CN111042087A - 一种遥控式海洋垃圾收集仿生鱼 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，包括鱼头、鱼身、鱼尾以及遥控器，鱼头外表面设有前照灯和摄像机，鱼头内部设有信号接收器、压力传感器、距离传感器以及信号处理装置，鱼身外表面设有鱼鳍、排水孔以及排气孔，鱼身内部设有电源装置、垃圾箱、储水室、储气室、气泵以及排水泵，鱼尾内部设有平衡器和电机，鱼尾外表面设有螺旋桨；垃圾箱内部设有箱门和液压抽水装置，箱门可自动闭合，箱门与液压抽水装置均与信号处理装置信号连接，垃圾箱内排出的海水通过水管进入储水室；遥控器通过信号处理装置控制整个仿生鱼行进动作和垃圾收集动作。本发明解决人工清理海洋垃圾成本较高、清理效率较低而且清理能力有限的问题，而且可以清理海平面以下的垃圾。

Description

一种遥控式海洋垃圾收集仿生鱼

技术领域

本发明仿生鱼领域，具体指的是一种遥控式海洋垃圾收集仿生鱼。

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。海洋垃圾影响海洋景观，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，这些海洋垃圾一部分停留在海滩上，一部分可漂浮在海面或沉入海底，沉入海底的那部分垃圾不仅影响深海生存的鱼类的生命健康，而且影响海底的海洋环境。监测结果表明，海面漂浮垃圾主要为塑料袋、漂浮木块、浮标和塑料瓶等，海底垃圾主要为玻璃瓶、塑料袋、饮料罐和渔网等。

随着人类不断对环境的破坏，海洋垃圾日积月累，部分海域已经不堪重负导致海洋内鱼类死亡，海底环境变质，如果再不采取措施的，海洋终将无法负荷，人类也终将无法生存。因此人类开始对海洋垃圾进行清理，一般清理的方法为渔民或者其他海洋工作者，通过乘坐渔船手动打捞或者佩带潜水装置进入海底拾取海底垃圾。

以上这种徒手打捞的海洋垃圾几乎是海洋垃圾的冰山一脚，而且清理打捞的效率较低，可清理的能力范围有限，人类制造的海洋垃圾数量远比人工打捞的海洋垃圾多的多的多，一些严重污染的海域依旧不堪重负。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，解决人工清理海洋垃圾成本较高、清理效率较低而且清理能力有限的问题，而且实现清理海平面以下的垃圾。

为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案是：

一种遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，包括鱼头、鱼身、鱼尾以及遥控器，鱼头外表面设有前照灯和摄像机，鱼头内部设有信号接收器、压力传感器、距离传感器以及信号处理装置，鱼身外表面设有鱼鳍、排水孔以及排气孔，鱼身内部设有电源装置、垃圾箱、储水室、储气室、气泵以及排水泵，鱼尾内部设有平衡器和电机，鱼尾外表面设有螺旋桨；

垃圾箱内部设有箱门和液压抽水装置，液压抽水装置用于将流进垃圾箱内的垃圾和海水混合物中的海水排出，并将垃圾压缩收集于垃圾箱内，箱门为自动闭合箱门，箱门与液压抽水装置均与信号处理装置信号连接，垃圾箱与储水室间用水管连接，垃圾箱内排出的海水进入储水室；

压力传感器、距离传感器均与信号处理装置电连接，摄像机、信号接收器和信号处理装置均与遥控器信号连接，信号处理装置分别与鱼鳍、垃圾箱、气泵、排水泵、平衡器以及电机电连接，电源装置与垃圾箱电连接；

前照灯用于照明，摄像机用于拍摄视频信息，信号接收器用于接收遥控器的遥控信号，压力传感器用于反馈仿生鱼所处的深度，距离传感器用于反馈仿生鱼行进的距离，信号处理装置用于处理仿生鱼所有需要传输至遥控器的信号，鱼鳍用于控制行进方向，排水孔用于排出储水室内海水，排气孔用于排出储气室内的气体，垃圾箱用于收集海洋垃圾，排水泵用于排出储水室内海水，电源装置用于给仿生鱼整体供电，平衡器用于保持仿生鱼在水中的平衡姿态，电机用于带动螺旋桨转动，螺旋桨用于提供仿生鱼前进的动力。

本发明的有益效果是：解决人工清理海洋垃圾成本较高、清理效率较低而且清理能力有限的问题，而且可以清理海平面以下的垃圾。

进一步优化为，遥控器设有电子显示器、摇杆以及数字键盘，电子显示器用于显示仿生鱼所有控制信号，包括：行进深度、行进速度、鱼鳍角度、垃圾箱存储状态、电机状态、螺旋桨转速、储水室和储气室状态、气泵与排水泵状态、电源装置状态、排气和排水状态、液压抽水装置状态以及箱门闭合状态，摇杆和数字键盘配合使用来控制仿生鱼的行进与垃圾采集工作。

采用上述技术方案，通过遥控器控制仿生鱼在水面与水下行进和进行垃圾收集工作。

进一步优化为，鱼头与鱼身之间以及鱼身与鱼尾之间都设有密封装置。

采用上述技术方案，良好的密封性保证仿生鱼内内部各种带电系统不会被损坏，尤其是仿生鱼在海平面以下深度进行垃圾收集时，仿生鱼的密封性能决定仿生鱼所能达到的最大深度。

进一步优化为，鱼头、鱼身、鱼尾以及螺旋桨表面均需镀锌处理。

采用上述技术方案，海水一般还有大量负离子，鱼头、鱼身、鱼尾以及螺旋桨表面镀锌处理，通过牺牲阳极保护法保护鱼头、鱼身、鱼尾以及螺旋桨不会被海水所腐蚀。

进一步优化为，垃圾箱与鱼身间为可拆卸连接。

采用上述技术方案，鱼身内的垃圾箱可拆卸，方便仿生鱼收集完垃圾后到垃圾处理站清理垃圾箱内所收集的垃圾。

进一步优化为，电源装置的电源采用可充电蓄电池。

采用上述技术方案，仿生鱼需要在水中行进，只有蓄电池才能给他提供电源，在蓄电池内电量不足时，需要及时给蓄电池充电，防止在海里工作时突然断电导致仿生鱼损坏或下沉。

进一步优化为，储水室采用防腐蚀材料。

采用上述技术方案，储水室内储藏的水为海水，海水内大量的负离子容易使储水室内壁被腐蚀，故储水室需要采用防腐蚀性能较好的材料制作，保证储水室良好的使用寿命。

进一步优化为，垃圾箱内壁设有防腐蚀材料。

采用上述技术方案，防止海水和海洋垃圾将垃圾箱内壁腐蚀，从而影响垃圾箱的正常使用。

附图说明

图1为本实施例的整体结构示意图；

图中：1-摄像机；2-前照灯；3-信号接收器；4-垃圾箱；41-液压抽水装置；5-排气孔；6-鱼鳍；7-平衡器；8-螺旋桨；9-电机；10-储水室；11-排水孔；12-排水泵；13-电源装置；14-储气室；15-气泵；16-信号处理装置；17-传感器系统。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明进行详细说明。需提前说明的是，本申请中的上、下、左、右与说明书附图中的上、下、左、右方位词一致。

一种遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，如图1所示，包括鱼头、鱼身、鱼尾以及遥控器，鱼头外表面设有前照灯2和摄像机1，鱼头内部设有信号接收器3、压力传感器、距离传感器(图1中统称为“传感器系统”17)以及信号处理装置16，鱼身外表面设有鱼鳍6、排水孔11以及排气孔5，鱼身内部设有电源装置13、垃圾箱4、储水室10、储气室14、气泵15以及排水泵12，鱼尾内部设有平衡器7和电机9，鱼尾外表面设有螺旋桨8；

垃圾箱4内部设有箱门和液压抽水装置41，液压抽水装置41用于将流进垃圾箱4内的垃圾和海水混合物中的海水排出，并将垃圾压缩收集于垃圾箱4内，箱门为自动闭合箱门，箱门与液压抽水装置41均与信号处理装置16信号连接，垃圾箱4与储水室10间用水管连接，垃圾箱4内排出的海水进入储水室10；

压力传感器、距离传感器均与信号处理装置16电连接，摄像机1、信号接收器3和信号处理装置16均与遥控器信号连接，信号处理装置16分别与鱼鳍6、垃圾箱4、气泵15、排水泵12、平衡器7以及电机9电连接，电源装置13与垃圾箱4电连接；

前照灯2用于照明，摄像机1用于拍摄视频信息，信号接收器3用于接收遥控器的遥控信号，压力传感器用于反馈仿生鱼所处的深度，距离传感器用于反馈仿生鱼行进的距离，信号处理装置16用于处理仿生鱼所有需要传输至遥控器的信号，鱼鳍6用于控制行进方向，排水孔11用于排出储水室10内海水，排气孔5用于排出储气室14内的气体，垃圾箱4用于收集海洋垃圾，排水泵12用于排出储水室10内海水，电源装置13用于给仿生鱼整体供电，平衡器7用于保持仿生鱼在水中的平衡姿态，电机9用于带动螺旋桨8转动，螺旋桨8用于提供仿生鱼前进的动力。

本发明的仿生鱼可以实现在海面或深海里进行海洋垃圾手机工作，仿生鱼的一切动作均有遥控器控制实现。遥控器设有电子显示器、摇杆以及数字键盘，电子显示器用于显示仿生鱼所有控制信号，包括：行进深度、行进速度、鱼鳍6角度、垃圾箱4存储状态、电机9状态、螺旋桨8转速、储水室10和储气室14状态、气泵15与排水泵12状态、电源装置13状态、排气和排水状态、液压抽水装置41状态以及箱门闭合状态，摇杆和数字键盘配合使用来控制仿生鱼的行进与垃圾采集工作。

鱼头与鱼身之间以及鱼身与鱼尾之间都设有密封装置，良好的密封性保证仿生鱼内内部各种带电系统不会被损坏，尤其是仿生鱼在海平面以下深度进行垃圾收集时，仿生鱼的密封性能决定仿生鱼所能达到的最大深度。

鱼头、鱼身、鱼尾以及螺旋桨8表面均需镀锌处理，海水一般还有大量负离子，鱼头、鱼身、鱼尾以及螺旋桨8表面镀锌处理，通过牺牲阳极保护法保护鱼头、鱼身、鱼尾以及螺旋桨不会被海水所腐蚀。

垃圾箱4与鱼身间为可拆卸连接，鱼身内的垃圾箱可拆卸，方便仿生鱼收集完垃圾后到垃圾处理站清理垃圾箱4内所收集的垃圾。

电源装置13的电源采用可充电蓄电池，仿生鱼需要在水中行进，只有蓄电池才能给他提供电源，在蓄电池内电量不足时，需要及时给蓄电池充电，防止在海里工作时突然断电导致仿生鱼损坏或下沉。

储水室10采用防腐蚀材料，储水室10内储藏的水为海水，海水内大量的负离子容易使储水室10内壁被腐蚀，故储水室10需要采用防腐蚀性能较好的材料制作，保证储水室10良好的使用寿命；同理，为防止海水和海洋垃圾将垃圾箱4内壁腐蚀，垃圾箱4内壁设有防腐蚀材料，以保证垃圾箱4的正常使用。

本发明的前进、转动、下沉、上浮以及手机垃圾的动作过程为：

将遥控器上设置的摇杆向左、向右、向前沉拨动时，仿生鱼整体向左、向右、向前后移动。

仿生鱼向前移动机制：电机9启动，电机9带动螺旋桨转动，螺旋桨借助海水推动仿生鱼向前行进；

仿生鱼向左和向右转动机制：电机9启动，电机9带动螺旋桨转动，左边鱼鳍向下，右边鱼鳍向上，则仿生鱼整体向左转动，同理，左边鱼鳍向上，右边鱼鳍向下，则仿生鱼整体向右转动；

仿生鱼下沉机制：电机9关闭，控制气泵15将储气室14内气体释放，同时关闭排水泵12，打开排水口，海水因为水压的作用溢进储水室10，使仿生鱼整体重量增加，仿生鱼开始下沉；

仿生鱼上浮机制：电机9关闭，打开排水泵12至储水室10内海水排出排水孔11后，关闭排水口，关闭排气孔，打开气泵15，当储气室14内气体增加至所处高度的水压后，仿生鱼开始上浮。

本发明公开了一种遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，包括鱼头、鱼身、鱼尾以及遥控器，鱼头外表面设有前照灯和摄像机，鱼头内部设有信号接收器、压力传感器、距离传感器以及信号处理装置，鱼身外表面设有鱼鳍、排水孔以及排气孔，鱼身内部设有电源装置、垃圾箱、储水室、储气室、气泵以及排水泵，鱼尾内部设有平衡器和电机，鱼尾外表面设有螺旋桨；垃圾箱内部设有箱门和液压抽水装置，液压抽水装置用于将流进垃圾箱内的垃圾和海水混合物中的海水排出，并将垃圾压缩收集于垃圾箱内，箱门为自动闭合箱门，箱门与液压抽水装置均与信号处理装置信号连接，垃圾箱与储水室间用水管连接，垃圾箱内排出的海水进入储水室；压力传感器、距离传感器均与所述信号处理装置电连接，摄像机、信号接收器和信号处理装置均与遥控器信号连接，信号处理装置分别与鱼鳍、垃圾箱、气泵、排水泵、平衡器以及电机电连接，电源装置与垃圾箱电连接。本发明解决人工清理海洋垃圾成本较高、清理效率较低而且清理能力有限的问题，而且可以清理海平面以下的垃圾。

本具体实施例仅仅是对发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，包括鱼头、鱼身、鱼尾以及遥控器，其特征在于：所述鱼头外表面设有前照灯和摄像机，所述鱼头内部设有信号接收器、压力传感器、距离传感器以及信号处理装置，所述鱼身外表面设有鱼鳍、排水孔以及排气孔，所述鱼身内部设有电源装置、垃圾箱、储水室、储气室、气泵以及排水泵，所述鱼尾内部设有平衡器和电机，所述鱼尾外表面设有螺旋桨；

所述垃圾箱内部设有箱门和液压抽水装置，所述液压抽水装置用于将流进所述垃圾箱内的垃圾和海水混合物中的海水排出，并将所述垃圾压缩收集于所述垃圾箱内，所述箱门为自动闭合箱门，所述箱门与所述液压抽水装置均与所述信号处理装置信号连接，所述垃圾箱与所述储水室间用水管连接，所述垃圾箱内排出的海水进入所述储水室；

所述压力传感器、距离传感器均与所述信号处理装置电连接，所述摄像机、所述信号接收器以及所述信号处理装置均与所述遥控器信号连接，所述信号处理装置分别与所述鱼鳍、垃圾箱、气泵、排水泵、平衡器以及电机电连接，所述电源装置与所述垃圾箱电连接；

所述前照灯用于照明，所述摄像机用于拍摄视频信息，所述信号接收器用于接受所述遥控器的遥控信号，所述压力传感器用于反馈仿生鱼所处的深度，所述距离传感器用于反馈所述仿生鱼行进的距离，所述信号处理装置用于处理所述仿生鱼所有需要传输至遥控器的信号，所述鱼鳍用于控制行进方向，所述排水孔用于排出所述储水室内海水，所述排气孔用于排出所述储气室内的气体，所述垃圾箱用于收集海洋垃圾，所述排水泵用于排出储水室内海水，所述电源装置用于给所述仿生鱼整体供电，所述平衡器用于保持所述仿生鱼在水中的平衡姿态，所述电机用于带动所述螺旋桨转动，所述螺旋桨用于提供所述仿生鱼前进的动力。

2.根据权利要求1所述遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，其特征在于：所述遥控器设有电子显示器、摇杆以及数字键盘，所述电子显示器用于显示所述仿生鱼所有控制信号，包括：行进深度、行进速度、鱼鳍角度、垃圾箱存储状态、电机状态、螺旋桨转速、储水室和储气室状态、气泵与排水状态、电源状态、排气和排水状态、液压抽水装置状态以及箱门闭合状态，所述摇杆和所述数字键盘配合使用来控制所述仿生鱼的行进与垃圾采集工作。

3.根据权利要求1所述遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，其特征在于：所述鱼头与所述鱼身之间以及所述鱼身与所述鱼尾之间都设有密封装置。

4.根据权利要求1所述遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，其特征在于：所述鱼头、鱼身、鱼尾以及螺旋桨表面均需镀锌处理。

5.根据权利要求1所述遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，其特征在于：所述垃圾箱与所述鱼身间为可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，其特征在于：所述电源装置的电源采用可充电蓄电池。

7.根据权利要求1所述遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，其特征在于：所述储水室采用防腐蚀材料。

8.根据权利要求1所述遥控式海洋垃圾收集仿生鱼，其特征在于：所述垃圾箱内壁设有防腐蚀材料。

Images