1、设计背景

水是人类和动物、植物等一切生命的赖以生存的资源，一旦生物接触或饮用了被污染的水，就会产生疾病甚至死亡，对生态环境造成了极其恶劣的破坏。据最精确的估计，全世界每年大约有2.5亿人患上经水传染的疾病，其中大约1000万人死于非命，每三年的死亡人口相当于一个加拿大的人口。我国水资源概况:我国大小河川总长42万公里，湖泊7.56万平方公里，占国土总面积的0.8%，水资源总量28000亿m³，人均2300立方米，只占世界人均拥有量的1/4,居121位，为13个贫水国之一。目前中国640个城市有300多个缺水，2.32亿人年均用水量严重不足。习近平总书记曾说，我们既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山。我们绝不能以牺牲生态环境为代价换取经济的一时发展。我们提出了建设生态文明、建设美丽中国的战略任务，给子孙留下天蓝、地绿、水净的美好家园。进入21世纪以来,我国水域垃圾污染问题日益严重，水域垃圾不仅会造成视觉污染，还会造成水体污染，造成水质恶化。目前市面上的水域环保船大多存在回收技术领域存在的短板，回收与储存方式过于繁琐且效率不高，满载量较低，需要反复折返进行多次清洁，大大增加了不必要的时间、人力和财力的浪费。

2、作品主要结构

5G＆RTK导航技术的自巡航多水域集成管控治理环保船其主要结构包括： 浮力模块、回收调节张角控制模块、动力及转向模块、回收传送控制模块、回收储存模块、电路能源组与视觉传导模块、动力源模块。

总体需要设计构想如下：整船分为四个部分，第一部分是提供浮力的船管，第二部分是回收与储存模块，第三部分是船体的控制中心，第四部分是船架。首先采用四根空心PVC管作为整船的浮力来源，且两根主船管可绕船中部张开一定角度，实现更大的作业范围。船架支撑在四根船管之上，主要是由型材组成。回收与储存模块固定在船架上，回收部分采用斜坡输料带，将水面的垃圾提升至储存仓，储存仓前置挡板设置为可以在并行丝杠机构作用下前后移动的结构，实现船体的自卸，在输料带上方设置舰桥，既船体的控制中心，包括主控微电脑、5G模块、RTK导航仪和双目摄像头等控制类元器件，在舰桥的顶部还布置了折叠式太阳能板，展开后的总发电功率可以达到船体运行的基本要求。工作模式采取基站式，即设计有一可被曳引移动的垃圾暂存装置，解决船体自身容量有限的弊端。总体结构设计分为六个部分，包括回收机构设计、储存机构设计、浮管设计、展开式太阳能板设计、万向动力设计和船架设计等。

3、作品创新点

基于5G＆RTK导航技术的自巡航多水域集成管控治理环保船设计有回收调节张角装置，可以根据所处工况下的工作要求，来进行自我调节张角的操作，从而实现在单位作业效果上达到更为有效的作用，从而提高整体的回收效率，减少了进一步的污染同时也节省了人力、物力、财力。主要采用型材配合亚克力材料进行主体框架的构建，在一定程度上既保证了装置的强度，同时也对船只的整体空载质量进行了一定的轻量化。不仅可以保障在空载过程中船只自身耗能不多，同时也增加了船只的工作储存量，能够更高效地完成周边区域的回收工作，单次作业收效比高。环保船的船舱顶部采用折叠式太阳能板用于补充耗能。船只在停泊状态下，船舱顶部的太阳能板无需展开，太阳能板吸收太阳能进而储存在储存电池内以供使用；船只空载状态下，折叠式太阳能板通过齿轮传动的方式展开，展开后总发电功率可达54W，可以满足船只空载状态下的运行；船只运转或满载状态下，搭载的供能电池单元提供主要动力源，折叠式太阳能板则用于补充耗能，增加船只的运行时长。环保船高宽比接近1:3，且重心较低，本身便具有良好的抗风浪能力，且船体设计有多维度监测系统，可根据不同的风向、风速来控制调节张角系统及时降低船只整体重心，以满足更大风力的作业条件。