CN110171544A - 小型平衡水面漂浮物自动收集船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水面垃圾处理技术领域，具体涉及小型平衡水面漂浮物自动收集船，包括链式传送装置、垃圾收集箱、船体、垃圾箱体、网罩、吸水泵和调平装置，链式传送装置倾斜着固定在船体上，垃圾收集箱固定在船体尾部，垃圾箱体安装在船体上并处于链式传送装置的下方，垃圾箱体朝向船体尾部的一侧开设有水泵接口，吸水泵连接在水泵接口处，网罩罩在垃圾箱体内，调平装置包括蓄水罐和悬浮托起件，所述蓄水罐为四个分布在船体下底部，悬浮托起件安装在船体的左右两外边沿侧，通过调平装置使得船能够在水面上保持平衡的情况下漂浮移动，避免翻倒在水中而造成无法清理垃圾的情况出现，减少劳动力，实现水面垃圾自动化收集技术，达到垃圾高效率收集的目的。

Description

小型平衡水面漂浮物自动收集船

技术领域

本发明涉及水面垃圾处理技术领域，具体涉及小型平衡水面漂浮物自动收集船。

背景技术

随着人们对水域污染问题重视程度的加深，水域环境的治理成为一个重要的课题，目前各类公园景点多设置有大小湖泊，但无论是人为或吹落总会有杂物落入湖泊，其不仅影响美观，而且长期未处理会污染环境。目前通常采用人工打捞的形式处理水上垃圾，其不仅需要配备相应大型船只，而且人员在水上作业时存在安全隐患，尤其对于某些水情复杂的湖泊，工作人员难以确保全面而安全的清理水上杂物。

一种申请号为20171145501.4的水上垃圾清理无人船，包括船体及动力装置、垃圾打捞装置、自主导航系统、人机交互系统，垃圾打捞装置包括三叶扇轮、勺斗型链式传送装置、自动喷气装置和垃圾收集箱，其中三叶扇轮用于拍动垃圾至打捞装置的宽度范围内，所述勺斗型链式传送装置用于传输垃圾，所述自动喷气装置用于自动喷气，吹动吸附在网孔板上的垃圾，斜方型垃圾收集箱用于装载垃圾；自主导航系统，依靠各种传感器来获取周围环境的信息，用于规划安全路径；人机交互系统，用于远程视频监控、上位机与垃圾清理无人船的数据交互。所述勺斗型链式传送装置包括外侧对称固定不锈钢钢架、带孔勺斗型不锈钢网板、耙钉、2分04C单排带耳链条、直流减速电机及支架、直线光轴、2分20齿主动链轮、2分20齿从动链轮、立式轴承、菱形轴承、带螺丝孔的从动链轮。

虽然上述水上垃圾清理无人船具有自动漂浮在水面清理垃圾的功能，但是因为缺乏保持平衡的装置,在水中因为波浪过大或者是垃圾装多后极容易失去平衡,导致歪斜在水中,致使勺斗型链式传送装置无法与水面更好的接触而使得垃圾无法被收集起来,这样不仅导致不能继续收卷垃圾,还可能导致已经收集起来的垃圾重新倒入水中,既做无用功，垃圾收集效率也不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型平衡水面漂浮物自动收集船，通过调平装置使得该装置能够在水面上保持平衡的情况下漂浮移动，避免翻倒在水中而造成无法清理垃圾的情况出现，并且在垃圾满后能够报警，以便于环卫工能及时捞起取出垃圾。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

小型平衡水面漂浮物自动收集船，包括链式传送装置、垃圾收集箱和船体，所述链式传送装置倾斜着固定在船体上用于传送垃圾，所述垃圾收集箱固定在船体尾部且置于链式传送装置的后端部正下方，其特征在于：还包括垃圾箱体、网罩、吸水泵和调平装置，所述垃圾箱体安装在船体上并处于链式传送装置的下方，所述垃圾箱体朝向船体尾部的一侧开设有水泵接口，吸水泵连接在水泵接口处并连通于垃圾箱体，所述网罩罩在垃圾箱体内。所述调平装置包括蓄水罐和悬浮托起件，所述蓄水罐至少为四个，均匀的分布在船体下底部，所述悬浮托起件安装在船体的左右两外边沿侧。

采用此设计的小型平衡水面漂浮物自动收集船，与现有技术相比的有益效果是：

由于设计了调平装置，使得垃圾桶体能够在水面上水平的放置，防止倾斜或者倒伏，能够稳定的漂浮在水面上吸垃圾，由于整个装置是利用水的浮力漂浮在水面上的，不需要固定在水中不动，就能随着波浪在水中移动收集垃圾，相对于现有的水上垃圾收集船始终能够在水中保持平衡，即使面对风浪和垃圾的沉重力，悬浮托起件也能根据吃水深度而托起船体，配合调平装置的使用，有效保证收集船体平稳的在漂浮在水面自动收集垃圾，避免翻倒在水中而造成无法清理垃圾的情况出现。

进一步限定，所述船体包括左横架、右横架、左船板和右船板，所述链式传送装置、垃圾收集箱至于左横架和右横架之间，所述垃圾箱体的两端固定在左横架和右横架上，并处于链式传送装置的下方位，所述蓄水罐固定在左船板和右船板的下底部。通过注射器往不同蓄水罐内注射相同的水量来调平船体漂浮在水面上的平衡度，由于该收集船本体的材料或者自重的原因，每个蓄水罐内注水量有稍微的区别，为尽量保持一致，收集船整体是呈对称设计的，至少要保证四个蓄水罐分别处于船体的四个角落边沿位置，这样对于调平工作更快捷。

进一步限定，所述链式传送装置包括外侧对称固定不锈钢钢架、不锈钢网板、链条、支架、光轴、主动链轮、从动链轮和直流减速电机，所述不锈钢钢架通过两侧的支架倾斜着固定在左横架和右横架上，在两个不锈钢钢架的之间的两端头连接有光轴，所述主动链轮和从动链轮以刚性连接的方式套在光轴上，所述不锈钢网板安装在主动链轮和从动链轮之间，所述不锈钢网板上垂直固定有若干垃圾勾板，所述直流减速电机的输出轴连接在高处一侧的光轴上，光轴通过轴承与不锈钢钢架柔性连接。

进一步限定，所述不锈钢钢架相对于左横架、右横架的倾斜安装角度为30~45°。最低处的垃圾勾板带起水中的垃圾，传输到最高处后随着不锈钢网板的循环垃圾掉落在后方的垃圾收集箱内，倾斜角度使得垃圾勾板能更好的勾起垃圾并传输垃圾。

进一步限定，所述不锈钢网板的下端低于垃圾箱体的上边沿，并且，垃圾勾板的上边沿紧邻于垃圾箱体前侧面，两者之间的间隙小于3cm。依靠吸水泵的吸力，在水面和垃圾箱体之间形成液位差，在吸力的带动下，收集船周围的垃圾和水被吸进垃圾箱体内，当垃圾经过垃圾箱体的前边沿处时，经过的垃圾勾板将垃圾传送至后方的垃圾收集箱内，即使漏掉的小体积垃圾也能被网罩拦截在垃圾箱体内，这样垃圾收集箱和垃圾收集箱体双重合作，

进一步限定，所述悬浮托起件为塑料泡沫。塑料泡沫浸水后重量增重，也增加收集船本身的重量，降低重心，结合调平装置使得收集船依靠吃水深度平稳的漂浮行进在水中。

进一步限定，还包括控制箱体和支撑控制箱体的支撑座，所述支撑座呈U形，U形支撑座的开口端固定在左横架和右横架上，支撑座架设在链式传送装置上方，所述控制箱体固定在支撑座上，控制箱体内放置有控制电路板、移动电源和电源开关，吸水泵与移动电源电连。控制箱体设计在最高位置处，既时节省连接电路的长度，更是为了防水，控制箱体的盖子上加密封圈做防水处理，避免水溢进去导致电路短路或者控制电路板损坏。

进一步限定，在左船板和右船板的尾部还固定有螺旋桨马达，螺旋桨马达与移动电源电连。螺旋桨马达开启后可以让该收集船如同船只一样可以在水面上快速漂浮移动，当在静水水面上收集垃圾时，可以快速的大面积移动来清理垃圾。

进一步限定，所述垃圾箱体和垃圾收集箱内均设有防水型超声波厚度传感器，所述超声波厚度传感器与控制电路板电连，控制电路板上设有超声波厚度传感器的信号接收端、信号发射端、与信号发射端连接的报警器。超声波厚度传感器通过测量垃圾堆积的厚度来检测是否满溢，从而报警通知工作人员打捞船体，清理收集船中的垃圾。

通过超声波厚度传感器和报警器的作用能够自动报警垃圾箱体和垃圾收集箱内的垃圾以达到容积值，通知工作人员快速来清理对应收集船上的垃圾，避免垃圾满后收集船做无用功而浪费电能。超声振动是以气体、液体或固体为介质的机械振动，其振动频率超出音频范围,即高于2万赫。超声振动由变送器产生，变送器将振荡器输出的电信号转换为相应的超声振动。其变送器置于靠近垃圾箱体和垃圾收集箱上边沿的内壁上，使超声波可穿过垃圾而至另一平面。超声波到达另一平面后再反射回到变送器。在相同条件下，超声波在垃圾内的往返时间取决于垃圾的厚度。若往返时间恰好等于超声振动的周期，就会产生共振。在共振时，变送器加给振荡器的负荷会突然改变，随之使振荡器电流相应改变。通过指示器记下电流改变时的振荡频率，就可确定超声波往返一次所需的时间，从而测出垃圾的厚度，当达到一定的厚度后，报警器接收信号报警。

进一步限定，在左横架、右横架的前端还固定有往船体外侧扩展开的聚流板，将次吸水泵产生的水流面由宽变窄，增大水流流速，让水面上的垃圾快速流进垃圾箱体内和垃圾勾板上。

附图说明

图1为小型平衡水面漂浮物自动收集船的正轴侧立体结构示意图；

图2为小型平衡水面漂浮物自动收集船的斜轴侧立体结构示意图；

图3为小型平衡水面漂浮物自动收集船的俯视结构示意图；

图4为船体、链式传送装置、垃圾箱体和垃圾收集箱连接的立体结构示意图；

图5为链式传送装置的爆炸立体结构示意图；

图6为船体、垃圾箱体和调平装置的立体结构示意图；

图7为小型平衡水面漂浮物自动收集船的控制电路图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明，以下的左、右、上、下方位是站在收集船的前方面向收集船观察而参照定位的，前、后位是船体的船头和船尾方位，上、下方位是以水面为水平面的上下位。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示的小型平衡水面漂浮物自动收集船，包括链式传送装置1、垃圾收集箱2、船体3、垃圾箱体4、网罩5、吸水泵6和调平装置7，所述船体3包括左横架30、右横架31、左船板32和右船板33，所述链式传送装置1倾斜着固定在左横架30和右横架31之间，垃圾收集箱2也置于左横架30和右横架31之间并处于链式传送装置1的后侧位，所述垃圾箱体4的两端固定在左横架30和右横架31上，并处于链式传送装置1的正下方位，所述垃圾箱体4朝向船体3尾部的一侧开设有水泵接口，吸水泵6连接在水泵接口处并连通于垃圾箱体4，所述网罩5罩在垃圾箱体4内，吸水泵6的出水端将从垃圾箱体4内吸进来的水排至水中。

所述调平装置7包括蓄水罐71和悬浮托起件72，所述蓄水罐71为四个，均匀的固定在左船板32和右船板33下底部的两端头，基本上四个蓄水罐71处于船体3的四个角落边沿处，维持整个船体3的平衡性，所述悬浮托起件72为塑料泡沫，它安装在左船板32和右船板33的两外边沿侧，当收集船放在水中后塑料泡沫浸水，船变重，吃水深度加深，降低船的重心，避免风将船吹倒。在左横架30、右横架31的前端还固定有往船体3外侧扩展开的聚流板8。在左船板32和右船板33的尾部还固定有螺旋桨马达9。

在船体3上还设置有控制箱体10和支撑控制箱体10的支撑座11，所述支撑座44呈U形，U形支撑座11的开口端固定在左横架30和右横架31上，支撑座44架设在链式传送装置1上方，所述控制箱体10固定在支撑座11上，控制箱体20内放置有控制电路板、移动电源和电源开关，吸水泵6与移动电源电连，，螺旋桨马达9与移动电源电连。

所述链式传送装置1包括外侧对称固定不锈钢钢架12、不锈钢网板13、链条、支架14、光轴15、主动链轮、从动链轮和直流减速电机16（此结构可参照专利号为201711455701.1的一种水上垃圾清理无人船的专利，在其图2中展示了链条、光轴15、主动链轮、从动链轮连接的结构图，在说明书附图5中简易的表达了该结构，其中链条、主动链轮、从动链轮未示出），所述不锈钢钢架12通过两侧的支架14倾斜着固定在左横架30和右横架31上，在两个不锈钢钢架12的之间的两端头连接有光轴15，所述主动链轮和从动链轮以刚性连接的方式套在光轴15上，所述不锈钢网板13安装在主动链轮和从动链轮之间，所述不锈钢网板13上垂直固定有若干垃圾勾板17，所述直流减速电机16的输出轴连接在高处一侧的光轴15上，光轴15通过轴承与不锈钢钢架12柔性连接，光轴15要随着直流减速电机16输出轴的转动而转动，进而刚性连接着的主动链轮和从动链轮带动不锈钢网板13转动，不锈钢网板13在不断的转动过程中使得垃圾勾板17勾起水中的垃圾。

所述不锈钢钢架13相对于左横架30、右横架31的倾斜安装角度为30~45°。当直流减速电机16带动光轴15转动时，主动链轮转动，继而通过链条带动从动链轮转动，安装在主动链轮和从动链轮上的不锈钢网板13如同传送带一样循环传输起来，固定在上面的垃圾勾板17也随之而转动，继而低处位的垃圾勾起，一直沿着不锈钢钢架12往上带动，直至运输至不锈钢钢架12的上端头，垃圾勾板17循环往下运动就将垃圾倒在垃圾收集箱2内。

所述不锈钢网板13的下端低于垃圾箱体4的上边沿，垃圾勾板17也低于垃圾箱体4的上边沿，并且，垃圾勾板17的上边沿紧邻于垃圾箱体4前侧面，两者之间的间隙小于3cm。既要保证垃圾勾板17在链条的带动下能顺利的旋转，也要保证垃圾勾板17能勾住往垃圾箱体4内流经的垃圾。

所述垃圾箱体4和垃圾收集箱2内均设有防水型超声波厚度传感器，所述超声波厚度传感器与控制电路板电连，控制电路板上设有超声波厚度传感器的信号接收端、信号发射端、与信号发射端连接的报警器。采用DJIN982超声波厚度传感器，安装时具体是超声波厚度传感器的振动频率端本体安装在垃圾收集箱2和垃圾箱体4的内底部上，变送器接受频率安装在接近垃圾收集箱2和垃圾箱体4上边沿的位置处，这样通过频率来检测垃圾堆积的厚度，达到自动检测垃圾是否满溢的目的。报警器报警时是其中任一个超声波厚度传感器检测到垃圾满溢后即报警，或者是两者检测都垃圾满溢后报警均可。

该收集船的控制电路板上还设有远程控制模块，通过远程遥控器控制吸水泵6的开关、直流减速电机16的开关，以及控制螺旋桨马达9的转速，通过螺旋桨马达9的转速来调节收集船前进的速度。整个控制电路如7所示。

小型平衡水面漂浮物自动收集船在使用时，先将整个船放在水中，然后利用注射器往蓄水罐71内灌装相同的水量，眼观调平收集船，使得该收集船漂浮在水面上3分钟以上不倒伏、不歪斜为止，启动直流减速电机16，使得链式传送装置1如同传输带一样工作起来，并打开螺旋桨马达9开关和吸水泵6开关，让收集船自动的行进在水面收集垃圾，如果在波浪较大的时候也可不打开螺旋桨马达9，让收集船自由的漂浮在水面收集垃圾。吸水泵6的作用是让垃圾箱体4和水面形成液位差，在吸水泵6的吸力作用下，将收集船周围的垃圾往内吸附，垃圾首先是让垃圾勾板17收集在垃圾收集箱2内，遗漏的或者体积较小的漂浮垃圾进入垃圾箱体4内的网罩5内兜着，网罩5的孔目数小于或等于渔网的孔目数，尽量让水面所有的漂浮物都能被收集船收集。

以上对本发明提供的小型平衡水面漂浮物自动收集船进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，比如移动电源可采用太阳能供电，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.小型平衡水面漂浮物自动收集船，包括链式传送装置、垃圾收集箱和船体，所述链式传送装置倾斜着固定在船体上用于传送垃圾，所述垃圾收集箱固定在船体尾部且置于链式传送装置的后端部正下方，其特征在于：

还包括垃圾箱体、网罩、吸水泵和调平装置，所述垃圾箱体安装在船体上并处于链式传送装置的下方，所述垃圾箱体朝向船体尾部的一侧开设有水泵接口，吸水泵连接在水泵接口处并连通于垃圾箱体，所述网罩罩在垃圾箱体内，

所述调平装置包括蓄水罐和悬浮托起件，所述蓄水罐至少为四个，均匀的分布在船体下底部，所述悬浮托起件安装在船体的左右两外边沿侧。

2.根据权利要求1所述的小型平衡水面漂浮物自动收集船，其特征在于：所述船体包括左横架、右横架、左船板和右船板，所述链式传送装置、垃圾收集箱至于左横架和右横架之间，所述垃圾箱体的两端固定在左横架和右横架上，并处于链式传送装置的下方位，所述蓄水罐固定在左船板和右船板的下底部。

3.根据权利要求2所述的小型平衡水面漂浮物自动收集船，其特征在于：所述链式传送装置包括外侧对称固定不锈钢钢架、不锈钢网板、链条、支架、光轴、主动链轮、从动链轮和直流减速电机，所述不锈钢钢架通过两侧的支架倾斜着固定在左横架和右横架上，在两个不锈钢钢架的之间的两端头连接有光轴，所述主动链轮和从动链轮以刚性连接的方式套在光轴上，所述不锈钢网板安装在主动链轮和从动链轮之间，所述不锈钢网板上垂直固定有若干垃圾勾板，所述直流减速电机的输出轴连接在高处一侧的光轴上，光轴通过轴承与不锈钢钢架柔性连接。

4.根据权利要求3所述的小型平衡水面漂浮物自动收集船，其特征在于：所述不锈钢钢架相对于左横架、右横架的倾斜安装角度为30~45°。

5.根据权利要求4所述的小型平衡水面漂浮物自动收集船，其特征在于：所述不锈钢网板的下端低于垃圾箱体的上边沿，并且，垃圾勾板的上边沿紧邻于垃圾箱体前侧面，两者之间的间隙小于3cm。

6.根据权利要求1所述的小型平衡水面漂浮物自动收集船，其特征在于：所述悬浮托起件为塑料泡沫。

7.根据权利要求2所述的小型平衡水面漂浮物自动收集船，其特征在于：还包括控制箱体和支撑控制箱体的支撑座，所述支撑座呈U形，U形支撑座的开口端固定在左横架和右横架上，支撑座架设在链式传送装置上方，所述控制箱体固定在支撑座上，控制箱体内放置有控制电路板、移动电源和电源开关，吸水泵与移动电源电连。

8.根据权利要求7所述的小型平衡水面漂浮物自动收集船，其特征在于：在左船板和右船板的尾部还固定有螺旋桨马达，螺旋桨马达与移动电源电连。

9.根据权利要求2所述的小型平衡水面漂浮物自动收集船，其特征在于：在左横架、右横架的前端还固定有往船体外侧扩展开的聚流板。