CN112554158A

CN112554158A - 一种水面垃圾自动回收系统及回收方法

Info

Publication number: CN112554158A
Application number: CN202011438708.7A
Authority: CN
Inventors: 黄勇; 程伟
Original assignee: Guangzhou Shipbuilding And Ocean Engineering Design Research Institute 605th Research Institute Of China State Shipbuilding Corp ltd
Current assignee: Guangzhou Shipbuilding And Ocean Engineering Design Research Institute 605th Research Institute Of China State Shipbuilding Corp ltd
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2021-03-26

Abstract

一种水面垃圾自动回收系统及回收方法，通过水面垃圾自动回收系统实现水面垃圾的自动回收，避免人工回收垃圾或者采用自动回收船回收垃圾，不仅大幅降低了人力成本，还大幅降低了采用自动回收船的建造成本，同时还能有效避免人工回收垃圾存在的安全隐患，且水面垃圾自动回收系统的结构简单，加工难度低，成本低，且可全天候对水面垃圾进行监控和回收，工作效率高。另外，将垃圾储存装置设置在岸边，便于工作人员直接使用车辆运输垃圾，大大节省了垃圾转运的时间。

Description

一种水面垃圾自动回收系统及回收方法

技术领域

本发明涉及水面垃圾自动捕捞回收系统及捕捞回收方法，特别涉及安装于桥梁上的水面垃圾自动捕捞回收系统及捕捞回收方法。

背景技术

城市的水面垃圾需要进行捕捞回收，保持市容卫生干净。现有水面垃圾回收方式主要为人工回收和自动回收船两种；其中，人工回收主要是通过人力沿河岸两边巡逻并通过垃圾回收网进行人工捕捞回收，或者人工驾驶小型船只再水域进行巡逻，在发现垃圾后驾船靠近垃圾，并通过垃圾捕捉网进行手工水面垃圾捕捞回收；而自动回收船主要是通过建造能够航行于作业水域的垃圾回收船，在船只的艏部设置垃圾捕捞口及垃圾传输带，在发现水面垃圾后，驾船靠近垃圾，并调整船艏以将水面垃圾通过捕捞口及垃圾传输带自动回收到船上的垃圾舱。然而，以上两种回收方式均存在缺陷：1、通过人工回收水面垃圾，需要较多的人力投入，人力成本高；2、在天气恶劣时，人工无法较好的完成水面垃圾的回收，且因人工所乘的船只较小，存在一定的安全隐患；3、自动回收船的建造成本高，后期维护保养成本高；4、自动回收船的作业区域收到吃水的限制，当枯水期或水位下降较多时，自动回收船的可作业区域明显减小。

发明内容

本发明旨在提供一种安装于桥梁上、结构简单、成本低、能够有效回收水面垃圾的水面垃圾自动回收系统及回收方法，有效避免人工回收垃圾的安全隐患。

本发明所述的一种水面垃圾自动回收系统，包括：

水面垃圾监测装置，所述水面垃圾监测装置设置在桥梁上部，实时监测水面情况，并对水面上的物体进行识别分析，将监测到的水面上的垃圾的详细信息传送至控制单元；

水文测量装置，安装在桥梁桩腿邻近水面处，测量水面数据，并将所测数据传送至控制单元；

水平移动导轨，沿桥梁长度方向水平安装在桥梁上，以供移动支撑装置水平左右移动；

移动支撑装置，安装在水平移动导轨上，接收控制单元指令后沿水平移动导轨左右移动；

升降装置，安装在移动支撑装置上，其内部设置有升降控制单元，接收控制单元指令后控制捕捞臂升降；

捕捞臂，呈杆状，竖直连接于升降装置内的升降控制单元上；

垃圾捕捞装置，连接于捕捞臂的底端，用于捕捞垃圾，并接收控制单元指令后卸载垃圾；

垃圾储存装置，设置在桥梁桩腿处的岸边，用于存储回收的垃圾；

控制单元，接收水面垃圾监测装置以及水文测量装置反馈的信息，并控制移动支撑装置沿水平移动导轨水平移动以及控制升降装置中的升降控制单元带动捕捞臂升降，以及控制垃圾捕捞装置卸载垃圾。

本发明所述的一种水面垃圾自动回收方法，其步骤包括：

1）水面垃圾检测装置实时监控水面情况，当监测到垃圾时，将详细信息传送至控制单元；

2）水文测量装置实时监测水面数据，并将监测到的水面数据传送至控制单元；

3）控制单元根据步骤1）以及步骤2）中传送而来的信息，控制移动支撑装置沿水平移动导轨移动到步骤1）中监测到的垃圾所在位置的来向的上方；

4）控制单元控制升降控制单元带动捕捞臂下降，使垃圾捕捞装置插入水中；

5）垃圾捕捞装置捕捞到垃圾后，控制单元控制升降控制单元带动捕捞臂上升，随后控制移动支撑装置沿水平移动导轨移动至垃圾储存装置处；

6）控制单元控制垃圾捕捞装置卸载垃圾，从而使垃圾捕捞装置中的垃圾落入垃圾储存装置中，完成垃圾的自动回收。

本发明所述的一种水面垃圾自动回收系统及回收方法，通过以上水面垃圾自动回收系统实现水面垃圾的自动回收，避免人工回收垃圾或者采用自动回收船回收垃圾，不仅大幅降低了人力成本，还大幅降低了采用自动回收船的建造成本，同时还能有效避免人工回收垃圾存在的安全隐患，且水面垃圾自动回收系统的结构简单，加工难度低，成本低，且可全天候对水面垃圾进行监控和回收，工作效率高。另外，将垃圾储存装置设置在岸边，便于工作人员直接使用车辆运输垃圾，大大节省了垃圾转运的时间。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明静止状态示意图。

图3为本发明移动状态示意图。

图4为本发明捕捞状态示意图。

图5为本发明捕捞后移动状态示意图。

图6为本发明垃圾释放状态示意图。

具体实施方式

一种水面垃圾自动回收系统，如图1至图6所示，包括：水面垃圾监测装置1，所述水面垃圾监测装置1设置在桥梁2上部，实时监测水面情况，并对水面上的物体进行识别分析，其可以对水面船只、建筑物、航行器和水面垃圾进行区分识别，还能对垃圾的大小及位置等信息进行识别分析，并将其中监测到的水面上的垃圾的详细信息传送至控制单元，所述水面垃圾监测装置1为光电监测系统，所述光电监测系统为现有技术；水文测量装置3，安装在桥梁2桩腿邻近水面处，测量水面数据，其可以对水的水位、流速、流向等数据进行监测，并将所测数据传送至控制单元；水平移动导轨4，沿桥梁2长度方向水平安装在桥梁2上，以供移动支撑装置5水平左右移动，在水平移动导轨4的两端均设置有水平限位装置6，以保障移动支撑装置5左右移动的安全；移动支撑装置5，安装在水平移动导轨4上，接收控制单元指令后沿水平移动导轨4左右移动，移动支撑装置5通过其底部的滑轨与水平移动导轨4相配合，以实现其在水平移动导轨4上的滑动；升降装置7，安装在移动支撑装置5上，其内部设置有升降控制单元，接收控制单元指令后控制捕捞臂8升降，所述升降控制单元可采用现有的齿轮齿条或者卡扣卡槽等方式与捕捞臂8连接，以实现对捕捞臂8的传动，带动其上下升降；捕捞臂8，呈杆状，竖直连接于升降装置7内的升降控制单元上，所述捕捞臂8上端设置有竖直限位装置9，保证捕捞臂8升降的安全；垃圾捕捞装置10，连接于捕捞臂8的底端，用于捕捞垃圾，并接收控制单元指令后卸载垃圾，所述垃圾捕捞装置10的结构可以是一个箱体，箱体的其中一个竖直侧壁上开设有垃圾入口，箱体的底面则设置一对可相对开合的底板，在捕捞垃圾时，两个底板闭合，垃圾从箱体侧壁上的垃圾入口进入箱体内部，在卸载垃圾时，两个底板向下旋转90°打开，从而使垃圾落入垃圾储存装置11中，另外垃圾捕捞装置10的壁面为漏网型，可在确保能满足小型垃圾回收的同时，还能迅速将进入垃圾捕捞装置10中的液体排出，垃圾捕捞装置10的结构多样，本实施例中仅仅给出了一种较为优选的结构；垃圾储存装置11，设置在桥梁2桩腿处的岸边，用于存储回收的垃圾；控制单元，接收水面垃圾监测装置1以及水文测量装置3反馈的信息，并控制移动支撑装置5沿水平移动导轨4水平移动以及控制升降装置7中的升降控制单元带动捕捞臂8升降，以及控制垃圾捕捞装置10卸载垃圾。以上驱动移动支撑装置5水平移动、驱动升降控制单元带动捕捞臂8的升降以及驱动垃圾捕捞装置10底板开启或关闭驱动机构均可以采用电机。所述水文测量装置3为水文站常用的水位及流向流速仪，有效满足测量的精度及准确度。所述水平限位装置6为传感器或者行程开关等部件。

一种水面垃圾自动回收方法，其步骤包括：（1）水面垃圾检测装置1实时监控水面情况，当监测到垃圾时，将详细信息传送至控制单元；（2）水文测量装置3实时监测水面数据，并将监测到的水面数据传送至控制单元；（3）控制单元根据步骤（1）以及步骤（2）中传送而来的信息，控制移动支撑装置5沿水平移动导轨4移动到步骤（1）中监测到的垃圾所在位置的来向的上方，需注意的是，在带动捕捞臂8水平移动的过程中，控制单元还需根据水面垃圾监测装置1及水文测量装置3实时反馈的情况，控制升降控制单元带动捕捞臂8升降，以避开水面上往来的船只或其他水上设备，避免安全隐患，另外，在捕捞臂8水平移动到位后，控制单元还需要根据水面垃圾监测装置1及水文测量装置3实时反馈的情况，控制捕捞臂8随移动支撑装置5在水平方向上进行小幅度调整，以使捕捞臂8能准确回收垃圾；（4）控制单元控制升降控制单元带动捕捞臂8下降，使垃圾捕捞装置10插入水中；（5）垃圾捕捞装置10捕捞到垃圾后，控制单元控制升降控制单元带动捕捞臂8上升，随后控制移动支撑装置5沿水平移动导轨4移动至垃圾储存装置11处，需要注意的是，控制单元还需要根据水面垃圾监测装置1反馈的信息，调整捕捞臂8的上升的高度，以避免捕捞臂8与水面上其他物件发生碰撞，避免安全隐患；（6）控制单元控制垃圾捕捞装置10卸载垃圾，从而使垃圾捕捞装置10中的垃圾落入垃圾储存装置11中，完成垃圾的自动回收。步骤（1）和步骤（2）不分先后顺序。

Claims

1.一种水面垃圾自动回收系统，其特征在于，包括：

水面垃圾监测装置（1），所述水面垃圾监测装置（1）设置在桥梁（2）上部，实时监测水面情况，并对水面上的物体进行识别分析，将监测到的水面上的垃圾的详细信息传送至控制单元；

水文测量装置（3），安装在桥梁（2）桩腿邻近水面处，测量水面数据，并将所测数据传送至控制单元；

水平移动导轨（4），沿桥梁（2）长度方向水平安装在桥梁（2）上，以供移动支撑装置（5）水平左右移动；

移动支撑装置（5），安装在水平移动导轨（4）上，接收控制单元指令后沿水平移动导轨（4）左右移动；

升降装置（7），安装在移动支撑装置（5）上，其内部设置有升降控制单元，接收控制单元指令后控制捕捞臂（8）升降；

捕捞臂（8），呈杆状，竖直连接于升降装置（7）内的升降控制单元上；

垃圾捕捞装置（10），连接于捕捞臂（8）的底端，用于捕捞垃圾，并接收控制单元指令后卸载垃圾；

垃圾储存装置（11），设置在桥梁（2）桩腿处的岸边，用于存储回收的垃圾；

控制单元，接收水面垃圾监测装置（1）以及水文测量装置（3）反馈的信息，并控制移动支撑装置（5）沿水平移动导轨（4）水平移动以及控制升降装置（7）中的升降控制单元带动捕捞臂（8）升降，以及控制垃圾捕捞装置（10）卸载垃圾。

2.根据权利要求1所述的一种水面垃圾自动回收系统，其特征在于：垃圾捕捞装置（10）的壁面为漏网型。

3.根据权利要求1所述的一种水面垃圾自动回收系统，其特征在于：在水平移动导轨（4）的两端均设置有水平限位装置（6）。

4.根据权利要求3所述的一种水面垃圾自动回收系统，其特征在于：所述捕捞臂（8）上端设置有竖直限位装置（9）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种水面垃圾自动回收系统，其特征在于：所述水面垃圾监测装置（1）为光电监测系统。

6.一种水面垃圾自动回收方法，其特征在于，步骤如下：

1）水面垃圾检测装置（1）实时监控水面情况，当监测到垃圾时，将详细信息传送至控制单元；

2）水文测量装置（3）实时监测水面数据，并将监测到的水面数据传送至控制单元；

3）控制单元根据步骤1）以及步骤2）中传送而来的信息，控制移动支撑装置（5）沿水平移动导轨（4）移动到步骤1）中监测到的垃圾所在位置的来向的上方；

4）控制单元控制升降控制单元带动捕捞臂（8）下降，使垃圾捕捞装置（10）插入水中；

5）垃圾捕捞装置（10）捕捞到垃圾后，控制单元控制升降控制单元带动捕捞臂（8）上升，随后控制移动支撑装置（5）沿水平移动导轨（4）移动至垃圾储存装置（11）处；

6）控制单元控制垃圾捕捞装置（10）卸载垃圾，从而使垃圾捕捞装置（10）中的垃圾落入垃圾储存装置（11）中，完成垃圾的自动回收。

7.根据权利要求6所述的一种水面垃圾自动回收方法，其特征在于：步骤3）中，在带动捕捞臂（8）水平移动的过程中，控制单元还需根据水面垃圾监测装置（1）及水文测量装置（3）实时反馈的情况，以控制升降控制单元带动捕捞臂（8）升降，以避开水面上往来的船只或其他水上设备。

8.根据权利要求7所述的一种水面垃圾自动回收方法，其特征在于：步骤3）中，在捕捞臂（8）水平移动到位后，控制单元还需要根据水面垃圾监测装置（1）及水文测量装置（3）实时反馈的情况，控制捕捞臂（8）随移动支撑装置（5）在水平方向上进行小幅度调整，以使捕捞臂（8）能准确回收垃圾。

9.根据权利要求6-8任一项所述的一种水面垃圾自动回收方法，其特征在于：步骤5）中，控制单元还需要根据水面垃圾监测装置（1）反馈的信息，调整捕捞臂（8）的上升的高度，以避免捕捞臂（8）与水面上其他物件发生碰撞。