Плавсредство для мониторинга природных и искусственных водоемов

Техническое решение относится к сельскому и водному хозяйству, может быть использовано для обслуживания природных и искусственных водоемов, в том числе при разведении и выращивании аквакультуры.
Известно плавсредство, содержащее понтоны с носовыми обтекателями, жестко соединенные между собой палубой для размещения экипажа, груза и движителя, а также другие элементы конструкции, не связанные с заявляемым техническим решением (Пат. №99763 RU, МПК В63В 7/08, опубл. 27.11.2010).
Известное плавсредство относится к туристическим, прогулочным, спортивным моторного или парусного типа катамаранам, не способных вести дистанционный мониторинг показателей состава и качества воды природных и искусственных водоемов, передвигаться и маневрировать при использовании автономных источников возобновляемой энергии.
Известно плавсредство для обслуживания водоемов, содержащее корпус, включающий понтоны с обтекателями, жестко соединенные между собой палубой, на которой размещена солнечная батарея, систему дистанционного управления перемещением устройства и передачи данных мониторинга (Электронный ресурс: URL: https://rg.ru/2018/08/02/reg-pfo/na-volge-ispytali-unikalnyj-plavaiushchij-dron.html).
Известное плавсредство неустойчиво к волновой и ветровой нагрузкам из-за отсутствия балласта, имеет недостаточную детальную проработку, в том числе из-за нерациональной компоновки оборудования на палубе и размещения движителя.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству и принятому за прототип является плавсредство для вселения микроводоросли Chlorella vulgaris в природные и искусственные водоемы, содержащее корпус, включающий понтоны с обтекателями, жестко соединенные между собой палубой, оснащенной в носовой части буксирным устройством, каркас, размещенный на палубе, емкость, размещенную на каркасе и оборудованную перемешивающим, сливным и выпускным устройствами со средствами автоматизации и дистанционного управления процессом вселения микроводоросли, систему электроснабжения с зарядным устройством, включающую аккумуляторную и солнечную батареи (Пат. №209044 RU, МПК A01K 61/00, опубл. 31.01.2022).
К недостаткам известного плавсредства для обслуживания водоемов, относятся отсутствие движителя и системы дистанционного мониторинга показателей состава и качества воды природных и искусственных водоемов, обеспечивающие эффективное обслуживание этих водоемов за счет формирования базы данных в режиме реального времени, мобильности в передвижении и управляемости плавсредства при экономии ресурсов.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение эффективности обслуживания природных и искусственных водоемов.
Результатом предлагаемого технического решения является создание малогабаритного плавсредства для дистанционного мониторинга показателей состава и качества воды природных и искусственных водоемов, обеспечивающее эффективное обслуживание этих водоемов за счет формирования базы данных в режиме реального времени, мобильности в передвижении и управляемости плавсредства при экономии ресурсов.
Поставленный технический результат достигается плавсредством для мониторинга природных и искусственных водоемов, содержащее корпус, включающий понтоны с обтекателями, жестко соединенные между собой палубой, систему электроснабжения с зарядным устройством, включающую аккумуляторную и солнечную батареи. Под палубой в носовой части с возможностью перемещения в вертикальной плоскости размещен блок измерительных зондов, связанный с мотор-редуктором, а в кормовой части с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости консольно закреплен погружной тяговый электромотор с гребным винтом, связанный конической зубчатой парой с редуктором и электродвигателем, размещенные над палубой, при этом управление перемещением устройства и передача данных мониторинга осуществляется дистанционно с использованием модуля управления.
Размещение под палубой в носовой части с возможностью перемещения в вертикальной плоскости блока измерительных зондов, связанного с мотор-редуктором, предотвращает возможные поломки блока измерительных зондов при транспортировке плавсредства, автоматизирует их опускание в режим ведения мониторинга показателей состава и качества воды по акватории водного объекта и поднятие в режим транспортировки.
Консольное крепление в кормовой части с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости погружного тягового электромотора с гребным винтом, связанного конической зубчатой парой с редуктором и электродвигателем, размещенные над палубой, обеспечивает плавсредству движение, высокую маневренность и хорошую управляемость по акватории водного объекта.
Заявленная компоновка оборудования плавсредства обеспечивает эффективный мониторинг показателей состава и качества воды по акватории водного объекта, устойчивость от опрокидывания при действии волновой и ветровой нагрузок.
Дистанционное управление перемещением устройства и передача данных мониторинга с использованием модуля управления обеспечивает формирование базы данных показателей мониторинга в режиме реального времени, оперативную обработку полученных данных при экономии ресурсов.
На чертежах изображено плавсредство для мониторинга природных и искусственных водоемов, где на фиг. 1 - общий вид, на фиг. 2 - вид снизу, на фиг. 3 - компоновка оборудования на палубе.
Плавсредство содержит корпус, включающий понтоны с обтекателями 1, жестко соединенные между собой палубой 2, систему электроснабжения с зарядным устройством, включающую аккумуляторную 3 и солнечную 4 батареи, под палубой в носовой части с возможностью перемещения в вертикальной плоскости размещен блок измерительных зондов 5, связанный с мотор-редуктором 6, а в кормовой части с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости консольно закреплен погружной тяговый электромотор 7 с гребным винтом 8, связанный конической зубчатой парой 9 с редуктором 10 и электродвигателем 11, размещенные над палубой, при этом управление перемещением устройства и передача данных мониторинга осуществляется дистанционно с использованием модуля управления 12.
Плавсредство для мониторинга природных и искусственных водоемов работает следующим образом.
Плавсредство до объекта мониторинга транспортируют на подрамнике, защищающий его от механических повреждений. При этом блок измерительных зондов 5 находится в транспортном положении, погружной тяговый электромотор 7 с гребным винтом 8 закрыт защитным кожухом, цепи электропитания от аккумуляторной 3 батареи отключены.
По прибытию транспортного средства к объекту мониторинга плавсредство вместе с подрамником разгружают, блок измерительных зондов 5 мотор-редуктором 6 переводят в рабочее положение, с погружного тягового электромотора 7 с гребным винтом 8 снимают защитный кожух, цепи электропитания подключают к аккумуляторной 3 батареи.
Далее проводят тестирование систем плавсредства: уровень заряда аккумуляторной 3 батареи, зарядку аккумуляторной 3 батареи от солнечной 4 батареи, работу погружного тягового электромотора 7 с гребным винтом 8, управление перемещением устройства и передачу данных мониторинга модулем управления 12.
Не допускается проведение мониторинга с неисправными системами, разряженной более чем на 25% аккумуляторной 3 батареей, не откалиброванным и не поверенным блоком измерительных зондов 5, а также при условиях внешней среды - температура воздуха ниже плюс 4°С, скорость ветра более 8 м/с, наличие интенсивных атмосферных осадков.
После проведения проверки систем плавсредства и отсутствия отказов в работе тестируемых систем плавсредство спускается на воду.
Оператор с берега в пределах зоны видимости управляет движением плавсредства по акватории водного объекта дистанционно, например, с мобильного персонального компьютера. При этом данные мониторинга в режиме реального времени передаются дистанционно, например, по интерфейсу Wi-Fi или технологии LoRaWan на мобильный персональный компьютер.
По окончанию мониторинга акватории водного объекта плавсредство устанавливают на подрамник, блок измерительных зондов 5 мотор-редуктором 6 переводят в транспортное положение, на погружной тяговый электромотор 7 с гребным винтом 8 надевают защитный кожух, цепи электропитания от аккумуляторной 3 батареи отключают.
Плавсредство хранят в теплом (температура воздуха не ниже 14°С) и сухом (влажность воздуха не более 65%) помещении. При этом аккумуляторную 3 батарею и блок измерительных зондов 5 демонтируют. При длительном хранении рекомендовано зарядку аккумуляторной 3 батареи проводить каждые 2 месяца. Блок измерительных зондов 5 после длительного хранения необходимо откалибровать и поверить в специализированной лаборатории.
Таким образом, плавсредством достигается дистанционный мониторинг показателей состава и качества воды природных и искусственных водоемов, обеспечивающий эффективное обслуживание этих водоемов за счет формирования базы данных в режиме реального времени, мобильности в передвижении и управляемости плавсредства при экономии ресурсов.