CN112793724A - 一种臂挂网兜式水面垃圾清扫装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，包括船体、清扫设备和垃圾储存设备，清扫设备包括清扫网、清扫臂、转杆机构和竖直轨道；竖直轨道固定于船舶驾驶舱室前方，其左右两侧对称设置两组清扫网、清扫臂和转杆机构；清扫臂的尾端转动安装于竖直轨道上，并能沿竖直轨道上下滑动；清扫网上端与清扫臂连接，下端与转杆机构的转杆缠绕搭接；转杆机构包括转杆、挡板装置和支撑架；垃圾储存设备包括垃圾储存网箱和卸货轨道，卸货轨道安置于船体的两片体之间，垃圾储存网箱安放于卸货轨道上。本发明采用双体船型，提升船舶稳性的同时保证了存储容量；通过清扫设备可实现清扫网的高效释放与回收，使水面垃圾清扫过程高效简单。

Description

一种臂挂网兜式水面垃圾清扫装置
技术领域
本发明涉及水面垃圾清扫技术领域，具体涉及一种臂挂网兜式水面垃圾清扫装置。
背景技术
目前常见的水面垃圾清扫方式有传统的人工清扫方式和机械化清扫船两种。人工清扫方式多为借助长竹竿或网兜，将水中漂浮的垃圾固体物兜取，工作效率低、作业时间长、危险性高，对天气条件要求苛刻，增加了工期的不确定性。现有机械化清扫船主要利用船上抓具、传送链等结构，通过人工导流完成水域漂浮垃圾的收集。这两种清扫方式在清扫原理上均为定点抓取，难以摆脱垃圾受水体流动的影响，为清扫工作带来极大困难，工作效率难以提升。此外，一些机械化垃圾清扫船的船体部分为单片体，垃圾存储位置和单次作业垃圾存储量受限，对于待清扫面积较大的水域需多次往返作业，降低了工作效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，对水面垃圾进行区域化清扫，有效提高清扫效率、降低作业操作难度、扩大作业环境范围，节省人力物力。
本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：
一种臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，包括船体、清扫设备和垃圾储存设备：
所述船体为双体船，包括左片体和右片体，船尾设置驾驶舱室；
所述清扫设备包括用于清扫的清扫网、支持引导清扫网运动的清扫臂、配合进行收网工作的转杆机构和支撑清扫臂的竖直轨道；所述竖直轨道固定于船舶驾驶舱室前方，竖直轨道的左右两侧对称设置两组清扫网、清扫臂和转杆机构；所述清扫臂的尾端转动安装于所述竖直轨道上，并能沿竖直轨道上下滑动；所述清扫网上端与所述清扫臂连接，下端与所述转杆机构的转杆缠绕搭接；所述转杆机构包括转杆、挡板装置和支撑架，所述转杆沿船长方向布置，所述支撑架安装于船体上，用于支撑所述转杆，所述挡板装置包括分别安装于所述转杆上方和侧方的上方挡板和侧方挡板，所述上方挡板与侧方挡板之间留有用于所述清扫网穿过的空隙；
所述垃圾储存设备包括垃圾储存网箱和卸货轨道，所述卸货轨道安置于船体的两片体之间，所述垃圾储存网箱安放于卸货轨道上，其底部采用镂空形式，便于垃圾上附着水分的排出。
上述方案中，所述清扫网的尾端长度短于首端长度，相应的，所述转杆尾端直径小于前端直径，且从尾端至前端直径线性递增。
上述方案中，所述竖直轨道包括两个对称布置于甲板左右两侧的竖直凹槽滑道，以及活动安装于两个竖直凹槽滑道上的横向水平杆件；两个清扫臂分别转动安装于所述横向水平杆件的两端。
上述方案中，所述清扫臂能够实现在清扫状态与收网状态之间转换：当设备在水面上处于预备状态时，所述竖直轨道上的横向水平杆件向下运动至工作位置，两个清扫臂分别向船体外侧旋转展开，切换至清扫状态；当所述清扫网上垃圾收集较多影响清扫效果时，所述竖直轨道上的横向水平杆件向上运动至收网位置，两个清扫臂分别向船体内侧回旋，切换至收网状态。
上述方案中，所述清扫臂上沿臂长方向布置多个挂钩用于连接所述清扫网。
上述方案中，所述卸货轨道包括水平轨道和端部可旋转轨道，所述水平轨道安置于船体两片体之间，高度低于甲板，所述端部可旋转轨道与水平轨道的前端转动连接，以实现在水平位置与竖直位置之间调整位置，所述垃圾储存网箱安放于所述水平轨道上。
上述方案中，所述端部可旋转轨道的前端为锯齿形，端部可旋转轨道在行驶过程中自然下垂，在竖直方向上阻挡船体正前方水域垃圾；在船舶工作结束靠岸卸载时，与岸边搭接，增加卸货轨道长度。
上述方案中，所述侧方挡板安装于所述转杆靠船体外部的侧方。
上述方案中，所述支撑架两个为一组设置于所述转杆的两端，转杆与支撑架之间通过套筒对接，所述套筒与支撑架固定连接，转杆安装于套筒内；所述上方挡板与侧方挡板均与支撑架焊接。
上述方案中，所述清扫臂与竖直轨道之间的夹角范围是90-180°。
本发明的有益效果在于：
1、臂挂网兜清扫方式在清扫过程中不需要减速停船，同时相对船体反向运动的水体流动带动垃圾进入网兜，使水体流动成为打捞过程中的一大优势，有效提高了工作效率。
2、采用双体船设计，利用两片体之间的空间存储垃圾，不额外占用船上空间，提升了垃圾存储空间。该设计便于与垃圾卸载设备连接，进行垃圾打捞、存储、卸载的一体化作业，优化了垃圾卸载问题。同时双体船提升船舶稳性，扩大了船舶垃圾清扫作业的工作范围。
3、船体较为小巧，清扫臂结构简单、运动灵活，可以沿着竖直轨道上下移动，使水面垃圾精准贴边，扩大了单次清扫范围，弱化了清扫目标，降低了对清扫精度的要求，大幅提高了垃圾清扫效率。
4、垃圾储存网箱底部镂空，便于所打捞的垃圾通过重力作用排出表面附着水分，减轻网箱中垃圾重量，减少打捞过程做功，提升打捞效率。且网箱结构形式简单，制造、维护的成本低，利于推广。
5、对于网兜上附着的黏性垃圾，可利用挡板在收网过程中去除，有利于产品维护，延长网兜的使用寿命。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明臂挂网兜式水面垃圾清扫装置的总体结构示意图；
图2是图1所示臂挂网兜式水面垃圾清扫装置的清扫设备示意图；
图3是图1所示臂挂网兜式水面垃圾清扫装置的转杆机构示意图；
图4是图1所示臂挂网兜式水面垃圾清扫装置的垃圾储存设备示意图。
图中：10、船体；11、左片体；12、右片体；13、驾驶舱室；14、甲板；
20、清扫设备；21、清扫臂；22、清扫网；23、转杆机构；231、转杆；232、挡板装置；2321、上方挡板；2322、侧方挡板；233、支撑架；234、套筒；24、竖直轨道；241、竖直凹槽滑道；242、横向水平杆件；
30、垃圾储存设备；31、垃圾储存网箱；32、卸货轨道；321、水平轨道；322、端部可旋转轨道。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，包括船体10、清扫设备20和垃圾储存设备30。船体10为双体船，包括左片体11和右片体12，船尾设置驾驶舱室13。
如图2-3所示，清扫设备20包括用于清扫的清扫网22、支持引导清扫网22运动的清扫臂21、配合进行收网工作的转杆机构23和支撑清扫臂21的竖直轨道24。竖直轨道24固定于船舶驾驶舱室13正前方的甲板14上，竖直轨道24的左右两侧对称设置两组清扫网22、清扫臂21和转杆机构23。两个清扫臂21的尾端分别转动安装于竖直轨道24上，并能沿竖直轨道24上下滑动。两个清扫网22分别位于船体10两个片体的舷侧外部，清扫网22上端与清扫臂21连接，下端与转杆机构23的转杆231缠绕搭接。两个转杆机构23分别安装于船体10的两个片体上，转杆机构23包括转杆231、挡板装置232和支撑架233，转杆231沿船长方向布置，支撑架233安装于船体10上，用于支撑转杆231，挡板装置232包括分别安装于转杆231上方和侧方的上方挡板2321和侧方挡板2322，上方挡板2321与侧方挡板2322之间留有用于清扫网22穿过的空隙。挡板装置232可以保护转杆231，减少自然消耗；当转杆231旋转回收清扫网22时，清扫网22通过两块挡板间空隙，由挡板自然铲除网上附着的黏性垃圾，加快垃圾入箱的同时确保收网顺利进行。
如图4所示，垃圾储存设备30包括垃圾储存网箱31和卸货轨道32，卸货轨道32安置于船体10的两片体之间，垃圾储存网箱31安放于卸货轨道32上，其底部采用镂空形式，便于垃圾上附着水分的排出。
进一步优化，清扫网22的尾部进行收口设计，即尾端长度短于首端长度，防止垃圾收入网兜后又从后方遗漏。为保证收网顺利进行，则应使相同转速下转杆231前端收较长的网，因此将转杆231设计成不等直径转杆231，即转杆231尾端直径小于前端直径，且从尾端至前端直径线性递增。
进一步优化，竖直轨道24包括两个对称布置于甲板14左右两侧的竖直凹槽滑道241，以及活动安装于两个竖直凹槽滑道241上的横向水平杆件242。两个清扫臂21分别铰接于横向水平杆件242的两端，可实现在清扫状态与收网状态之间转换：当设备在水面上处于预备状态时，竖直轨道24上的横向水平杆件242向下运动至工作位置，两个清扫臂21分别向船体10外侧旋转展开，切换至清扫状态；当清扫网22上垃圾收集较多影响清扫效果时，竖直轨道24上的横向水平杆件242向上运动至收网位置，两个清扫臂21分别向船体10内侧回旋，切换至收网状态。
进一步优化，清扫臂21上沿臂长方向布置多个挂钩用于连接清扫网22。
进一步优化，卸货轨道32包括水平轨道321和端部可旋转轨道322，水平轨道321安置于船体10两片体之间，高度略低于甲板14，端部可旋转轨道322与水平轨道321的前端铰接，以实现在水平位置与竖直位置之间调整姿态，垃圾储存网箱31安放于水平轨道321上。
进一步优化，端部可旋转轨道322的前端为锯齿形，端部可旋转轨道322在行驶过程中自然下垂，在竖直方向上阻挡船体10正前方水域垃圾，防止垃圾从两片体间隙遗漏，增大单次作业垃圾清理范围，减少垃圾遗漏，提高了清扫精度。在船舶工作结束靠岸卸载时，与岸边搭接，增加卸货轨道长度。
进一步优化，侧方挡板2322安装于转杆231靠船体10外部的侧方。
进一步优化，支撑架233两个为一组设置于转杆231的两端，转杆231与支撑架233之间通过套筒234对接，套筒234与支撑架233固定连接，转杆231安装于套筒234内。上方挡板2321与侧方挡板2322均与支撑架233焊接。
进一步优化，清扫臂21与竖直轨道24之间的夹角范围是90-180°。
本发明的工作原理如下：
本发明的清扫臂21下降并展开至最大张开角度时，可实现清扫网22松弛浸于水中，将水面垃圾兜入清扫网22中。
当垃圾兜取至一定体积时，清扫臂21升高，使清扫网22呈绷紧状态，清扫网22上的垃圾由于重力作用落入两片体中间的垃圾储存网箱31中。此外，转杆231旋转收网，同时清扫臂21配合减小张角并降低高度，可以加快剩余垃圾落入垃圾储存网箱31的速度，提高作业效率。
当清扫网22上附着有黏性垃圾时，挡板装置232可以在收网时将其铲除，加快垃圾入箱速度，保证了旋转收网时清扫网22上的垃圾全部落入垃圾储存网箱31中，使收网工作进行得更加顺利流畅。挡板装置232在船舶运行清扫的过程中，还能遮盖在转杆231顶部，减轻受损。
当垃圾储存网箱31中的垃圾堆满后，将垃圾储存网箱31搭载于水平轨道321之上，船舶靠岸，端部可旋转轨道322展平，与岸边搭接，增加卸货轨道32长度。
垃圾清扫作业完成，清扫臂21向内收拢，清扫网22收回，并到船体10两侧，清扫工作结束。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，包括船体、清扫设备和垃圾储存设备，其特征在于，
所述船体为双体船，包括左片体和右片体，船尾设置驾驶舱室；
所述清扫设备包括用于清扫的清扫网、支持引导清扫网运动的清扫臂、配合进行收网工作的转杆机构和支撑清扫臂的竖直轨道；所述竖直轨道固定于船舶驾驶舱室前方，竖直轨道的左右两侧对称设置两组清扫网、清扫臂和转杆机构；所述清扫臂的尾端转动安装于所述竖直轨道上，并能沿竖直轨道上下滑动；所述清扫网上端与所述清扫臂连接，下端与所述转杆机构的转杆缠绕搭接；所述转杆机构包括转杆、挡板装置和支撑架，所述转杆沿船长方向布置，所述支撑架安装于船体上，用于支撑所述转杆，所述挡板装置包括分别安装于所述转杆上方和侧方的上方挡板和侧方挡板，所述上方挡板与侧方挡板之间留有用于所述清扫网穿过的空隙；
所述垃圾储存设备包括垃圾储存网箱和卸货轨道，所述卸货轨道安置于船体的两片体之间，所述垃圾储存网箱安放于卸货轨道上，其底部采用镂空形式，便于垃圾上附着水分的排出。
2.根据权利要求1所述的臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，其特征在于，所述清扫网的尾端长度短于首端长度，相应的，所述转杆尾端直径小于前端直径，且从尾端至前端直径线性递增。
3.根据权利要求1所述的臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，其特征在于，所述竖直轨道包括两个对称布置于甲板左右两侧的竖直凹槽滑道，以及活动安装于两个竖直凹槽滑道上的横向水平杆件；两个清扫臂分别转动安装于所述横向水平杆件的两端。
4.根据权利要求3所述的臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，其特征在于，所述清扫臂能够实现在清扫状态与收网状态之间转换：当设备在水面上处于预备状态时，所述竖直轨道上的横向水平杆件向下运动至工作位置，两个清扫臂分别向船体外侧旋转展开，切换至清扫状态；当所述清扫网上垃圾收集较多影响清扫效果时，所述竖直轨道上的横向水平杆件向上运动至收网位置，两个清扫臂分别向船体内侧回旋，切换至收网状态。
5.根据权利要求1所述的臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，其特征在于，所述清扫臂上沿臂长方向布置多个挂钩用于连接所述清扫网。
6.根据权利要求1所述的臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，其特征在于，所述卸货轨道包括水平轨道和端部可旋转轨道，所述水平轨道安置于船体两片体之间，高度低于甲板，所述端部可旋转轨道与水平轨道的前端转动连接，以实现在水平位置与竖直位置之间调整位置，所述垃圾储存网箱安放于所述水平轨道上。
7.根据权利要求6所述的臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，其特征在于，所述端部可旋转轨道的前端为锯齿形，端部可旋转轨道在行驶过程中自然下垂，在竖直方向上阻挡船体正前方水域垃圾；在船舶工作结束靠岸卸载时，与岸边搭接，增加卸货轨道长度。
8.根据权利要求1所述的臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，其特征在于，所述侧方挡板安装于所述转杆靠船体外部的侧方。
9.根据权利要求1所述的臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，其特征在于，所述支撑架两个为一组设置于所述转杆的两端，转杆与支撑架之间通过套筒对接，所述套筒与支撑架固定连接，转杆安装于套筒内；所述上方挡板与侧方挡板均与支撑架焊接。
10.根据权利要求1所述的臂挂网兜式水面垃圾清扫装置，其特征在于，所述清扫臂与竖直轨道之间的夹角范围是90-180°。
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