一种用于洒水的无人船
技术领域
本实用新型涉及水域机器人控制系统，尤其是一种用于洒水的无人船。
背景技术
无人船是一种可以无需遥控,借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人,英文缩写为USV。国内外许多企业大力投入无人船的研制，充分发挥无人船低成本、无随船人员、低风险的优势，最大化体现水域机器人的价值。游船分布在江河、湖泊、海湾各处景区，作为可自主航行的水域机器人，能自搭载乘客主完成指定航行任务，发挥游玩运载功能。
许多沿长江流域发展的城市，例如武汉、岳阳，分布有较多河流和湖泊，水资源丰富；这些城市沿着水岸线建设了大量沿江路或滨湖路，每天需要进行大量的洒水作业；在武汉，尤其六湖连通设置绿道，极大的发挥内河湖泊的游玩功效，但是炎热的天气导致洒水工作量依旧较大。当前这些地域沿路的洒水或绿化浇水还是采用传统方式，即通过洒水车搭载洒水箱来回搬运消防栓中的水体，然后人工进行洒水；在水域沿岸采取上述洒水方案时，洒水车不仅占用车道，而且灌水效率低，浪费水资源，并且需要操作人员持泵洒水，智能化程度较低。
鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是：传统水域沿岸采取人工洒水方案时，洒水车不仅占用车道，而且灌水效率低，浪费水资源，并且需要操作人员持泵洒水，智能化程度较低；通过在无人船上搭载洒水系统，在自主航行巡逻过程中，顺带完成水岸线附近的洒水工作，既能扩大无人船的功能，又能充分利用水资源，提高自动洒水能力。
本实用新型通过如下技术方案达到上述目的：提供一种用于洒水的无人船，包括船体、控制系统、洒水系统和电源系统；所述控制系统作为无人船的控制中枢，连接并监控洒水系统和电源系统。
所述船体包括洒水舱、动力舱和桅杆；洒水舱设置于船体甲板以上后端，可安装洒水的设备；动力舱设置于船体甲板以下；桅杆安装于洒水舱。
所述控制系统和电源系统安装于动力舱内；
所述电源系统为无人船上用电设备提供能源；
所述洒水系统包括引水管、水泵和喷头；所述水管、水泵和喷头配套安装，水泵借助引水管抽取船体外的水，通过喷头喷洒至岸上，实现在指定航线自动洒水作业。
进一步的，所述喷头包括固定座、水接头、分水器和喷嘴；
所述固定座倾斜地安装于桅杆上，倾斜角度为45度，喷头不同喷射角度对应喷射距离不同；
所述分水器包括一个进水口和多个出水口，分水器设置于固定座上；
所述水接头分为四段，第一段为带滚动轴承的硬质管，第二段为可拉伸弯折的软质管，第三段为硬质短管，第四段为硬质延长管，所述水接头的第一段硬质管通过滚动轴承可旋转的连接在分水器的进水口；所述水接头的第四段硬质延长管垂直向下穿过甲板与引水管相连；
所述喷嘴设置于分水器的出水口，具体为，分水器的每个出水口设置一个喷嘴，每个喷嘴对应设置一个电磁阀，用于控制喷嘴的喷水状态，至少有一个出水口被打开；当水泵抽取功率不变即引水管过水量不变时，出水口打开越多，水体喷射距离越近，当只有一个出水口被打开，则喷射得最远。
进一步的，所述喷头还包括与控制系统相连的摆动电机，安装于固定座中，用于摆动喷头；
所述分水器两侧设置摆动销，固定座上开设与分水器配套的摇摆孔，摇摆孔内设置与分水器摆动销对应的水平状态的摆动孔；
所述分水器通过摆动销挂载于摆动孔中，所述摆动电机的输出轴与分水器一侧的摆动销位置对应且相连；
当摆动电机动作时，摆动电机的输出轴带动分水器向前或向后水平摆动，实现无人船前后反复洒水，摆动角度范围为负45度至正45度，其中分水器摆动0度时对应为与固定座底面垂直的状态。
进一步的，所述水泵安装于动力舱中，所述引水管分为两段，第一段引水管的一端穿过船体侧面埋入水中作为引水管的进水口，另一端与水泵的进水口相连，第二段引水管的一端连接在水泵的出水口上，另一端作为引水管的出水口与水接头的第四段硬质延长管相连，为喷头提供水源；所述引水管的进水口设置在船体外侧且位于船体吃水线之下；每个引水管的进水口配置一个电磁阀，防止水从引水管倒灌入船体；所述引水管的进水口设置滤水罩，防止水草进入。
进一步的，所述船体还包括载客舱和顶棚；所述载客舱设置于船体甲板以上前端，所述顶棚设置于载客舱之上；所述顶棚尾端设置挡板，侧边设置帘子，挡板和帘子可防止洒水系统水雾进入载客舱。
进一步的，还包括与控制系统相连的探测系统，所述探测系统包括红外探测仪、激光雷达和摄像头，所述红外探测仪、激光雷达和摄像头安装于顶棚上，其中红外探测仪主要用于识别行人，激光雷达识别车辆和水岸线，摄像头进一步远程监控洒水概况，可将摄影图像传送给监控中心或进行图像信息对比，便于控制系统调节喷水工况，可避免或减轻洒出的水对行人和车辆的干扰，其中激光雷达辅助无人船与水岸保持指定距离，确保沿岸洒水均匀。
进一步的，还包括与控制系统相连的扩音喇叭，安装于桅杆上；所述扩音喇叭用于提示行人和车辆注意防备洒水作业，及时避让、关窗或打伞，扩音喇叭也可以用于播放音乐和通知。
进一步的，所述电源系统包括蓄电池、充电器和柴油发电机；所述蓄电池为控制系统、电磁阀、摆动电机、红外探测仪、激光雷达、摄像头和扩音喇叭供电；所述柴油发电机给水泵供电并通过充电器给蓄电池充电。
进一步的，所述柴油发电机和水泵均设置有配套的消声器，降低噪音对乘客的影响。
进一步的，所述水泵为高压抽水泵。
进一步的，所述载客舱中设置成排的座椅，供乘客或工作人员休息。
进一步的，将上述固定座旋转90度安装，即调整为竖直状态，当摆动电机动作时，摆动实现电机的输出轴带动分水器向上或向下的俯仰摆动，实现无人船侧方远端和近端洒水。
本实用新型相比现有技术具有以下优点。
1、通过在无人船上搭载洒水系统，无人船在水域巡逻过程中，可自动完成水岸线附近的洒水工作，即充分利用水资源，又提高自动洒水能力，尤其直接抽取水体而无需储水，实现水岸线植物或马路自助洒水作业。
2、通过设置摆动电机实现水体前后或上下摆动，强化洒水效果；尤其是可控制喷嘴上电磁阀的状态，调整喷水距离。
3、通过探测系统为控制系统提供反馈数据，调节喷水工况，避免或减轻对行人和车辆的干扰。
4、根据探测系统的监测数据，确定洒水强度，实现按需浇水。
5、还设置载客舱及其附属设备，从而扩大无人船的功能，实现无人船自主载客航行，可为乘客提供观景和洒水新体验。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为图1为本实用新型实施例中无人船立体图。
图2为本实用新型实施例中无人船的控制系统组成结构图。
图3为本实用新型实施例中喷头和水接头孤立时立体图。
图4为本实用新型实施例中喷头和水接头孤立时剖面立体图。
图5为本实用新型实施例中喷头和水接头孤立时部分设备立体图。
图6为本实用新型实施例中水接头孤立时部分设备立体图。
图7为本实用新型实施例中引水管和水泵立体图。
图8为本实用新型实施例中电源系统孤立时立体图。
图9为本实用新型实施例中无人船的船体透明时立体图
图中：1-船体；2-控制系统；3-洒水系统；4-电源系统；5-电磁阀；6-探测系统；7-扩音喇叭；101-载客舱；102-洒水舱；103-动力舱；104-桅杆；105-顶棚；106-挡板；107-帘子；108-座椅；301-引水管；302-水泵；303-喷头；304-固定座；305-水接头；306-分水器；307-喷嘴；308-滚动轴承；309-摆动电机；310-摆动销；311-摇摆孔；312-摆动孔；313-滤水罩；401-蓄电池；402-充电器；403-柴油发电机；601-红外探测仪；602-激光雷达；603-摄像头。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。
此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本实用新型。
实施用例1：如图1-9所示，提供一种用于洒水的无人船，包括船体1、控制系统2、洒水系统3和电源系统4；所述控制系统2作为无人船的控制中枢，连接并监控洒水系统3和电源系统4；其中所述控制系统2为以SIM32F系列CPU处理器为核心组成的控制箱，控制系统2与洒水系统3和电源系统4中处理器相连。
本实施例中，所述船体1包括洒水舱102、动力舱103和桅杆104，所述洒水舱102设置于船体1甲板以上后端，可安装洒水的设备；动力舱103设置于船体1甲板以下；桅杆104安装于洒水舱102。
本实施例中，所述控制系统2和电源系统4安装于动力舱103内；所述电源系统4为无人船上用电设备提供能源；所述洒水系统3包括引水管301、水泵302和喷头303；所述水管、水泵302和喷头303配套安装，水泵302借助引水管301抽取船体1外的水，通过喷头303喷洒至岸上，实现在指定航线自动洒水作业。
本实施例中，所述喷头303包括固定座304、水接头305、分水器306和喷嘴307；桅杆104顶端的两侧各设置一个喷头303。
所述固定座304倾斜地安装于桅杆104上，倾斜角度范围为45度，喷头303不同喷射角度对应喷射距离不同；当水泵302功率相同，喷射角度为45度时喷射最远。
所述分水器306包括一个进水口和五个出水口，分水器306设置于固定座304上；
所述水接头305分为四段，第一段为带滚动轴承308的硬质管，第二段为可拉伸弯折的软质管，第三段为硬质短管，第四段为硬质延长管，所述水接头305的第一段硬质管通过滚动轴承308可旋转的连接在分水器306的进水口；所述水接头305的第四段硬质延长管垂直向下穿过甲板与引水管301相连；
所述喷嘴307设置于分水器306的出水口，具体为，分水器306的每个出水口设置一个喷嘴307，每个喷嘴307对应设置一个电磁阀5，用于控制喷嘴307的喷水状态，至少有一个出水口被打开；当水泵302抽取功率不变即引水管301过水量不变时，出水口打开越多，水体喷射距离越近，当只有一个出水口被打开，分水器306的水全部从被打开的喷嘴307喷出，则喷射得最远。
本实施例中，所述喷头303还包括与控制系统2相连的摆动电机309，安装于固定座304中，用于摆动喷头303；具体为，所述分水器306两侧设置摆动销310，固定座304上开设与分水器306配套的摇摆孔311，摇摆孔311设置为水平状态，摇摆孔311内设置与分水器306摆动销310对应的摆动孔312；所述分水器306通过摆动销310挂载于摆动孔312中，所述摆动电机309的输出轴与分水器306一侧的摆动销310位置对应且相连；当摆动电机309动作时，摆动电机309的输出轴带动分水器306向前或向后水平摆动，实现无人船前后反复洒水，摆动角度范围为负45度至正45度；其中分水器306摆动0度时对应喷头303为与固定座304底面垂直的状态，此时喷头303横向喷水，当分水器306摆动负45度至0度时对应喷头303向船头前侧喷水，其中分水器306摆动0度至正45度时对应喷头303向船尾后侧喷水。
本实施例中，所述水泵302安装于动力舱103中，所述引水管301分为两段，第一段引水管301的一端穿过船体1侧面埋入水中作为引水管301的进水口，另一端与水泵302的进水口相连，第二段引水管301的一端连接在水泵302的出水口上，另一端作为引水管301的出水口与水接头305的第四段硬质延长管相连，为喷头303提供水源；所述引水管301的进水口设置在船体1外侧且位于船体1吃水线之下60cm；每个引水管301的进水口配置一个电磁阀5，当水泵302停止工作后，防止水从引水管301倒灌入船体1；所述引水管301的进水口设置滤水罩313，防止水草进入。
本实施例中，每各喷头303对应一套水泵302和引水管301。
所述船体1还包括载客舱101和顶棚105；所述载客舱101设置于船体1甲板以上前端，为乘客或工作人员提供座位休息空间，所述顶棚105设置于载客舱101之上；所述顶棚105尾端设置挡板106，侧边设置帘子107，挡板106和帘子107可防止洒水系统3的水雾进入载客舱。
本实施例中，还包括与控制系统2相连的探测系统6，所述探测系统6包括博世红外探测仪601ISC-BDL2-WP12G、北阳HOKUYO UST-05LX 激光雷达602和海康威视DS-2CD1001FD-IW1摄像头603，所述红外探测仪601、激光雷达602和摄像头603安装于顶棚105上，其中红外探测仪601主要用于识别360度范围内行人，激光雷达602识别360度范围内车辆和水岸线，摄像头603监控无人船单侧洒水概况，可将摄影图像传送给监控中心或进行图像信息对比，便于控制系统2调节喷水工况，可避免或减轻洒出的水对行人和车辆的干扰，其中激光雷达602辅助无人船与水岸保持指定距离，确保沿岸洒水均匀；摄像头603背靠背安装两个监视无人船两侧；具体的，控制系统2根据红外探测仪601的监测数据，判断行人具体位置，当喷嘴307喷出来的水接近行人时，调整分水器306角度或者水泵302功率，使水体尽量避开行人；控制系统2根据激光雷达602的监测数据判断过往车辆的信息，调整分水器306角度或者水泵302功率，使水体尽量避开车辆；控制系统2根据激光雷达602的监测数据，判断船体1与水岸线的距离，确保无人船不撞击水岸线，也不远离水岸线而喷水无效，其中航行上的花坛或公路距离水岸线的距离信息是提前测绘完毕并保存在控制系统2的，无人船只需要根据航线坐标点，评估船体1与水岸线的距离，并读取马路和花坛的距离，即可驱动水泵302、摆动电机309和电磁阀5的工况，实现对目标的适度浇水；控制系统2根据摄像头603实时监控信息，控制系统2对比已保存的参考图片对比，确定各点浇水强度，当监测点马路较为脏，则加大喷水力度，当监测点花草树木枯萎干燥，则加大喷水量。
本实施例中，还包括与控制系统2相连的扩音喇叭7，安装于桅杆104上；所述扩音喇叭7用于提示行人和车辆注意防备洒水作业，及时避让、关窗或打伞，扩音喇叭7也可以用于播放音乐和通知。
本实施例中，所述电源系统4包括蓄电池401、充电器402和柴油发电机403；所述蓄电池401为控制系统2、电磁阀5、摆动电机309、红外探测仪601、激光雷达602、摄像头603和扩音喇叭7供电；所述柴油发电机403给水泵302供电并通过充电器402给蓄电池401充电。
本实施例中，所述柴油发电机403和水泵302均设置有配套的消声器，降低噪音对乘客的影响。
本实施例中，所述水泵302为高压抽水泵302。
本实施例中，所述载客舱101中设置成排的座椅108，供乘客或工作人员休息。
实施用例2：在实施用例1基础上，将固定座304旋转90度安装，即调整为竖直状态，当摆动电机309动作时，实现摆动电机309的输出轴带动分水器306向上或向下的俯仰摆动，实现无人船侧方远端和近端洒水，摆动角度范围为负45度至正135度；其中分水器306摆动0度时对应为喷头303与固定座304底面垂直的状态且洒水最远，当摆动角度为正45度时喷头303对应为水平状态，当摆动角度为1350度时喷头303对应为朝下状态，当摆动角度为负45度时喷头303对应为朝上状态。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
