[發明專利]一種基于機器人海上溢油回收的方法

有效

• 申請號: 201210467965.2
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103821120A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 王雷;袁學慶;張敏革;姚紅堅
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: E02B15/10
• 分類號: E02B15/10
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本發明涉及海上溢油回收，具體地說是一種在海上溢油事故發生后，基于機器人自主完成溢油回收的方法。

背景技術

隨著石油工業和海上石油開發的迅速發展，水上石油運輸日益繁忙，因海損、觸礁、機械故障、人為操作不當等導致的石油溢油事故也日益增多，特別是大規模的溢油事故，其污染危害之嚴重，已為舉世矚目。我國是石油進口大國，海上石油運輸量巨大，大規模溢油事故時有發生。據統計，1973年至2006年，我國沿海共發生大小船舶溢油事故2635起，其中溢油50t以上的重大船舶溢油事故69起，總溢油量達3.7萬噸，震驚中外的大連海上溢油事故溢油量達1.2萬噸。泄漏到水體中的溢油不僅造成了巨大的經濟損失，更對河海生態環境造成了重大的污染。因此溢油回收技術的研究就顯得十分重要。

當前溢油回收主要方式是先用圍油欄將溢油圍控，阻止其進一步擴散和漂移，再由工作母船帶動撇油器進行溢油回收工作。這種方法存在的主要問題是：（1）、經濟成本高。隨著石油價格的不斷攀升以及人力成本的加大，收油船每出動一次將帶來巨大的花費。（2）、回收效率低。由于收油船航速限制及航行時造成的水面波動較大，撇油器無法在最佳工作狀態下工作，造成其效率較低，回收的溢油中水含量較大。（3）、海況適應能力差。考慮到作業人員安全及撇油器工作狀態，收油船無法在3級海況以上工作，使得收油系統的環境適應能力變差。因此急需一種經濟可靠、回收效率高、海況適應能力強的方法進行溢油回收。

發明內容

為了解決現有溢油回收方式中成本高、效率低、海況適應能力差的問題，本發明要解決的技術問題是提供一種基于機器人海上溢油回收的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種基于機器人海上溢油回收的方法，其特征在于：包括如下步驟：

在圍油欄上根據其長短均勻布置多個GPS基站；

利用布置好GPS基站的圍油欄將溢油圍控，再把吸油材料采用為溶噴聚丙烯吸油纖維布置于圍油欄內側；

再將溢油回收機器人放置在事故水域的圍油欄內；

通過控制母船上的水面通訊裝置發送指令啟動溢油回收機器人作業，溢油回收機器人先利用局域差分GPS系統求出溢油回收機器人與GPS基站的距離，計算出機器人運行軌跡，然后按機器人求出運行軌跡航行進行溢油回收任務；

機器人按運行軌跡航行的過程中，實時判斷其自身運行狀態；

如攜帶儲油囊已全部充滿并脫離或機器人能源耗盡，自動通知工作人員回收漂浮的儲油囊和機器人放回至母船上進行處理，并記錄機器人離開地點的當前位置；

當機器人收到啟動命令后，回到記錄之前位置繼續作業。

當判斷機器人的自身運行狀態為攜帶的儲油囊已全部充滿并脫離或機器人能源耗盡時，其處理過程為：

對打撈的儲油囊進行回收；

判斷機器人能源是否耗盡，如沒耗盡，

將處理后的儲油囊重新安裝于機器人上，并將機器人送回圍油欄內；

通過控制母船上的水面通訊裝置發送指令啟動溢油回收機器人回到離開之前位置，繼續按原運行軌跡進行作業。

機器人能源如耗盡，為機器人充電或給油箱加油，并將處理后的機器人送回圍油欄內；

通過控制母船上的水面通訊裝置發送指令啟動溢油回收機器人回到離開之前位置，繼續按原運行軌跡進行作業。

當判斷機器人的自身運行狀態為機器人航行至GPS基站終點為最后的GPS基站時，自動通知工作人員將漂浮的儲油囊和機器人回收到母船上，即完成全部溢油回收任務。

圍油欄上根據實際情況布置多個GPS基站構成局域差分GPS系統，一般GPS基站在圓周方向上每隔200米設置一個GPS基站；溢油回收機器人運行軌跡為梳形前進型，即覆蓋整個圍油欄內部區域來完成溢油回收作業。

本發明的有益效果及優點為：

1.本發明方法，采用機器人作為溢油回收工具，替代傳統的船攜式收油方式，降低了母船的燃油消耗；并當把機器人放入圍油欄內，通過無線遙控命令機器人作業，無需人工干預，母船在布放好機器人后可前往其他海域作業或原地等待，降低了燃油及人力成本。

2.海況適應能力強。由于采用了無人作業的方式，機器人海況適應能力強，可以在大海況時停止作業，待環境穩定后自動重新開始溢油回收工作。

附圖說明

圖1為本發明的海上溢油回收方法的處理步驟框圖。

圖2為本發明中機器人運行軌跡和多個GPS基站的布置示意圖。