CN111364427A - 一种用于在滩涂区域的两栖清理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于在滩涂区域的两栖清理装置,属于清理装置技术领域。它解决了现有清理装置不适用于滩涂区域且效率低等技术问题。本两栖清理装置包括机身,机身的两侧具有能够漂浮在水面上的浮体,浮体下方均设有履带轮和套设在履带轮上的履带,机身的尾端设有螺旋桨,机身的前端设有收集拖网,机身的上方还设有能够发射锚钩和缆绳的锚钩抛射头组件;锚钩和缆绳相连接;机身的前端和两侧均设有可拆卸式的机械爪。本发明中的两栖清理装置利用两栖推进系统能够在滩涂不同水位行走,而且整体工作效率高。
Description
技术领域
本发明属于自动化设备技术领域,涉及一种清理装置,特别是一种用于在滩涂区域的两栖清理装置。
背景技术
随着现代水上运输业和旅游业的发展,海滩、河滩等滩涂区域每天都会产生大量的白色垃圾,或漂浮在近岸水面,或散落在岸边的沙滩、石滩和草丛中。其分布凌乱,往往是水陆均有分布,因此人工清理起来难度较大。而且滩涂区域由于其水深不断变化不宜采用大中型船舶进入,而人工打捞因路程、安全、效率等问题又不适用的特定地带,其清理起来难度较大,所以这些大量堆积的海洋垃圾以及水面上漂浮着的浒苔、绿藻等苔藻类植物,严重影响着水域环境和其海域附近人民的生活。
目前,国内外已经研制出较多的垃圾清理机器人,主要分为地面垃圾清理机器人和水上垃圾清理机器人。地面垃圾清理机器人多为室内垃圾清理机器人,例如中国专利CN201120106231.2所揭露的一种“适用于多种地面的扫地机器人”,该机器人主要是通过清扫和吸附作用清理室内或者露天广场上散落的小型颗粒、碎屑等垃圾。其对于非平整地形和水面上体积较大的垃圾(例如塑料瓶、塑料袋等)则往往无法进行清理与拾取。水上垃圾清理机器人一般都是针对水上垃圾而设计,例如中国专利CN201010223569.6所揭露的一种“水面垃圾清理船”,通过铲斗型链网式传送装置进行水面漂浮物的回收。但是,该水面垃圾清理机器人不仅无法清理岸边石滩和草丛中的垃圾,而且由于其自身传送带一部分浸没在水中,传动时激起的波纹往往将垃圾向更远处推动,从而导致清理效果并不理想。
同时,目前也有少数水陆两用的垃圾清理机器人正在研制,例如中国专利CN200720030048.2所揭露的“水陆两用垃圾清理机器人”,包括清理水面垃圾用机械手、陆地垃圾清扫装置、水陆两用转换部分、螺旋桨动力装置和履带装置等。虽然该机器人能够实现水陆两栖垃圾清理作业,但是每次机械手在水面拾取垃圾后都需要进行一系列复杂的动作将垃圾送入垃圾筐内;另外,在陆地上进行清理时,其传统的双履带行进机构导致其越野机动能力较差,很难在石滩等场地使用。
发明内容
本发明针对现有的技术存在的上述问题,提供用于在滩涂区域的两栖清理装置,本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种适用于滩涂区域的两栖清理装置并提高其清理效率。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:
一种用于在滩涂区域的两栖清理装置,包括机身,其特征在于,所述机身的两侧具有能够漂浮在水面上的浮体,所述浮体下方均设有履带轮和套设在所述履带轮上的履带,所述机身的尾端设有螺旋桨,所述机身的前端设有收集拖网,所述机身的上方还设有能够发射锚钩和缆绳的锚钩抛射头组件;所述锚钩和缆绳相连接;所述机身的前端和两侧均设有可拆卸式的机械爪。
其原理如下:本两栖清理装置可广泛应用于我国沿海地区特别是人工打捞难度大且效率低的滩涂区域,当该装置处于“部分浸水”的时候,系统通过水线感应器感应水位,控制器开启履带推进装置;由于地形影响以及变化,当该装置处于“全部浸水”的情况时,在该装置的尾部有一根能够提供足够动力的螺旋桨开启运转,并且机身通过浮体漂浮在水面上。螺旋桨推进是利用螺旋桨的旋转产生推力,从而推动两栖清理装置在水上行驶。这种推进方式的效率较高,工作可靠,转向及倒车性能也相对较好,而且螺旋桨在水下工作时相比露天在噪音污染方面更小。当利用履带运行时,可以通过差速离心机构来航行和方向操作。本技术方案两栖清理装置中的两栖推进系统结构简单,易于维护,能够适应滩涂起伏不平的表面,稳定地提供驱动力,两者方式可以通过水线感应器识别不同场景后自动切换,操作简单方便。
本技术方案中可以针对不同的处理垃圾更换不同的机械爪满足多样化需求。通过锚钩抛射头组件发射锚钩和缆绳,锚钩作为辅助工具,可以抓住岸边的树枝、栏杆等,同时可以与岸边人员配合,利用发射的锚钩和缆绳将装满垃圾的收集拖网拖拉上岸,机身内可以设置多套收集拖网以及锚钩和缆绳,用于更换;这样能够进一步提高本两栖清理装置的适应性和工作效率。进一步的,锚钩为钛合金整体无焊点制造,具有重量轻,抗拉能力强,抓着点牢固的特点。
本技术方案中利用普通常见的机械爪安装在机身上使用即可,采用动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油等构成机械爪的驱动系统。
在上述的用于在滩涂区域的两栖清理装置中,所述锚钩抛射头组件包括所述机身上设置的能够转动的转盘,所述转盘上固设有空气压缩箱,所述空气压缩箱上连接有发射管且所述发射管能够上下摆动,所述发射管内设有推动活塞,所述锚钩能够放置在所述发射管内的推动活塞前侧。锚钩抛射头组件发射时,首先利用转盘调整好发射角度,从外部气体压缩器(例如压缩机)输入高压空气至空气压缩箱之中,然后拉动开关,高压气体释放出最大的空气压力,推动发射管的推动活塞快速运动,令其对锚钩产生巨大的推动作用,以极高的速度将锚钩和缆绳发射出去。
在上述的用于在滩涂区域的两栖清理装置中,所述机身的前端设有振动筛,所述振动筛能够左右晃动以及上下摆动,所述收集拖网位于所述振动筛的前侧。具体来说,振动筛主要由机架、铲掘机构、悬挂机构、倾倒机构组成。整体结构类似于推土车的铲斗,底部分布有若干通孔。使用时,振动筛降低位置,通过机身前移,将滩涂土壤和垃圾的混合物传送至振动筛上,粒径较小的滩涂土壤透过振动筛振动漏出,粒径较大的垃圾则可以倾倒在收集拖网中或其它垃圾储备箱中。
在上述的用于在滩涂区域的两栖清理装置中,所述机身上设有风能收集机构和风能发电组件,所述风能收集机构包括竖向设置在所述机身上且能够转动的转轴,所述转轴的上端固设有若干个横杆,所述横杆沿所述转轴的径向设置且所有横杆绕所述转轴周向均匀间隔分布,所述横杆的内端与所述转轴的上端固连,所述横杆的外端固设有碗状的集风罩壳,所有集风罩壳的凸面均朝向所述转轴转动的方向;所述转轴的下端连接在所述风能发电组件的转子上,所述机身内还设有与所述风能发电组件的相连接的蓄电池。具体来说,风能吹动集风罩壳转动,转动的集风罩壳通过转轴把风的作用力传递到风能发电组件上,产生电能。
作为替代方案,上述的风能发电组件包括拨片、压电陶瓷片和基底铜片等;风能吹动集风罩壳转动,转动的集风罩壳通过转轴把风的作用力传递到拨片上,从而使跟随转轴同步旋转的拨片击打固定在圆形底座周围的压电陶瓷片和基底铜片,迫使两者弯曲振动,使压电陶瓷片产生变形,由于压电陶瓷片的正压电效应,从而产生电压。
在上述的用于在滩涂区域的两栖清理装置中,所述机身上设有驾驶舱,所述驾驶舱的侧面设有太阳能光伏板,所述太阳能光伏板与所述蓄电池相电连接。
本两栖清理装置具有两种自带的发电装置;由于滩涂区域处于海边,风能较多,设计上述的风能收集结构能够采集多个不同方向的风能,更加高效的收集风能,提高风能的转换效率。同时通过驾驶舱外的太阳能光伏板收集太阳能,将其转化为电能储存在蓄电池内。这样能够大大的节省能源,提高整个装置使用的时间。
与现有技术相比,本发明中的两栖清理装置具有以下优点:
1、本两栖清理装置中的两栖推进系统结构简单,易于维护,能够适应滩涂起伏不平的表面,稳定地提供驱动力,两者方式可以通过水线感应器识别不同场景后自动切换,操作简单方便。
2、本两栖清理装置中通过锚钩抛射头组件发射锚钩和缆绳,可以抓住岸边的树枝、栏杆等,同时可以与岸边人员配合,利用发射的锚钩和缆绳将装满垃圾的收集拖网拖拉上岸,能够进一步提高本两栖清理装置的适应性和工作效率。
3、本两栖清理装置具有两种自带的发电装置;合理利用风能和太阳能,这样能够大大的节省能源,提高整个装置使用的时间。
附图说明
图1是本两栖清理装置的立体结构示意图。
图中,1、机身;2、浮体;3、履带轮;4、履带;5、螺旋桨;6、收集拖网;7、锚钩抛射头组件;8、风能收集机构;81、转轴;82、横杆;83、集风罩壳;9、太阳能光伏板;10、机械爪;11、转盘;12、空气压缩箱;13、发射管;14、振动筛;15、锚钩;16、缆绳;17、驾驶舱。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
本两栖清理装置可广泛应用于我国沿海地区特别是人工打捞难度大且效率低的滩涂区域,如图1所示,本两栖清理装置包括机身1,机身1的两侧具有能够漂浮在水面上的浮体2,浮体2下方均设有履带轮3和套设在履带轮3上的履带4,机身1的尾端设有螺旋桨5,机身1的前端设有收集拖网6,机身1的上方还设有能够发射锚钩15和缆绳16的锚钩15抛射头组件7;锚钩15和缆绳16相连接;机身1的前端和两侧均设有可拆卸式的机械爪10。当该装置处于“部分浸水”的时候,系统通过水线感应器感应水位,控制器开启履带4推进装置;由于地形影响以及变化,当该装置处于“全部浸水”的情况时,在该装置的尾部有一根能够提供足够动力的螺旋桨5开启运转,并且机身1通过浮体2漂浮在水面上。螺旋桨5推进是利用螺旋桨5的旋转产生推力,从而推动两栖清理装置在水上行驶。这种推进方式的效率较高,工作可靠,转向及倒车性能也相对较好,而且螺旋桨5在水下工作时相比露天在噪音污染方面更小。当利用履带4运行时,可以通过差速离心机构来航行和方向操作。本技术方案两栖清理装置中的两栖推进系统结构简单,易于维护,能够适应滩涂起伏不平的表面,稳定地提供驱动力,两者方式可以通过水线感应器识别不同场景后自动切换,操作简单方便。本实施例中可以针对不同的处理垃圾更换不同的机械爪10满足多样化需求。通过锚钩15抛射头组件7发射锚钩15和缆绳16,锚钩15作为辅助工具,可以抓住岸边的树枝、栏杆等,同时可以与岸边人员配合,利用发射的锚钩15和缆绳16将装满垃圾的收集拖网6拖拉上岸,机身1内可以设置多套收集拖网6以及锚钩15和缆绳16,用于更换;这样能够进一步提高本两栖清理装置的适应性和工作效率。进一步的,锚钩15为钛合金整体无焊点制造,具有重量轻,抗拉能力强,抓着点牢固的特点。本实施例中利用普通常见的机械爪10安装在机身1上使用即可,采用动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油等构成机械爪10的驱动系统。
如图1所示,锚钩15抛射头组件7包括机身1上设置的能够转动的转盘11,转盘11上固设有空气压缩箱12,空气压缩箱12上连接有发射管13且发射管13能够上下摆动,发射管13内设有推动活塞,锚钩15能够放置在发射管13内的推动活塞前侧。锚钩15抛射头组件7发射时,首先利用转盘11调整好发射角度,从外部气体压缩器(例如压缩机)输入高压空气至空气压缩箱12之中,然后拉动开关,高压气体释放出最大的空气压力,推动发射管13的推动活塞快速运动,令其对锚钩15产生巨大的推动作用,以极高的速度将锚钩15和缆绳16发射出去。机身1的前端设有振动筛14,振动筛14能够左右晃动以及上下摆动,收集拖网6位于振动筛14的前侧。具体来说,振动筛14主要由机架、铲掘机构、悬挂机构、倾倒机构组成。整体结构类似于推土车的铲斗,底部分布有若干通孔。使用时,振动筛14降低位置,通过机身1前移,将滩涂土壤和垃圾的混合物传送至振动筛14上,粒径较小的滩涂土壤透过振动筛14振动漏出,粒径较大的垃圾则可以倾倒在收集拖网6中或其它垃圾储备箱中。
进一步的,如图1所示,机身1上还设有风能收集机构8和风能发电组件,风能收集机构8包括竖向设置在机身1上且能够转动的转轴81,转轴81的上端固设有若干个横杆82,横杆82沿转轴81的径向设置且所有横杆82绕转轴81周向均匀间隔分布,横杆82的内端与转轴81的上端固连,横杆82的外端固设有碗状的集风罩壳83,所有集风罩壳83的凸面均朝向转轴81转动的方向;转轴81的下端连接在风能发电组件的转子上,机身1内还设有与风能发电组件的相连接的蓄电池。具体来说,风能吹动集风罩壳83转动,转动的集风罩壳83通过转轴81把风的作用力传递到风能发电组件上,产生电能。另外机身1上设有驾驶舱17,驾驶舱17的侧面设有太阳能光伏板9,太阳能光伏板9与蓄电池相电连接。本两栖清理装置具有两种自带的发电装置;由于滩涂区域处于海边,风能较多,设计上述的风能收集结构能够采集多个不同方向的风能,更加高效的收集风能,提高风能的转换效率。同时通过驾驶舱17外的太阳能光伏板9收集太阳能,将其转化为电能储存在蓄电池内。这样能够大大的节省能源,提高整个装置使用的时间。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (5)
1.一种用于在滩涂区域的两栖清理装置,包括机身(1),其特征在于,所述机身(1)的两侧具有能够漂浮在水面上的浮体(2),所述浮体(2)下方均设有履带轮(3)和套设在所述履带轮(3)上的履带(4),所述机身(1)的尾端设有螺旋桨(5),所述机身(1)的前端设有收集拖网(6),所述机身(1)的上方还设有能够发射锚钩(15)和缆绳(16)的锚钩(15)抛射头组件(7);所述锚钩(15)和缆绳(16)相连接;所述机身(1)的前端和两侧均设有可拆卸式的机械爪(10)。
2.根据权利要求1所述的用于在滩涂区域的两栖清理装置,其特征在于,所述锚钩(15)抛射头组件(7)包括所述机身(1)上设置的能够转动的转盘(11),所述转盘(11)上固设有空气压缩箱(12),所述空气压缩箱(12)上连接有发射管(13)且所述发射管(13)能够上下摆动,所述发射管(13)内设有推动活塞,所述锚钩(15)能够放置在所述发射管(13)内的推动活塞前侧。
3.根据权利要求2所述的用于在滩涂区域的两栖清理装置,其特征在于,所述机身(1)的前端设有振动筛(14),所述振动筛(14)能够左右晃动以及上下摆动,所述收集拖网(6)位于所述振动筛(14)的前侧。
4.根据权利要求3所述的用于在滩涂区域的两栖清理装置,其特征在于,所述机身(1)上设有风能收集机构(8)和风能发电组件,所述风能收集机构(8)包括竖向设置在所述机身(1)上且能够转动的转轴(81),所述转轴(81)的上端固设有若干个横杆(82),所述横杆(82)沿所述转轴(81)的径向设置且所有横杆(82)绕所述转轴(81)周向均匀间隔分布,所述横杆(82)的内端与所述转轴(81)的上端固连,所述横杆(82)的外端固设有碗状的集风罩壳(83),所有集风罩壳(83)的凸面均朝向所述转轴(81)转动的方向;所述转轴(81)的下端连接在所述风能发电组件的转子上,所述机身(1)内还设有与所述风能发电组件的相连接的蓄电池。
5.根据权利要求4所述的用于在滩涂区域的两栖清理装置,其特征在于,所述机身(1)上设有驾驶舱(17),所述驾驶舱(17)的侧面设有太阳能光伏板(9),所述太阳能光伏板(9)与所述蓄电池相电连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |