CN112722175B - 一种无人船专用的水面垃圾打捞机器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水面垃圾清理设备领域，具体为一种无人船专用的水面垃圾打捞机器及其使用方法，包括船体，船体上设置有用来拾取并输送水面垃圾的传送带，船体上设置有用来驱动传送带往复式摆动的摆动机构，摆动机构与转轴传动连接，且转轴与传送带传动连接，船体上设置有用来对摆动机构缓冲保护的缓冲机构，缓冲机构通过转轴与摆动机构传动连接，缓冲机构与清洁机构气动连接，且清洁机构用来对粘附在传送带上的垃圾进行清理。该种无人船专用的水面垃圾打捞机器及其使用方法，增加了传送带在宽度方向拾取垃圾的范围，起到提高垃圾打捞效率并且降低能耗的作用，通过缓冲机构提高摆动机构的使用寿命，并通过缓冲机构驱动清洁机构对传送带进行双重清理。

Description

一种无人船专用的水面垃圾打捞机器及其使用方法

技术领域

本发明涉及水面垃圾清理设备领域，具体为一种无人船专用的水面垃圾打捞机器及其使用方法。

背景技术

无人船利用其自动驾驶功能在水面上自动的对水面垃圾进行清理，不受时间限制，节省人力，从而提高对水命垃圾清理效率。

现有的无人船在对水面垃圾进行清理时，通过推动传送带向水面垃圾靠近，并将垃圾传送至船舱内，从而实现对水面垃圾的清理，但是由于传送带宽度有限，对于遍布较宽的水面垃圾需要往复式的行进才能够对水面垃圾进行清理完全，因此耗能大，对垃圾的拾取效率较低，另外在传送带拾取并输送垃圾的过程中其表面时长会粘附一些垃圾，从而造成对传送带的传送效率较低，并且难以清理。

鉴于此，我们提出一种无人船专用的水面垃圾打捞机器及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人船专用的水面垃圾打捞机器及其使用方法，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：

一种无人船专用的水面垃圾打捞机器，包括船体，船体上设置有用来拾取并输送水面垃圾的传送带，船体上设置有用来驱动传送带往复式摆动的摆动机构，摆动机构与转轴传动连接，且转轴与传送带传动连接，船体上设置有用来对摆动机构缓冲保护的缓冲机构，缓冲机构通过转轴与摆动机构传动连接，缓冲机构与清洁机构气动连接，且清洁机构用来对粘附在传送带上的垃圾进行清理。

优选的，摆动机构包括固定在船体上的传动盒，传动盒内部定轴转动连接有转轴，转轴的上端穿过传动盒的上侧壁，且转轴的上端固定有转架，转架上固定有传送架，传送架的两端均定轴转动连接有滚筒，其中一个滚筒与驱动电机传动连接，且所述驱动电机固定在传送架上。

优选的，两个所述滚筒通过传送带传动连接，传送架倾斜设置，且传送架远离船体的一端倾斜向下并深入水面，传送架靠近船体的一端下侧设置有导料板，导料板固定在船体上，并且向船舱内疏导从传送带上端掉落的垃圾。

优选的，传动盒内部固定有滑架，滑架上滑动连接有齿条，转轴位于传动盒内的一段外周壁上固定有齿轮，齿轮与齿条啮合连接，摆动机构还包括转盘一，且转盘一定轴转动连接在船体上，转盘一与摆动电机传动连接，摆动电机固定在船体上，齿条的一端贯穿传动盒的侧壁，转盘一上远离圆心的位置通过连杆与齿条处于传动盒外侧的一端铰接。

优选的，缓冲机构包括固定在转轴外周壁上的转盘二，转盘二的外周壁上呈对称式方式固定有箭头状的凸块，且凸块的尖头端远离转盘二，转盘二的两侧对称式设置有与凸块相对应的气缸，气缸固定在船体上，气缸通过管路与清洁机构传动连接。

优选的，气缸的中心轴线与转轴的中心轴线相互垂直，气缸内滑动连接有活塞板，活塞板将气缸内分隔为两个空腔，且两个所述空腔的相背的一端均连接有单向阀一和单向阀二，单向阀二连接有支气管，支气管与清洁机构气动连接，单向阀一的导通方向指向对应的空腔，单向阀二的导通方向指向清洁机构。

优选的，活塞板朝向转轴的一侧垂直并固定连接有顶杆，顶杆远离活塞板的一端贯穿气缸靠近转盘二的侧壁并指向转盘二，顶杆指向转盘二的一端固定有顶块，顶块可与凸块抵扣接触并相对滑动，顶块通过弹簧与对应气缸相连接。

优选的，清洁机构设置在导料板的上方，清洁机构包括固定在传送架上的支架，支架上定轴转动连接刷辊，刷辊外周壁上的刷毛可与传送带的下表面抵扣接触并相对滑动，转架上固定有固定板，固定板上沿其长度走向等间隔固定有多个拨杆，拨杆设置在刷辊的下方并用来对刷辊上的刷毛进行清理，转架上固定有蜗壳，蜗壳内定轴转动连接有叶轮，叶轮的旋转中心与刷辊的旋转中心固定连接，蜗壳的侧壁上相切式的固定连接有总气管，且总气管与蜗壳内部相连通，总气管的下端与各个支气管相连通。

优选的，清洁机构还包括开设在传送架下表面的凹槽，凹槽内部固定有喷气嘴，喷气嘴的喷射方向向下，并垂直指向传送带的内侧壁，喷气嘴与总气管的上端相连通。

另外还提供了一种无人船专用的水面垃圾打捞机器的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：摆动机构通过转轴驱动传送带做绕转轴中心轴线的往复式转动，从而增加了传送带在宽度方向拾取垃圾的范围；

步骤二：摆动机构在驱动传送带往复式摆动的过程中驱动缓冲机构对摆动机构起到缓冲保护作用，降低传送带的在摆动过程中产生的惯性力对摆动机构产生的伤害；

步骤三：通过缓冲机构采用气动的方式驱动清洁机构对传送带进行双重清理。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，摆动机构通过转轴驱动传送带做绕转轴中心轴线的往复式转动，从而增加了传送带在宽度方向拾取垃圾的范围，进而提高了打捞垃圾的效率，而且大大降低了无人船往复式行进的次数，从而起到提高垃圾打捞效率并且降低能耗的作用；摆动机构在驱动传送带往复式摆动的过程中驱动缓冲机构对摆动机构起到缓冲保护作用，降低传送带的在摆动过程中产生的惯性力对摆动机构产生的伤害，提高摆动机构的使用寿命；通过缓冲机构采用气动的方式驱动清洁机构对传送带进行双重清理，无需人力操作，有助于提高传送带拾取并输送垃圾的效率，而且避免垃圾越积越多，确保无人船在打捞垃圾时的可靠性。

附图说明

图1为本发明的总装结构示意图一；

图2为本发明的总装结构示意图二；

图3为本发明的总装结构俯视图；

图4为图1中的A-A截面结构示意图；

图5为图1中的B-B截面结构示意图一；

图6为图1中的B-B截面结构示意图二；

图7为图1中C向结构示意图。

图中：1、船体；2、缓冲机构；3、摆动机构；4、转轴；5、转架；6、传送架；7、滚筒；8、传送带；9、凹槽；10、喷气嘴；11、支架；12、刷辊；13、固定板；14、拨杆；15、导料板；16、蜗壳、17、叶轮；18、总气管；19、传动盒；20、滑架；21、齿轮；22、齿条；23、转盘一；24、连杆；25、转盘二；26、凸块；27、气缸；28、活塞板；29、顶杆；30、顶块；31、弹簧；32、单向阀一；33、单向阀二；34、支气管。

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7，本发明提供一种技术方案：

一种无人船专用的水面垃圾打捞机器，包括船体1，船体1上设置有用来拾取并输送水面垃圾的传送带8，船体1上设置有用来驱动传送带8往复式摆动的摆动机构3，摆动机构3与转轴4传动连接，且转轴4与传送带8传动连接，船体1上设置有用来对摆动机构3缓冲保护的缓冲机构2，缓冲机构2通过转轴4与摆动机构3传动连接，缓冲机构2与清洁机构气动连接，且清洁机构用来对粘附在传送带8上的垃圾进行清理。

本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，摆动机构3包括固定在船体1上的传动盒19，传动盒19内部定轴转动连接有转轴4，转轴4的上端穿过传动盒19的上侧壁，且转轴4的上端固定有转架5，转架5上固定有传送架6，传送架6的两端均定轴转动连接有滚筒7，其中一个滚筒7与驱动电机传动连接，本申请中驱动电机未画出，且所述驱动电机固定在传送架6上。

本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，两个所述滚筒7通过传送带8传动连接，传送架6倾斜设置，且传送架6远离船体1的一端倾斜向下并深入水面，传送架6靠近船体1的一端下侧设置有导料板15，导料板15固定在船体1上，并且向船舱内疏导从传送带8上端掉落的垃圾。

本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，传动盒19内部固定有滑架20，滑架20上滑动连接有齿条22，转轴4位于传动盒19内的一段外周壁上固定有齿轮21，齿轮21与齿条22啮合连接，摆动机构3还包括转盘一23，且转盘一23定轴转动连接在船体1上，转盘一23与摆动电机传动连接，本申请中摆动电机未画出，摆动电机固定在船体1上，齿条22的一端贯穿传动盒19的侧壁，转盘一23上远离圆心的位置通过连杆24与齿条22处于传动盒19外侧的一端铰接。

本实施例中，如图1、图2、图5和图6所示，缓冲机构2包括固定在转轴4外周壁上的转盘二25，转盘二25的外周壁上呈对称式方式固定有箭头状的凸块26，且凸块26的尖头端远离转盘二25，转盘二25的两侧对称式设置有与凸块26相对应的气缸27，气缸27固定在船体1上，气缸27通过管路与清洁机构传动连接。

本实施例中，如图5和图6所示，气缸27的中心轴线与转轴4的中心轴线相互垂直，气缸27内滑动连接有活塞板28，活塞板28将气缸27内分隔为两个空腔，且两个所述空腔的相背的一端均连接有单向阀一32和单向阀二33，单向阀二33连接有支气管34，支气管34与清洁机构气动连接，单向阀一32的导通方向指向对应的空腔，单向阀二33的导通方向指向清洁机构。

本实施例中，如图5和图6所示，活塞板28朝向转轴4的一侧垂直并固定连接有顶杆29，顶杆29远离活塞板28的一端贯穿气缸27靠近转盘二25的侧壁并指向转盘二25，顶杆29指向转盘二25的一端固定有顶块30，顶块30可与凸块26抵扣接触并相对滑动，顶块30通过弹簧31与对应气缸27相连接。

本实施例中，如图1、图2和图7所示，清洁机构设置在导料板15的上方，清洁机构包括固定在传送架6上的支架11，支架11上定轴转动连接刷辊12，刷辊12外周壁上的刷毛可与传送带8的下表面抵扣接触并相对滑动，转架5上固定有固定板13，所述固定板13上沿其长度走向等间隔固定有多个拨杆14，拨杆14设置在刷辊12的下方并用来对刷辊12上的刷毛进行清理，转架5上固定有蜗壳16，蜗壳16内定轴转动连接有叶轮17，叶轮17的旋转中心与刷辊12的旋转中心固定连接，蜗壳16的侧壁上相切式的固定连接有总气管18，且总气管18与蜗壳16内部相连通，总气管18的下端与各个支气管34相连通。

本实施例中，如图1和图2所示，清洁机构还包括开设在传送架6下表面的凹槽9，凹槽9内部固定有喷气嘴10，喷气嘴10的喷射方向向下，并垂直指向传送带8的内侧壁，喷气嘴10与总气管18的上端相连通。

本发明的使用方法和优点：该种无人船专用的水面垃圾打捞机器在进行打捞水面垃圾时，工作过程如下：

步骤一：无人船在水面的自动行走通过摆动机构3和转轴4带动传送架6同步行走，从而通过传送架6带动传送带8一同行走，启动驱动电机工作，驱动电机通过滚筒7带动传送带8在图1、图2中做顺时针运行，从而使得传送带8在行进的过程中顺时针运行并将遇到的水面垃圾进行拾取并输送至上端，垃圾掉落后落在船舱内，从而实现对水面垃圾的打捞；

无人船进行的同时启动摆动电机，如图4所示，摆动电机工作后带动转盘一23转动，转盘一23在一个周期的转动过程中通过连杆24对齿条22施加拉力或推力，从而使得齿条22在滑架20上进行左右的往复式直线运动，从而使得齿条22通过齿牙传送带动齿轮21做往复式的绕转轴4的中心轴线转动，从而使得转轴4通过转架5带动传送架6同步转动，进而使得传送架6同步带动传送带8做往复式的绕转轴4的中心轴线转动，如图3所示，从而使得无人船带动传送带8行进拾取并输送垃圾的过程中能够进行宽度方向的摆动，从而增加了传送带8在宽度方向拾取垃圾的范围，进而提高了打捞垃圾的效率，而且大大降低了无人船往复式行进的次数，从而起到提高垃圾打捞效率并且降低能耗的作用；

步骤二：如步骤一所述，在摆动机构3通过转轴4带动传送带8往复式摆动的过程中，由于传送带8和传送架6在改变方向的过程中受到惯性力的作用，因此会通过齿轮21对齿条22施加较大的反向力的作用，一方面对齿条22和齿轮21之间的齿牙施加较大的载荷，从而降低齿牙的使用寿命，另一方面通过齿条22、连杆24和转盘一23对摆动电机施加反向扭力，从而使得摆动电机所受载荷急剧增加，进而缩减摆动电机的使用寿命，本申请中，如图5和图6所示，转轴4的转动同步带动转盘二25做往复式转动，从而同步带动凸块26做绕转轴4中心轴线的往复式转动，当凸块26余顶块30抵扣接触时，凸块26通过顶块30对弹簧31压缩，从而使得弹簧31通过压缩形变对转轴4传递的传送架6和传送带8的惯性力进行缓冲，使得弹簧31获得一个恢复力，并且顶块30通过顶杆29对活塞板28施加推力使得活塞板28对对应的气缸27内远离转轴4的一个空腔压缩，并对另一个空腔内部进行扩容从而产生抽吸力，进而通过对空气做功，从而进一步的对传送架6和传送带8的惯性力进行缓冲，进而对齿条22和齿轮21之间的齿牙进行保护，避免因受到较大的载荷降低齿牙的使用寿命甚至是断裂，并且大大降低传送架6和传送带8的惯性力通过齿条22、连杆24和转盘一23对摆动电机施加的反向扭力，从而对摆动电机起到保护作用，进而提高摆动电机的使用寿命；

在转盘二25反向转动并带动凸块26余顶块30远离不接触时，在弹簧31的恢复力作用下使得顶块30通过顶杆29带动活塞板28对对应的气缸27内靠近转轴4的一个空腔压缩，并对另一个空腔内部进行扩容从而产生抽吸力；

步骤三：如步骤二所述，在活塞板28对对应的气缸27内其中一个空腔内的空气压缩时，同时也对另一个空腔扩容并通过对应的单向阀一32从外部抽吸空气进行扩容的空腔，被压缩的空腔内的空气经过支气管34进入总气管18，如图1和图2所示，总气管18内的空气对叶轮17施加扭矩，并带动叶轮17转动，从而使得叶轮17带动刷辊12转动，刷辊12的转动通过其上的刷毛对粘附在传送带8表面的垃圾进行清理，从而能够及时的将粘附在传送带8上的垃圾进行清理掉，无需人力操作，有助于提高传送带拾取并输送垃圾的效率，而且避免垃圾越积越多，确保无人船在打捞垃圾时的可靠性，刷辊12在转动的过程中通过拨杆14将粘接或缠绕在刷辊12刷毛上的垃圾清理掉，从而保持刷辊12高效的清理能力，总气管18输出的气流通过喷气嘴10喷出，并从传送带8的内侧壁向外侧壁吹出，从而将堵塞在传送带8滤水孔上的垃圾吹落，进一步的对传送带8上的垃圾进行清理，从而提高传送带8的滤水性。

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 (6)

1.一种无人船专用的水面垃圾打捞机器，包括船体(1)，其特征在于：所述船体(1)上设置有用来拾取并输送水面垃圾的传送带(8)，所述船体(1)上设置有用来驱动传送带(8)往复式摆动的摆动机构(3)，所述摆动机构(3)与转轴(4)传动连接，且转轴(4)与传送带(8)传动连接，所述船体(1)上设置有用来对摆动机构(3)缓冲保护的缓冲机构(2)，所述缓冲机构(2)通过转轴(4)与摆动机构(3)传动连接，所述缓冲机构(2)与清洁机构气动连接，且清洁机构用来对粘附在传送带(8)上的垃圾进行清理；所述摆动机构(3)包括固定在船体(1)上的传动盒(19)，所述传动盒(19)内部定轴转动连接有转轴(4)，所述转轴(4)的上端穿过传动盒(19)的上侧壁，且转轴(4)的上端固定有转架(5)，所述转架(5)上固定有传送架(6)，所述传送架(6)的两端均定轴转动连接有滚筒(7)，其中一个滚筒(7)与驱动电机传动连接，且所述驱动电机固定在传送架(6)上；两个所述滚筒(7)通过传送带(8)传动连接，所述传送架(6)倾斜设置，且传送架(6)远离船体(1)的一端倾斜向下并深入水面，所述传送架(6)靠近船体(1)的一端下侧设置有导料板(15)，所述导料板(15)固定在船体(1)上，并且向船舱内疏导从传送带(8)上端掉落的垃圾；

所述缓冲机构(2)包括固定在转轴(4)外周壁上的转盘二(25)，所述转盘二(25)的外周壁上呈对称式方式固定有箭头状的凸块(26)，且凸块(26)的尖头端远离转盘二(25)，所述转盘二(25)的两侧对称式设置有与凸块(26)相对应的气缸(27)，所述气缸(27)固定在船体(1)上，所述气缸(27)通过管路与清洁机构传动连接；

所述气缸(27)的中心轴线与转轴(4)的中心轴线相互垂直，所述气缸(27)内滑动连接有活塞板(28)，所述活塞板(28)将气缸(27)内分隔为两个空腔，且两个所述空腔的相背的一端均连接有单向阀一(32)和单向阀二(33)，所述单向阀二(33)连接有支气管(34)，所述支气管(34)与清洁机构气动连接，所述单向阀一(32)的导通方向指向对应的空腔，所述单向阀二(33)的导通方向指向清洁机构；所述活塞板(28)朝向转轴(4)的一侧垂直并固定连接有顶杆(29)，所述顶杆(29)远离活塞板(28)的一端贯穿气缸(27)靠近转盘二(25)的侧壁并指向转盘二(25)，所述顶杆(29)指向转盘二(25)的一端固定有顶块(30)，所述顶块(30)可与凸块(26)抵扣接触并相对滑动，所述顶块(30)通过弹簧(31)与对应气缸(27)相连接；所述清洁机构设置在导料板(15)的上方，所述清洁机构包括固定在传送架(6)上的支架(11)，所述支架(11)上定轴转动连接刷辊(12)，所述刷辊(12)外周壁上的刷毛可与传送带(8)的下表面抵扣接触并相对滑动，所述转架(5)上固定有固定板(13)，所述固定板(13)上沿其长度走向等间隔固定有多个拨杆(14)，所述拨杆(14)设置在刷辊(12)的下方并用来对刷辊(12)上的刷毛进行清理，所述转架(5)上固定有蜗壳(16)。

2.根据权利要求1所述的一种无人船专用的水面垃圾打捞机器，其特征在于：所述传动盒(19)内部固定有滑架(20)，所述滑架(20)上滑动连接有齿条(22)，所述转轴(4)位于传动盒(19)内的一段外周壁上固定有齿轮(21)，所述齿轮(21)与齿条(22)啮合连接，所述摆动机构(3)还包括转盘一(23)，且转盘一(23)定轴转动连接在船体(1)上，所述转盘一(23)与摆动电机传动连接，所述摆动电机固定在船体(1)上，所述齿条(22)的一端贯穿传动盒(19)的侧壁，所述转盘一(23)上远离圆心的位置通过连杆(24)与齿条(22)处于传动盒(19)外侧的一端铰接。

3.根据权利要求1所述的一种无人船专用的水面垃圾打捞机器，其特征在于：所述蜗壳(16)内定轴转动连接有叶轮(17)，所述叶轮(17)的旋转中心与刷辊(12)的旋转中心固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种无人船专用的水面垃圾打捞机器，其特征在于：所述蜗壳(16)的侧壁上相切式的固定连接有总气管(18)，且总气管(18)与蜗壳(16)内部相连通，所述总气管(18)的下端与各个支气管(34)相连通。

5.根据权利要求4所述的一种无人船专用的水面垃圾打捞机器，其特征在于：所述清洁机构还包括开设在传送架(6)下表面的凹槽(9)，所述凹槽(9)内部固定有喷气嘴(10)，所述喷气嘴(10)的喷射方向向下，并垂直指向传送带(8)的内侧壁，所述喷气嘴(10)与总气管(18)的上端相连通。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种无人船专用的水面垃圾打捞机器的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：摆动机构(3)通过转轴(4)驱动传送带(8)做绕转轴(4)中心轴线的往复式转动，从而增加了传送带(8)在宽度方向拾取垃圾的范围；

步骤二：摆动机构(3)在驱动传送带(8)往复式摆动的过程中驱动缓冲机构(2)对摆动机构(3)起到缓冲保护作用，降低传送带(8)的在摆动过程中产生的惯性力对摆动机构(3)产生的伤害；

步骤三：通过缓冲机构(2)采用气动的方式驱动清洁机构对传送带(8)进行双重清理。

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