CN111270660A - 一种蓝藻打捞机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓝藻打捞机器人，涉及蓝藻打捞设备技术，包括壳体，壳体的一端设有进料嘴，壳体内并位于进料嘴的后方依次设有收集仓、脱水仓和储料仓，脱水仓的下方设有配重调节仓；壳体内贯穿收集仓、脱水仓和储料仓设有用于输送蓝藻的输送带，输送带分为集料区段、升料区段和脱水区段；壳体的顶部设有控制箱，控制箱内设有控制电路、为控制电路供电的电池组；脱水区段的下方设有由控制电路控制蓝藻脱水的脱水机构，脱水机构的输出端连接有排气管，排气管的端部延伸到水面以下并设有曝气头；储料仓的底部设有卸料口，壳体的底部设有行走驱动机构。本发明自动化、智能化，有效打捞的不适用性，可快速有效的清除蓝藻。

Description

一种蓝藻打捞机器人

技术领域

本发明属于蓝藻打捞设备技术，具体涉及一种蓝藻打捞机器人。

背景技术

为了减轻污染，消除蓝藻异味，有必要对堆积的水华蓝藻进行清除。水华蓝藻特别是大型湖泊中的蓝藻水华的治理已成为世界性的难题，目前国内外学者研究了多种治理蓝藻水华的方法，包括物理、化学法和生物法。物理法如引水换水，挖掘底泥、曝气气浮、过滤与吸附，机械清除等，化学法包括投加各种化学除藻剂]等，生物法如栽种水生高等植物、建立生物栅、人工生物浮岛等。

使用化学药剂除藻，需要向水中引入新的化学成分，有些不仅对藻类有抑制性，对其它生物也存在毒性。常规化学杀藻剂在抑藻的同时也造成了二次污染，目前发达国家基本上己经不再使用化学法除藻；生物法虽然效果很好而且也最持久，但见效较慢，稍有不慎很容易引起湖泊生态系统的变化，同时利用水生植物或生物栅需要投入大量人造工程，以创造水生植物的生存条件，成本大并且见效慢。同时放养大型菌类和水生植物，由于采收与后续处理困难，推广存在难度。

引水换水、挖掘底泥、过滤与吸附等因操作工艺比较复杂，同时需要投入大量人力物力，很难适合湖泊、水库等大面积水域除藻。机械除藻作为一种高效、环保的应急除藻手段，具有广阔的开发应用前景，同时机械除藻具有的另一优势在于收集的水华蓝藻可以综合利用，变废为宝。研究表明，蓝藻中的主要成分有藻胆蛋白、多糖、脂肪、氨基酸等，蓝藻的主要营养成分如果能够充分加以利用，将具有较大的经济意义和环保意义。

机械除藻是指利用机械设备等装置将蓝藻水华从湖泊等水域溢出的一种方式，一般应用在蓝藻富集区域，采用固定的除藻设施或者移动除藻船对蓝藻富集区域的水华蓝藻进行清除，可有效清除浮藻层。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种蓝藻打捞机器人。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种蓝藻打捞机器人，包括壳体，所述壳体的一端设有进料嘴，所述壳体内并位于进料嘴的后方依次设有收集仓、脱水仓和储料仓，所述脱水仓的下方设有配重调节仓；

所述壳体内贯穿所述收集仓、脱水仓和储料仓设有用于输送蓝藻的输送带，所述输送带沿其输送方向设有第一导向辊和第二导向辊，所述第一导向辊和第二导向辊将输送带分为集料区段、升料区段和脱水区段；

所述壳体的顶部设有控制箱，所述控制箱内设有控制电路、为所述控制电路供电的电池组，所述电池组通过导线与无线充电接收模块相连，所述无线充电接收模块设置在控制箱的内部顶面上；

所述脱水区段的下方设有由控制电路控制蓝藻脱水的脱水机构，所述脱水机构的输出端连接有排气管，所述排气管的端部延伸到水面以下并设有曝气头；

所述壳体的顶部对应脱水区段设有进气孔；

所述储料仓的底部设有卸料口，所述卸料口上设有由控制电路控制卸料的开合机构；

所述配重调节仓内设有由控制电路控制壳体吃水深度的配重调节机构；

所述壳体的底部设有由控制电路控制前进或倒退的行走驱动机构；

所述壳体的顶部还设有由控制电路控制蓝藻打捞机器人行走路径的导航模块。

进一步的，所述进料嘴呈扁平的扇形结构，且进料嘴的内部两侧设有导料机构，进料嘴的下部周向上设有多个防撞机构。

进一步的，所述导料机构包括导料履带，所述导料履带倾斜设置在进料嘴的内部两侧，所述导料履带的一端设有导料驱动电机，所述导料驱动电机用于驱动导料履带朝向进料嘴的内部送料，导料驱动电机通过导线与所述控制电路相连。

进一步的，所述防撞机构包括向外突出的防撞挡板和防水结构的碰触开关，所述防撞挡板的一端通过铰链转动连接在进料嘴的下边缘上，所述铰链上设有复位弹簧，所述碰触开关对应防撞挡板的位置固定在进料嘴的底部，所述防撞挡板对应碰触开关的按钮一侧设有凸点，碰触开关通过导线与所述控制电路相连。

进一步的，所述进料嘴的内部并位于导料机构的后方设有一组用于粉碎蓝藻的粉碎辊，所述粉碎辊由壳体内置粉碎电机驱动，粉碎电机由控制电路供电控制。

进一步的，所述输送带的载料带为多孔结构的滤网带，所述载料带的两侧设有橡胶制成的凸缘。

进一步的，所述脱水机构固定在脱水仓内，包括抽滤箱，所述抽滤箱的顶面贴合在输送带的脱水区段上，且所述抽滤箱的顶面上设有多个均匀排列的抽吸孔，所述抽滤箱的一侧设有抽吸接口，所述抽吸接口连接在抽吸泵的进气端，所述抽吸泵的排气端连接到所述排气管上，所述抽吸泵由控制电路供电控制。

进一步的，所述开合机构包括卸料挡板和电动伸缩杆，所述卸料挡板以抽拉的方式滑动连接在卸料口上，所述卸料口的两侧设有卡放卸料挡板的滑槽，所述卸料挡板的一侧固定在所述电动伸缩杆的输出端上，所述电动伸缩杆固定在储料仓的底部，并由控制电路供电控制。

进一步的，所述配重调节机构包括潜水泵和液位传感器，所述潜水泵设置在配重调节仓内，潜水泵的进水端连接到配重调节仓的外部，潜水泵由控制电路供电工作，所述液位传感器设置在进料嘴一侧的中部，液位传感器通过导线与控制电路相连。

进一步的，所述行走驱动机构包括设置在壳体底部的驱动箱，所述驱动箱的两侧设有叶轮，所述叶轮由驱动箱内置的电动马达驱动，电动马达由控制电路供电控制。

本发明提出的一种蓝藻打捞机器人，有益效果在于：

(1)、本发明可对水华蓝藻进行自动收集，并对蓝藻进行粉碎、脱水、并收回再利用，提高了对蓝藻的清除效率。

(2)、本发明可在智能终端上进行远程操控清藻，也可制定清藻路线实现自动清藻，提供清藻的智能化。

(3)、本发明使用的目标范围为需要治理的小流域河流和湖泊，有效避免了大型河湖打捞装置在小流域河流和湖泊的不适用性，对于需要应急处理的蓝藻污染水域可以快速有效的清除蓝藻。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的前视结构示意图；

图3是本发明的内部结构示意图；

图4是图3中关于点A的放大示意图；

图5是本发明中关于输送带的局部结构示意图。

图中标记为：壳体1、进料嘴11、收集仓12、脱水仓13、进气孔131、刮料板132、储料仓14、卸料口141、卸料挡板142、电动伸缩杆143、配重调节仓15、潜水泵151、液位传感器16、控制箱2、无线充电接收模块21、电池组22、控制电路23、输送带3、第一导向辊31、第二导向辊32、集料区段33、升料区段34、脱水区段35、载料带36、凸缘37、抽滤箱4、抽吸孔41、抽吸接口42、抽吸泵43、排气管44、曝气头45、驱动箱5、叶轮51、导料履带6、导料驱动电机61、粉碎辊7、防撞挡板8、铰链81、凸点82、复位弹簧83、碰触开关84、导航模块9。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。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”、“设有”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。

参见图1-5，一种蓝藻打捞机器人，包括壳体1，壳体1的一端设有进料嘴11，进料嘴11呈扁平的扇形结构，蓝藻打捞机器人进入到水域后，处于半潜状态，进料嘴11下部位于水面以下，进料嘴11的上部位于水面以上，蓝藻打捞机器人在前进时，漂浮在水面上的蓝藻会被进料嘴11吞入到壳体1内进行进一步处理。

进料嘴11的内部两侧设有导料机构，导料机构包括导料履带6，导料履带6倾斜设置在进料嘴11的内部两侧，导料履带6的一端设有导料驱动电机61，导料驱动电机61用于驱动导料履带6朝向进料嘴11的内部送料，导料驱动电机61通过导线与控制电路23相连，聚集到进料嘴11内部两侧的蓝藻会被导料履带6送入到壳体1。

壳体1内并位于进料嘴11的后方依次设有收集仓12、脱水仓13和储料仓14，收集仓12用于收集进入到壳体1的蓝藻，脱水仓13用于脱去蓝藻外表的水分，以减轻蓝藻存在储料仓14内的重量。

进料嘴11的内部并位于导料机构的后方设有一组用于粉碎蓝藻的粉碎辊7，粉碎辊7由壳体1内置粉碎电机驱动，粉碎电机由控制电路23供电控制，粉碎辊7对进入的蓝藻进行初步粉碎。

壳体1内贯穿收集仓12、脱水仓13和储料仓14设有用于输送蓝藻的输送带3，输送带3沿其输送方向设有第一导向辊31和第二导向辊32，第一导向辊31和第二导向辊32将输送带3分为集料区段33、升料区段34和脱水区段35，输送带3的载料带36为多孔结构的滤网带，载料带36的两侧设有橡胶制成的凸缘37，输送带3上的集料区段33用来接收进入的蓝藻，升料区段34用于将蓝藻提升到脱水区段35，脱水区段35用于将蓝藻外表的水分进行脱去。

壳体1的顶部设有控制箱2，控制箱2内设有控制电路23、为控制电路23供电的电池组22，电池组22通过导线与无线充电接收模块21相连，无线充电接收模块21设置在控制箱2的内部顶面上，无线充电接收模块21可实现蓝藻打捞机器人进行无线充电，在水域的一处可设置悬浮的无线充电发射模块，当蓝藻打捞机器人需要充电时，蓝藻打捞机器人可移动到无线充电发射模块的下方，使无线充电发射模块与无线充电接收模块21相互对应，实现无线充电。

脱水区段35的下方设有由控制电路23控制蓝藻脱水的脱水机构，脱水机构固定在脱水仓13内，包括抽滤箱4，抽滤箱4的顶面贴合在输送带3的脱水区段35上，且抽滤箱4的顶面上设有多个均匀排列的抽吸孔41，抽滤箱4的一侧设有抽吸接口42，抽吸接口42连接在抽吸泵43的进气端，抽吸泵43的排气端连接到排气管44上，抽吸泵43由控制电路23供电控制，贴合在脱水区段35下方的抽滤箱4可通过载料带36上微小细孔将载料带36上载运的蓝藻外表面的水分吸走，以达到脱水的目的。

脱水机构的输出端连接有排气管44，排气管44的端部延伸到水面以下并设有曝气头45，抽吸泵43将抽取的水气混合物通入到水域中，这样可对水域内补充氧气，提高水域的含氧量，有利水域内动植物的生长。

壳体1的顶部对应脱水区段35设有进气孔131。

储料仓14的底部设有卸料口141，卸料口141上设有由控制电路23控制卸料的开合机构，开合机构包括卸料挡板142和电动伸缩杆143，卸料挡板142以抽拉的方式滑动连接在卸料口141上，卸料口141的两侧设有卡放卸料挡板142的滑槽，卸料挡板142的一侧固定在电动伸缩杆143的输出端上，电动伸缩杆143固定在储料仓14的底部，并由控制电路23供电控制，当蓝藻打捞机器人被搬运到河岸上后，通过电动伸缩杆143开合卸料挡板142，便可实现自动卸料的目的。

脱水仓13的下方设有配重调节仓15，配重调节仓15内设有由控制电路23控制壳体1吃水深度的配重调节机构；配重调节机构包括潜水泵151和液位传感器16，潜水泵151设置在配重调节仓15内，潜水泵151的进水端连接到配重调节仓15的外部，潜水泵151由控制电路23供电工作，液位传感器16设置在进料嘴11一侧的中部，液位传感器16通过导线与控制电路23相连，液位传感器16可实时检测蓝藻打捞机器人下潜深度，当储料仓14内收集的蓝藻增加时，蓝藻打捞机器人的重量会增加，蓝藻打捞机器人会下沉，此时，进料嘴11处的水位会上升，液位传感器16检测到液位上升后，便会将信息反馈给控制电路23，控制电路23内设有程序的控制器，控制器便会控制潜水泵151将配重调节仓15内部的水排出，进而确保蓝藻打捞机器人的重量始终保持平衡，可使水面始终处于进料嘴11的中部，有利水面上的蓝藻进入到壳体1内部。

壳体1的底部设有由控制电路23控制前进或倒退的行走驱动机构，行走驱动机构包括设置在壳体1底部的驱动箱5，驱动箱5的两侧设有叶轮51，叶轮51由驱动箱5内置的电动马达驱动，电动马达由控制电路23供电控制。

壳体1的顶部还设有由控制电路23控制蓝藻打捞机器人行走路径的导航模块9，导航模块9可为无线遥控模块，用于智能终端的远程控制，智能终端可以为智能手机。

进料嘴11的下部周向上设有多个防撞机构，防撞机构包括向外突出的防撞挡板8和防水结构的碰触开关84，防撞挡板8的一端通过铰链81转动连接在进料嘴11的下边缘上，铰链81上设有复位弹簧83，碰触开关84对应防撞挡板8的位置固定在进料嘴11的底部，防撞挡板8对应碰触开关84的按钮一侧设有凸点82，碰触开关84通过导线与控制电路23相连，当蓝藻打捞机器人在水域行走时，前方遇到障碍物时，在防撞挡板8的阻挡下接通碰触开关84，随后控制电路23便会控制行走驱动机构倒退一段路程，倒退时，行走驱动机构两侧的叶轮51设置转速差，在倒退时实现转向，以避开前方障碍物。

本发明的蓝藻打捞机器人，可对水华蓝藻进行自动收集，并对蓝藻进行粉碎、脱水、并收回再利用，提高了对蓝藻的清除效率。可在智能终端上进行远程操控清藻，也可制定清藻路线实现自动清藻，提供清藻的智能化。使用的目标范围为需要治理的小流域河流和湖泊，有效避免了大型河湖打捞装置在小流域河流和湖泊的不适用性，对于需要应急处理的蓝藻污染水域可以快速有效的清除蓝藻。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蓝藻打捞机器人，包括壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)的一端设有进料嘴(11)，所述壳体(1)内并位于进料嘴(11)的后方依次设有收集仓(12)、脱水仓(13)和储料仓(14)，所述脱水仓(13)的下方设有配重调节仓(15)；

所述壳体(1)内贯穿所述收集仓(12)、脱水仓(13)和储料仓(14)设有用于输送蓝藻的输送带(3)，所述输送带(3)沿其输送方向设有第一导向辊(31)和第二导向辊(32)，所述第一导向辊(31)和第二导向辊(32)将输送带(3)分为集料区段(33)、升料区段(34)和脱水区段(35)；

所述壳体(1)的顶部设有控制箱(2)，所述控制箱(2)内设有控制电路(23)、为所述控制电路(23)供电的电池组(22)，所述电池组(22)通过导线与无线充电接收模块(21)相连，所述无线充电接收模块(21)设置在控制箱(2)的内部顶面上；

所述脱水区段(35)的下方设有由控制电路(23)控制蓝藻脱水的脱水机构，所述脱水机构的输出端连接有排气管(44)，所述排气管(44)的端部延伸到水面以下并设有曝气头(45)；

所述壳体(1)的顶部对应脱水区段(35)设有进气孔(131)；

所述储料仓(14)的底部设有卸料口(141)，所述卸料口(141)上设有由控制电路(23)控制卸料的开合机构；

所述配重调节仓(15)内设有由控制电路(23)控制壳体(1)吃水深度的配重调节机构；

所述壳体(1)的底部设有由控制电路(23)控制前进或倒退的行走驱动机构；

所述壳体(1)的顶部还设有由控制电路(23)控制蓝藻打捞机器人行走路径的导航模块(9)。

2.根据权利要求1所述的一种蓝藻打捞机器人，其特征在于，所述进料嘴(11)呈扁平的扇形结构，且进料嘴(11)的内部两侧设有导料机构，进料嘴(11)的下部周向上设有多个防撞机构。

3.根据权利要求2所述的一种蓝藻打捞机器人，其特征在于，所述导料机构包括导料履带(6)，所述导料履带(6)倾斜设置在进料嘴(11)的内部两侧，所述导料履带(6)的一端设有导料驱动电机(61)，所述导料驱动电机(61)用于驱动导料履带(6)朝向进料嘴(11)的内部送料，导料驱动电机(61)通过导线与所述控制电路(23)相连。

4.根据权利要求2所述的一种蓝藻打捞机器人，其特征在于，所述防撞机构包括向外突出的防撞挡板(8)和防水结构的碰触开关(84)，所述防撞挡板(8)的一端通过铰链(81)转动连接在进料嘴(11)的下边缘上，所述铰链(81)上设有复位弹簧(83)，所述碰触开关(84)对应防撞挡板(8)的位置固定在进料嘴(11)的底部，所述防撞挡板(8)对应碰触开关(84)的按钮一侧设有凸点(82)，碰触开关(84)通过导线与所述控制电路(23)相连。

5.根据权利要求3所述的一种蓝藻打捞机器人，其特征在于，所述进料嘴(11)的内部并位于导料机构的后方设有一组用于粉碎蓝藻的粉碎辊(7)，所述粉碎辊(7)由壳体(1)内置粉碎电机驱动，粉碎电机由控制电路(23)供电控制。

6.根据权利要求1所述的一种蓝藻打捞机器人，其特征在于，所述输送带(3)的载料带(36)为多孔结构的滤网带，所述载料带(36)的两侧设有橡胶制成的凸缘(37)。

7.根据权利要求1所述的一种蓝藻打捞机器人，其特征在于，所述脱水机构固定在脱水仓(13)内，包括抽滤箱(4)，所述抽滤箱(4)的顶面贴合在输送带(3)的脱水区段(35)上，且所述抽滤箱(4)的顶面上设有多个均匀排列的抽吸孔(41)，所述抽滤箱(4)的一侧设有抽吸接口(42)，所述抽吸接口(42)连接在抽吸泵(43)的进气端，所述抽吸泵(43)的排气端连接到所述排气管(44)上，所述抽吸泵(43)由控制电路(23)供电控制。

8.根据权利要求1所述的一种蓝藻打捞机器人，其特征在于，所述开合机构包括卸料挡板(142)和电动伸缩杆(143)，所述卸料挡板(142)以抽拉的方式滑动连接在卸料口(141)上，所述卸料口(141)的两侧设有卡放卸料挡板(142)的滑槽，所述卸料挡板(142)的一侧固定在所述电动伸缩杆(143)的输出端上，所述电动伸缩杆(143)固定在储料仓(14)的底部，并由控制电路(23)供电控制。

9.根据权利要求1所述的一种蓝藻打捞机器人，其特征在于，所述配重调节机构包括潜水泵(151)和液位传感器(16)，所述潜水泵(151)设置在配重调节仓(15)内，潜水泵(151)的进水端连接到配重调节仓(15)的外部，潜水泵(151)由控制电路(23)供电工作，所述液位传感器(16)设置在进料嘴(11)一侧的中部，液位传感器(16)通过导线与控制电路(23)相连。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种蓝藻打捞机器人，其特征在于，所述行走驱动机构包括设置在壳体(1)底部的驱动箱(5)，所述驱动箱(5)的两侧设有叶轮(51)，所述叶轮(51)由驱动箱(5)内置的电动马达驱动，电动马达由控制电路(23)供电控制。

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