CN110397012A - 一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船 - Google Patents

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张华�
冯鹏程
单海校
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Zhejiang Ocean University ZJOU
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Abstract

本发明提供了一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船，包括船体，设置在船体顶部用于太阳能蓄电的太阳能电池板，设置在船体内部用于收集海洋表面漂浮垃圾的收集装置，设置在船体内部用于处理垃圾的处理装置，船体内设有蓄电池，在四个方位的推动器可将无人船推动到任意位置，对海洋表面漂浮垃圾进行清理，太阳能电池板为无人船运行补充电能，无需对无人船定期充电，船体内收集装置将漂浮垃圾收集到船体内经处理装置压缩，压缩垃圾的体积，提高船体内储存垃圾的容量。

Description

一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船
技术领域
本发明涉及无人船技术领域，具体涉及一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船。
背景技术
海洋垃圾是指海洋和海岸环境中具持久性的、人造的或经加工的固体废弃物，其影响海洋景观，威胁航行安全，并对海洋生态系统的健康产生影响，进而对海洋经济产生负面效应。海洋垃圾主要包括海面漂浮垃圾，其主要包括塑料袋、漂浮木块、浮标和塑料瓶等，现在对海洋漂浮垃圾的处理大都都是通过人工打捞进行清理，人工打捞效率低而且容易发生危险。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船。
本发明解决上述问题的技术方案为：一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船，包括船体，设置在船体顶部用于太阳能蓄电的太阳能电池板，设置在船体内部用于收集海洋表面漂浮垃圾的收集装置，设置在船体内部用于处理垃圾的处理装置，船体内设有蓄电池，所述太阳能电池板与蓄电池电连接；
所述船体为四边对称的四边形结构，船体的四边分别向内凹陷形成凹弧，船体顶部四角均设有高清摄像头，船体四边的中心处各设有一推进器，船体四边向内凹陷的凹弧形成收集区，船体收集区的侧壁上设有收集口，船体内部设有隔板，隔板将船体内部分隔为收集区和处理区；
所述收集装置设置在收集区内，收集装置包括四组分别设置在船体四边的收集机构，每组收集机构包括用于进行打捞的打捞装置，用于进行传送的传送装置以及用于驱动打捞装置和传送装置的驱动电机；
所述传送装置包括从收集口向上倾斜设置传送带、用于安装传送链板的安装架，所述安装架包括从收集口向上倾斜设置的第一斜板以及设置在第一斜板两侧的侧板，所述传送带两端分别设有转动连接在侧板之间的第一转轴和第二转轴，所述第一转轴连接第一皮带轮，所述驱动电机的输出轴连接第二皮带轮，所述第一皮带轮和第二皮带轮之间通过第一皮带相连；
所述打捞装置包括第一传动轴、左转轴、右转轴，所述左转轴和右转轴上等距设有若干打捞板，所述左转轴上端可转动的连接在第一轴承上，下端可转动的连接在第二轴承上，所述右转轴上端可转动的连接在第三轴承上，下端可转动的连接在第四轴承上，所述第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承分别通过连接杆连接在船体外壁上，所述左转轴上端穿过第一轴承设置在左传动箱内并连接第一齿轮，所述右转轴上端穿过第三轴承设置在右传动箱内并连接第二齿轮，所述第一传动轴一端设置在左传动箱内并连接与第一齿轮相齿合的第三齿轮，所述第一传动轴另一端设置在右传动箱内并连接与第二齿轮相齿合的第四齿轮，所述第一传动轴上设有第三皮带轮，所述侧板上设有转接轴，所述转接轴两端分别设有第四皮带轮和第五皮带轮，所述驱动电机的输出轴连接第六皮带轮，所述第六皮带轮与第五皮带轮之间通过第二皮带相连，所述第四皮带轮与第三皮带通过第三皮带相连；
四组传输装置的中心设有下料管，所述下料管顶部设有下料斗，所述下料管底部与隔板相连，隔板上设有下料口；
所述处理装置包括设置在下料口下方的第一压缩框，设置在隔板上用于对垃圾进行压缩处理的挤压装置，设置在处理区内壁上用于推翻垃圾的推翻装置，所述处理区的内壁上设有用于堆放垃圾的堆放板，堆放板上等距均匀的设有若干漏水孔，堆放板底部为集水区，所述第一压缩框通过第一支撑杆设置在堆放板上，所述第一压缩框包括框体以及活动设置在框体内的活动板，所述活动板两端设有升降杆，所述框体两侧内壁上设有与升降杆相配合的升降凹槽，第一压缩框的外壁上设有第三电动推杆，所述第三电动推杆的伸缩端与一个升降杆顶部相连；
所述挤压装置包括固定设置在隔板底部的第一电动推杆，连接在第一电动推杆自由伸缩端并滑动设置在隔板底部的第一调节板，通过调节装置与第一调节板相连的第一挤压板，所述调节装置包括固定设置在第一调节板上的第二电动推杆以及若干调节单元，每组调节单元包括第一连杆和第二连杆，第一连杆与第二连杆的中部通过转动副转动连接，两组相邻的调节单元之间第一连杆与第二连杆分别通过转动副转动连接，设置在最上方的调节装置的第一连杆转动连接在第一安装座上，第一安装座固定设置在第一调节板上，第二连杆转动连接在第二安装座上，第二安装座连接在第二电动推杆的自由伸缩端并滑动设置在第一调节板上，设置在最下方的调节装置的第二连杆转动连接在第三安装座上，第三安装座固定设置在第一挤压板上，第一连杆转动连接在第四安装座上，第四安装座滑动设置在第一挤压板上；
所述推翻装置设有两组，两组推翻装置分别设置在第一压缩框两侧，每组推杆装置包括固定设置在船体内壁上的第四电动推杆和连接在第四电动推杆自由伸缩端的推板；
所述堆放板上还设有排水泵，所述排水泵的抽水管延伸设置在集水区底部，排水泵的出水管设置在船体外。
本发明具有有益效果：
本发明提供了一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船，在四个方位的推动器可将无人船推动到任意位置，对海洋表面漂浮垃圾进行清理，太阳能电池板为无人船运行补充电能，无需对无人船定期充电，船体内收集装置将漂浮垃圾收集到船体内经处理装置压缩，压缩垃圾的体积，提高船体内储存垃圾的容量。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2为收集装置结构示意图；
图3为船体内部的结构示意图；
图4为打捞装置的结构示意图；
图5为处理装置的结构示意图；
图6为推翻装置的结构示意图；
图中：100-船体，200-太阳能电池板，300-高清摄像头，400-推进器，500-隔板，600-收集区，700-处理区，800-收集机构，900-打捞装置，1000-下料管，1100-下料斗，1200-处理装置，1300-排水泵，
801-驱动电机，803-传送带，804-第一斜板，805-侧板，806-第一转轴，807-第二转轴，808-第一皮带，
901-第一传动轴，902-左转轴，903-右转轴，904-打捞板，905-第一轴承，906-第二轴承，907-第三轴承，908-第四轴承，909-第一齿轮，910-第二齿轮，911-左传动箱，912-右传动箱，913-第三齿轮，914-第四齿轮，915-第二皮带，916-第三皮带，
1201-第一压缩框，1202-堆放板，1203-集水区，1204-第一支撑杆，1205-框体，1206-活动板，1207-升降杆，1208-第三电动推杆，1209-第一电动推杆，1210-第一调节板，1211-第一挤压板，1212-第一连杆，1213-第二连杆，1214-第一安装座，1215-第二安装座，1216-第三安装座，1217-第四安装座，1218-第四电动推杆，1219-推板，1220-第二电动推杆。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船，包括船体100，述船体100为四边对称的四边形结构，船体100的四边分别向内凹陷形成凹弧，船体100顶部四角均设有高清摄像头300，船体100四边的中心处各设有一推进器400，船体100四边向内凹陷的凹弧形成收集区600，船体100收集区600的侧壁上设有收集口，船体100顶部设有用于太阳能蓄电的太阳能电池板200，船体100内设有蓄电池，所述太阳能电池板200与蓄电池电连接，在四个方位的推动器可将无人船推动到任意位置，对海洋表面漂浮垃圾进行清理，太阳能电池板200为无人船运行补充电能，无需对无人船定期充电；
如图2-4所示，船体100内部设有隔板500，隔板500将船体100内部分隔为收集区600和处理区700，收集区600内设有用于收集海洋表面漂浮垃圾的收集装置，收集装置包括四组分别设置在船体100四边的收集机构800，每组收集机构800包括用于进行打捞的打捞装置900，用于进行传送的传送装置以及用于驱动打捞装置900和传送装置的驱动电机801，四组传输装置的中心设有下料管1000，所述下料管1000顶部设有下料斗1100，所述下料管1000底部与隔板500相连，隔板500上设有下料口；
所述传送装置包括从收集口向上倾斜设置传送带803、用于安装传送链板的安装架，所述安装架包括从收集口向上倾斜设置的第一斜板804以及设置在第一斜板804两侧的侧板805，所述传送带803两端分别设有转动连接在侧板805之间的第一转轴806和第二转轴807，所述第一转轴806连接第一皮带808轮，所述驱动电机801的输出轴连接第二皮带915轮，所述第一皮带808轮和第二皮带915轮之间通过第一皮带808相连，所述打捞装置900包括第一传动轴901、左转轴902、右转轴903，所述左转轴902和右转轴903上等距设有若干打捞板904，所述左转轴902上端可转动的连接在第一轴承905上，下端可转动的连接在第二轴承906上，所述右转轴903上端可转动的连接在第三轴承907上，下端可转动的连接在第四轴承908上，所述第一轴承905、第二轴承906、第三轴承907、第四轴承908分别通过连接杆连接在船体100外壁上，所述左转轴902上端穿过第一轴承905设置在左传动箱911内并连接第一齿轮909，所述右转轴903上端穿过第三轴承907设置在右传动箱912内并连接第二齿轮910，所述第一传动轴901一端设置在左传动箱911内并连接与第一齿轮909相齿合的第三齿轮913，所述第一传动轴901另一端设置在右传动箱912内并连接与第二齿轮910相齿合的第四齿轮914，所述第一传动轴901上设有第三皮带916轮，所述侧板805上设有转接轴，所述转接轴两端分别设有第四皮带轮和第五皮带轮，所述驱动电机801的输出轴连接第六皮带轮，所述第六皮带轮与第五皮带轮之间通过第二皮带915相连，所述第四皮带轮与第三皮带916通过第三皮带916相连，驱动电机801同时带动传送装置和打捞装置900运行，打捞装置900将漂浮垃圾向收集口推送，推送至收集口处的垃圾经传送装置箱船体100内运输，运输过程中，漂浮垃圾中渗透的水沿倾斜设置的第一斜板804回流入海洋中，运送至顶部的垃圾从进料管进入处理装置1200，经过处理装置1200进一步处理再存储；
如图2、5、6所示，为提高船体100内部垃圾的容纳率，通过处理装置1200对垃圾进行处理，所述处理装置1200包括设置在下料口下方的第一压缩框1201，设置在隔板500上用于对垃圾进行压缩处理的挤压装置，设置在处理区700内壁上用于推翻垃圾的推翻装置，所述处理区700的内壁上设有用于堆放垃圾的堆放板1202，堆放板1202上等距均匀的设有若干漏水孔，堆放板1202底部为集水区1203，所述堆放板1202上还设有排水泵1300，所述排水泵1300的抽水管延伸设置在集水区1203底部，排水泵1300的出水管设置在船体100外，改处理装置1200是将垃圾进一步压缩，减小垃圾的体积，压缩过程中挤压出的水，从框体1205外壁上的出水口流出，流入集水区1203再由排水泵1300排出船体100外，处理区700的船壁上设有密封门；
所述第一压缩框1201通过第一支撑杆1204设置在堆放板1202上，所述第一压缩框1201包括框体1205以及活动设置在框体1205内的活动板1206，所述活动板1206两端设有升降杆1207，所述框体1205两侧内壁上设有与升降杆1207相配合的升降凹槽，第一压缩框1201的外壁上设有第三电动推杆1208，所述第三电动推杆1208的伸缩端与一个升降杆1207顶部相连；
所述挤压装置包括固定设置在隔板500底部的第一电动推杆1209，连接在第一电动推杆1209自由伸缩端并滑动设置在隔板500底部的第一调节板1210，通过调节装置与第一调节板1210相连的第一挤压板1211，所述调节装置包括固定设置在第一调节板1210上的第二电动推杆1220以及若干调节单元，每组调节单元包括第一连杆1212和第二连杆1213，第一连杆1212与第二连杆1213的中部通过转动副转动连接，两组相邻的调节单元之间第一连杆1212与第二连杆1213分别通过转动副转动连接，设置在最上方的调节装置的第一连杆1212转动连接在第一安装座1214上，第一安装座1214固定设置在第一调节板1210上，第二连杆1213转动连接在第二安装座1215上，第二安装座1215连接在第二电动推杆1220的自由伸缩端并滑动设置在第一调节板1210上，设置在最下方的调节装置的第二连杆1213转动连接在第三安装座1216上，第三安装座1216固定设置在第一挤压板1211上，第一连杆1212转动连接在第四安装座1217上，第四安装座1217滑动设置在第一挤压板1211上；
所述推翻装置设有两组，两组推翻装置分别设置在第一压缩框1201两侧，每组推杆装置包括固定设置在船体100内壁上的第四电动推杆1218和连接在第四电动推杆1218自由伸缩端的推板1219；
本装置中所有电器均接入蓄电池。
本发明的工作原理为：无人船在运行过程中，通过推进器400将无人船推行至漂浮垃圾处，驱动电机801同时带动打捞装置900和传输装置运行，打捞装置900将漂浮垃圾向收集口推送，推送至收集口处的垃圾经传送装置箱船体100内运输，运输过程中，漂浮垃圾中渗透的水沿倾斜设置的第一斜板804回流入海洋中，运送至顶部的垃圾从进料管进入处理装置1200，经过处理装置1200进一步处理再存储，处理装置1200在处理时，活动板1206处于框体1205底部，垃圾放置在活动板1206上，第一电动推杆1209将挤压装置推送至框体1205上方，调节装置将第一挤压板1211向下推，挤压垃圾进行压缩，压缩过程中挤压出的水，从框体1205外壁上的出水口流出，流入集水区1203再由排水泵1300排出船体100外，挤压完毕后，第一电动推杆1209将挤压装置拉回，第三电动推杆1208将活动板1206和被压缩过的垃圾拉出，通过启动两侧推翻装置中的一个，将垃圾推翻至堆放板1202上。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船，其特征在于，包括船体(100)，设置在船体(100)顶部用于太阳能蓄电的太阳能电池板(200)，设置在船体(100)内部用于收集海洋表面漂浮垃圾的收集装置，设置在船体(100)内部用于处理垃圾的处理装置(1200)，船体(100)内设有蓄电池，所述太阳能电池板(200)与蓄电池电连接；
所述船体(100)为四边对称的四边形结构，船体(100)的四边分别向内凹陷形成凹弧，船体(100)顶部四角均设有高清摄像头(300)，船体(100)四边的中心处各设有一推进器(400)，船体(100)四边向内凹陷的凹弧形成收集区(600)，船体(100)收集区(600)的侧壁上设有收集口，船体(100)内部设有隔板(500)，隔板(500)将船体(100)内部分隔为收集区(600)和处理区(700)；
所述收集装置设置在收集区(600)内，收集装置包括四组分别设置在船体(100)四边的收集机构(800)，每组收集机构(800)包括用于进行打捞的打捞装置(900)，用于进行传送的传送装置以及用于驱动打捞装置(900)和传送装置的驱动电机(801)；
四组传输装置的中心设有下料管(1000)，所述下料管(1000)顶部设有下料斗(1100)，所述下料管(1000)底部与隔板(500)相连，隔板(500)上设有下料口；
所述处理装置(1200)包括设置在下料口下方的第一压缩框(1201)，设置在隔板(500)上用于对垃圾进行压缩处理的挤压装置，设置在处理区(700)内壁上用于推翻垃圾的推翻装置，所述处理区(700)的内壁上设有用于堆放垃圾的堆放板(1202)，堆放板(1202)上等距均匀的设有若干漏水孔，堆放板(1202)底部为集水区(1203)，所述第一压缩框(1201)通过第一支撑杆(1204)设置在堆放板(1202)上，所述第一压缩框(1201)包括框体(1205)以及活动设置在框体(1205)内的活动板(1206)，所述活动板(1206)两端设有升降杆(1207)，所述框体(1205)两侧内壁上设有与升降杆(1207)相配合的升降凹槽，第一压缩框(1201)的外壁上设有第三电动推杆(1208)，所述第三电动推杆(1208)的伸缩端与一个升降杆(1207)顶部相连；
所述堆放板(1202)上还设有排水泵(1300)，所述排水泵(1300)的抽水管延伸设置在集水区(1203)底部，排水泵(1300)的出水管设置在船体(100)外。
2.如权利要求1所述的一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船，其特征在于，所述传送装置包括从收集口向上倾斜设置传送带(803)、用于安装传送链板的安装架，所述安装架包括从收集口向上倾斜设置的第一斜板(804)以及设置在第一斜板(804)两侧的侧板(805)，所述传送带(803)两端分别设有转动连接在侧板(805)之间的第一转轴(806)和第二转轴(807)，所述第一转轴(806)连接第一皮带(808)轮，所述驱动电机(801)的输出轴连接第二皮带(915)轮，所述第一皮带(808)轮和第二皮带(915)轮之间通过第一皮带(808)相连。
3.如权利要求1或2所述的一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船，其特征在于，所述打捞装置(900)包括第一传动轴(901)、左转轴(902)、右转轴(903)，所述左转轴(902)和右转轴(903)上等距设有若干打捞板(904)，所述左转轴(902)上端可转动的连接在第一轴承(905)上，下端可转动的连接在第二轴承(906)上，所述右转轴(903)上端可转动的连接在第三轴承(908)上，下端可转动的连接在第四轴承908上，所述第一轴承(905)、第二轴承(906)、第三轴承(908)、第四轴承908分别通过连接杆连接在船体(100)外壁上，所述左转轴(902)上端穿过第一轴承(905)设置在左传动箱(911)内并连接第一齿轮(909)，所述右转轴(903)上端穿过第三轴承(908)设置在右传动箱(912)内并连接第二齿轮(910)，所述第一传动轴(901)一端设置在左传动箱(911)内并连接与第一齿轮(909)相齿合的第三齿轮(913)，所述第一传动轴(901)另一端设置在右传动箱(912)内并连接与第二齿轮(910)相齿合的第四齿轮(914)，所述第一传动轴(901)上设有第三皮带(916)轮，所述侧板(805)上设有转接轴，所述转接轴两端分别设有第四皮带轮和第五皮带轮，所述驱动电机(801)的输出轴连接第六皮带轮，所述第六皮带轮与第五皮带轮之间通过第二皮带(915)相连，所述第四皮带轮与第三皮带(916)通过第三皮带(916)相连。
4.如权利要求1所述的一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船，其特征在于，所述挤压装置包括固定设置在隔板(500)底部的第一电动推杆(1209)，连接在第一电动推杆(1209)自由伸缩端并滑动设置在隔板(500)底部的第一调节板(1210)，通过调节装置与第一调节板(1210)相连的第一挤压板(1211)。
5.如权利要求4所述的一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船，其特征在于，所述调节装置包括固定设置在第一调节板(1210)上的第二电动推杆(1220)以及若干调节单元。
6.如权利要求5所述的一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船，其特征在于，每组调节单元包括第一连杆(1212)和第二连杆(1213)，第一连杆(1212)与第二连杆(1213)的中部通过转动副转动连接，两组相邻的调节单元之间第一连杆(1212)与第二连杆(1213)分别通过转动副转动连接，设置在最上方的调节装置的第一连杆(1212)转动连接在第一安装座(1214)上，第一安装座(1214)固定设置在第一调节板(1210)上，第二连杆(1213)转动连接在第二安装座(1215)上，第二安装座(1215)连接在第二电动推杆(1220)的自由伸缩端并滑动设置在第一调节板(1210)上，设置在最下方的调节装置的第二连杆(1213)转动连接在第三安装座(1216)上，第三安装座(1216)固定设置在第一挤压板(1211)上，第一连杆(1212)转动连接在第四安装座(1217)上，第四安装座(1217)滑动设置在第一挤压板(1211)上。
7.如权利要求1所述的一种海洋表面漂浮垃圾清理无人船，其特征在于，所述推翻装置设有两组，两组推翻装置分别设置在第一压缩框(1201)两侧，每组推杆装置包括固定设置在船体(100)内壁上的第四电动推杆(1218)和连接在第四电动推杆(1218)自由伸缩端的推板(1219)。
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