CN108166468A - 一种水体悬浮垃圾清理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水体悬浮垃圾清理装置，包括装置本体，所述装置本体包括进水口，所述进水口周向对称设有一组悬浮球，所述悬浮球外层为可降解泡沫层，所述悬浮球内层为空腔，所述进水口和所述悬浮球位于水面上，所述进水口下端连接导流腔，所述导流腔为上宽下窄的弧形结构，所述导流腔的宽口与所述进水口相连，所述导流腔的窄口连接分流腔，所述分流腔为圆筒形结构。本发明控制器自动定时控制旋转电机带动旋转风扇转动形成水面涡流，将装置附近的水流连带水流中的悬浮垃圾卷进装置内部，水经通孔和网孔流出，悬浮垃圾被收集到收集网袋中，大大节省了人力物力，并且达到了提前预防垃圾漂浮带形成的效果。
Description
技术领域
本发明涉及水体垃圾清理设备技术领域，特别涉及一种水体悬浮垃圾清理装置。
背景技术
海洋、河流、水库等的悬浮垃圾处理工作一直是世界性环保难题。受降雨等影响，每年有大量悬浮垃圾进入海洋、河流中形成垃圾漂浮带，对水生物及人们生活造成严重的危害。目前没有收集悬浮垃圾的有效措施，在形成漂浮带后再通过人工打捞清理的方法不能有效的保护海洋、河流的环境清洁，并且这种方法费时费力，不能达到很好的治理效果。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种水体悬浮垃圾清理装置，控制器自动定时控制旋转电机带动旋转风扇转动形成水面涡流，将装置附近的水流连带水流中的悬浮垃圾卷进装置内部，水经通孔和网孔流出，悬浮垃圾被收集到收集网袋中，大大节省了人力物力，并且达到了提前预防垃圾漂浮带形成的效果。
(二)技术方案
一种水体悬浮垃圾清理装置，包括装置本体，所述装置本体包括进水口，所述进水口周向对称设有一组悬浮球，所述悬浮球外层为可降解泡沫层，所述悬浮球内层为空腔，所述进水口和所述悬浮球位于水面上，所述进水口下端连接导流腔，所述导流腔为上宽下窄的弧形结构，所述导流腔的宽口与所述进水口相连，所述导流腔的窄口连接分流腔，所述分流腔为圆筒形结构，所述分流腔的腔壁上设有若干通孔，所述分流腔内壁对称的设有一对安装框架，所述安装框架靠近所述导流腔的窄口，所述安装框架为网状结构，所述安装框架上均布细网孔，所述安装框架的底部固定有安装座，所述安装座上设有旋转电机，所述旋转电机的输出轴连接旋转风扇，所述分流腔内壁还设有控制箱和蓄电池，所述控制箱和所述蓄电池位于所述安装框架的下方，所述控制箱内设有控制器、定时模块、故障检测模块、报警模块、GPS定位模块和无线通信模块，所述分流腔的底部设有红外传感器对，所述红外传感器对包括红外发送传感器和红外接收传感器，所述红外发送传感器和所述红外接收传感器相对的位于所述分流腔的内壁上面，所述分流腔的底部连接收集网袋，所述收集网袋上均布细网孔，所述收集网袋的底部正中心连接一负荷，所述分流腔的外壁上对称的设有一对安装支架，所述安装支架伸出于水面，所述安装支架的顶部设有太阳能光伏板，两个所述太阳能光伏板相背的与水平面呈45°设置，所述定时模块、所述红外传感器对和所述故障检测模块连接所述控制器的输入端，所述控制器的输出端分别连接所述旋转电机、所述报警模块、所述GPS定位模块和所述无线通信模块，所述控制器通过所述GPS定位模块与GPS定位卫星进行数据交互，所述控制器通过所述无线通信模块与远端的控制中心进行通信连接，所述太阳能光伏板通过所述蓄电池给装置各部分提供工作电压。
进一步的，所述悬浮球的数量至少为4以上的偶数个。
进一步的，所述控制器选用16位单片机MC95S12DJ128。
进一步的，所述GPS定位模块选用ET-318SiRF Star III GPS芯片组。
进一步的，所述无线通信模块为2G、3G或4G通信模组。
进一步的，所述太阳能光伏板为单晶硅太阳能光伏板。
进一步的，所述蓄电池为锂离子蓄电池。
(三)有益效果
本发明提供了一种水体悬浮垃圾清理装置，控制器自动定时控制旋转电机带动旋转风扇转动形成水面涡流，将装置附近的水流连带水流中的悬浮垃圾卷进装置内部，水经通孔和网孔流出，悬浮垃圾被收集到收集网袋中，大大节省了人力物力，并且达到了提前预防垃圾漂浮带形成的效果，红外传感器对检测网袋内垃圾是否已满，故障检测模块检测装置是否正常工作，当装置出现异常时，无线通信模块将报警信息连同装置的GPS定位信息发送给控制中心进行处理，实现了智能化的远程监控，装置通过太阳能光伏板提供工作电压，符合真正节能环保的设计理念，装置结构简单，成本低廉，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，使用灵活，具有良好的可扩展性及推广应用价值。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种水体悬浮垃圾清理装置的剖面结构示意图。
图2为本发明所涉及的一种水体悬浮垃圾清理装置的俯视结构示意图。
图3为本发明所涉及的一种水体悬浮垃圾清理装置的系统工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。
结合图1～图3，一种水体悬浮垃圾清理装置，包括装置本体，装置本体包括进水口1，进水口1周向对称设有一组悬浮球19，悬浮球19外层为可降解泡沫层2，悬浮球19内层为空腔3，进水口1和悬浮球19位于水面上，进水口1下端连接导流腔4，导流腔4为上宽下窄的弧形结构，导流腔4的宽口与进水口1相连，导流腔4的窄口连接分流腔5，分流腔5为圆筒形结构，分流腔5的腔壁上设有若干通孔6，分流腔5内壁对称的设有一对安装框架7，安装框架7靠近导流腔4的窄口，安装框架7为网状结构，安装框架7上均布细网孔，安装框架7的底部固定有安装座8，安装座8上设有旋转电机9，旋转电机9的输出轴10连接旋转风扇11，分流腔5内壁还设有控制箱12和蓄电池13，控制箱12和蓄电池13位于安装框架7的下方，控制箱12内设有控制器、定时模块、故障检测模块、报警模块、GPS定位模块和无线通信模块，分流腔5的底部设有红外传感器对14，红外传感器对14包括红外发送传感器和红外接收传感器，红外发送传感器和红外接收传感器相对的位于分流腔5的内壁上面，分流腔5的底部连接收集网袋15，收集网袋15上均布细网孔，收集网袋15的底部正中心连接一负荷16，分流腔5的外壁上对称的设有一对安装支架17，安装支架17伸出于水面，安装支架17的顶部设有太阳能光伏板18，两个太阳能光伏板18相背的与水平面呈45°设置，定时模块、红外传感器对14和故障检测模块连接控制器的输入端，控制器的输出端分别连接旋转电机9、报警模块、GPS定位模块和无线通信模块，控制器通过GPS定位模块与GPS定位卫星进行数据交互，控制器通过无线通信模块与远端的控制中心进行通信连接，太阳能光伏板18通过蓄电池13给装置各部分提供工作电压。
悬浮球19设置在进水口1的周圈外围，悬浮球19外层为可降解材料层2，当悬浮球19破损时，可直接更换废弃，不会对环境造成破坏，悬浮球19的内层为空腔3，可注入氢气或氦气，装置在悬浮球19的作用下悬浮于水面，装置的进水口1与水面齐平。为了保持装置在水中的稳定性，根据悬浮球19的体积大小，悬浮球19的数量可作不同调整，但至少为4的偶数个。
定时模块用于设定装置的工作时间和工作间隔时间，设定完毕，装置每间隔工作间隔时间后开始工作，工作时间完毕，装置进入待机状态。故障检测模块检测装置是否处于正常工作状态，当装置工作异常时，故障检测模块发送故障信号给控制器，控制器触发报警模块，并通过无线通信模块将报警信息连同定位信息发送给远端的控制中心，控制中心安排人员对装置进行及时检修。
分流腔5的腔壁上设有若干通孔6，当水流卷进来的时候，水可从通孔6中流出装置外。安装框架7和收集网袋15上面的细网孔均为了使水排出。收集网袋15底部正中的负荷16使收集网袋15在水下保持直立状态，保证了收集网袋15的垂直性和整个装置的稳定性，同时负荷16对收集网袋15具有纵向的收缩作用，使收集网袋15的上部区域压靠在悬浮垃圾上面，防止悬浮垃圾进入分流腔5中。
红外传感器对14位于分流腔5的底部，用于监测收集网袋15内的悬浮垃圾是否已满，当悬浮垃圾已堆积到红外传感器对14的高度时，控制器触发报警模块，并通过无线通信模块将报警信息连同定位信息发送给远端的控制中心，控制中心安排人员将悬浮垃圾及时回收。
控制器对定时模块的定时信息、红外传感器对14的检测信号和故障检测模块的故障信号进行处理，输出控制信号分别控制旋转电机9和报警模块工作，同时通过GPS定位模块接收GPS定位卫星的导航电文，以及通过无线通信模块将报警信息连同GPS定位信息发送给远端的控制中心。为了简化电路，降低成本，提高系统后期的可扩展性，控制器选用16位单片机MC95S12DJ128，其内置128KB的Flash、8KB的RAM和2KB的EEPROM，具有5V输入和驱动能力，CPU工作频率可达到50MHz。29路独立的数字I/O接口，20路带中断和唤醒功能的数字I/O接口，2个8通道的10位A/D转换器，具有8通道的输入捕捉/输出比较，还具有8个可编程PWM通道。具有2个串行异步通信接口SCI，2个同步串行外设接口SPI，I2C总线和CAN功能模块等，满足设计要求。
GPS定位模块选用ET-318SiRF Star III GPS芯片组，SiRF Star III GPS芯片组具有灵敏度高，低信号下快速TTFF(首次定位时间)，20通道全视野跟踪，跟踪速度精度为0.1m/s，支持NMEA0183和SiRF二进位协议，通过串口固定输出NMEA0183规定的数据信息。MC95S12DJ128接收其中的推荐定位信息，获得时间、经纬度等信息。
无线通信模块为2G、3G或4G通信模组，移动网络信号覆盖范围广，信号幅度强，具有极高的性价比，保证了装置的无线传输效率，实现了智能化的远程监控。
装置的外壁通过安装支架17设置一对太阳能光伏板18，两个太阳能光伏板18相背的与水平面呈45°，使太阳能光伏板18能全天候高效的吸收太阳光能，同时太阳能光伏板18采用单晶硅太阳能光伏板，具有极高的光伏转换效率，进一步提高了太阳光能利用率，为装置提供充足的电能。太阳能光伏板18转换的电能存储于蓄电池13中，蓄电池13采用锂离子蓄电池，反复充放电次数高，使用寿命长，且转化效率高，体现了节能环保的精神。
本发明提供了一种水体悬浮垃圾清理装置，控制器自动定时控制旋转电机带动旋转风扇转动形成水面涡流，将装置附近的水流连带水流中的悬浮垃圾卷进装置内部，水经通孔和网孔流出，悬浮垃圾被收集到收集网袋中，大大节省了人力物力，并且达到了提前预防垃圾漂浮带形成的效果，红外传感器对检测网袋内垃圾是否已满，故障检测模块检测装置是否正常工作，当装置出现异常时，无线通信模块将报警信息连同装置的GPS定位信息发送给控制中心进行处理，实现了智能化的远程监控，装置通过太阳能光伏板提供工作电压，符合真正节能环保的设计理念，装置结构简单，成本低廉，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，使用灵活，具有良好的可扩展性及推广应用价值。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (7)
1.一种水体悬浮垃圾清理装置，包括装置本体，其特征在于：所述装置本体包括进水口，所述进水口周向对称设有一组悬浮球，所述悬浮球外层为可降解泡沫层，所述悬浮球内层为空腔，所述进水口和所述悬浮球位于水面上，所述进水口下端连接导流腔，所述导流腔为上宽下窄的弧形结构，所述导流腔的宽口与所述进水口相连，所述导流腔的窄口连接分流腔，所述分流腔为圆筒形结构，所述分流腔的腔壁上设有若干通孔，所述分流腔内壁对称的设有一对安装框架，所述安装框架靠近所述导流腔的窄口，所述安装框架为网状结构，所述安装框架上均布细网孔，所述安装框架的底部固定有安装座，所述安装座上设有旋转电机，所述旋转电机的输出轴连接旋转风扇，所述分流腔内壁还设有控制箱和蓄电池，所述控制箱和所述蓄电池位于所述安装框架的下方，所述控制箱内设有控制器、定时模块、故障检测模块、报警模块、GPS定位模块和无线通信模块，所述分流腔的底部设有红外传感器对，所述红外传感器对包括红外发送传感器和红外接收传感器，所述红外发送传感器和所述红外接收传感器相对的位于所述分流腔的内壁上面，所述分流腔的底部连接收集网袋，所述收集网袋上均布细网孔，所述收集网袋的底部正中心连接一负荷，所述分流腔的外壁上对称的设有一对安装支架，所述安装支架伸出于水面，所述安装支架的顶部设有太阳能光伏板，两个所述太阳能光伏板相背的与水平面呈45°设置，所述定时模块、所述红外传感器对和所述故障检测模块连接所述控制器的输入端，所述控制器的输出端分别连接所述旋转电机、所述报警模块、所述GPS定位模块和所述无线通信模块，所述控制器通过所述GPS定位模块与GPS定位卫星进行数据交互，所述控制器通过所述无线通信模块与远端的控制中心进行通信连接，所述太阳能光伏板通过所述蓄电池给装置各部分提供工作电压。
2.根据权利要求1所述的一种水体悬浮垃圾清理装置，其特征在于：所述悬浮球的数量至少为4以上的偶数个。
3.根据权利要求1所述的一种水体悬浮垃圾清理装置，其特征在于：所述控制器选用16位单片机MC95S12DJ128。
4.根据权利要求1所述的一种水体悬浮垃圾清理装置，其特征在于：所述GPS定位模块选用ET-318 SiRF Star III GPS芯片组。
5.根据权利要求1所述的一种水体悬浮垃圾清理装置，其特征在于：所述无线通信模块为2G、3G或4G通信模组。
6.根据权利要求1所述的一种水体悬浮垃圾清理装置，其特征在于：所述太阳能光伏板为单晶硅太阳能光伏板。
7.根据权利要求1所述的一种水体悬浮垃圾清理装置，其特征在于：所述蓄电池为锂离子蓄电池。
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| CN110438963A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-12 | 浙江海洋大学 | 一种海漂垃圾导流和回收装置 |
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