CN110844010A - 一种清洁效率高的水面清洁用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种清洁效率高的水面清洁用装置，包括船体、运动推进单元、中控单元、能源供给单元、避障单元、垃圾收集单元、履带收料单元，所述中控单元设置在所述船体内，所述运动推进单元设置在所述船体的船尾底部，所述运动推进单元与所述中控单元电连接，所述中控单元控制所述运动推进单元的工作状态。本发明与现有技术相比的优点在于：具有自动清理垃圾的功能，还具有应急返航和避障功能，结构简单精巧、无易损件、外形美观大方。
Description
技术领域
本发明涉及清洁技术领域，具体是指一种清洁效率高的水面清洁用装置。
背景技术
水面清洁船用于清理人工湖、近海以及近河处的水面垃圾，但这种水面清洁船需要人为操作，无法降低人力成本，且自动化程度较低。随着科技的进步，目前市场上已经出现了水面自动感应清洁船，水面自动感应清洁船致力于清理中小型湖泊河流等水域的固体垃圾，它自动将水上漂浮的垃圾(如树枝、农作物秸秆、白色塑料、生活垃圾和水生植物、少量动物尸体等)，从水面打捞起直接压缩并装运，运到垃圾处理厂进行处理。然而，这种水面自动感应清洁船，虽然自动化程度较高，但存在结构复杂，制造成本较高以及无法大量推广的问题。
在现有技术中，如公开号为CN107672752A的中国发明公开了一种智能巡航无人艇，包括船体、推进螺旋桨装置、舵叶、舵杆、水上摄像装置、水下摄像装置、捞取装置、太阳能电池板、第一转动电机、第二转动电机、红外感应模块、蓄电池、UPS电源、GPS定位模块、中控器、控制器、无线通信模块和终端模块，推进螺旋桨装置设置于船体底部后方，舵叶设置于船体后端且与船体通过舵杆连接，舵杆连接第一转动电机，水下摄像装置设置于船体底部中段位置。该发明易于操作，其利用太阳能供电，UPS电源辅助提供电能，水上、水下双摄像头收录巡航情况，红外感应模块感应到有漂浮物后利用打捞装置自动完成打捞，进行巡航的同时保证了水面的清洁，具有很强的实用性。
上述专利文献提供的智能巡航无人艇，虽然自动化程度较高，但其结构较为复杂，制造成本高，因而不适于推广。进一步地，上述文献提供的智能巡航无人艇，其捞取装置的存储容量有限，无法满足实际所需。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中智能水面清洁船的结构复杂，制造成本较高、无法大量推广。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种清洁效率高的水面清洁用装置，包括船体、运动推进单元、中控单元、能源供给单元、避障单元、垃圾收集单元、履带收料单元，中控单元设置在船体内，运动推进单元设置在船体的船尾底部，运动推进单元与中控单元电连接，中控单元控制运动推进单元的工作状态，能源供给单元、避障单元、垃圾收集单元、履带收料单元设置在船体的甲板上，履带收料单元设置在船体的船头，垃圾收集单元设置在履带收料单元远离船头的一侧且与履带收料单元通过引板相连，避障单元设置在履带收料单元上远离垃圾收集单元的一端，对水面障碍物进行检测，并将检测信息发送给中控单元，中控单元控制运动控制单元来调整船体的行进方向，避障单元与中控单元彼此电连接，能源供给单元与中控单元电连接，中控单元控制能源供给单元向运动推进单元提供能源。
本发明与现有技术相比的优点在于：具有自动清理垃圾的功能，还具有应急返航和避障功能。在实际工作中，首先将水面清洁器放入水中，启动开关后便开始工作，通过运动推进单元推进船体前进和调整方向，水面清洁器会在出发点通过GPS模块标记一个出发点，履带开始传送转动，前方收料铲收集垃圾。收集后的垃圾利用履带的传送，被传送到履带另一端后，掉落在收料槽口处。垃圾通过收料槽口进入到收集箱中，进而存储在收集箱中进行收集。垃圾收集到一定程度，水位感应器受到感应，反馈至中控单元，履带停止传送，并自动找寻到出发点，自动返航。水面清洁器运动过程中，超声波避障传感器控制水面清洁器避障，使得水面清洁器能自动避障，自动化程度更高，结构较为简单，制造成本低、自动化程度高，适于大量推广，船体配制能源供给单元，可实现长时间持续续航。
作为改进，履带收料单元包括收料铲、固定轴、固定板、传送机构，固定板的一端与船头连接，另一端通过固定轴与收料铲连接，传送机构包括齿轮组件、传动轴组件、电机和履带，其中，传动轴组件包括第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴；第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴设置在船头，履带包绕在固定轴、第二传动轴、第三传动轴和第一传动轴上，电机与第三传动轴通过皮带连接，第二传动轴、第三传动轴和第一传动轴通过齿轮组件传递动力。
作为改进，履带收料单元还包括履带速度检测传感器。
作为改进，垃圾收集单元包括收料槽口和收集箱；收料槽口设置在甲板上，收集箱设置在船体内与收料槽口对应的位置。
作为改进，垃圾收集单元还包括水位检测模块和警示模块，水位检测模块和警示模块设置在收集箱的侧壁；水位检测模块根据检测出的水位信息，与预设水位进行比较；当水位信息超出预设水位时，警示模块发出警报，并将警报传送给中控单元，中控单元控制运动推进单元返航。
作为改进，引板设置在履带远离收料铲的一端，引板一端与履带相接，另一端与收料槽口相连。
作为改进，运动推进单元包括至少两个叶轮推进器，叶轮推进器包括螺旋桨叶轮、驱动机和舵机，舵机包括第一舵机和第二舵机，第一舵机和第二舵机分别设置在船尾底部两侧，驱动机包括第一驱动机和第二驱动机，第一驱动机与第一舵机连接，第二驱动机与第二舵机连接，螺旋桨叶轮包括第一螺旋桨叶轮和第二螺旋桨叶轮，第一螺旋桨叶轮设置在第一驱动机的驱动轴上，第二螺旋桨叶轮设置在第二驱动机的驱动轴上。
作为改进，避障单元包括超声波避障传感器，超声波避障传感器与中控单元电连接。
作为改进，能源供给单元包括风力发电机或太阳能电池板。
作为改进，包括应急返航单元，应急返航单元包括GPS模块，GPS模块用于标记船体行进前的出发点以及行进后的当前位置，并将出发点和当前位置输送给中控单元，中控单元根据当前位置和出发点制定出返航路线，并控制运动推进单元自动返航。
附图说明
图1为一种清洁效率高的水面清洁用装置的结构示意图；
图2为一种清洁效率高的水面清洁用装置的轴测图；
图3为一种清洁效率高的水面清洁用装置的运动推进单元的结构示意图；
图4为一种清洁效率高的水面清洁用装置的齿轮组件的结构示意图；
图5为一种清洁效率高的水面清洁用装置的传动轴组件的结构示意图；
图6为一种清洁效率高的水面清洁用装置的电路示意图。
如图所示：1：船体；11：甲板；12：船尾底部；13：船头；2：运动推进单元；21：螺旋桨叶轮；211：第一螺旋桨叶轮；212：第二螺旋桨叶轮；22：驱动机；221：第一驱动机；222：第二驱动机；3：中控单元；4：避障单元；5：垃圾收集单元；51：收料槽口；52：收集箱；53：水位检测模块；54：警示模块；6：履带收料单元；61：收料铲；62：固定轴；63：传送机构；631：传动轴组件；6311：第一传动轴；6312：第二传动轴；6313：第三传动轴；632：履带；633：齿轮组件；634：电机；64：固定板；65：履带速度检测传感器；7：引板；8：应急返航单元；9：能源供给单元；91：太阳能电池板；92：风力发电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明在具体实施时，一种清洁效率高的水面清洁用装置，包括船体、运动推进单元、中控单元、能源供给单元、避障单元、垃圾收集单元、履带收料单元，所述中控单元设置在所述船体内，所述运动推进单元设置在所述船体的船尾底部，所述运动推进单元与所述中控单元电连接，所述中控单元控制所述运动推进单元的工作状态，所述能源供给单元、所述避障单元、所述垃圾收集单元、所述履带收料单元设置在所述船体的甲板上，所述履带收料单元设置在所述船体的船头，所述垃圾收集单元设置在所述履带收料单元远离所述船头的一侧且与所述履带收料单元通过引板相连，所述避障单元设置在所述履带收料单元上远离所述垃圾收集单元的一端，对水面障碍物进行检测，并将检测信息发送给所述中控单元，所述中控单元控制所述运动控制单元来调整所述船体的行进方向，所述避障单元与所述中控单元彼此电连接，所述能源供给单元与所述中控单元电连接，所述中控单元控制所述能源供给单元向所述运动推进单元提供能源。
所述履带收料单元包括收料铲、固定轴、固定板、传送机构，所述固定板的一端与所述船头连接，另一端通过所述固定轴与所述收料铲连接，所述传送机构包括齿轮组件、传动轴组件、电机和履带，其中，所述传动轴组件包括第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴；所述第一传动轴、所述第二传动轴和所述第三传动轴设置在所述船头，所述履带包绕在所述固定轴、所述第二传动轴、所述第三传动轴和所述第一传动轴上，所述电机与所述第三传动轴通过皮带连接，所述第二传动轴、所述第三传动轴和所述第一传动轴通过所述齿轮组件传递动力。
所述履带收料单元还包括履带速度检测传感器。
所述垃圾收集单元包括收料槽口和收集箱；所述收料槽口设置在所述甲板上，所述收集箱设置在所述船体内与所述收料槽口对应的位置。
所述垃圾收集单元还包括水位检测模块和警示模块，所述水位检测模块和所述警示模块设置在所述收集箱的侧壁；所述水位检测模块根据检测出的水位信息，与预设水位进行比较；当所述水位信息超出所述预设水位时，所述警示模块发出警报，并将所述警报传送给所述中控单元，所述中控单元控制所述运动推进单元返航。
所述引板设置在所述履带远离所述收料铲的一端，所述引板一端与所述履带相接，另一端与所述收料槽口相连。
所述运动推进单元包括至少两个叶轮推进器，所述叶轮推进器包括螺旋桨叶轮、驱动机和舵机，所述舵机包括第一舵机和第二舵机，所述第一舵机和所述第二舵机分别设置在所述船尾底部两侧，所述驱动机包括第一驱动机和第二驱动机，所述第一驱动机与所述第一舵机连接，所述第二驱动机与所述第二舵机连接，所述螺旋桨叶轮包括第一螺旋桨叶轮和第二螺旋桨叶轮，所述第一螺旋桨叶轮设置在所述第一驱动机的驱动轴上，所述第二螺旋桨叶轮设置在所述第二驱动机的驱动轴上。
所述避障单元包括超声波避障传感器，所述超声波避障传感器与所述中控单元电连接。
所述能源供给单元包括风力发电机或太阳能电池板。
包括应急返航单元，所述应急返航单元包括GPS模块，所述GPS模块用于标记所述船体行进前的出发点以及行进后的当前位置，并将所述出发点和所述当前位置输送给所述中控单元，所述中控单元根据所述当前位置和所述出发点制定出返航路线，并控制所述运动推进单元自动返航。
本发明的工作原理：当遇到晴天无风天气时，可以采用太阳能电池板91给船体1提供动力支持。当遇到阴天有风的天气时，可以采用风力发电机92给船体1提供动力支持。或者当遇到晴天且起风的天气时，可以同时采用风力发电机92和太阳能电池板91给船体1提供动力支持。具体选择何种动力来源，视具体情况而定，本实施例对此不作具体限定。
风力发电机92的型号可以为：NE-700w型风力发电机；太阳能电池板91的型号可以为：XKD-150W型太阳能电池板。具体的风力发电机92、太阳能电池板91的型号或功率可以视具体情况而定，本实施例对此不作具体限定。
如图6所示，进一步地，本实施例提供的水面清洁器，还包括应急返航单元8，应急返航单元8包括GPS模块(图中未示出)，GPS模块用于标记船体1行进前的出发点以及行进后的当前位置，并将出发点和当前位置输送给中控单元3，中控单3元根据当前位置和出发点制定出返航路线，并控制运动推进单元2自动返航。
GPS模块在船体1出发前，对其出发前的出发点的位置信息标记后发送给中控单元3，随后船体1开始行进进行水面垃圾清理，当水面清洁器收集到的垃圾饱和后，或者水面清洁船需要应急返航时，GPS模块对船体1的当下位置进行标记，并将标记信息传送给中控单元3，中控单元3根据船体1的出发点的位置信息和当下的位置信息制定出返航路线，并将返航路线传送给运动推进单元2，运动推进单元2控制船体1进行返航。
需要理解的是，GPS模块的型号可以为：USR-G780V2型定位模块，也可以为其他型号的定位模块，本实施例对此不作具体限定。
本实施例提供的水面清洁器，该水面清洁器具有自动清理垃圾的功能，还具有应急返航和避障功能。在实际工作中，首先将水面清洁器放入水中，启动开关后便开始工作，通过运动推进单元推进船体前进和调整方向，水面清洁器会在出发点通过GPS模块标记一个出发点，履带开始传送转动，前方收料铲收集垃圾，收集后的垃圾利用履带的传送，被传送到履带另一端后，掉落在收料槽口处，垃圾通过收料槽口进入到收集箱中，进而存储在收集箱中进行收集，垃圾收集到一定程度，水位感应器受到感应，反馈至中控单元，履带停止传送，并自动找寻到出发点，自动返航，水面清洁器运动过程中，超声波避障传感器控制水面清洁器避障，使得水面清洁器能自动避障，自动化程度更高。
本实施例提供的水面清洁器，相比于现有技术，其结构较为简单，制造成本低、自动化程度高，适于大量推广。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具本的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种清洁效率高的水面清洁用装置，其特征在于，包括船体、运动推进单元、中控单元、能源供给单元、避障单元、垃圾收集单元、履带收料单元，所述中控单元设置在所述船体内，所述运动推进单元设置在所述船体的船尾底部，所述运动推进单元与所述中控单元电连接，所述中控单元控制所述运动推进单元的工作状态，所述能源供给单元、所述避障单元、所述垃圾收集单元、所述履带收料单元设置在所述船体的甲板上，所述履带收料单元设置在所述船体的船头，所述垃圾收集单元设置在所述履带收料单元远离所述船头的一侧且与所述履带收料单元通过引板相连，所述避障单元设置在所述履带收料单元上远离所述垃圾收集单元的一端，对水面障碍物进行检测，并将检测信息发送给所述中控单元，所述中控单元控制所述运动控制单元来调整所述船体的行进方向，所述避障单元与所述中控单元彼此电连接，所述能源供给单元与所述中控单元电连接，所述中控单元控制所述能源供给单元向所述运动推进单元提供能源。
2.根据权利要求1所述的一种清洁效率高的水面清洁用装置，其特征在于：所述履带收料单元包括收料铲、固定轴、固定板、传送机构，所述固定板的一端与所述船头连接，另一端通过所述固定轴与所述收料铲连接，所述传送机构包括齿轮组件、传动轴组件、电机和履带，其中，所述传动轴组件包括第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴；所述第一传动轴、所述第二传动轴和所述第三传动轴设置在所述船头，所述履带包绕在所述固定轴、所述第二传动轴、所述第三传动轴和所述第一传动轴上，所述电机与所述第三传动轴通过皮带连接，所述第二传动轴、所述第三传动轴和所述第一传动轴通过所述齿轮组件传递动力。
3.根据权利要求1所述的一种清洁效率高的水面清洁用装置，其特征在于：所述履带收料单元还包括履带速度检测传感器。
4.根据权利要求1所述的一种清洁效率高的水面清洁用装置，其特征在于：所述垃圾收集单元包括收料槽口和收集箱；所述收料槽口设置在所述甲板上，所述收集箱设置在所述船体内与所述收料槽口对应的位置。
5.根据权利要求1所述的一种清洁效率高的水面清洁用装置，其特征在于：所述垃圾收集单元还包括水位检测模块和警示模块，所述水位检测模块和所述警示模块设置在所述收集箱的侧壁；所述水位检测模块根据检测出的水位信息，与预设水位进行比较；当所述水位信息超出所述预设水位时，所述警示模块发出警报，并将所述警报传送给所述中控单元，所述中控单元控制所述运动推进单元返航。
6.根据权利要求1所述的一种清洁效率高的水面清洁用装置，其特征在于：所述引板设置在所述履带远离所述收料铲的一端，所述引板一端与所述履带相接，另一端与所述收料槽口相连。
7.根据权利要求1所述的一种清洁效率高的水面清洁用装置，其特征在于：所述运动推进单元包括至少两个叶轮推进器，所述叶轮推进器包括螺旋桨叶轮、驱动机和舵机，所述舵机包括第一舵机和第二舵机，所述第一舵机和所述第二舵机分别设置在所述船尾底部两侧，所述驱动机包括第一驱动机和第二驱动机，所述第一驱动机与所述第一舵机连接，所述第二驱动机与所述第二舵机连接，所述螺旋桨叶轮包括第一螺旋桨叶轮和第二螺旋桨叶轮，所述第一螺旋桨叶轮设置在所述第一驱动机的驱动轴上，所述第二螺旋桨叶轮设置在所述第二驱动机的驱动轴上。
8.根据权利要求1所述的一种清洁效率高的水面清洁用装置，其特征在于：所述避障单元包括超声波避障传感器，所述超声波避障传感器与所述中控单元电连接。
9.根据权利要求1所述的一种清洁效率高的水面清洁用装置，其特征在于：所述能源供给单元包括风力发电机或太阳能电池板。
10.根据权利要求1所述的一种清洁效率高的水面清洁用装置，其特征在于：包括应急返航单元，所述应急返航单元包括GPS模块，所述GPS模块用于标记所述船体行进前的出发点以及行进后的当前位置，并将所述出发点和所述当前位置输送给所述中控单元，所述中控单元根据所述当前位置和所述出发点制定出返航路线，并控制所述运动推进单元自动返航。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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