第五代数字孪生技术先驱者
第五代数字孪生技术先驱者
第五代数字孪生技术先驱者
作品名称: “除杂清淤,时监一体”——光伏智能绿船
参赛单位: 楚雄师范学院
指导教师: 赵恒利
团队成员: 王安和、王世海、王康
获奖信息: 第四届象新力杯-开放创新赛道自由选题类-一等奖
随着经济社会快速发展,部分湖泊、河道、池塘等水域面临日益严峻的污染问题。垃圾漂浮物未及时清理,淤泥淤积影响水体流通,水质恶化现象频发。传统人工清污方式效率低、成本高,且难以实现对水域状况的实时监测。
针对上述痛点,楚雄师范学院团队设计研发了 “除杂清淤,时监一体”——光伏智能绿船。该作品将光伏发电技术、物联网远程控制与多模块智能作业相结合,实现水面杂物清理、岸边淤泥收集、水质实时检测三大功能于一体,为小型水域的常态化清洁与监测提供了一套绿色、智能、高效的解决方案。

船舶动力系统采用太阳能光伏板供电,通过控制器为蓄电池充电,再由逆变器为直流及交流负载供电。光伏发电使船舶在作业过程中无需外接电源,实现能源自给与零碳排放,契合节能环保的可持续发展理念。

作品集成了两大核心作业模块,两大模块的自动化满物提示与停工作业功能,有效避免了设备空转或过载运行,提升了作业效率与设备寿命。
水面杂物清理模块:通过钯钉式传送带将水面漂浮物(垃圾、水草等)输送至杂物收集箱,箱内设有红外检测装置,杂物贮满时自动触发终止警报,提示工作人员及时清运。
岸边淤泥收集模块:通过清淤机将岸边浅水区淤泥抽吸至淤泥收集箱,液位检测装置实时监测箱内泥量,贮满后自动报警并停止作业。

船舶搭载水质检测仪与GPS定位系统,可实时检测水体电导率、酸碱度(pH)、氮、磷、钾等关键水质参数,并精准定位检测点位置。测试数据表明,船舶静止状态下采集的水质参数更为准确可靠,用户可通过远程终端实时获取水质分析结果,实现水域状况的“时间同步监测”与“空间精准定位”。

该作品具备良好的实用性与推广价值。配备GPS和可调节角度的夜视摄像头,可应用于湖泊、河道、池塘、公园景观水域等多种场景,满足日常清洁与监测需求;采用物联网技术与远程控制系统,实现远距离操控与无人化作业,降低人工成本,提高作业安全性;将太阳能光伏技术与互联网技术深度结合,实现了节能环保与智能化控制的双重目标,具有良好的经济效益和社会效益。
从实验室的设计图纸到水域中的智能绿船,楚雄师范学院团队正以绿色能源驱动水域清洁的智能化变革。
