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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410459060.X (22)申请日 2014.09.11 B03C 1/02(2006.01) (71)申请人浙江省海洋水产研究所 地址 316021 浙江省舟山市定海区临城体育 路28号 (72)发明人朱文斌 王洋 薛利建 陈峰 郭爱 (74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公 司 33109 代理人尉伟敏 (54) 发明名称 水中磁性垃圾清理装置及其控制方法 (57) 摘要 本发明公开了一种水中磁性垃圾清理装置及 其控制方法，包括两端封闭的长方体状吸附体，分 别设于吸附体两端的第一气囊和第二气囊，设于 吸附体内的微处理器、。
2、存储器、翻转开关、气瓶、第 一电机、第二电机、与第一电机相连接的两个上凸 轮和与第二电机相连接的两个下凸轮，设于吸附 体上表面上的两个上挖掘足，设于吸附体下表面 上的两个下挖掘足，包覆于各个挖掘足之外的吸 附体外周面上的强力磁铁片和设于吸附体上的牵 引环；本发明具有磁性垃圾回收效率高，不易损 坏，回收成本低；达到吸附标准可以自动上浮，操 作简单，智能化高，节省电能的特点。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104368437 A (43)申请公布日 2015.02.25 CN 10。
3、4368437 A 1/3页 2 1.一种水中磁性垃圾清理装置，其特征是，包括两端封闭的长方体状吸附体(1)，分别 设于吸附体两端的第一气囊和第二气囊，设于吸附体内的微处理器(2)、存储器(3)、翻转 开关(8)、气瓶、第一电机(4)、第二电机(5)、与第一电机相连接的两个上凸轮(6)和与第二 电机相连接的两个下凸轮，设于吸附体上表面上的两个上挖掘足(9)，设于吸附体下表面上 的两个下挖掘足(10)，包覆于各个挖掘足之外的吸附体外周面上的强力磁铁片(11)和设 于吸附体上的牵引环(12)； 所述翻转开关包括密闭腔体(13)，设于密闭腔体下部内的导电液体(14)，位于液体内 并与密闭腔体内壁绝缘。
4、连接的两个导电金属片(15)；两个导电金属片分别与微处理器电 连接； 每个挖掘足均包括与吸附体的轴心线相垂直的圆管(16)和设于每个圆管中的可伸出 圆管外端之外的伸缩杆(17)，每个伸缩杆的长度均大于对应的圆管的长度，每个伸缩杆均 通过弹性结构与对应的圆管相连接；两个上挖掘足的2个伸缩杆上端分别与两个上凸轮外 周面相接触，两个下挖掘足的2个伸缩杆上端分别与两个下凸轮外周面相接触，圆管内侧 壁下部与伸缩杆之间设有环形密封板(18)； 气瓶通过第一导气管与第一气囊相连通，气瓶通过第二导气管第二气囊相连通，第一 导气管上设有第一电磁阀(19)，第二导气管上设有第二电磁阀(20)；每个圆管内端和吸附 。
5、体之间均设有压力传感器(21)，微处理器分别与第一电机、第二电机、存储器、各个压力传 感器、第一电磁阀和第二电磁阀电连接。 2.根据权利要求1所述的水中磁性垃圾清理装置，其特征是，所述吸附体两端分别设 有半圆形腔体(22)，每个半圆形腔体均包括弧形板(23)和与弧形板相连接的上半圆形金 属网(24)、下半圆形金属网；所述第一气囊、第二气囊分别位于两个半圆形腔体内。 3.根据权利要求1所述的水中磁性垃圾清理装置，其特征是，所述吸附体上设有与 圆管数量相同的中空卡槽(25)，每个圆管内端均设有用于与卡槽配合的若干个弹性凸起 (26)，每个卡槽的底面上均设有环形缓冲垫(27)，每个压力传感器均位于对。
6、应的缓冲垫中。 4.根据权利要求1所述的水中磁性垃圾清理装置，其特征是，所述弹性结构包括沿圆 管轴向分布的2至5个径向弹簧组(28)，每个径向弹簧组包括在圆管和对应的伸缩杆之间 呈辐射状分布的4条连接弹簧(29)。 5.根据权利要求1或2或3或4所述的水中磁性垃圾清理装置，其特征是，吸附体的横 截面呈长方形，第一电机和第二电机均为防水电机。 6.一种适用于权利要求1所述的水中磁性垃圾清理装置的控制方法，其特征是，包括 如下步骤： (6-1)用绳索将牵引环与用于提供牵引力的船连接起来，使吸附体上表面向上进入水 中，船拖动吸附体在水底移动； (6-2)在移动的过程中，两个下挖掘足插入水底的泥沙中，。
7、在挖掘足的翻动作用下磁性 垃圾露出泥沙之外，强力磁铁片吸附磁性垃圾； (6-3)当微处理器检测到两个导电金属片当前为电连接时，微处理器控制第二电机工 作，2个下凸轮分别带动2个下挖掘足的2个伸缩杆伸出，2个弹性结构分别带动2个伸缩 杆回缩，吸附体在水底呈曲线状跳跃前进； 当微处理器检测到两个导电金属片当前为断开时，微处理器控制第一电机工作，2个上 权 利 要 求 书CN 104368437 A 2/3页 3 凸轮分别带动2个上挖掘足的2个伸缩杆伸出，2个弹性结构分别带动2个伸缩杆回缩，吸 附体在水底呈曲线状跳跃前进； (6-4)在(6-2)至(6-3)的吸附磁性垃圾过程中，微处理器控制压力检测。
8、及充气： 存储器中设有标准压力范围A 1 ，A 2 ，充气次数阈值N，充气次数序号为q，q初始值为 0；各个压力传感器检测圆管与吸附体之间的压力，微处理器计算各个压力传感器检测的压 力的平均值V； (6-4-1)当VA 2 ，则微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打开，气瓶分别向第一气 囊和第二气囊充气； 当VA 1 ，则微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀关闭，使q的值增加1； 当qN，转入步骤(6-4-1)中；当qN，则转入步骤(6-5)； (6-5)微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打开，气瓶持续向第一气囊和第二气囊 充气直至吸附体浮出水面为止。 7.根据权利要求6所述的水中磁性垃圾清理装置。
9、的控制方法，其特征是，还包括如下 步骤： (7-1)存储器中设有标准信噪比SNR 标准 ，电机的转轴转速C1、转速C2，C2C1；在吸附 磁性垃圾过程中，设定压力传感器共为m个，则微处理器得到m个检测信号，微处理器选取 距离当前时刻B分钟内的m个检测信号Spect(t)； (7-2)数据处理： 微处理器将m个检测信号Spect(t)输入一层随机共振模型 中，其中， V(x，t)为势函数，x(t)为布朗运动粒子运动轨迹函数，a，b为设定的常数，(t)是外噪 声，D是外噪声强度，N(t)为内秉噪声，为周期性正弦信号，A是信号幅度，f 是信号频率，t为运动时间，为相位，设 微处理器计算V(x，t)对。
10、于x的一阶导数和二阶导数，并且使等式等于0，得到二层随 机共振模型： 设定噪声强度D0，Spect(t)0，N(t)0；计算得到A的临界值 为 将A的临界值代入一层随机共振模型中，并设定X 0 (t)0， sn 0 0，用四阶珑格库塔算法求解一层随机共振模型，得到 并计算 权 利 要 求 书CN 104368437 A 3/3页 4 其中，x n (t)为x(t)的n阶导数，sn n-1 是S(t)的n-1阶导数在t0处的值，sn n+1 是 S(t)的n+1阶导数在t0处的值，n0，1，N-1；得到x 1 (t)，x 2 (t)，x n+1 (t)的 值； 微处理器对x 1 (t)，x 2 。
11、(t)，x n+1 (t)进行积分，得到x(t)，并得到x(t)在一层随机共 振模型和二层随机共振模型组成的双层随机系统产生随机共振时刻的位置x m 值、与x m 相对 应的共振时刻t 1 及与t 1 所对应的噪声D 1 ，D 1 为D中的一个值； 微处理器利用公式计算双层随机共振系统输出的信噪 比；其中，Ua 2 /4b；得到m个输出信噪比SNR 1 ，SNR 2 ，SNR m ； 微处理器利用公式计算输出信噪比误差QE i ，i1，2，.， m； 微处理器计算满足QE i 5的输出信噪比误差的个数M 1 ； (7-3)做出判断： 若则微处理器控制电机以转速C1旋转； 否则，微处理器控制电机。
12、以转速C2旋转； B分钟后，返回步骤(7-1)。 8.根据权利要求6或7所述的水中磁性垃圾清理装置的控制方法，其特征是，q为6至 10，标准压力范围为800g，10kg。 权 利 要 求 书CN 104368437 A 1/8页 5 水中磁性垃圾清理装置及其控制方法 技术领域 0001 本发明涉及水中磁性垃圾回收技术领域，尤其是涉及一种具有吸附水底磁性垃圾 功能的水中磁性垃圾清理装置及其控制方法。 背景技术 0002 由于翻船或修造船等原因，在某些海域或河道的水底存在大量的磁性垃圾，磁性 垃圾在海底或河道时间长了会逐渐腐蚀消失，导致大量的资源被浪费；但是传统的沉船打 捞方法费用高昂，如何使用简。
13、易的装置将埋藏在水底的磁性垃圾打捞上来，是目前迫切需 要解决的技术问题。 0003 中国专利授权公开号：CN203714031U，授权公开日2014年7月16日，公开了一种 吸附装置，包括：具有一定厚度的装置本体，所述装置本体两端内嵌有磁铁。该发明的不足 之处是，功能单一，不能用于水下吸附磁性垃圾。 发明内容 0004 本发明的发明目的是为了克服现有技术中的沉船打捞方法费用高昂的不足，提供 了一种具有吸附水底磁性垃圾功能的水中磁性垃圾清理装置及其控制方法。 0005 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 0006 一种水中磁性垃圾清理装置，包括两端封闭的长方体状吸附体，分别设于吸附体 两。
14、端的第一气囊和第二气囊，设于吸附体内的微处理器、存储器、翻转开关、气瓶、第一电 机、第二电机、与第一电机相连接的两个上凸轮和与第二电机相连接的两个下凸轮，设于吸 附体上表面上的两个上挖掘足，设于吸附体下表面上的两个下挖掘足，包覆于各个挖掘足 之外的吸附体外周面上的强力磁铁片和设于吸附体上的牵引环； 0007 所述翻转开关包括密闭腔体，设于密闭腔体下部内的导电液体，位于液体内并与 密闭腔体内壁绝缘连接的两个导电金属片；两个导电金属片分别与微处理器电连接； 0008 每个挖掘足均包括与吸附体的轴心线相垂直的圆管和设于每个圆管中的可伸出 圆管外端之外的伸缩杆，每个伸缩杆的长度均大于对应的圆管的长度，。
15、每个伸缩杆均通过 弹性结构与对应的圆管相连接；两个上挖掘足的2个伸缩杆上端分别与两个上凸轮外周面 相接触，两个下挖掘足的2个伸缩杆上端分别与两个下凸轮外周面相接触，圆管内侧壁下 部与伸缩杆之间设有环形密封板； 0009 气瓶通过第一导气管与第一气囊相连通，气瓶通过第二导气管第二气囊相连通， 第一导气管上设有第一电磁阀，第二导气管上设有第二电磁阀；每个圆管内端和吸附体之 间均设有压力传感器，微处理器分别与第一电机、第二电机、存储器、各个压力传感器、第一 电磁阀和第二电磁阀电连接。 0010 当气囊中气体量较少，气囊处于收缩状态；当气囊中气体量较多，气囊会张开；气 囊体积的改变，使水施加在气囊上的。
16、浮力改变，从而使2个气囊和吸附体所构成的整体的 浮力改变；可以根据吸附金属量的多少而改变气囊的体积，从而使吸附体和水底保持稳定 说 明 书CN 104368437 A 2/8页 6 的相对距离。 0011 气瓶中盛有高压氮气，打开第一电磁阀及第二电磁阀，氮气会自动进入第一气囊 和第二气囊。 0012 各个压力传感器用于检测吸附体施加给圆管的压力，从而间接的检测出水的浮力 和吸附体的重力之间的关系，便于及时调整气囊的体积，从而使吸附体和水底保持稳定的 相对距离。 0013 翻转开关和两个电机的设置，使本发明可以根据吸附体的状态的不同，控制位于 吸附体上表面的两个上挖掘足的2个伸缩杆伸缩运动或控制。
17、位于吸附体下表面的两个下 挖掘足的2个伸缩杆伸缩运动；同一时刻，两个上挖掘足或两个下挖掘足的伸缩杆伸缩运 动，二者不会同时伸缩运动，节省了电能。 0014 用绳索将牵引环与船连接起来，用船拖动本发明的吸附体移动；本发明的上、下挖 掘足用于翻动水底的泥沙，从而使磁性垃圾露出水底的泥沙之外；强力磁铁片用于吸附露 出水底的泥沙之外的磁性垃圾；电机通过凸轮带动伸缩杆伸缩，弹性结构用于给伸缩杆提 供回缩的弹力； 0015 当伸缩杆伸出对应的圆管之外时，在伸缩杆的支撑下，吸附体会跳离水底，伸缩杆 可能垂直跳起也可能倾斜跳起，从而使吸附体在水底呈曲线状跳跃式前进，吸附体移动的 轨迹并非与船移动的直线轨迹一样。
18、，增加水底搜索的范围，提高了磁性垃圾回收效率，并且 跳跃式前进减少了吸附体与水底的摩擦，吸附体不易损坏，减少了吸附体对水底的破坏。气 瓶中盛有高压氮气。 0016 并且在吸附磁性垃圾过程中，微处理器控制压力检测及充气，当达到一定的充气 次数时，说明吸附体已经吸附了一定重量的磁性垃圾可以停止吸附作业了；微处理器控制 第一电磁阀及第二电磁阀打开，气瓶持续向第一气囊和第二气囊充气直至吸附体浮出水面 为止；当船中的操作人员发现吸附体已经浮在水面时，可以控制船返航；达到吸附标准可 以自动上浮，操作简单、智能化高。 0017 因此，本发明具有磁性垃圾回收效率高，不易损坏，回收成本低；达到吸附标准可 以自动。
19、上浮，操作简单、智能化高、节省电能的特点。 0018 作为优选，所述吸附体两端分别设有半圆形腔体，每个半圆形腔体均包括弧形板 和与弧形板相连接的上半圆形金属网、下半圆形金属网；所述第一气囊、第二气囊分别位于 两个半圆形腔体内。 0019 作为优选，所述吸附体上设有与圆管数量相同的中空卡槽，每个圆管内端均设有 用于与卡槽配合的若干个弹性凸起，每个卡槽的底面上均设有环形缓冲垫，每个压力传感 器均位于对应的缓冲垫中。 0020 作为优选，所述弹性结构包括沿圆管轴向分布的2至5个径向弹簧组，每个径向弹 簧组包括在圆管和对应的伸缩杆之间呈辐射状分布的4条连接弹簧。 0021 作为优选，吸附体的横截面呈长。
20、方形，第一电机和第二电机均为防水电机。 0022 一种水中磁性垃圾清理装置的控制方法，包括如下步骤： 0023 (6-1)用绳索将牵引环与用于提供牵引力的船连接起来，使吸附体上表面向上进 入水中，船拖动吸附体在水底移动； 0024 (6-2)在移动的过程中，两个下挖掘足插入水底的泥沙中，在挖掘足的翻动作用下 说 明 书CN 104368437 A 3/8页 7 磁性垃圾露出泥沙之外，强力磁铁片吸附磁性垃圾； 0025 (6-3)当微处理器检测到两个导电金属片当前为电连接时，微处理器控制第二电 机工作，2个下凸轮分别带动2个下挖掘足的2个伸缩杆伸出，2个弹性结构分别带动2个 伸缩杆回缩，吸附体在。
21、水底呈曲线状跳跃前进； 0026 当微处理器检测到两个导电金属片当前为断开时，微处理器控制第一电机工作，2 个上凸轮分别带动2个上挖掘足的2个伸缩杆伸出，2个弹性结构分别带动2个伸缩杆回 缩，吸附体在水底呈曲线状跳跃前进； 0027 (6-4)在(6-2)至(6-3)的吸附磁性垃圾过程中，微处理器控制压力检测及充气： 0028 存储器中设有标准压力范围A 1 ，A 2 ，充气次数阈值N，充气次数序号为q，q初始 值为0；各个压力传感器检测圆管与吸附体之间的压力，微处理器计算各个压力传感器检 测的压力的平均值V； 0029 (6-4-1)当VA 2 ，则微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打开，气。
22、瓶分别向第 一气囊和第二气囊充气； 0030 当VA 1 ，则微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀关闭，使q的值增加1； 0031 当qN，转入步骤(6-4-1)中；当qN，则转入步骤(6-5)； 0032 (6-5)微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打开，气瓶持续向第一气囊和第二 气囊充气直至吸附体浮出水面为止。 0033 作为优选，还包括如下步骤： 0034 (7-1)存储器中设有标准信噪比SNR 标准 ，电机的转轴转速C1、转速C2，C2C1；在 吸附磁性垃圾过程中，设定压力传感器共为m个，则微处理器得到m个检测信号，微处理器 选取距离当前时刻B分钟内的m个检测信号Spect(t)； 00。
23、35 (7-2)数据处理： 0036 微处理器将m个检测信号Spect(t)输入一层随机共振模型 中，其中， V(x，t)为势函数，x(t)为布朗运动粒子运动轨迹函数，a，b为设定的常数，(t)是外噪 声，D是外噪声强度，N(t)为内秉噪声，为周期性正弦信号，A是信号幅度，f 是信号频率，t为运动时间，为相位，设 0037 微处理器计算V(x，t)对于x的一阶导数和二阶导数，并且使等式等于0，得到二 层随机共振模型： 0038 0039 设定噪声强度D0，Spect(t)0，N(t)0；计算得到A的临 界值为 0040 将A的临界值代入一层随机共振模型中，并设定X 0 (t) 0，sn 0 0。
24、，用四阶珑格库塔算法求解一层随机共振模型，得到 并计算 说 明 书CN 104368437 A 4/8页 8 0041 其中，x n (t)为x(t)的n阶导数，sn n-1 是S(t)的n-1阶导数在t0处的值，sn n+1 是S(t)的n+1阶导数在t0处的值，n0，1，N-1；得到x 1 (t)，x 2 (t)，x n+1 (t) 的值； 0042 微处理器对x 1 (t)，x 2 (t)，x n+1 (t)进行积分，得到x(t)，并得到x(t)在一层随 机共振模型和二层随机共振模型组成的双层随机系统产生随机共振时刻的位置x m 值、与x m 相对应的共振时刻t 1 及与t 1 所对应的。
25、噪声D 1 ，D 1 为D中的一个值； 0043 微处理器利用公式计算双层随机共振系统输出的 信噪比；其中，Ua 2 /4b；得到m个输出信噪比SNR 1 ，SNR 2 ，SNR m ； 0044 微处理器利用公式计算输出信噪比误差QE i ，i1， 2，.，m； 0045 微处理器计算满足QE i 5的输出信噪比误差的个数M 1 ； 0046 (7-3)做出判断： 0047 若则微处理器控制电机以转速C1旋转； 0048 否则，微处理器控制电机以转速C2旋转； 0049 B分钟后，返回步骤(7-1)。 0050 m个检测信号可以表征吸附金属重量变化过程，即表征当前水底的磁性垃圾含量， 根据磁。
26、性垃圾含量来确定电机的转速，从而确定吸附体跳跃的频率；使磁性垃圾含量较多 时电机转速慢，磁性垃圾含量较少时电机转速快，既提高了搜索效率，也保证水底磁性垃圾 被较干净的清理掉。 0051 SNR 标准 通过下述方法获得： 0052 当水底磁性垃圾含量适中，电机采用能将磁性垃圾基本清理干净的转速旋转，利 用上述步骤检测及数据处理得到一个输出信噪比，并反复进行100至200次实验，得到100 至200个输出信噪比，计算得到的各个输出信噪比的平均值，将该平均值定义为SNR 标准 。 0053 作为优选，q为6至10，标准压力范围为800g，10kg。 0054 因此，本发明具有如下有益效果： 0055。
27、 (1)磁性垃圾回收效率高，不易损坏，回收成本低； 0056 (2)达到吸附标准可以自动上浮，操作简单，智能化高，节省电能； 0057 (3)清理效果好，回收成本低。 说 明 书CN 104368437 A 5/8页 9 附图说明 0058 图1是本发明的一种结构示意图； 0059 图2是本发明的上凸轮和上挖掘足的一种结构示意图； 0060 图3是本发明的电机和凸轮的一种结构示意图； 0061 图4是本发明的圆管和伸缩杆的横截面结构示意图； 0062 图5是本发明的卡槽、缓冲垫和圆管的一种结构示意图； 0063 图6是本发明的翻转开关的一种结构示意图； 0064 图7是本发明的实施例1的一种流。
28、程图； 0065 图8是本发明的一种原理框图。 0066 图中：吸附体1、微处理器2、存储器3、第一电机4、第二电机5、上凸轮6、下凸轮、 转轴7、翻转开关8、上挖掘足9、下挖掘足10、强力磁铁片11、牵引环12、密闭腔体13、导电 液体14、导电金属片15、圆管16、伸缩杆17、环形密封板18、第一电磁阀19、第二电磁阀20、 压力传感器21、半圆形腔体22、弧形板23、金属网24、卡槽25、弹性凸起26、缓冲垫27、径向 弹簧组28、连接弹簧29。 具体实施方式 0067 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。 0068 实施例1 0069 如图1、图3、图8所示的实施例是一种。
29、水中磁性垃圾清理装置，包括两端封闭的 长方体状吸附体1，分别设于吸附体两端的第一气囊和第二气囊，设于吸附体内的微处理器 2、存储器3、翻转开关8、气瓶、第一电机4、第二电机5、与第一电机的两个转轴7相连接的 两个上凸轮6和与第二电机相连接的两个下凸轮，设于吸附体上表面的两个上挖掘足9，设 于吸附体下表面的两个下挖掘足10，包覆于各个挖掘足之外的吸附体外周面上的强力磁铁 片11和设于吸附体上的牵引环12；吸附体的横截面呈长方形，第一电机和第二电机均为防 水电机。 0070 每个挖掘足均包括与吸附体的轴心线相垂直的圆管16和设于每个圆管中的可伸 出圆管外端之外的伸缩杆17，每个伸缩杆的长度均大于对。
30、应的圆管的长度，每个伸缩杆均 通过弹性结构与对应的圆管相连接；两个上挖掘足的2个伸缩杆上端分别与两个上凸轮外 周面相接触，两个下挖掘足的2个伸缩杆上端分别与两个下凸轮外周面相接触，圆管内侧 壁下部与伸缩杆之间设有环形密封板18； 0071 吸附体两端分别设有半圆形腔体22，每个半圆形腔体均包括弧形板23和与弧形 板相连接的上半圆形金属网24、下半圆形金属网；第一气囊、第二气囊分别位于两个半圆 形腔体内。 0072 如图6所示，翻转开关包括密闭腔体13，设于密闭腔体下部内的导电液体14，位于 液体内并与密闭腔体内壁绝缘连接的两个导电金属片15；一个导电金属片与微处理器的1 个高电位引脚a电连接，。
31、另一个导电金属片与微处理器的1个低电位引脚b电连接；本实施 例的导电液体采用含有Nacl的水。 0073 当两个导电金属片都浸入导电液体中时，2个导电金属片导通，产生放电效应，使 得高电位引脚a的电平降低，微处理器检测出高电位引脚a的电平降低后，即可做出吸附体 说 明 书CN 104368437 A 6/8页 10 上表面向上的判断；反之，当微处理器检测出高电位引脚a的电平没变后，即可做出吸附体 下表面向上的判断。 0074 如图8所示，气瓶通过第一导气管与第一气囊相连通，气瓶通过第二导气管第二 气囊相连通，第一导气管上设有第一电磁阀19，第二导气管上设有第二电磁阀20；每个圆 管内端和吸附体。
32、之间均设有压力传感器21，微处理器分别与第一电机、第二电机、存储器、 各个压力传感器、第一电磁阀和第二电磁阀电连接。各个压力传感器均为电阻应变式称重 传感器。 0075 如图5所示，吸附体上设有与圆管数量相同的中空卡槽25，每个圆管内端均设有 用于与卡槽配合的4个弹性凸起26，每个卡槽的底面上均设有环形缓冲垫27，每个压力传 感器均位于对应的缓冲垫中。吸附体内设有蓄电池，蓄电池与电机电连接。 0076 如图4所示，弹性结构包括沿圆管轴向分布的2个径向弹簧组28，每个径向弹簧组 包括在圆管和对应的伸缩杆之间呈辐射状分布的4条连接弹簧29。 0077 如图7所示，一种水中磁性垃圾清理装置的控制方法。
33、，包括如下步骤： 0078 步骤100，用绳索将牵引环与用于提供牵引力的船连接起来，使吸附体上表面向上 进入水中，船拖动吸附体在水底移动； 0079 步骤200，在移动的过程中，两个下挖掘足插入水底的泥沙中，在挖掘足的翻动作 用下磁性垃圾露出泥沙之外，强力磁铁片吸附磁性垃圾； 0080 步骤300，当微处理器检测到两个导电金属片当前为电连接时，微处理器控制第二 电机工作，2个下凸轮分别带动2个下挖掘足的2个伸缩杆伸出，2个弹性结构分别带动2 个伸缩杆回缩，吸附体在水底呈曲线状跳跃前进； 0081 当微处理器检测到两个导电金属片当前为断开时，微处理器控制第一电机工作，2 个上凸轮分别带动2个上挖。
34、掘足的2个伸缩杆伸出，2个弹性结构分别带动2个伸缩杆回 缩，吸附体在水底呈曲线状跳跃前进； 0082 步骤400，在步骤200至步骤300的吸附磁性垃圾过程中，微处理器控制压力检测 及充气： 0083 存储器中设有标准压力范围800g，3000g，充气次数阈值N为8，充气次数序号为 q，充气次数阈值q，q初始值为0；各个压力传感器检测圆管与吸附体之间的压力，微处理器 计算各个压力传感器检测的压力的平均值； 0084 步骤410，当压力平均值3000g，则微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打 开，气瓶分别向第一气囊和第二气囊充气； 0085 当压力平均值800g，则微处理器控制第一电磁阀及第二电。
35、磁阀关闭，使q的值 增加1； 0086 当q8，转入步骤410中；当q8，则转入步骤500； 0087 步骤500，微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打开，气瓶持续向第一气囊和第 二气囊充气直至吸附体浮出水面为止。 0088 实施例2 0089 实施例2中包括实施例1中的所有结构及步骤，还包括下述步骤： 0090 步骤600，存储器中设有标准信噪比SNR 标准 ，电机的转轴转速C1、转速C2，C2C1； 在吸附磁性垃圾过程中，微处理器得到8个检测信号，微处理器选取距离当前时刻5分钟内 说 明 书CN 104368437 A 10 7/8页 11 的8个检测信号的信号段构成8个检测信号Spect。
36、(t)；转速C1为2转/分钟、转速C2为4 转/分钟； 0091 步骤700，数据处理： 0092 微处理器将m个检测信号Spect(t)输入一层随机共振模型 中，其中， V(x，t)为势函数，x(t)为布朗运动粒子运动轨迹函数，a，b为设定的常数，(t)是外噪 声，D是外噪声强度，N(t)为内秉噪声，为周期性正弦信号，A是信号幅度，f 是信号频率，t为运动时间，为相位，设 0093 微处理器计算V(x，t)对于x的一阶导数和二阶导数，并且使等式等于0，得到二 层随机共振模型： 0094 0095 设定噪声强度D0，Spect(t)0，N(t)0；计算得到A的临 界值为 0096 将A的临界值。
37、代入一层随机共振模型中，并设定X 0 (t) 0，sn 0 0，用四阶珑格库塔算法求解一层随机共振模型，得到 并计算 0097 其中，x n (t)为x(t)的n阶导数，sn n-1 是S(t)的n-1阶导数在t0处的值，sn n+1 是S(t)的n+1阶导数在t0处的值，n0，1，N-1；得到x 1 (t)，x 2 (t)，x n+1 (t) 的值； 0098 微处理器对x 1 (t)，x 2 (t)，x n+1 (t)进行积分，得到x(t)，并得到x(t)在一层随 机共振模型和二层随机共振模型组成的双层随机系统产生随机共振时刻的位置x m 值、与x m 相对应的共振时刻t 1 及与t 1 。
38、所对应的噪声D 1 ，D 1 为D中的一个值；D是在0，1范围内以 0.01周期循环步进的一个函数，D的取值与时间相关，知道了t 1 时刻，D 1 就确定了； 0099 微处理器利用公式计算双层随机共振系统输出的 信噪比；其中，Ua 2 /4b；得到8个输出信噪比SNR 1 ，SNR 2 ，SNR 8 ； 0100 微处理器利用公式计算输出信噪比误差QE i ，i1， 说 明 书CN 104368437 A 11 8/8页 12 2，.，8； 0101 微处理器计算满足QE i 5的输出信噪比误差的个数M 1 ； 0102 步骤800，做出判断： 0103 若则微处理器控制电机以转速C1旋转；。
39、 0104 否则，微处理器控制电机以转速C2旋转； 0105 5分钟后，返回步骤600。 0106 应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在 阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等 价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 说 明 书CN 104368437 A 12 1/4页 13 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104368437 A 13 2/4页 14 图3 图4 说 明 书 附 图CN 104368437 A 14 3/4页 15 图5 图6 说 明 书 附 图CN 104368437 A 15 4/4页 16 图7 图8 说 明 书 附 图CN 104368437 A 16 。