船体的右侧，所述打捞铲包括铲柄、打捞滤网与支撑骨架，所述铲柄与船体的驱动端活动连接，所述船体的驱动端与控制器连接，所述支撑骨架为栅条型铝合金支撑骨架。8.优选的，所述活动槽内设有液压装置，且液压装置的伸缩端与垃圾储存箱的背面连接，所述垃圾储存箱的正面上方与下方均安装有把手，所述活动槽内壁横向开设有密封槽，所述密封槽中安装有密封垫，所述密封垫的外壁与垃圾储存箱的外壁贴合，所述螺旋推动桨安装在船体左侧上方与下方，所述超声波液位计包括高、中、低三个超声波液位计。9.优选的，所述定位装置进行设备定位，无人机作为空中监测设备配备有高速摄像头，实时监测水体表面颜色深浅分布情况，通过水面色点分布反映水体藻类浓度分布，将水面色点分布情况反馈至微计算机，计算水面各处色点与水面色点平均值的比值，即色点比值，得到水面色点比值空间分布图，将经分析处理后将信号传至控制器，进而指导船体有针对性地从色点比值高的区域开始精确收集处理水藻。10.与现有技术相比，本发明专利的有益效果是：11.1)本发明专利装置采用轻质高强度的栅条型支撑骨架支撑打捞滤网，大大增加打捞滤网的结构强度，解决了目前常规打捞滤网因结构强度不足而造成的单次打捞面积有限的实际问题，同时，栅条型支撑骨架与铲柄焊接，船体行进时水流阻力小，增大单位时间内打捞的水域面积，从而具有打捞收集面积大、收集效果好、工作效率高的独特优势。12.2)本发明专利装置采用目数为250‑300的斜置滤网，初步分离大块树枝等垃圾进入垃圾储存箱，并设置清洁转刷及时清扫斜置滤网表面截留的垃圾，有效分离垃圾杂质，利于收集的藻类进入藻液收集仓，增加了藻类收集效果的稳定性和便利性。13.3)本发明专利装置在藻液收集仓内壁安装有高、中、低三档超声波液位计，通过控制器来控制打捞铲和离心脱水装置的停止/开始工作，使藻类打捞和离心脱水工作自动进行，处理效果稳定，高效浓缩藻液并大量储存。14.4)本发明专利装置采用具有角度调节功能的太阳能发电系统产生电能为收集装置供能，并储存电能以备阴雨天装置运行使用，其中太阳光传感器及时监测光伏组件上部的太阳光强度，及时调节光伏组件的倾斜角度，高效稳定地产生太阳能，保障装置稳定工作。15.5)本发明专利装置采用控制器、定位装置与无人机无线连接的方式来自动控制船体水面迁移，定位装置进行设备定位，无人机作为空中监测设备配备有高速摄像头，实时监测水体表面颜色深浅分布情况，通过水面色点分布反映水体藻类浓度分布，将水面色点分布情况反馈至微计算机，计算水面各处色点与水面色点平均值的比值，即色点比值，得到水面色点比值空间分布图，将经分析处理后将信号传至控制器，进而指导船体有针对性地从色点比值高的区域开始精确收集处理水藻，采用水面色点比值指标控制船体自动迁移，指标简单易于准确获取，自动控制效果稳定。16.6)本发明专利装置牢固防锈、航行平稳适应性广，自动化程度高，可以通过系统化运行完成从藻类收集到藻类处理、船体自动迁移的整个过程，无需人工操作，低碳节能环保。附图说明17.图1为本发明专利装置结构平面示意图；18.图2为本发明专利装置立面侧视图；19.图3为本发明专利装置打捞铲结构示意图。20.图中：1打捞铲、2船体、3离心脱水装置、4太阳能光伏系统、5螺旋推动桨、6藻渣储存箱、7蓄电池、8斜置滤网、9垃圾储存箱、10离心排水管、11光伏支架、12光伏组件、13铲柄、14打捞滤网、15支撑骨架、16清洁转刷、17藻液收集仓、18超声波液位计、19藻液提升管道、20控制器、21液压装置、22定位装置、23无人机、24太阳光传感器。具体实施方式21.下面将结合本发明专利实施例中的附图，对本发明专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。22.在本发明专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等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专利和简化描述，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专利的限制。23.实施例：24.请参阅图1‑3，本发明专利提供一种技术方案：一种湖泊水库藻类收集与处理机器人，包括打捞铲1、船体2、离心脱水装置3、太阳能光伏系统4螺旋推动桨5、控制器20与无人机23，所述船体2右侧安装有定位装置22，定位装置22进行设备定位，无人机23作为空中监测设备配备有高速摄像头，实时反馈水体藻类分布情况至微计算机，经分析处理后将信号传至控制器20，进而指导船体2有针对性、精确收集处理水藻，所述螺旋推动桨5安装在船体2左侧上方与下方，为船体2运行提供推动力，所述打捞铲1安装在船体2的右侧，所述船体2内右侧设有藻液收集仓17，所述藻液收集仓17的正面安装有过滤装置，所述过滤装置包括斜置滤网8与清洁转刷16，斜置滤网8目数为250‑300，清洁转刷16在控制器20的控制下，定期清洁斜置滤网8避免堵塞，所述藻液收集仓17内壁安装有高、中、低三档超声波液位计18，高、中、低三档超声波液位计18配有三个液位监测探头，并具有不同的控制功能：当藻液收集仓17内液位到达探头a，船体2停止运行并且打捞铲1不再做圆周运动倾倒藻液；液位到达探头b时，藻液提升管道19开始工作并将信号传达至控制器20，调控脱水装置运行；当液位低至探头c,装置打捞收集工作速度加快，所述船体2正面左侧中部安装有藻渣储存箱6，所述藻渣储存箱6的下方设有蓄电池7，所述离心脱水装置3包括脱水装置、离心排水管10、藻液提升管道19与控制器20，所述离心排水管10与脱水装置的出水端连接，所述脱水装置的进水端与藻液提升管道19连通，所述藻液提升管道19的另一端与藻液收集仓17连通，所述脱水装置的出渣口与藻渣储存箱6连接，脱水装置采用离心脱水，能耗低、藻与水分离效果好、运行平稳，电机功率为1.5k，转速为3500‑4000rpm,由控制器20调控脱水装置的工作时间，离心后经离心排水管10排入水中，脱水后的藻渣进入藻渣储存箱6中储存，所述船体2右侧中部横向开设有活动槽，所述活动槽内壁安装有液压装置21，所述活动槽内设有垃圾储存箱9，所述液压装置21正面伸缩端与垃圾储存箱9的背面连接，垃圾储存箱9内垃圾满了之后，控制液压装置21工作将垃圾储存箱9顶起，方便对垃圾集中处理，所述控制器20与脱水装置、液压装置21、清洁转刷16、超声波液位计18、定位装置22连接，所述定位装置22、控制器20均与无人机23无线连接。25.其中，所述太阳能光伏系统4包括光伏支架11、光伏组件12与太阳光传感器24，光伏组件12通过光伏支架11固定在船体2上，所述光伏组件12与蓄电池7电性连接，光伏组件采用6‑8块a级多晶组件270wp构成，并且采用效率最高的mppt充电方案，直流系统电压为48v，蓄电池7多级串联使用确保储能容量，采用储能胶体蓄电池，系统dc电压为48v，太阳能光伏系统4和蓄电池7用于为脱水装置、定位装置、伺服电机、清洁转刷16、控制器20、螺旋推动桨5、超声波液位计18、太阳光传感器24提供电能确保阴天或夜间情况下设备进行收集处理，利用发电蓄电设备工作，这样不仅节能环保而且可以实现收集处理装置稳定可持续运行，所述太阳光传感器24、光伏支架11均与控制器20连接，控制器20与太阳光传感器24和光伏支架11连接，太阳光传感器24将接收到的太阳光通过芯片计算出当前的采集位置上的光照强度，然后通过无线通信芯片传递到控制器20中，通过软件分析太阳能的转化情况后做出判断，与此同时控制器20会对通过升降光伏支架11来对光伏组件12的安装角度进行调节，以期达到最大的能量转化，通过倾角调节以适应太阳能角度变化，使光伏组件12保持对太阳能持续高效的利用，产生充足的电能供装置使用。26.所述打捞铲1包括铲柄13、打捞滤网14与支撑骨架15，所述铲柄13与船体2的驱动端活动连接，驱动端为伺服电机，所述船体2的驱动端与控制器20连接，控制打捞铲1的工作，定时将收集的藻类倒入斜置滤网8上，所述支撑骨架15为铝合金支撑骨架，打捞铲1具有双层结构，上层打捞滤网14用于沿船体2运动方向收集水面藻类，下层为栅条型支撑骨架15，其材质为铝合金，轻质稳定性好，与水流接触面积小，在保证支撑打捞滤网14的同时下可以减少水流阻力，打捞铲1通过伺服电机提供动力，借助主动轮、从动轮、传动带、转轴的运转，打捞铲1绕铲柄13做圆周运动，并将收集的藻类倒入斜置滤网8上。27.所述垃圾储存箱9的正面上方与下方均安装有把手，方便提起垃圾储存箱9，所述活动槽内壁横向开设有密封槽，所述密封槽中安装有密封垫，所述密封垫的外壁与垃圾储存箱9的外壁贴合，防止水进入活动槽内。28.所述定位装置22进行设备定位，无人机23作为空中监测设备配备有高速摄像头，实时监测水体表面颜色深浅分布情况，通过水面色点分布反映水体藻类浓度分布，将水面色点分布情况反馈至微计算机，计算水面各处色点与水面色点平均值的比值，即色点比值，得到水面色点比值空间分布图，将经分析处理后将信号传至控制器20，进而指导船体2有针对性地从色点比值高的区域开始精确收集处理水藻。29.工作原理：定位装置进行设备定位，无人机作为空中监测设备配备有高速摄像头，实时监测水体表面颜色深浅分布情况，通过水面色点分布反映水体藻类浓度分布，将水面色点分布情况反馈至微计算机，计算水面各处色点与水面色点平均值的比值，即色点比值，得到水面色点比值空间分布图，将经分析处理后将信号传至控制器20，进而指导船体2有针对性地从色点比值高的区域开始精确收集处理水藻，螺旋推动桨5工作推动船体2移动，控制器20控制伺服电机带动打捞铲1绕铲柄13做圆周运动，并将收集的藻类倒入斜置滤网8上，藻液经由斜置滤网8流入藻液收集仓17中，大块树枝等垃圾进入垃圾储存箱9中，藻液收集仓17内的超声波液位计18配有三个液位监测探头，并具有不同的控制功能：当藻液收集仓17内液位到达探头a，船体2停止运行并且打捞铲1不再做圆周运动倾倒藻液；液位到达探头b时，藻液提升管道19开始工作并将信号传达至控制器20，调控脱水装置运行；将藻液收集仓17内的藻液抽出通过离心排水管10排出，脱水后的藻渣进入藻渣储存箱6中储存，当液位低至探头c,装置打捞收集工作速度加快。30.以上显示和描述了本发明专利的基本原理和主要特征和本发明专利的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明专利不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明专利的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明专利；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明专利的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明专利内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。31.尽管已经示出和描述了本发明专利的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明专利的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明专利的范围由所附权利要求及其等同物限定。