CN109944220B

CN109944220B - 漩涡式水上垃圾吸收装置

Info

Publication number: CN109944220B
Application number: CN201910211372.1A
Authority: CN
Inventors: 常春; 张腾; 蒋振华; 于汶鑫
Original assignee: Bohai University
Current assignee: Bohai University
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2020-12-08
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: CN109944220A

Abstract

本发明属垃圾回收装置领域，尤其涉及一种漩涡式水上垃圾吸收装置，包括桶盖组件（1）、桶体组件（2）及控制单元；在所述桶盖组件（1）与桶体组件（2）之间固定设有伸缩机构（3）；桶盖组件（1）包括桶盖（101）、桶盖电机（4）、刮片（5）及限位开关（6）；桶体组件（2）包括桶体（7）、限位触头（8）、垃圾暂存器（9）、浮力板（10）、转子支撑架（11）、转子（12）、转子驱动组件及控制单元；控制单元包括中央控制器、信号接收模块（13）、信号发射模块（14）、定时模块（15）、桶盖电机驱动模块、转子电机驱动模块及伸缩驱动模块。本发明结构简单，操作灵活，功效高，回收即时性强。

Description

漩涡式水上垃圾吸收装置

技术领域

本发明属垃圾回收装置领域，尤其涉及一种漩涡式水上垃圾吸收装置。

背景技术

垃圾污染一直是世界性的问题，垃圾污染分支中，水体表面垃圾污染的清理是最简单却最消耗人力财力的。大量的悬浮垃圾,如：被随意丢弃的垃圾袋、烟头、塑料等。此类垃圾处理多是人工打捞，不仅费时费力且有很大的局限性，只能阶段性的清理而不能长时效，造成长时段水面垃圾堆积，影响水体水质及欣赏性。市面上已有机械清理装置大都缺乏独立性，需要人工同步进行。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构简单，操作灵活，功效高，回收即时性强的漩涡式水上垃圾吸收装置。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

漩涡式水上垃圾吸收装置，包括桶盖组件及桶体组件；在所述桶盖组件与桶体组件之间固定设有伸缩机构；

所述桶盖组件包括桶盖、桶盖电机、刮片及限位开关；所述桶盖电机置于桶盖顶部中心区域；所述刮片纵向置于桶盖内；所述桶盖电机的动力输出端与刮片的动力输入端固定相接；所述限位开关纵向垂直设于桶盖组件的侧面；

所述桶体组件包括桶体、限位触头、垃圾暂存器、浮力板、转子支撑架、转子、转子驱动组件及控制单元；所述浮力板与桶体上端口水平相接；所述限位触头固定设于桶体的侧壁，且与限位开关工作端相对应；所述转子支撑架水平固定设于桶体的下部；所述转子水平置于转子支撑架内；所述转子驱动组件置于转子支撑架的下部，且带动转子旋转；所述垃圾暂存器固定设于桶体的侧壁，其入料口与刮片工作面相对应；

所述控制单元包括中央控制器、信号接收模块、信号发射模块、定时模块、桶盖电机驱动模块、转子电机驱动模块及伸缩驱动模块；所述信号接收模块、信号发射模块、定时模块、桶盖电机驱动模块、转子电机驱动模块及伸缩驱动模块的信号传输端口分别与中央控制器的信号传输端口相接；伸缩驱动模块用以驱动伸缩机构中的驱动电机；转子电机驱动模块用以驱动转子驱动组件中的转子电机；桶盖电机驱动模块用以驱动桶盖电机。

作为一种优选方案，本发明所述转子采用金属棒状结构；所述转子驱动组件包括转子电机及强磁板；所述转子电机的动力输出端与强磁板垂直相接。

进一步地，本发明所述伸缩机构包括顶杆、顶管和套筒；所述顶管与顶杆滑动套接；所述顶管置于套筒内，且彼此螺纹相接；所述顶管底部设有驱动电机；所述驱动电机的输出轴与顶管的底部固定相接；所述套筒内壁纵向设有滑槽；所述驱动电机外壳对应滑槽部位设有滑齿；所述驱动电机通过滑齿可沿滑槽纵向滑动；所述顶杆的端部与桶盖上的伸缩机构连接件固定相接；所述套筒与桶体固定相接。

进一步地，本发明所述转子驱动组件为转子电机；所述转子电机的动力输出端与转子垂直固定相接；所述转子电机与转子之间设有水密封单元。

进一步地，本发明在所述桶体的外壁固定设有封闭保护管。

进一步地，本发明所述垃圾暂存器采用网状结构。

进一步地，本发明所述刮片为1个或多个刮片的组合；所述刮片包括三段，各段之间弹性连接。

本发明根据漩涡产生区域下层水流速快且有方向的特点，利用自然界水漩涡现象设计出一种漩涡式水上垃圾吸收器。与现有技术相比，本发明的优势在于：本发明装置较为简单独立，在偏僻地势对垃圾回收比人工频繁回收更方便，成本更低。本发明适用于水体相对平静，漂浮垃圾较多的水域，更适用于水域偏僻，水上交通不便的地方。本发明具体特点如下：

1、本发明结构清晰，零件少，电路简易，工作原理简单。

2、本发明独立性较强、即时性好且省人力。

3、本发明能对于一定范围内的垃圾做长时清理，多个装置连用能够对水域成蜂窝状清理。

4、本发明既可作独立系统工作，也能与船、人等外部物体构成系统共同工作。

附图说明

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述：

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明桶盖组件结构示意图；

图3为本发明桶体组件结构示意图；

图4为本发明伸缩机构结构示意图；

图5为本发明图4中A-A向剖视图；

图6为本发明控制单元电路原理框图。

图中：1、桶盖组件；101、桶盖；2、桶体组件；3、伸缩机构；4、桶盖电机；5、刮片；6、限位开关；7、桶体；8、限位触头；9、垃圾暂存器；10、浮力板；11、转子支撑架；12、转子；13、信号接收模块；14、信号发射模块；15、定时模块；16、电源；17、转子电机；18、强磁板；19、顶管；20、套筒；21、驱动电机；22、滑槽；23、滑齿；24、顶杆；25、伸缩机构连接件；26、封闭保护管；27、入料口。

具体实施方式

如图1、图2及图3所示，漩涡式水上垃圾吸收装置，包括桶盖组件1、桶体组件2及控制单元；在所述桶盖组件1与桶体组件2之间固定设有伸缩机构3；

所述桶盖组件1包括桶盖101、桶盖电机4、刮片5及限位开关6；所述桶盖电机4置于桶盖101顶部中心区域；所述刮片5纵向置于桶盖101内；所述桶盖电机4的动力输出端与刮片5的动力输入端固定相接；所述限位开关6纵向垂直设于桶盖组件1之上；

所述桶体组件2包括桶体7、限位触头8、垃圾暂存器9、浮力板10、转子支撑架11、转子12、转子驱动组件及控制单元；所述浮力板10与桶体7上端口水平相接；所述限位触头8固定设于桶体7之上，且与限位开关6工作端相对应；所述转子支撑架11水平固定设于桶体7的下部；所述转子12水平置于转子支撑架11内；所述转子驱动组件置于转子支撑架11的下部，且带动转子12旋转；所述垃圾暂存器9固定设于桶体7之上，其入料口与刮片5工作面相对应；

所述控制单元固定设于桶体7的底部；所述控制单元包括中央控制器、信号接收模块13、信号发射模块14、定时模块15、桶盖电机驱动模块、转子电机驱动模块及伸缩驱动模块；所述信号接收模块13、信号发射模块14、定时模块15、桶盖电机驱动模块、转子电机驱动模块及伸缩驱动模块的信号传输端口分别与中央控制器的信号传输端口相接。伸缩驱动模块用以驱动伸缩机构中的驱动电机。转子电机驱动模块用以驱动转子驱动组件中的转子电机。桶盖电机驱动模块用以驱动桶盖电机。信号发射模块可实现系统与外部设备的数据交换。

在实际设计时，本发明所述转子12采用金属棒状结构；所述转子驱动组件包括转子电机17及强磁板18；所述转子电机17的动力输出端与强磁板18垂直相接。

参见图4及图5所示，本发明所述伸缩机构3包括顶杆24、顶管19和套筒20；所述顶管19与顶杆24滑动套接；所述顶管19置于套筒20内，且彼此螺纹相接；所述顶管19底部设有驱动电机21；所述驱动电机21的输出轴与顶管19的底部固定相接；所述套筒20内壁纵向设有滑槽22；所述驱动电机21外壳对应滑槽22部位设有滑齿23；所述驱动电机21通过滑齿23可沿滑槽22纵向滑动；所述顶杆24的端部与桶盖101上的伸缩机构连接件25固定相接；所述套筒20与桶体7固定相接。在实际设计时，本实用新型也可采用其它结构形式的伸缩机构。

本发明所述转子驱动组件为转子电机17；所述转子电机17的动力输出端与转子12垂直固定相接；所述转子电机17与转子12之间设有水密封单元。本发明在所述桶体7的外壁固定设有封闭保护管26。本发明所述垃圾暂存器9采用网状结构。

本发明自上而下主要由桶盖组件及桶体组件构成。桶盖组件主要包括桶盖、桶盖电机、刮片及限位开关。桶体组件包括桶体、限位触头、垃圾暂存器、浮力板、转子支撑架、转子、转子驱动组件及控制单元；桶盖组件主要包括桶盖、桶盖电机、刮片及限位开关。其中，控制单元全部处于桶体底部的封闭层。桶盖电机在桶盖顶部；外置密封保护管与伸缩机构一起位于桶体外侧。垃圾暂存器在桶体外侧，桶体外侧所有线路由外置密封保护管保护；垃圾暂存器可以用垃圾袋替换，接触口留有固定环。垃圾暂存器采用网状结构可以滤掉垃圾携带的水分。

本发明转子电机配有三个电机转子电机位于桶体底部，通过旋转的强磁铁带动转子转动在水体中形成漩涡，桶盖电机位于桶盖顶部，带动刮片工作。驱动电机位于顶管底部，驱动伸缩机构上下运动。

本发明可配有两个电源，电池组给上述三个电机供电。另一个电源可为控制单元供电。本发明可以是单独或多个单元组合使用，也可以与人、船形成系统使用。本发明伸缩机构与桶盖是杆式连接，也可以改为其他方式连接方式。本发明桶盖闭合时，限位开关与限位触头接触，开起时，限位开关与限位触头不再接触。

在实际操作时，本发明工作过程如下：

将本发明产品置于存在漂浮物的水中(以浮板浸入水中小段距离为基准)；2、遥控开启本发明产品；3、电池供电，转子电机启动，磁铁旋转，感应转子转动产生漩涡；4、周围一定范围内水面漂浮杂质被吸拢并下降至桶体内部；5、一段时间后，由定时模块控制的伸缩机构启动，伸缩机构工作使桶盖下降关闭,关闭后，桶盖电机启动，转子电机关闭；6、转子电机关闭导致垃圾上浮；7、桶盖电机使刮片转动进行垃圾刮送；8、垃圾被刮入入料口进入垃圾暂存器中；9、定时模块使伸缩机构升起，桶盖开起，关闭桶盖电机，开启转子电机，产品循环运行。

本发明产品由电池组及外接电源供电，产品处于默认状态。遥控器发出开始指令，信号接收模块接收信号并将其传递送至中央控制器，中央控制器向定时模块发出控制指令，定时模块处于工作状态，并同步计时。总开关和限位开关控制的转子电机开始工作。待定时模块到达设定时刻1，中央控制器对伸缩机构中的驱动电机发出收缩指令并通过桶盖电机驱动模块启动桶盖电机，伸缩杆收缩。当桶盖上的限位开关下降至与限位触头相接触时，该开关切断转子电机电路，通过桶盖电机驱动模块启动桶盖电机，桶盖电机带动刮片转动。此时装置处于垃圾收集状态，旋转的刮片与入料口接触，垃圾从入料口被刮入垃圾暂存器中。待定时模块计时到时刻2时，中央控制器发出控制信号使伸缩机构伸长，桶盖限位开关逐渐上升，不再与限位触头接触，通过转子电机驱动模块启动转子电机，转子电机带动转子工作产生漩涡，吸引垃圾,桶盖电机电路断开，停止工作。伸缩机构升到最高限度时为时刻3，定时模块重置计时，将再次到达时刻1时刻2与时刻3，并由中央控制器发出相同的控制指令，往复循环。当遥控器发出结束指令时，信号接收模块接收信号并传递至中央控制器，中央控制器使定时模块运行至时刻3（产品默认状态）再关闭其余电路总电源，装置停止工作。

1、系统的默认状态:伸缩机构升至最高时的状态（时刻3）。即是系统开启时的初态与结束时的终态。

2、限位开关接触限位触头：它同时是桶盖电机、转子电机的副开关。默认状态下，它对转子电机的电路是闭合的、对桶盖电机的电路是断开的。

3、时刻3：产品工作状态下，时刻3使定时模块重置；产品接受“结束”命令时，产品在运作达到时刻3时关闭。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语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，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装置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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语 “设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.漩涡式水上垃圾吸收装置，其特征在于，包括桶盖组件（1）及桶体组件（2）；在所述桶盖组件（1）与桶体组件（2）之间固定设有伸缩机构（3）；

所述桶盖组件（1）包括桶盖（101）、桶盖电机（4）、刮片（5）及限位开关（6）；所述桶盖电机（4）置于桶盖（101）顶部中心区域；所述刮片（5）纵向置于桶盖（101）内；所述桶盖电机（4）的动力输出端与刮片（5）的动力输入端固定相接；所述限位开关（6）纵向垂直设于桶盖组件（1）的侧面；

所述桶体组件（2）包括桶体（7）、限位触头（8）、垃圾暂存器（9）、浮力板（10）、转子支撑架（11）、转子（12）、转子驱动组件及控制单元；所述浮力板（10）与桶体（7）上端口水平相接；所述限位触头（8）固定设于桶体（7）的侧壁，且与限位开关（6）工作端相对应；所述转子支撑架（11）水平固定设于桶体（7）的下部；所述转子（12）水平置于转子支撑架（11）内；所述转子驱动组件置于转子支撑架（11）的下部，且带动转子（12）旋转；所述垃圾暂存器（9）固定设于桶体（7）的侧壁，其入料口与刮片（5）工作面相对应；

所述控制单元包括中央控制器、信号接收模块（13）、信号发射模块（14）、定时模块（15）、桶盖电机驱动模块、转子电机驱动模块及伸缩驱动模块；所述信号接收模块（13）、信号发射模块（14）、定时模块（15）、桶盖电机驱动模块、转子电机驱动模块及伸缩驱动模块的信号传输端口分别与中央控制器的信号传输端口相接；伸缩驱动模块用以驱动伸缩机构（3）中的驱动电机（21）；转子电机驱动模块用以驱动转子驱动组件中的转子电机（17）；桶盖电机驱动模块用以驱动桶盖电机（4）。

2.根据权利要求1所述的漩涡式水上垃圾吸收装置，其特征在于：所述转子（12）采用金属棒状结构；所述转子驱动组件包括转子电机（17）及强磁板（18）；所述转子电机（17）的动力输出端与强磁板（18）垂直相接。

3.根据权利要求2所述的漩涡式水上垃圾吸收装置，其特征在于：所述伸缩机构（3）包括顶杆（24）、顶管（19）和套筒（20）；所述顶管（19）与顶杆（24）滑动套接；所述顶管（19）置于套筒（20）内，且彼此螺纹相接；所述顶管（19）底部设有驱动电机（21）；所述驱动电机（21）的输出轴与顶管（19）的底部固定相接；所述套筒（20）内壁纵向设有滑槽（22）；所述驱动电机（21）外壳对应滑槽（22）部位设有滑齿（23）；所述驱动电机（21）通过滑齿（23）可沿滑槽（22）纵向滑动；所述顶杆（24）的端部与桶盖（101）上的伸缩机构连接件（25）固定相接；所述套筒（20）与桶体（7）固定相接。

4.根据权利要求3所述的漩涡式水上垃圾吸收装置，其特征在于：所述转子驱动组件为转子电机（17）；所述转子电机（17）的动力输出端与转子（12）垂直固定相接；所述转子电机（17）与转子（12）之间设有水密封单元。

5.根据权利要求4所述的漩涡式水上垃圾吸收装置，其特征在于：在所述桶体（7）的外壁固定设有封闭保护管（26）。

6.根据权利要求5所述的漩涡式水上垃圾吸收装置，其特征在于：所述垃圾暂存器（9）采用网状结构。

7.根据权利要求6所述的漩涡式水上垃圾吸收装置，其特征在于：所述刮片（5）为1个或多个刮片的组合；所述刮片（5）包括三段，各段之间弹性连接。