CN107090816A - 浮游垃圾收集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的浮游垃圾收集装置，涉及水面垃圾清理技术领域。该浮游垃圾收集装置包括能量供给模块、垃圾收集模块和控制模块组成。能量供给模块包括太阳能发电组，用于收集太阳能并将其转化为电能，电能用于为垃圾收集模块和控制模块供电。垃圾收集模块包括相互连接的收集组件和网袋，收集组件用于收集浮游垃圾并将其送入网袋中，垃圾收集模块与太阳能发电组连接。控制模块用于控制收集组件的移动。该浮游垃圾收集装置清理水面浮游垃圾的效率高，操控方便，可实现自动化收集。本发明还提供了另一种浮游垃圾收集装置，包括遥控设备，可实现自动化收集和人工控制，清理垃圾快速方便。
Description
技术领域
本发明涉及水面垃圾清理技术领域，具体而言，涉及一种浮游垃圾收集装置。
背景技术
随着社会经济的不断发展，人们对环境保护越来越重视。特别是对水污染的治理力度越来越大。在目前的环境中，很多地区的人工景观湖、自然湖泊或河流等都存在着不同程度的浮游垃圾污染，严重影响了美观，而其中垃圾对于水的污染更加值得关注。水污染会造成水体的生态环境的破坏，也会危及到周边城市饮用水安全，会造成巨大的影响。
水污染主要有水质污染和水环境的污染，水质污染主要是被化学物质像工业废水这类污染的，而水环境污染则是水面杂物的污染。水环境污染是可以通过人工捕捞杂物来减轻污染的，目前很多地区还主要采用人工打捞水面垃圾的作业方式，不仅劳动强度大、工作环境恶劣，且效率也十分低下。传统捕捞方式存在耗时、费力、低效率的缺陷，而且容易受天气影响。
有鉴于此，设计制造出一种浮游垃圾收集装置，无需外供电，既环保节能，又能及时清理水面的浮游垃圾，清理效率高、成本低是目前水环境污染治理技术中急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浮游垃圾收集装置，采用太阳能供电，安全无污染，而且清理浮游垃圾快速高效，可实现自动化清理，成本低，节约人力物力。
本发明的目的还在于提供另一种浮游垃圾收集装置，既可以通过自动化收集浮游垃圾，也可以通过遥控设备采用人工控制的方式收集浮游垃圾，操控灵活方便，安全无污染。
本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。
本发明提供的一种浮游垃圾收集装置，所述浮游垃圾收集装置包括能量供给模块、垃圾收集模块和控制模块组成。
所述能量供给模块包括太阳能发电组，所述太阳能发电组收集太阳能并将其转化为电能，所述电能用于为所述垃圾收集模块和所述控制模块供电。
所述垃圾收集模块包括收集组件和网袋，所述收集组件和所述网袋连接，所述收集组件用于收集浮游垃圾并将其送入所述网袋中，所述垃圾收集模块与所述太阳能发电组连接。所述控制模块用于控制所述收集组件。
进一步地，所述太阳能发电组包括太阳能电池板、充电控制器、蓄电池和逆变器，所述太阳能电池板与所述蓄电池电连接，将太阳能转化为电能并储存至所述蓄电池中。所述充电控制器与所述蓄电池电连接，控制所述蓄电池的电量。所述逆变器与所述蓄电池电连接，用于将直流电变为交流电、并为所述收集组件供电。
进一步地，所述收集组件包括壳体、栏片和电机，所述栏片设于所述壳体内，所述电机与所述栏片连接，所述电机与所述太阳能发电组电连接，用于驱动所述栏片在所述壳体内转动。所述太阳能发电组安装于所述壳体远离水面的一端。
进一步地，所述栏片包括三个叶片和转轴，三个所述叶片固设于所述转轴上、并以所述转轴为中心旋转，每两个相邻所述叶片之间呈120度夹角。
进一步地，所述壳体上设有开口和漏口，所述漏口与所述网袋连接，所述开口用于拾取浮游垃圾，所述栏片转动将所述浮游垃圾运送至所述漏口，所述网袋用于收集所述漏口的所述浮游垃圾。
进一步地，所述收集组件包括水泵和喷水管，所述水泵与所述喷水管连接，所述喷水管包括喷水口，所述喷水管上设有电磁阀，所述电磁阀控制所述喷水口的开闭，所述电磁阀和所述水泵均与所述太阳能发电组电连接，控制所述喷水口喷水以驱动所述收集组件移动。
进一步地，所述喷水口包括第一喷水口、第二喷水口、第三喷水口和第四喷水口，所述第一喷水口设于所述壳体远离所述太阳能发电组的一侧，所述第二喷水口设于所述壳体靠近所述太阳能发电组的一侧，所述第三喷水口和所述第四喷水口分别设于所述第二喷水口的两侧。所述第一喷水口喷水用于提供前进动力，所述第二喷水口喷水用于提供辅助动力，所述第三喷水口和所述第四喷水口喷水用于提供转向动力。
进一步地，所述第一喷水口靠近所述漏口设置，使得所述第一喷水口喷出的水流将所述漏口处的浮游垃圾冲刷至所述网袋内。
进一步地，所述控制模块包括单片机和超声波距离传感器，所述超声波距离传感器安装于所述收集组件上，用于检测所述收集组件与浮游垃圾的距离信息并将所述距离信息反馈至所述单片机，所述单片机根据所述距离信息自动控制所述电磁阀，以控制所述收集组件的运动方向和速度。
本发明提供的另一种浮游垃圾收集装置，所述浮游垃圾收集装置包括能量供给模块、垃圾收集模块和控制模块组成。所述能量供给模块包括太阳能发电组，所述太阳能发电组收集太阳能并将其转化为电能，所述电能用于为所述垃圾收集模块和所述控制模块供电。
所述垃圾收集模块包括收集组件和网袋，所述收集组件和所述网袋连接，所述收集组件用于收集浮游垃圾并将其送入所述网袋中，所述垃圾收集模块与所述太阳能发电组连接。
所述控制模块包括单片机、超声波距离传感器和遥控设备，所述超声波距离传感器安装于所述收集组件上，用于检测所述收集组件与浮游垃圾的距离信息并将所述距离信息反馈至所述单片机，所述单片机根据所述距离信息自动控制所述收集组件的运动方向和速度。所述遥控设备与所述单片机连接，以便于人工控制所述收集组件的运动方向和速度。
本发明提供的浮游垃圾收集装置具有以下几个方面的有益效果：
本发明提供的一种浮游垃圾收集装置包括能量供给模块、垃圾收集模块和控制模块组成。能量供给模块由太阳能发电组收集太阳能并将其转化为电能，为垃圾收集模块和控制模块供电。环保节能，安全无污染。垃圾收集模块包括相互连接的收集组件和网袋，收集组件用于收集浮游垃圾并将其送入网袋中，垃圾收集模块与太阳能发电组连接，并通过控制模块来控制收集组件的移动。操控方便，收集垃圾效率高。
本发明提供的另一种浮游垃圾收集装置，包括遥控设备，可实现自动化收集和人工遥控控制，清理垃圾快速方便。该浮游垃圾收集装置清理水面浮游垃圾的效率高，操控方便，大大降低了浮游垃圾的打捞成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明具体实施例提供的浮游垃圾收集装置的组成框图；
图2为本发明具体实施例提供的浮游垃圾收集装置的整体结构示意图；
图3为本发明具体实施例提供的浮游垃圾收集装置的收集组件的结构示意图；
图4为本发明具体实施例提供的浮游垃圾收集装置的一种视角的结构示意图；
图5为图4中A-A的剖视图；
图6为本发明具体实施例提供的浮游垃圾收集装置的工作原理图。
图标：100-浮游垃圾收集装置；110-能量供给模块；111-太阳能发电组；113-太阳能电池板；114-充电控制器；115-蓄电池；116-逆变器；130-垃圾收集模块；131-网袋；133-导流板；140-收集组件；141-壳体；1411-开口；1413-漏口；142-电机；143-栏片；144-转轴；145-水泵；146-第一喷水口；147-第二喷水口；148-第三喷水口；149-第四喷水口；150-控制模块；151-单片机；153-电磁阀；155-超声波距离传感器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明具体实施例提供的浮游垃圾收集装置100的组成框图，请参照图1。
本实施例提供的一种浮游垃圾收集装置100，浮游垃圾收集装置100包括能量供给模块110、垃圾收集模块130和控制模块150组成。
能量供给模块110包括太阳能发电组111，太阳能发电组111收集太阳能并将其转化为电能，电能用于为垃圾收集模块130和控制模块150供电。
垃圾收集模块130包括收集组件140和网袋131，收集组件140和网袋131连接，收集组件140用于收集浮游垃圾并将其送入网袋131中，垃圾收集模块130与太阳能发电组111连接。控制模块150用于控制收集组件140。
太阳能发电组111包括太阳能电池板113、充电控制器114、蓄电池115和逆变器116，太阳能电池板113与蓄电池115电连接，将太阳能转化为电能并储存至蓄电池115中。充电控制器114与蓄电池115电连接，控制蓄电池115的电量。逆变器116与蓄电池115电连接，用于将直流电变为交流电、并为收集组件140供电。
图2为本发明具体实施例提供的浮游垃圾收集装置100的整体结构示意图，图3为本发明具体实施例提供的浮游垃圾收集装置100的收集组件140的结构示意图，请参照图2和图3。
收集组件140包括壳体141、栏片143、电机142、水泵145和喷水管，栏片143设于壳体141内，电机142与栏片143连接，电机142与太阳能发电组111电连接，并设于太阳能发电组111的下方，用于驱动栏片143在壳体141内转动，将电能转化为机械能。太阳能发电组111安装于壳体141远离水面的一端，即壳体141的上端。栏片143包括三个叶片和转轴144，三个叶片固设于转轴144上、并以转轴144为中心旋转，每两个相邻叶片之间呈120度夹角。
图4为本发明具体实施例提供的浮游垃圾收集装置100的一种视角的结构示意图，图5为图4中A-A的剖视图，请参照图4和图5。
壳体141上设有开口1411和漏口1413，漏口1413与网袋131连接，开口1411用于拾取浮游垃圾，栏片143转动将浮游垃圾运送至漏口1413，网袋131设于收集组件140的尾部，用于储存漏口1413处收集的浮游垃圾。
水泵145与喷水管连接，喷水管包括喷水口，喷水管上设有电磁阀153，电磁阀153控制喷水口的开闭，电磁阀153和水泵145均与太阳能发电组111电连接，控制喷水口喷水以驱动收集组件140移动。喷水口包括第一喷水口146、第二喷水口147、第三喷水口148和第四喷水口149，第一喷水口146设于壳体141远离太阳能发电组111的一侧，第二喷水口147设于壳体141靠近太阳能发电组111的一侧，第三喷水口148和第四喷水口149分别设于第二喷水口147的两侧。第一喷水口146喷水用于提供前进动力，第二喷水口147喷水用于提供辅助动力，第三喷水口148和第四喷水口149喷水用于提供转向动力。
水泵145采用微型水泵，设于转轴144的下方，利用蓄电池115供电，用于为第一喷水口146、第二喷水口147、第三喷水口148和第四喷水口149提供稳定水流。而且，第二喷水口147靠近漏口1413设置，使得第二喷水口147喷出的水流倾斜向下，将漏口1413处的浮游垃圾冲刷至网袋131内。
需要说明的是，叶片转动的目的是为了将开口1411处的垃圾带动到漏口1413处，以便于收集到网袋131内集中清理。故叶片的数量还可以为四个或五个或其它数量，均匀分布于转轴144的外侧即可。每个喷水口均设有一个电磁阀153，分别控制各喷水口的开闭，各个喷水口的不同工作状态主要由单片机151控制。比如，第三喷水口148和第四喷水口149由电磁阀153控制其开闭，第三喷水口148喷水可以用于左转向，第四喷水口149喷水用于右转向；反之，第三喷水口148用于右转，第四喷水口149用于左转也可以。第一喷水口146和第二喷水口147处于常开状态，在其它可能的实施例中，第一喷水口146和第二喷水口147也可以不设置电磁阀153，即在垃圾收集过程中一直处于提供前进动力的状态。
请继续参照图2，此外，在壳体141的开口1411处靠近水面一端，即壳体141的底部开口1411处，设有一块导流板133，沿壳体141远离网袋131的一侧延伸，作为优选，可以略微向下倾斜设置。该导流板133可以减小运动阻力，且可以防止该收集组件140被大型的浮游垃圾或其它障碍物卡住，保证收集组件140的顺畅移动。
控制模块150包括单片机151和超声波距离传感器155，超声波距离传感器155安装于收集组件140上，用于检测收集组件140与浮游垃圾的距离信息并将距离信息反馈至单片机151，同时也可以检测收集组件140距离岸边的距离信息，并将该距离信息反馈至单片机151，单片机151根据距离信息综合分析、自动控制电磁阀153，以控制收集组件140的运动方向和速度。比如，收集组件140与岸边的距离信息通过超声波距离传感器155不断的向单片机151反馈，当反馈的距离信息值到达程序设定值之后，根据单片机151设定的程序，通过控制电磁阀153的开闭以控制第三喷水口148和第四喷水口149的开闭，实现左右自由转向。
需要说明的是，距离传感器除了采用超声波技术，也可以选用其它定位技术，如激光传感器或其它类型的传感器。
本发明提供的另一种浮游垃圾收集装置100，浮游垃圾收集装置100包括能量供给模块110、垃圾收集模块130和控制模块150组成。能量供给模块110包括太阳能发电组111，太阳能发电组111收集太阳能并将其转化为电能，电能用于为垃圾收集模块130和控制模块150供电。
垃圾收集模块130包括收集组件140和网袋131，收集组件140和网袋131连接，收集组件140用于收集浮游垃圾并将其送入网袋131中，垃圾收集模块130与太阳能发电组111连接。
控制模块150包括单片机151、超声波距离传感器155和遥控设备，超声波距离传感器155安装于收集组件140上，用于检测收集组件140与浮游垃圾的距离信息并将距离信息反馈至单片机151，单片机151根据距离信息自动控制收集组件140的运动方向和速度。单片机151包括遥控模块，遥控设备与遥控模块无线连接，以便于人工控制收集组件140的运动方向和速度。该浮游垃圾收集装置100该装置可以在无人监管的情况下，通过单片机151实现垃圾的自动收集，实现无人控制工作。同时，其遥控设备由控制端发射信号，在中控部分的接收器接收后，处理信息，并发出命令控制整个浮游垃圾收集装置100的工作状态，实现人为控制装置的工作状态。中控部分可以是上述的单片机151也可以是其他独立控制端。具体地，人工操作时，遥控设备可以具体控制装置的前进方向、移动速度，也可以将其召回岸边。
容易理解的是，单片机151包括控制模块150和遥控模块，控制模块150用于控制多个喷水口的协同工作，从而实现该浮游垃圾收集装置100的正常运行。当工作人员通过遥控设备发出指令，该指令被单片机151的遥控模块接收，并传递到单片机151的控制模块150，控制模块150将其转化为操作命令，控制浮游垃圾收集装置100运动姿态。当遥控设备没有发出指令时，单片机151启动自动巡航模式，由单片机151的控制模块150确定浮游垃圾收集装置100的各种运动状态。
图6为本发明具体实施例提供的浮游垃圾收集装置100的工作原理图，请参照图6。本发明提供的浮游垃圾收集装置100，其工作原理如下：
该浮游垃圾收集装置100由太阳能提供电能，当进入湖泊或河流中，微型水泵145为第一喷水口146和第二喷水口147提供稳定水流，收集组件140前进。与此同时，电机142转动带动栏片143持续以同一速度在壳体141内旋转，当垃圾进入开口1411处后，通过栏片143的旋转将垃圾推到漏口1413处，第二喷水口147喷出的水流将垃圾从漏口1413处冲下至网袋131中，从而实现一次垃圾的收集。通过超声波距离传感器155(采用超声波技术)，可以确定收集组件140到岸边的距离以及确定水面浮游垃圾的位置，并反馈给单片机151，单片机151收到反馈后，进行分析计算，计算好后通过控制喷水口喷水提供前进的动力和转向动力，比如，收集组件140以一定的速度向前在水面呈Z字形运行，或其它运行轨迹，这里不作具体限定。
该浮游垃圾收集装置100的运动分为前进和转向两部分，由第一喷水口146提供前进的主动力，第二喷水口147提供辅助动力；当装置需要转弯时，通过单片机151控制电磁阀153打开第三喷水口148或第四喷水口149出水，可以实现左右自由转向。而且，该浮游垃圾收集装置100既可以在无人监管的情况下，实现垃圾的自动收集，处于无人控制工作状态；也可以通过人工遥控操作，控制浮游垃圾收集装置100的前进方向、移动速度、以及将其召回岸边等动作，实现人为控制的工作状态。
此外，整个浮游垃圾收集装置100所用的电能，均由太阳能提供，在未进行工作时，可以将多余的电能贮存在蓄电池115中，方便下一次工作时使用，收集组件140上带有遥控系统，在结束工作时，可以由人工控制将其移动到岸边，取下网袋131，方便下一次的清洁工作。
综上所述，本发明提供的浮游垃圾收集装置100具有以下几个方面的有益效果：
本发明提供的浮游垃圾收集装置100，制造简单，成本低廉，日常维护成本低。可以实现自动操作，对使用人员没有技术上的要求，操作简单，适合各类人员使用。太阳能提供整个装置消耗的电能，实现无污染的垃圾收集。特别适用于小型水面除污，如城市内水域、景点或校园内小型湖泊的自动除污，只需太阳能就能工作，太阳能清洁环保，安全无污染。对于保护环境、美化城市具有非常重要的意义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种浮游垃圾收集装置，其特征在于，所述浮游垃圾收集装置包括能量供给模块、垃圾收集模块和控制模块组成；
所述能量供给模块包括太阳能发电组，所述太阳能发电组收集太阳能并将其转化为电能，所述电能用于为所述垃圾收集模块和所述控制模块供电；
所述垃圾收集模块包括收集组件和网袋，所述收集组件和所述网袋连接，所述收集组件用于收集浮游垃圾并将其送入所述网袋中，所述垃圾收集模块与所述太阳能发电组连接；所述控制模块用于控制所述收集组件。
2.根据权利要求1所述的浮游垃圾收集装置，其特征在于，所述太阳能发电组包括太阳能电池板、充电控制器、蓄电池和逆变器，所述太阳能电池板与所述蓄电池电连接，将太阳能转化为电能并储存至所述蓄电池中；所述充电控制器与所述蓄电池电连接，控制所述蓄电池的电量；所述逆变器与所述蓄电池电连接，用于将直流电变为交流电、并为所述收集组件供电。
3.根据权利要求1所述的浮游垃圾收集装置，其特征在于，所述收集组件包括壳体、栏片和电机，所述栏片设于所述壳体内，所述电机与所述栏片连接，所述电机与所述太阳能发电组电连接，用于驱动所述栏片在所述壳体内转动；所述太阳能发电组安装于所述壳体远离水面的一端。
4.根据权利要求3所述的浮游垃圾收集装置，其特征在于，所述栏片包括三个叶片和转轴，三个所述叶片固设于所述转轴上、并以所述转轴为中心旋转，每两个相邻所述叶片之间呈120度夹角。
5.根据权利要求3所述的浮游垃圾收集装置，其特征在于，所述壳体上设有开口和漏口，所述漏口与所述网袋连接，所述开口用于拾取浮游垃圾，所述栏片转动将所述浮游垃圾运送至所述漏口，所述网袋用于收集所述漏口的所述浮游垃圾。
6.根据权利要求5所述的浮游垃圾收集装置，其特征在于，所述收集组件包括水泵和喷水管，所述水泵与所述喷水管连接，所述喷水管包括喷水口，所述喷水管上设有电磁阀，所述电磁阀控制所述喷水口的开闭，所述电磁阀和所述水泵均与所述太阳能发电组电连接，控制所述喷水口喷水以驱动所述收集组件移动。
7.根据权利要求6所述的浮游垃圾收集装置，其特征在于，所述喷水口包括第一喷水口、第二喷水口、第三喷水口和第四喷水口，所述第一喷水口设于所述壳体远离所述太阳能发电组的一侧，所述第二喷水口设于所述壳体靠近所述太阳能发电组的一侧，所述第三喷水口和所述第四喷水口分别设于所述第二喷水口的两侧；所述第一喷水口喷水用于提供前进动力，所述第二喷水口喷水用于提供辅助动力，所述第三喷水口和所述第四喷水口喷水用于提供转向动力。
8.根据权利要求7所述的浮游垃圾收集装置，其特征在于，所述第一喷水口靠近所述漏口设置，使得所述第一喷水口喷出的水流将所述漏口处的浮游垃圾冲刷至所述网袋内。
9.根据权利要求6所述的浮游垃圾收集装置，其特征在于，所述控制模块包括单片机和超声波距离传感器，所述超声波距离传感器安装于所述收集组件上，用于检测所述收集组件与浮游垃圾的距离信息并将所述距离信息反馈至所述单片机，所述单片机根据所述距离信息自动控制所述电磁阀，以控制所述收集组件的运动方向和速度。
10.一种浮游垃圾收集装置，其特征在于，所述浮游垃圾收集装置包括能量供给模块、垃圾收集模块和控制模块组成；所述能量供给模块包括太阳能发电组，所述太阳能发电组收集太阳能并将其转化为电能，所述电能用于为所述垃圾收集模块和所述控制模块供电；
所述垃圾收集模块包括收集组件和网袋，所述收集组件和所述网袋连接，所述收集组件用于收集浮游垃圾并将其送入所述网袋中，所述垃圾收集模块与所述太阳能发电组连接；
所述控制模块包括单片机、超声波距离传感器和遥控设备，所述超声波距离传感器安装于所述收集组件上，用于检测所述收集组件与浮游垃圾的距离信息并将所述距离信息反馈至所述单片机，所述单片机根据所述距离信息自动控制所述收集组件的运动方向和速度；所述遥控设备与所述单片机连接，以便于人工控制所述收集组件的运动方向和速度。
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