一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法
一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，属于江河航道维护设备领域。
【背景技术】
[0002]为保障内河航运船舶安全，在内河航道的两侧会安置航标船，以界定航道边线。航道江河中含有大量杂草、树枝以及杂物，顺水而下。当遇到用于固定航标船的缆绳时，会挂在缆绳上，一段时间后缆绳上杂物越来越多，重量越来越大，当达到一定重量时，会将航标船压沉，使得航标船功能不能发挥。传统的办法是工作人员定期驾船前往各个航标船上手动清理杂物，如中国专利“CN 201633019U”(航标堆积物清除机械手)提到的一种堆积物清除装置，这种方法有很多弊端，例如:浪费人力；工作人员的安全不易得到保障；航道工作处工作人员不能及时了解航标船杂草积存量，导致不能及时清理杂物。目前航标船系缆绳除杂的研宄主要集中于在缆绳上加装旋转装置或者挡板，基本思想就是防止杂草等杂物堆积在缆绳上，如中国专利“CN 201554016U”(自动清除标志船系缆绳杂物的旋转装置)提到的一种旋转装置，以及中国专利“CN 101870336A”(卸存装置)提到的一种基于挡积片的卸存装置。因为水面杂物形状不规则，大小不一，情况复杂，难免会有杂物将装置堵塞，使其功能不能发挥。装置堵塞后，工作人员也不能及时了解情况。因此，迫切需要一种有效的航标船系缆绳杂物量的检测与卸积存方法。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，可克服传统航标船系缆绳杂物积存的人工清理方法的诸多不足，实现杂物积存量的实时检测与卸积存。
[0004]本发明的一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，由两大部分组成，第一部分为航标船上的装置，它由控制单元、倾角传感器、摄像头、电机驱动、电动机、传动机构、滚刀、无线收发装置、水速传感器、蓄电池、太阳能供电单元等组成。第二部分为控制中心。
[0005]工作原理:倾角传感器实时测量航标船与水平面之间的倾角，将采集的多组倾角数据，进行求取均值操作，并使用水速传感器测量的水速去修正倾角，并将倾角数据发送到控制中心，在控制中心上显示出倾角数据。为确保倾角数据可靠，采用摄像头对缆绳杂物定期拍照，回传到控制中心，以供工作人员了解情况。在自动方式下，当倾角大于一定阈值时，航标船上的控制单元产生清杂信号，通过电动机驱动电路驱动电动机转动，经过传动机构的减速增扭，带动滚刀的转动，清除杂物。在清除杂物同时，实时判断船体倾角，当小于一定值时，表示清除完成，使滚刀停止转动。清除完成后，通过航标船的无线收发装置向控制中心回传自动清除杂物完成的反馈信号，控制中心显示该航标船的自动除杂完成标记；在手动方式下，控制中心的工作人员根据船体倾角数据，按实际需要手动清除杂草，具体过程是工作人员点击相应航标船的“手动清杂”按钮，控制中心将此命令通过通过本地无线收发装置，将此命令发送到相应航标船的无线收发装置上，进而控制单元得到命令，向执行机构发送命令，电动机转动，从而使滚刀除杂，判断是否清除完成的过程与自动方式相同。除杂完成后，通过航标船的无线收发装置向控制中心回传手动清除杂物完成的反馈信号，控制中心显示该航标船手动除杂完成标记；控制中心的工作人员，根据无线收发装置回传的船体倾角与积存物照片，分析出相应航标船杂物积存量与航标船情况，可以派工作人员驾船去清理。
[0006]杂物积存量的检测方法:当系缆绳上没有积聚杂物时，由于水的作用，航标船保持一定角度。当系缆绳上有积聚物时，由于积聚物的重力作用与水的冲击作用，使得航标船一侧下沉，此时船身与水平面产生一定倾角，此倾角的大小与积聚物重量和水速有一定关系。所以，采用倾角传感器实时测量船体与水平面的倾角。由于水面有浪花，航标船会随之摆动，对测量出来的倾角的精度产生干扰，进而影响杂物重量的判断。因此一种有效的数据处理方法是必须的。本发明采用均值滤波的方法，将采集的多组倾角数据，进行求取均值操作。均值滤波法简单，并能保证杂物积存量判断的可靠性。此外，采用水流速测速传感器，测量水速。因为水流速度决定水对船及杂物的冲击力，这将会影响测量的精度。所以，使用水速这一量，对船体倾角进行修正。为确保倾角数据可靠，采用摄像头对缆绳杂物定期拍照，回传到控制中心，以供工作人员了解情况。
【附图说明】
[0007]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0008]图1为本发明的整体系统架构图。
[0009]图2为本发明的航标船部分的控制流程图。
[0010]图3为本发明的控制中心的控制流程图。
[0011]图4为本发明的控制中心的接收中断流程图。
[0012]图5为本发明的航标船上装置的结构图。
[0013]图6为本发明的系缆绳杂物积存量检测方法的示意图。
【具体实施方式】
[0014]本发明提供一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，下面结合附图对实施方式进行详细的说明。
[0015]如附图1所示，组成一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法的装置，包括两大部分，第一部分为航标船上的装置，第二部分为控制中心。
[0016]如附图3所示，航标船上的装置由太阳能供电单元1、蓄电池2、倾角传感器3、无线收发装置4、控制单元5、电机驱动6、电动机7、传动机构8、摄像头9、水速传感器10、滚刀11等组成。
[0017]如附图5、6所示，通过倾角传感器3测量船与水平面的倾角Θ，将采集的多组倾角数据，进行求取均值操作， 并使用水速传感器10测量的水速去修正倾角，并通过无线收发装置4，将倾角数据发送到控制中心，显示倾角数据。同时采用摄像头9对缆绳杂物定期拍照，通过无线收发装置回传到控制中心，以供工作人员了解情况。在自动方式下，当杂物重量大于一定阈值时，航标船上的控制单元5产生清杂信号，通过电动机驱动电路6驱动电动机7转动，经过传动机构8的减速增扭，带动滚刀11转动，清除杂物，在清除杂物同时，实时判断船体倾角，当小于一定值时，表示清除完成，使滚刀11停止转动。清除完成后，通过航标船的无线收发装置4向控制中心回传自动清除杂物完成的反馈信号，控制中心显示出该航标船的自动除杂完成标记；在手动方式下，控制中心的工作人员根据控制中心上显示的倾角数据和杂物积聚照片，按实际需要进行手动清除杂草，具体过程是工作人员点击相应航标船的“手动清杂”按钮，控制中心将此命令发送到相应航标船的无线收发装置4上，进而控制单元5得到命令，向执行机构发送命令，电动机转动，从而使滚刀除杂，判断是否清除完成的过程与自动方式相同。除杂完成后，通过航标船的无线收发装置4向控制中心回传手动清除杂物完成的反馈信号，控制中心显示出该航标船的手动除杂完成标记；控制中心的工作人员，根据无线收发装置回传的船体倾角与积存物照片，分析出相应航标船杂物积存量与航标船情况，可以派工作人员驾船去清理。
[0018]杂物积存量的检测方法:如图6所示，当缆绳上没有积聚杂物12时，由于水的作用，航标船保持一定角度。当缆绳上有积聚物12时，由于积聚物的重力作用与水的冲击作用，使得航标船一侧下沉，此时船身与水平面产生一定倾角Θ，此倾角Θ的大小与积聚物重量和水速有一定关系。所以，采用倾角传感器实时测量船体与水平面的倾角。由于水面有浪花，航标船会随之摆动，对测量出来的倾角的精度产生干扰，进而影响杂物重量的判断。因此一种有效的数据处理方法是必须的。本发明采用均值滤波的方法，将采集的多组倾角数据，进行求取均值操作。均值滤波法简单，并能保证杂物积存量判断的可靠性。此外，采用水流速测速传感器10测量水速。因为水流速度决定水对船的冲击力，这将会影响测量的精度。所以，使用水速这一量，对杂物积存量进行修正。为确保倾角数据可靠，采用摄像头9对缆绳杂物定期拍照，回传到控制中心，以供工作人员了解情况。
【主权项】
1.一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，包括两部分，第一部分为航标船上的装置，第二部分为控制中心； 所述航标船上的装置用于航标船倾斜角度与系缆绳积聚物照片的获得、远程传送，接收远程手动除杂命令与产生除杂动作，回传手动或自动除杂完成标记； 所述控制中心用于接收、显示航标船传送来的船体倾斜角度数据与系缆绳积聚物照片; 广生手动除杂命令；接收并显不自动或手动除杂元成标记。2.根据权利要求1所述的系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，其特征在于所述的航标船上的装置包括:控制单元、倾角传感器、摄像头、电机驱动、电动机、传动机构、滚刀、无线收发装置、水速传感器、蓄电池、太阳能供电单元。3.根据权利要求1所述的系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，其特征在于:所述控制中心由无线收发装置、手动除杂动作产生平台、数据显示与推送平台组成。4.根据权利要求1所述的系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，其特征在于:在该方法中，航标船上的无线收发装置向控制中心发送航标船倾斜角度与定期回传缆绳积聚物照片，由控制中心显示该航标船倾斜角度与照片；手动方式下，控制中心产生手动除杂命令，通过本地无线收发装置，经由无线网络，将此命令发送到相应航标船的无线收发装置上，航标船上的控制单元产生除杂命令，通过电机驱动电路驱动电动机转动，经由传动机构，带动滚刀转动，清除系缆绳上的杂物，除杂完成后，控制单元通过无线收发装置向控制中心发送手动除杂完成标记信号，并在控制中心上显示该航标船手动除杂完成标记；自动方式下，当检测到系缆绳杂物积存量达到阈值时，航标船上的控制单元产生清杂命令，通过电机驱动电路驱动电动机转动，经由传动机构，带动滚刀转动，清除系缆绳上的杂物，除杂完成后，控制单元通过无线收发装置向控制中心发送自动除杂完成标记信号，并在控制中心上显示该航标船自动除杂完成标记。5.根据权利要求2所述的航标船上的装置，其特征在于:系缆绳杂物积存量的检测方法，通过检测航标船与水平面倾角的大小，即可了解系缆绳杂物积聚情况，本发明采用均值滤波的方法，将采集的多组倾角数据，进行求取均值，此外，采用水流速测速传感器，测量水速，对倾角进行修正；为确保倾角数据可靠，采用摄像头对缆绳杂物定期拍照，回传到控制中心，以供工作人员了解情况。
【专利摘要】本发明提供一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法。本系统由两大部分组成，第一部分为航标船上的装置，这部分负责航标船倾斜角度与系缆绳积聚物照片的获得、无线数据的收发与除杂动作的执行。第二部分为控制中心部分，负责接收、显示航标船发送来的船体倾斜角度与系缆绳积聚物的照片、产生手动除杂命令、接收并显示自动或手动除杂完成标记。本发明能够实时监测航标船系缆绳上的杂物量，可以采用自动或者手动方式清除系缆绳上的杂物。采用本系统不再需要人工清理航标船系缆绳的漂浮堆积物，可以提高航标船的稳定性和航道指示的安全性，减少了人力，降低了劳动强度，节约了航道维护成本。
【IPC分类】E02B15/10, B63B35/32
【公开号】CN104890825
【申请号】CN201510278368
【发明人】梁山, 于闯, 王德军, 马蠡
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月27日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，属于江河航道维护设备领域。
【背景技术】
[0002]为保障内河航运船舶安全，在内河航道的两侧会安置航标船，以界定航道边线。航道江河中含有大量杂草、树枝以及杂物，顺水而下。当遇到用于固定航标船的缆绳时，会挂在缆绳上，一段时间后缆绳上杂物越来越多，重量越来越大，当达到一定重量时，会将航标船压沉，使得航标船功能不能发挥。传统的办法是工作人员定期驾船前往各个航标船上手动清理杂物，如中国专利“CN 201633019U”(航标堆积物清除机械手)提到的一种堆积物清除装置，这种方法有很多弊端，例如:浪费人力；工作人员的安全不易得到保障；航道工作处工作人员不能及时了解航标船杂草积存量，导致不能及时清理杂物。目前航标船系缆绳除杂的研宄主要集中于在缆绳上加装旋转装置或者挡板，基本思想就是防止杂草等杂物堆积在缆绳上，如中国专利“CN 201554016U”(自动清除标志船系缆绳杂物的旋转装置)提到的一种旋转装置，以及中国专利“CN 101870336A”(卸存装置)提到的一种基于挡积片的卸存装置。因为水面杂物形状不规则，大小不一，情况复杂，难免会有杂物将装置堵塞，使其功能不能发挥。装置堵塞后，工作人员也不能及时了解情况。因此，迫切需要一种有效的航标船系缆绳杂物量的检测与卸积存方法。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，可克服传统航标船系缆绳杂物积存的人工清理方法的诸多不足，实现杂物积存量的实时检测与卸积存。
[0004]本发明的一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，由两大部分组成，第一部分为航标船上的装置，它由控制单元、倾角传感器、摄像头、电机驱动、电动机、传动机构、滚刀、无线收发装置、水速传感器、蓄电池、太阳能供电单元等组成。第二部分为控制中心。
[0005]工作原理:倾角传感器实时测量航标船与水平面之间的倾角，将采集的多组倾角数据，进行求取均值操作，并使用水速传感器测量的水速去修正倾角，并将倾角数据发送到控制中心，在控制中心上显示出倾角数据。为确保倾角数据可靠，采用摄像头对缆绳杂物定期拍照，回传到控制中心，以供工作人员了解情况。在自动方式下，当倾角大于一定阈值时，航标船上的控制单元产生清杂信号，通过电动机驱动电路驱动电动机转动，经过传动机构的减速增扭，带动滚刀的转动，清除杂物。在清除杂物同时，实时判断船体倾角，当小于一定值时，表示清除完成，使滚刀停止转动。清除完成后，通过航标船的无线收发装置向控制中心回传自动清除杂物完成的反馈信号，控制中心显示该航标船的自动除杂完成标记；在手动方式下，控制中心的工作人员根据船体倾角数据，按实际需要手动清除杂草，具体过程是工作人员点击相应航标船的“手动清杂”按钮，控制中心将此命令通过通过本地无线收发装置，将此命令发送到相应航标船的无线收发装置上，进而控制单元得到命令，向执行机构发送命令，电动机转动，从而使滚刀除杂，判断是否清除完成的过程与自动方式相同。除杂完成后，通过航标船的无线收发装置向控制中心回传手动清除杂物完成的反馈信号，控制中心显示该航标船手动除杂完成标记；控制中心的工作人员，根据无线收发装置回传的船体倾角与积存物照片，分析出相应航标船杂物积存量与航标船情况，可以派工作人员驾船去清理。
[0006]杂物积存量的检测方法:当系缆绳上没有积聚杂物时，由于水的作用，航标船保持一定角度。当系缆绳上有积聚物时，由于积聚物的重力作用与水的冲击作用，使得航标船一侧下沉，此时船身与水平面产生一定倾角，此倾角的大小与积聚物重量和水速有一定关系。所以，采用倾角传感器实时测量船体与水平面的倾角。由于水面有浪花，航标船会随之摆动，对测量出来的倾角的精度产生干扰，进而影响杂物重量的判断。因此一种有效的数据处理方法是必须的。本发明采用均值滤波的方法，将采集的多组倾角数据，进行求取均值操作。均值滤波法简单，并能保证杂物积存量判断的可靠性。此外，采用水流速测速传感器，测量水速。因为水流速度决定水对船及杂物的冲击力，这将会影响测量的精度。所以，使用水速这一量，对船体倾角进行修正。为确保倾角数据可靠，采用摄像头对缆绳杂物定期拍照，回传到控制中心，以供工作人员了解情况。
【附图说明】
[0007]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0008]图1为本发明的整体系统架构图。
[0009]图2为本发明的航标船部分的控制流程图。
[0010]图3为本发明的控制中心的控制流程图。
[0011]图4为本发明的控制中心的接收中断流程图。
[0012]图5为本发明的航标船上装置的结构图。
[0013]图6为本发明的系缆绳杂物积存量检测方法的示意图。
【具体实施方式】
[0014]本发明提供一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，下面结合附图对实施方式进行详细的说明。
[0015]如附图1所示，组成一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法的装置，包括两大部分，第一部分为航标船上的装置，第二部分为控制中心。
[0016]如附图3所示，航标船上的装置由太阳能供电单元1、蓄电池2、倾角传感器3、无线收发装置4、控制单元5、电机驱动6、电动机7、传动机构8、摄像头9、水速传感器10、滚刀11等组成。
[0017]如附图5、6所示，通过倾角传感器3测量船与水平面的倾角Θ，将采集的多组倾角数据，进行求取均值操作， 并使用水速传感器10测量的水速去修正倾角，并通过无线收发装置4，将倾角数据发送到控制中心，显示倾角数据。同时采用摄像头9对缆绳杂物定期拍照，通过无线收发装置回传到控制中心，以供工作人员了解情况。在自动方式下，当杂物重量大于一定阈值时，航标船上的控制单元5产生清杂信号，通过电动机驱动电路6驱动电动机7转动，经过传动机构8的减速增扭，带动滚刀11转动，清除杂物，在清除杂物同时，实时判断船体倾角，当小于一定值时，表示清除完成，使滚刀11停止转动。清除完成后，通过航标船的无线收发装置4向控制中心回传自动清除杂物完成的反馈信号，控制中心显示出该航标船的自动除杂完成标记；在手动方式下，控制中心的工作人员根据控制中心上显示的倾角数据和杂物积聚照片，按实际需要进行手动清除杂草，具体过程是工作人员点击相应航标船的“手动清杂”按钮，控制中心将此命令发送到相应航标船的无线收发装置4上，进而控制单元5得到命令，向执行机构发送命令，电动机转动，从而使滚刀除杂，判断是否清除完成的过程与自动方式相同。除杂完成后，通过航标船的无线收发装置4向控制中心回传手动清除杂物完成的反馈信号，控制中心显示出该航标船的手动除杂完成标记；控制中心的工作人员，根据无线收发装置回传的船体倾角与积存物照片，分析出相应航标船杂物积存量与航标船情况，可以派工作人员驾船去清理。
[0018]杂物积存量的检测方法:如图6所示，当缆绳上没有积聚杂物12时，由于水的作用，航标船保持一定角度。当缆绳上有积聚物12时，由于积聚物的重力作用与水的冲击作用，使得航标船一侧下沉，此时船身与水平面产生一定倾角Θ，此倾角Θ的大小与积聚物重量和水速有一定关系。所以，采用倾角传感器实时测量船体与水平面的倾角。由于水面有浪花，航标船会随之摆动，对测量出来的倾角的精度产生干扰，进而影响杂物重量的判断。因此一种有效的数据处理方法是必须的。本发明采用均值滤波的方法，将采集的多组倾角数据，进行求取均值操作。均值滤波法简单，并能保证杂物积存量判断的可靠性。此外，采用水流速测速传感器10测量水速。因为水流速度决定水对船的冲击力，这将会影响测量的精度。所以，使用水速这一量，对杂物积存量进行修正。为确保倾角数据可靠，采用摄像头9对缆绳杂物定期拍照，回传到控制中心，以供工作人员了解情况。
【主权项】
1.一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，包括两部分，第一部分为航标船上的装置，第二部分为控制中心； 所述航标船上的装置用于航标船倾斜角度与系缆绳积聚物照片的获得、远程传送，接收远程手动除杂命令与产生除杂动作，回传手动或自动除杂完成标记； 所述控制中心用于接收、显示航标船传送来的船体倾斜角度数据与系缆绳积聚物照片; 广生手动除杂命令；接收并显不自动或手动除杂元成标记。2.根据权利要求1所述的系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，其特征在于所述的航标船上的装置包括:控制单元、倾角传感器、摄像头、电机驱动、电动机、传动机构、滚刀、无线收发装置、水速传感器、蓄电池、太阳能供电单元。3.根据权利要求1所述的系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，其特征在于:所述控制中心由无线收发装置、手动除杂动作产生平台、数据显示与推送平台组成。4.根据权利要求1所述的系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法，其特征在于:在该方法中，航标船上的无线收发装置向控制中心发送航标船倾斜角度与定期回传缆绳积聚物照片，由控制中心显示该航标船倾斜角度与照片；手动方式下，控制中心产生手动除杂命令，通过本地无线收发装置，经由无线网络，将此命令发送到相应航标船的无线收发装置上，航标船上的控制单元产生除杂命令，通过电机驱动电路驱动电动机转动，经由传动机构，带动滚刀转动，清除系缆绳上的杂物，除杂完成后，控制单元通过无线收发装置向控制中心发送手动除杂完成标记信号，并在控制中心上显示该航标船手动除杂完成标记；自动方式下，当检测到系缆绳杂物积存量达到阈值时，航标船上的控制单元产生清杂命令，通过电机驱动电路驱动电动机转动，经由传动机构，带动滚刀转动，清除系缆绳上的杂物，除杂完成后，控制单元通过无线收发装置向控制中心发送自动除杂完成标记信号，并在控制中心上显示该航标船自动除杂完成标记。5.根据权利要求2所述的航标船上的装置，其特征在于:系缆绳杂物积存量的检测方法，通过检测航标船与水平面倾角的大小，即可了解系缆绳杂物积聚情况，本发明采用均值滤波的方法，将采集的多组倾角数据，进行求取均值，此外，采用水流速测速传感器，测量水速，对倾角进行修正；为确保倾角数据可靠，采用摄像头对缆绳杂物定期拍照，回传到控制中心，以供工作人员了解情况。
【专利摘要】本发明提供一种系缆绳杂物积存量的检测与卸积存方法。本系统由两大部分组成，第一部分为航标船上的装置，这部分负责航标船倾斜角度与系缆绳积聚物照片的获得、无线数据的收发与除杂动作的执行。第二部分为控制中心部分，负责接收、显示航标船发送来的船体倾斜角度与系缆绳积聚物的照片、产生手动除杂命令、接收并显示自动或手动除杂完成标记。本发明能够实时监测航标船系缆绳上的杂物量，可以采用自动或者手动方式清除系缆绳上的杂物。采用本系统不再需要人工清理航标船系缆绳的漂浮堆积物，可以提高航标船的稳定性和航道指示的安全性，减少了人力，降低了劳动强度，节约了航道维护成本。
【IPC分类】E02B15/10, B63B35/32
【公开号】CN104890825
【申请号】CN201510278368
【发明人】梁山, 于闯, 王德军, 马蠡
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月27日
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