CN112706891A - 一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水面垃圾打捞领域，具体为一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构及其使用方法，包括船体，船体的侧壁底部设置有用来对撞击产生的能量进行缓冲的缓冲机构，船体的侧壁上设置有顶升机构，缓冲机构与顶升机构传动连接，缓冲机构可通过顶升机构抑制船体的侧倾，缓冲机构远离船体的一端设置有抵触机构，缓冲机构与抵触机构传动连接，且缓冲机构可对抵触机构进行清洁。该种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构及其使用方法，通过抵触机构自动增加与水底的接触面积，确保缓冲机构能够有效的对船体进行缓冲，降低碰撞对船体产生的伤害，通过顶升机构避免船体因碰撞侧翻，提高船体碰撞时的安全性。

Description

一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构及其使用方法

技术领域

本发明涉及水面垃圾打捞领域，具体为一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构及其使用方法。

背景技术

通过具有自动驾驶功能的无人船进行水面垃圾的打捞，并配合垃圾识别技术可以实现全时段的对书面垃圾进行打捞清理，从而大大提高水面垃圾清理效率。现有的无人船在打捞垃圾的过程中，对于聚集在岸边、水位较浅的位置的垃圾进行清理时，其船底通常会距离岸边较近，并受到水流、风力等自然因素的影响常常会使得船底与水底相撞，从而对船体产生伤害。无人船的受损，不能够顺畅的进行垃圾打捞，并造成经济损失，并且在受到较大的撞击时，无人船的上部因为受到惯性力作用会朝向撞击的一侧倾斜，从而容易使得无人船侧翻，扩大损失，鉴于此，我们提出一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构，包括船体，船体的侧壁底部设置有用来对撞击产生的能量进行缓冲的缓冲机构，船体的侧壁上设置有顶升机构，缓冲机构与顶升机构传动连接，缓冲机构可通过顶升机构抑制船体的侧倾，缓冲机构远离船体的一端设置有抵触机构，缓冲机构与抵触机构传动连接，且缓冲机构可对抵触机构进行清洁。

优选的，缓冲机构设置有多个并沿着船体的外周均布设置，缓冲机构包括液压缸二，液压缸二的一端定轴转动连接在船体的侧壁下端，液压缸二的内部滑动连接有活塞板二，活塞板二远离船体的一侧垂直并固定连接齿条，齿条远离液压缸二的一端贯穿液压缸二远离船体的一端端壁，并可在所述端壁上滑动，齿条位于液压缸二外部的一端固定有推板，推板上设置有抵触机构。

优选的，液压缸二远离船体的一端侧壁上固定有蜗壳，蜗壳内部设置有叶轮，蜗壳的侧壁上定轴转动连接有转轴，转轴与所述叶轮的旋转中心固定连接，且转轴与齿条传动连接，蜗壳的侧壁上固定并连通有管道一，管道一与蜗壳的侧壁相切，且管道一的上端连接喷管，喷管固定在船体的侧壁上端，且喷射方向远离船体并倾斜下，管道一的侧壁通过管道二对抵触机构进行清洁。

优选的，液压缸二远离船体的端壁上固定有滑套，齿条滑动连接在滑套内，蜗壳上固定有传动盒，传动盒内定制转动连接齿轮，齿轮的旋转中心与转轴远离叶轮的一端固定连接，传动盒与滑套固定并连通，且滑套与传动盒相切设置，齿轮与齿条啮合连接，推板通过弹簧一与滑套相连接。

优选的，顶升机构包括固定在船体侧壁上的液压缸一，液压缸一竖直方向设置，液压缸一的底部通过液压管与液压缸二靠近船体的一端内部相连通，液压缸一的内部滑动连接有活塞板一，活塞板一的上表面垂直并固定连接顶杆，顶杆的上端贯穿液压缸一的上端端壁，并可在所述端壁上进行上下滑动。

优选的，顶升机构还包括开设在船体侧壁上的滑槽，且滑槽竖直方向设置，滑槽内滑动连接滑块，顶杆可在滑槽内互动，且顶杆的上端与滑块的底面固定连接，滑块通过连杆一与推板的上端铰接，连杆一的中部定轴转动连接连杆二的一端，连杆二远离连杆一的一端与船体的侧壁底部定轴转动连接。

优选的，抵触机构包括半球状的球头，球头的平面中心固定有滑筒，滑筒的内部滑动连接有滑板，滑板通过弹簧二与滑筒内部靠近球头的一端相连接，滑板远离球头的一侧垂直并固定连接滑杆，滑杆远离滑板的一端垂直并固定连接推板。

优选的，球头的平面侧边上定轴转动连接有多个扩展板，多个所述扩展板沿圆周走向等间隔设置，扩展板朝向滑筒的一侧固定有滑轨，滑轨上滑动连接有滑座，滑座上定轴转动连接有支杆，支杆远离滑座的一端固定连接在推板上。

优选的，滑筒的外周壁上固定有与扩展板相对应的喷嘴，喷嘴的喷射方向指向扩展板，喷嘴与管道二相连接，管道二上连接有单向阀，单向阀的导通方向指向喷嘴，管道一的下端口内壁上固定有环架，环架的上表面设置有盖板，盖板的一端通过卷簧定轴转动连接在环架上，盖板可对管道一的下端口封堵。

本申请还提高另外一个方案，一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：通过抵触机构自动增加与水底的接触面积；

步骤二：通过缓冲机构在船体发生碰撞时对船体起到缓冲保护作用；

步骤二：在碰撞时通过缓冲机构驱动顶升机构一方面对碰撞产生的能量进行消耗，另一方面抑制船体的侧倾程度。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，通过抵触机构自动增加与水底的接触面积，避免遇到较软的水底使得球头插入较深，从而便于无人船脱困，扩展板的展开增加了与水底的接触面积，从而使得球头与水底接触稳定，进而能够确保缓冲机构能够有效的对船体进行缓冲，最大程度的起到对船体的保护作用，并且受到碰撞时由碰撞力驱动打开，无需额外的电力输入控制，简化结构，节省能耗；通过缓冲机构在船体发生碰撞时对船体起到缓冲保护作用，降低碰撞对船体产生的伤害，并且缓冲机构对抵触机构具有清洁作用，从而确保抵触机构的正常使用；在碰撞时通过缓冲机构驱动顶升机构一方面对碰撞产生的能量进行消耗，另一方面抑制船体的侧倾程度，从而避免船体因碰撞侧翻，提高船体碰撞时的安全性。

附图说明

图1为本发明的总装截面结构示意图一；

图2为本发明的总装截面结构示意图二；

图3为图1中的A处放大结构示意图；

图4为图2中的B处放大结构示意图一；

图5为图2中的B处放大结构示意图二。

图中：1、船体；2、滑槽；3、滑块；4、液压缸一；5、活塞板一；6、顶杆；7、液压管；8、液压缸二；9、活塞板二；10、齿条；11、弹簧一；12、推板；13、蜗壳；14、管道一；15、管道二；16、滑杆；17、滑板；18、滑筒；19、弹簧二；20、球头；21、扩展板；22、滑轨；23、滑座；24、支杆；25、喷嘴；26、连杆一；27、连杆二；28、喷管；29、滑套；30、传动盒；31、齿轮；32、转轴；33、环架；34、盖板；35、卷簧；36、单向阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：

一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构，包括船体1，船体1的侧壁底部设置有用来对撞击产生的能量进行缓冲的缓冲机构，船体1的侧壁上设置有顶升机构，缓冲机构与顶升机构传动连接，缓冲机构可通过顶升机构抑制船体的侧倾，缓冲机构远离船体1的一端设置有抵触机构，缓冲机构与抵触机构传动连接，且缓冲机构可对抵触机构进行清洁。

本实施例中，如图1和图2所示，缓冲机构设置有多个并沿着船体1的外周均布设置，缓冲机构包括液压缸二8，液压缸二8的一端定轴转动连接在船体1的侧壁下端，液压缸二8的内部滑动连接有活塞板二9，活塞板二9远离船体1的一侧垂直并固定连接齿条10，齿条10远离液压缸二8的一端贯穿液压缸二8远离船体1的一端端壁，并可在所述端壁上滑动，齿条10位于液压缸二8外部的一端固定有推板12，推板12上设置有抵触机构。

本实施例中，如图1、图2和图3所示，液压缸二8远离船体1的一端侧壁上固定有蜗壳13，蜗壳13内部设置有叶轮，本申请中叶轮未画出，蜗壳13的侧壁上定轴转动连接有转轴32，转轴32与所述叶轮的旋转中心固定连接，且转轴32与齿条10传动连接，蜗壳13的侧壁上固定并连通有管道一14，管道一14与蜗壳13的侧壁相切，且管道一14的上端连接喷管28，喷管28固定在船体1的侧壁上端并位于水面上方，且喷射方向远离船体1并倾斜下，管道一14的侧壁通过管道二15对抵触机构进行清洁。

本实施例中，如图1、图2和图3所示，液压缸二8远离船体1的端壁上固定有滑套29，齿条10滑动连接在滑套29内，蜗壳13上固定有传动盒30，传动盒30内定制转动连接齿轮31，齿轮31的旋转中心与转轴32远离叶轮的一端固定连接，传动盒30与滑套29固定并连通，且滑套29与传动盒30相切设置，齿轮31与齿条10啮合连接，推板12通过弹簧一11与滑套29相连接。

本实施例中，如图1和图2所示，顶升机构包括固定在船体1侧壁上的液压缸一4，液压缸一4竖直方向设置，液压缸一4的底部通过液压管7与液压缸二8靠近船体1的一端内部相连通，液压缸一4和液压缸二8内部均填充有液压油，液压缸一4的内部滑动连接有活塞板一5，活塞板一5的上表面垂直并固定连接顶杆6，顶杆6的上端贯穿液压缸一4的上端端壁，并可在所述端壁上进行上下滑动。

本实施例中，如图1和图2所示，顶升机构还包括开设在船体1侧壁上的滑槽2，且滑槽2竖直方向设置，滑槽2内滑动连接滑块3，顶杆6可在滑槽2内互动，且顶杆6的上端与滑块3的底面固定连接，滑块3通过连杆一26与推板12的上端铰接，连杆一26的中部定轴转动连接连杆二27的一端，连杆二27远离连杆一26的一端与船体1的侧壁底部定轴转动连接。

本实施例中，如图1和图2所示，抵触机构包括半球状的球头20，球头20的平面中心固定有滑筒18，滑筒18的内部滑动连接有滑板17，滑板17通过弹簧二19与滑筒18内部靠近球头20的一端相连接，滑板17远离球头20的一侧垂直并固定连接滑杆16，滑杆16远离滑板17的一端垂直并固定连接推板12。

本实施例中，如图1和图2所示，球头20的平面侧边上定轴转动连接有多个扩展板21，多个所述扩展板21沿圆周走向等间隔设置，扩展板21朝向滑筒18的一侧固定有滑轨22，滑轨22上滑动连接有滑座23，滑轨22两端均固定有用来对滑座23限位的限位块，且滑轨22的横截面为燕尾形或T形，滑座23上定轴转动连接有支杆24，支杆24远离滑座23的一端固定连接在推板12上。

本实施例中，如图1、图2、图4和图5所示，滑筒18的外周壁上固定有与扩展板21相对应的喷嘴25，喷嘴25的喷射方向指向扩展板21，喷嘴25与管道二15相连接，管道二15上连接有单向阀36，单向阀36的导通方向指向喷嘴25，管道一14的下端口内壁上固定有环架33，环架33的上表面设置有盖板34，盖板34的一端通过卷簧35定轴转动连接在环架33上，盖板34可对管道一14的下端口封堵。

本发明的使用方法和优点：该种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构在发生碰撞时，工作过程如下：

步骤一：如图1所示，为船体1未发生碰撞时的状态，此时在弹簧二19的作用力下使得球头20与推板12远离并在支杆24的拉力作用下使得各个扩展板21处于收拢状态，以便将降低船体1在行进时的阻力；

当船体1与水体靠近并使得球头20与水底抵扣接触时，水底对球头20施加反作用力从而使得球头20带动滑筒18向推板12靠近，同时压缩弹簧二19使得弹簧二19获得一个恢复力，在球头20向推板12靠近的过程中，推板12通过支杆24对各个滑座23施加推力，从而使得滑座23在对应的滑轨22上向靠近球头20的方向移动，进而使得各个扩展板21展开，从而增加与水底的接触面积，避免遇到较软的水底使得球头20插入较深，从而便于无人船脱困，另一方面扩展板21的展开增加了与水底的接触面积，从而使得球头20与水底接触稳定，进而能够确保缓冲机构能够有效的对船体1进行缓冲，最大程度的起到对船体1的保护作用，并且受到碰撞时由碰撞力驱动打开，无需额外的电力输入控制，简化结构，节省能耗；

当碰撞结束后，水底与球头20不接触，并在弹簧二19的恢复力作用下使得滑筒18带动球头20向推板12远离，同时使得球头20带动各个扩展板21向推杆12远离，使得支杆24对对应的滑座23施加拉力，从而使得滑座23在滑轨22上向远离球头20的方向移动，进而使得各个扩展板21处于收拢状态，以便将降低船体1在行进时的阻力；

步骤二：如步骤一所述，在发生碰撞后抵触机构对推板12施加指向船体1的推力，如图1和图2所示，推板12受到抵触机构施加的推力后向船体1靠近，并对弹簧一11压缩，使得弹簧一11产生压缩形变进行吸收碰撞产生的能量，从而对船体1起到缓冲保护的作用，并且使得弹簧一11获得一个恢复力，推板12同时推动齿条10向船体靠近，在齿条10箱船体靠近的过程中，如图3所示，通过齿条10和齿轮31之间齿牙的传动作用带动齿轮31转顺时针转动，从而使得齿轮31通过转轴32带动叶轮顺时针转动，进而使得叶轮通过管道一14将水液向上输送至喷管28内，在水液向上输送的过程中，如图5所示，水液从下至上对盖板34施加力的作用，并将盖板34打开，盖板34的打开使得卷簧35发生形变并获得一个恢复力，从而保持水液的顺畅输送，并且由于单向阀36的导通方向指向喷嘴25，从而避免从喷嘴25吸入水液，从而避免水液中的泥沙颗粒对喷嘴25堵塞，喷管28喷出的水液对船体1的上部施加一个反向的推力，从而克服船体1的上部受到惯性力的作用出现倾斜，在水液的输送过程中消耗碰撞产生的能量，从而进一步的对船体1起到保护作用，降低碰撞对船体1产生的伤害；

当碰撞结束后，在弹簧一11的回复力作用下使得推板12带动齿条10向船体1远离并复位，从而使得齿条10通过齿轮31和转轴32带动叶轮反向转动，叶轮的反向转动通过喷管28将外部空气经过管道一14从上向下输送，在此过程中如图4所示，在卷簧35的恢复力作用下使得盖板34对管道一14的下端口进行封堵，并通过管道二15输送至喷嘴25，从而通过喷嘴25吹响对应的扩展板21上滑座23和滑轨22处，从而将粘接在滑座23和滑轨22处的泥沙吹除确保滑座23和滑轨22能够顺畅的相互滑动，以便实现对抵触机构的自动清洁，确保抵触机构的正常使用；

步骤三：如步骤二所述，在推板12和齿条10向船体1靠近的过程中，齿条10同步推动活塞板二9将液压缸二8内的液压油经过液压管7挤压至液压缸一4内，并在液压油的作用力下使得活塞板一5通过顶杆6推动滑块3在滑槽2内上移，在活塞板二9压缩液压油的过程中再次消耗碰撞产生的能量，从而进一步起到对碰撞缓冲的作用，并且在推板12向船体1靠近并且滑块3向上移动的过程中使得连杆一26趋向于竖直状态，并且使得连杆二27的上端向上运动起到对连杆一26的支撑加强作用，当滑块3与滑槽2的顶端抵扣接触后，碰撞力在连杆一26的作用下产生的向上的分力使得和船体1在竖直方向上向上运动，进而使得碰撞能量做功，使得碰撞能量大大消耗，从而大大降低碰撞对船体产生的伤害，并且在水平方向的分力使得船体1的上部不能够向碰撞一侧倾斜，从而避免船体1因碰撞侧翻，提高船体1碰撞时的安全性；

在碰撞结束后，推板12通过齿条10带动活塞板二9复位，从而使得连杆一26和连杆二27复位，并使得滑块3通过顶杆6带动活塞板一5下移复位，以便下一次碰撞时对船体1进行提升并抑制船体1倾斜。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构，包括船体(1)，其特征在于：所述船体(1)的侧壁底部设置有用来对撞击产生的能量进行缓冲的缓冲机构，所述船体(1)的侧壁上设置有顶升机构，所述缓冲机构与顶升机构传动连接，所述缓冲机构可通过顶升机构抑制船体的侧倾，所述缓冲机构远离船体(1)的一端设置有抵触机构，所述缓冲机构与抵触机构传动连接，且缓冲机构可对抵触机构进行清洁。

2.根据权利要求1所述的一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构，其特征在于：所述缓冲机构设置有多个并沿着船体(1)的外周均布设置，所述缓冲机构包括液压缸二(8)，所述液压缸二(8)的一端定轴转动连接在船体(1)的侧壁下端，所述液压缸二(8)的内部滑动连接有活塞板二(9)，所述活塞板二(9)远离船体(1)的一侧垂直并固定连接齿条(10)，所述齿条(10)远离液压缸二(8)的一端贯穿液压缸二(8)远离船体(1)的一端端壁，并可在所述端壁上滑动，所述齿条(10)位于液压缸二(8)外部的一端固定有推板(12)，所述推板(12)上设置有抵触机构。

3.根据权利要求2所述的一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构，其特征在于：所述液压缸二(8)远离船体(1)的一端侧壁上固定有蜗壳(13)，所述蜗壳(13)内部设置有叶轮，所述蜗壳(13)的侧壁上定轴转动连接有转轴(32)，所述转轴(32)与所述叶轮的旋转中心固定连接，且转轴(32)与齿条(10)传动连接，所述蜗壳(13)的侧壁上固定并连通有管道一(14)，所述管道一(14)与蜗壳(13)的侧壁相切，且管道一(14)的上端连接喷管(28)，所述喷管(28)固定在船体(1)的侧壁上端，且喷射方向远离船体(1)并倾斜下，所述管道一(14)的侧壁通过管道二(15)对抵触机构进行清洁；所述液压缸二(8)远离船体(1)的端壁上固定有滑套(29)，所述齿条(10)滑动连接在滑套(29)内，所述蜗壳(13)上固定有传动盒(30)，所述传动盒(30)内定制转动连接齿轮(31)，所述齿轮(31)的旋转中心与转轴(32)远离叶轮的一端固定连接，所述传动盒(30)与滑套(29)固定并连通，且滑套(29)与传动盒(30)相切设置，所述齿轮(31)与齿条(10)啮合连接，所述推板(12)通过弹簧一(11)与滑套(29)相连接；所述顶升机构包括固定在船体(1)侧壁上的液压缸一(4)，所述液压缸一(4)竖直方向设置，所述液压缸一(4)的底部通过液压管(7)与液压缸二(8)靠近船体(1)的一端内部相连通。

4.根据权利要求3所述的一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构，其特征在于：所述液压缸一(4)的内部滑动连接有活塞板一(5)，所述活塞板一(5)的上表面垂直并固定连接顶杆(6)。

5.根据权利要求4所述的一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构，其特征在于：所述顶杆(6)的上端贯穿液压缸一(4)的上端端壁，并可在所述端壁上进行上下滑动。

6.根据权利要求5所述的一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构，其特征在于：所述顶升机构还包括开设在船体(1)侧壁上的滑槽(2)，且滑槽(2)竖直方向设置，所述滑槽(2)内滑动连接滑块(3)，所述顶杆(6)可在滑槽(2)内互动，且顶杆(6)的上端与滑块(3)的底面固定连接，所述滑块(3)通过连杆一(26)与推板(12)的上端铰接，所述连杆一(26)的中部定轴转动连接连杆二(27)的一端，所述连杆二(27)远离连杆一(26)的一端与船体(1)的侧壁底部定轴转动连接。

7.根据权利要求3所述的一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构，其特征在于：所述抵触机构包括半球状的球头(20)，所述球头(20)的平面中心固定有滑筒(18)，所述滑筒(18)的内部滑动连接有滑板(17)，所述滑板(17)通过弹簧二(19)与滑筒(18)内部靠近球头(20)的一端相连接，所述滑板(17)远离球头(20)的一侧垂直并固定连接滑杆(16)，所述滑杆(16)远离滑板(17)的一端垂直并固定连接推板(12)；所述球头(20)的平面侧边上定轴转动连接有多个扩展板(21)，多个所述扩展板(21)沿圆周走向等间隔设置，所述扩展板(21)朝向滑筒(18)的一侧固定有滑轨(22)，所述滑轨(22)上滑动连接有滑座(23)，所述滑座(23)上定轴转动连接有支杆(24)，所述支杆(24)远离滑座(23)的一端固定连接在推板(12)上；所述滑筒(18)的外周壁上固定有与扩展板(21)相对应的喷嘴(25)，所述喷嘴(25)的喷射方向指向扩展板(21)，所述喷嘴(25)与管道二(15)相连接，所述管道二(15)上连接有单向阀(36)，所述单向阀(36)的导通方向指向喷嘴(25)。

8.根据权利要求7所述的一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构，其特征在于：所述管道一(14)的下端口内壁上固定有环架(33)，所述环架(33)的上表面设置有盖板(34)。

9.根据权利要求8所述的一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构，其特征在于：所述盖板(34)的一端通过卷簧(35)定轴转动连接在环架(33)上，所述盖板(34)可对管道一(14)的下端口封堵。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种水面垃圾打捞的无人船专用防撞结构的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：通过抵触机构自动增加与水底的接触面积；

步骤二：通过缓冲机构在船体(1)发生碰撞时对船体(1)起到缓冲保护作用；

步骤二：在碰撞时通过缓冲机构驱动顶升机构一方面对碰撞产生的能量进行消耗，另一方面抑制船体(1)的侧倾程度。

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