CN113212674B - 一种水面垃圾清理船 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水面垃圾清理船，涉及垃圾清理船技术领域，包括船体，船体前端设置有两用于收集水面垃圾的柔性拦臂，两柔性拦臂呈八字形结构设置且宽口朝向外侧，窄口与船体上的垃圾收集筐相连通；柔性拦臂包括柔性支撑板，柔性支撑板的一端与垃圾清理船的船体前端连接，另一端固定有防撞滚轮；当柔性拦臂前端撞击到河岸时，柔性支撑板将受力发生弯曲，减小柔性支撑板的前端与河岸之间的夹角，柔性支撑板前端与河岸之间夹角减小之后，将减小垂直于河岸方向的分力，增大平行于河岸方向的分力，再结合防撞滚轮，使得船体能够迅速通过触碰的河岸，提高船体整体行进速度，进而提高垃圾清理的效率。

Description

一种水面垃圾清理船

技术领域

本发明涉及垃圾清理船技术领域，特别是涉及一种水面垃圾清理船。

背景技术

近些年来，人们生活水平逐渐提高，带来的生活垃圾也越来越多，尤其是人口较多的城市河面、旅游景点的湖区及近海区域，其生活垃圾、植物落叶等严重污染了水源，甚至破坏了生态平衡。

随着人们对自然环境要求的提高，以及环保意识的增强，河道湖泊中漂浮垃圾的清理变得日渐紧迫。因此，逐渐出现了各种类型的水面垃圾清理船来进行水面垃圾的清理，如发明名称为“一种自动搜集水面垃圾的无人环保船”，申请号为“202010212317.7”的发明专利、发明名称为“垃圾清理船”，申请号为“201610267413.5”的发明专利，不仅能够对水面垃圾进行清理，还在船体拦臂前端设置有转辊，来避免船体撞击河岸。但是在针对岸边的水面垃圾清理过程中，即便拦臂前端设置转辊，但是转辊在于河岸接触时仍然会产生较强的撞击，特别是船体行进方向与撞击河岸成较大角度时，撞击尤其强烈，不仅容易对船体设置造成损坏，还会严重影响船体的行进速度，降低垃圾清理效率。

因此，如何降低拦臂与河岸之间的撞击，保证船体的正常行进，是河岸附近垃圾清理过程中需要着重考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水面垃圾清理船，以解决现有技术存在的问题，使得船体能够迅速通过触碰的河岸，提高船体整体行进速度，进而提高垃圾清理的效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种水面垃圾清理船，包括船体，所述船体前端设置有两用于收集水面垃圾的柔性拦臂，两所述柔性拦臂呈八字形结构设置且宽口朝向外侧，窄口与所述船体上的垃圾收集筐相连通；所述柔性拦臂包括柔性支撑板，所述柔性支撑板的一端与所述垃圾清理船的船体前端连接，另一端固定有防撞滚轮。

优选的，所述柔性支撑板通过第一连接组件与所述船体相连，所述第一连接组件包括第一连接板与第一压紧板，所述第一压紧板固定在所述第一连接板上，并将所述柔性支撑板的一端压紧，所述第一连接板的端部与所述船体连接；

所述柔性支撑板的另一端通过第二连接组件与所述防撞滚轮连接，所述第二连接组件包括第二连接板与第二压紧板，所述第二压紧板固定在所述第二连接板上，并将所述柔性支撑板的另一端压紧，所述第二连接板的顶端旋转固定所述防撞滚轮。

优选的，所述柔性拦臂还包括能够使其浮在水面的柔性浮板，所述柔性支撑板自长度方向贯穿所述柔性浮板；所述第一连接板上设置有滑动连接部，并通过所述滑动连接部与所述船体竖直滑动连接。

优选的，所述滑动连接部包括设置的条形通孔以及螺栓，所述螺栓一端固定在所述船体前端，另一端穿过所述条形通孔并连接有螺母，连接完成后，所述条形通孔能够相对于所述螺栓竖直滑动。

优选的，所述滑动连接部包括竖直设置的T形槽以及销柱，所述销柱的一端固定在所述船体前端，另一端固定有滑块，所述滑块设置在所述T形槽中。

优选的，所述柔性浮板包括泡沫板，所述泡沫板外包裹有防水层；所述柔性支撑板的宽度为所述泡沫板宽度的1/4～1/2，并位于所述泡沫板的中下部。

优选的，所述垃圾收集筐包括筐体及其设置在所述筐体顶部的提手，所述筐体上还均布有漏水孔，且所述筐体前端开设有与所述八字形结构的窄口连通的开口。

优选的，所述开口处还设置有带有漏水孔的挡板，所述挡板与舵机传动连接，并在所述舵机的驱动下能够上下移动；当所述船体前进收集垃圾时，所述挡板的下沿位于水面上方，当所述船体后退时，所述挡板下降，所述挡板的下沿位于水面之下，上沿位于水面之上。

优选的，所述船体上还设置若干螺旋桨推进器，若干所述螺旋桨推进器分为数量相等的正桨推进器与反桨推进器，所述正桨推进器与所述反桨推进器对称设置在所述船体后端两侧。

优选的，所述船体上还设置有光伏供电系统以及遥控控制系统，所述光伏供电系统包括太阳能板、蓄电池及其供电电路，所述太阳能板设置在所述船体上表面，并与所述供电电路电连接，所述蓄电池设置在所述船体两侧的电池舱中，并与所述供电电路电连接；

所述遥控控制系统包括控制器、双目摄像头、通讯设备及其导航设备，所述双目摄像头、所述通讯设备及其所述导航设备均与所述控制器电连接，其中，所述双目摄像头用于拍摄水面图像，所述通讯设备用于接收外部信号，将信号传递给控制器以控制所述船体航行，所述导航设备中设置有定位装置，用于对所述船体进行定位。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明中的拦臂为柔性拦臂，当柔性拦臂前端撞击到河岸时，柔性支撑板将受力发生弯曲，减小柔性支撑板的前端与河岸之间的夹角，而柔性支撑板作用于河岸的力可以分解为平行于河岸方向的分力与垂直于河岸方向的分力，柔性支撑板前端与河岸之间夹角减小之后，将减小垂直于河岸方向的分力，增大平行于河岸方向的分力，再结合防撞滚轮，使得船体能够迅速通过触碰的河岸，提高船体整体行进速度，进而提高垃圾清理的效率；

2、本发明中柔性支撑板在发生弯曲降低柔性支撑板与河岸之间的撞击力的同时，起到非常大的缓冲作用，还能够避免船体结构被频繁撞击受到损坏；

3、本发明通过设置柔性浮板及其滑动连接部，使得柔性拦臂能够竖直漂浮在水面上，当水面起伏时，柔性拦臂亦能够随水面起伏，从而能够时刻保证柔性拦臂对水面垃圾的收集作用，避免水面起伏将柔性拦臂漫过，导致柔性拦臂不能对水面垃圾进行良好收集的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为水面垃圾清理船的整体结构示意图；

图2为柔性拦臂的一种结构示意图；

图3为柔性拦臂的另一种结构示意图；

图4为柔性拦臂的另一种结构示意图；

图5为第一连接板的结构示意图；

图6为第二连接板的结构示意图；

其中，1、船体；2、柔性拦臂；3、垃圾收集筐；4、柔性支撑板；5、防撞滚轮；6、第一连接板；7、第一压紧板；8、第二连接板；9、第二压紧板；10、柔性浮板；11、防水层；12、条形通孔；13、螺旋桨推进器；14、太阳能板；15、电池舱。

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。

本发明的目的是提供一种水面垃圾清理船，以解决现有技术存在的问题，使得船体能够迅速通过触碰的河岸，提高船体整体行进速度，进而提高垃圾清理的效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1～图3所示，本实施例提供一种水面垃圾清理船，包括船体1，船体1前端设置有两用于收集水面垃圾的柔性拦臂2，两柔性拦臂2呈八字形结构设置且宽口朝向外侧，窄口与船体1上的垃圾收集筐3相连通；柔性拦臂2整体为柔性结构，包括柔性支撑板4，柔性支撑板4具有良好的弯曲性能及其一定的刚度，且一端与垃圾清理船的船体1前端连接，另一端固定有防撞滚轮5，防撞滚轮5边沿相对于柔性支撑板4的边沿要向外凸出设置。

本实施例中的水面垃圾清理船在行驶过程中，通过柔性拦臂2将水面垃圾逐渐聚拢并进入垃圾收集筐3中。由于本实施例中的拦臂为柔性拦臂2，当柔性拦臂2前端撞击到河岸时，柔性支撑板4将受力发生弯曲，减小柔性支撑板4的前端与河岸之间的夹角，而柔性支撑板4作用于河岸的力可以分解为平行于河岸方向的分力与垂直于河岸方向的分力(此处河岸方向指的是柔性支撑板4前端与河岸接触点的切线方向)，柔性支撑板4前端与河岸之间夹角减小之后，将减小垂直于河岸方向的分力，增大平行于河岸方向的分力，再结合防撞滚轮5，使得船体1能够迅速通过河岸，提高船体1行进速度，进而提高垃圾清理的效率，通过撞击的河岸后，柔性支撑板4恢复原状；并且，柔性支撑板4在发生弯曲降低柔性支撑板4与河岸之间的撞击力的同时，起到非常大的缓冲作用，还能够避免船体1结构被频繁撞击受到损坏；从而本实施例通过设置柔性拦臂2更适用于收集河岸附近等航行路径较为曲折区域的垃圾。

如图2所示，本实施例中的柔性支撑板4可以采用弓板，弓板的材质为玻璃钢弹片，但是并不限于弓板；弓板既具备良好的弯曲性能，还具有一定的强度，其端部固定防撞滚轮5后也不会在竖直方向发生弯曲，是本实施例中优选使用的材料。并且本实施例中可以将弓板设置成较宽的尺寸，使得船体1在行驶时，其弓板上沿露出水面一定距离，直接利用弓板对水面垃圾进行收集，当然也可以在弓板上设置其他附加结构对水面垃圾进行收集或者使柔性拦臂2具有其他性能。

如图2～图4所示为了实现对柔性支撑板4的固定，本实施例中柔性支撑板4通过第一连接组件与船体1相连，第一连接组件包括第一连接板6与第一压紧板7，第一压紧板7固定在第一连接板6上，并将柔性支撑板4的一端压紧，第一连接板6的端部与船体1连接；

柔性支撑板4的另一端通过第二连接组件与防撞滚轮5连接，第二连接组件包括第二连接板8与第二压紧板9，第二压紧板9固定在第二连接板8上，并将柔性支撑板4的另一端压紧，第二连接板8的顶端旋转固定防撞滚轮5。

需要说明的是，柔性支撑板4选择玻璃钢弹片或者环氧树脂时，虽然可以进行弯曲，具有良好的韧性，但是本身较脆，采用螺栓固定的方式容易对柔性支撑板4造成损伤，从而本实施例采用压紧的方式将柔性支撑板4进行固定。

作为本实施例进一步的优选方案，如图2、图4所示，本实施例中柔性拦臂2还包括能够使其浮在水面的柔性浮板10，柔性支撑板4自长度方向贯穿柔性浮板10；第一连接板6上设置有滑动连接部，并通过滑动连接部与船体1竖直滑动连接。

通过设置柔性浮板10及其滑动连接部，使得柔性拦臂2能够竖直漂浮在水面上，当水面起伏时，柔性拦臂2亦能够随水面起伏，从而能够时刻保证柔性拦臂2对水面垃圾的收集作用，避免水面起伏将柔性拦臂2漫过，导致柔性拦臂2不能对水面垃圾进行良好收集的问题。

本领域技术人员可以根据实际情况对柔性拦臂2中柔性支撑板4、柔性浮板10及柔性拦臂2上的其他装置的重量、尺寸进行合理的设计，以保证柔性拦臂2的最高点高于水面一定距离，并保证柔性拦臂2具有一定的浮动量程。柔性浮板10可以选择具有柔性的泡沫板，并在泡沫板外包裹防水层11。此时，为了降低柔性拦臂2的自重，可以减小柔性支撑板4的宽度尺寸，利用泡沫板对水面垃圾进行收集，具体的，柔性支撑板4的宽度为泡沫板宽度的1/4～1/2，并位于泡沫板的中下部。

作为滑动连接部的一种具体形式，可以包括设置的条形通孔12以及螺栓，条形通孔12可以为竖直孔也可以为略带弯曲的弧形孔，螺栓一端固定在船体1前端，另一端穿过条形通孔12并连接有螺母，连接完成后，螺母不拧紧，要保证螺栓与条形通孔12能够产生相对的竖直滑动。

作为滑动连接部的另一种具体形式(图中并未示出)，可以包括竖直设置的T形槽以及销柱，销柱的一端固定在船体1前端，另一端固定有滑块，滑块设置在T形槽中。

本实施例中垃圾收集筐3包括筐体及其设置在筐体顶部的提手，筐体上包括底板、左侧板、右侧板及其后挡板，不设置顶板，并且底板、左侧板、右侧板及其后挡板上全部均布有漏水孔(图中并未示出)，且筐体前端开设有与八字形结构的窄口连通的开口；船体1上在开口处还设置有带有漏水孔的挡板，挡板与舵机传动连接，并在舵机的驱动下能够上下移动；当船体1前进收集垃圾时，挡板位于开口上方，且下沿高于水面一定距离，不会对垃圾产生阻挡作用，使得垃圾能够进入筐体，当船体1后退时，挡板下降，其上沿位于水面之上2cm～10cm，其下沿位于水面之下8cm～10cm，将开口的上部挡住，防止垃圾随水流流走；具体挡板的尺寸以及在升起状态、降落状态离水面的高度，本领域技术人员可以进行自由设置。

本实施例中筐体与柔性拦臂2形成的八字形结构的窄口连通，此连通可以是直接连通，也可以通过一输送通道进行连通。

本实施例中船体1上还设置若干螺旋桨推进器13，若干螺旋桨推进器13分为数量相等的正桨推进器与反桨推进器，正桨推进器与反桨推进器对称设置在船体1后端两侧，工作时，正桨推进器与反桨推进器同时转动，且旋转方向一致，转速相同时，其产生的侧向力相互抵消，使得船体1稳定直线航行。

船体1上还设置有光伏供电系统以及遥控控制系统，光伏供电系统包括太阳能板14、蓄电池及其供电电路，太阳能板14设置在船体1上表面，并与供电电路电连接，蓄电池设置在船体1两侧的电池舱15中，并与供电电路电连接；通过设置光伏供电系统，利用太阳能对船体1进行的动力系统供电，更清洁、更节能；遥控控制系统包括控制器、双目摄像头、通讯设备及其导航设备，双目摄像头、通讯设备及其导航设备均与控制器电连接，其中，双目摄像头用于拍摄水面图像，通讯设备用于接收外部信号，将信号传递给控制器以控制船体1航行，导航设备中设置有定位装置，用于对船体1进行定位。本实施例中光伏供电系统的供电电路及其太阳能板14的设置方式是本领域技术人员所熟知的，而控制器、通讯设备及其导航设备也是本领域技术人员自行设计或者选取的设备，其具体型号及其原理本实施例不作赘述。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种水面垃圾清理船，其特征在于，包括船体，所述船体前端设置有两用于收集水面垃圾的柔性拦臂，两所述柔性拦臂呈八字形结构设置且宽口朝向外侧，窄口与所述船体上的垃圾收集筐相连通；所述柔性拦臂包括柔性支撑板，所述柔性支撑板的一端与所述垃圾清理船的船体前端连接，另一端固定有防撞滚轮；

所述柔性支撑板通过第一连接组件与所述船体相连，所述第一连接组件包括第一连接板与第一压紧板，所述第一压紧板固定在所述第一连接板上，并将所述柔性支撑板的一端压紧，所述第一连接板的端部与所述船体连接；

所述柔性支撑板的另一端通过第二连接组件与所述防撞滚轮连接，所述第二连接组件包括第二连接板与第二压紧板，所述第二压紧板固定在所述第二连接板上，并将所述柔性支撑板的另一端压紧，所述第二连接板的顶端旋转固定所述防撞滚轮；

所述柔性拦臂还包括能够使其浮在水面的柔性浮板，所述柔性支撑板自长度方向贯穿所述柔性浮板；所述第一连接板上设置有滑动连接部，并通过所述滑动连接部与所述船体竖直滑动连接。

2.据权利要求1所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述滑动连接部包括设置的条形通孔以及螺栓，所述螺栓一端固定在所述船体前端，另一端穿过所述条形通孔并连接有螺母，连接完成后，所述条形通孔能够相对于所述螺栓竖直滑动。

3.根据权利要求1所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述滑动连接部包括竖直设置的T形槽以及销柱，所述销柱的一端固定在所述船体前端，另一端固定有滑块，所述滑块设置在所述T形槽中。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述柔性浮板包括泡沫板，所述泡沫板外包裹有防水层；所述柔性支撑板的宽度为所述泡沫板宽度的1/4～1/2，并位于所述泡沫板的中下部。

5.根据权利要求4述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述垃圾收集筐包括筐体及其设置在所述筐体顶部的提手，所述筐体上还均布有漏水孔，且所述筐体前端开设有与所述八字形结构的窄口连通的开口。

6.根据权利要求5所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述开口处还设置有带有漏水孔的挡板，所述挡板与舵机传动连接，并在所述舵机的驱动下能够上下移动；当所述船体前进收集垃圾时，所述挡板的下沿位于水面上方，当所述船体后退时，所述挡板下降，所述挡板的下沿位于水面之下，上沿位于水面之上。

7.根据权利要求5所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述船体上还设置若干螺旋桨推进器，若干所述螺旋桨推进器分为数量相等的正桨推进器与反桨推进器，所述正桨推进器与所述反桨推进器对称设置在所述船体后端两侧。

8.根据权利要求1所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述船体上还设置有光伏供电系统以及遥控控制系统，所述光伏供电系统包括太阳能板、蓄电池及其供电电路，所述太阳能板设置在所述船体上表面，并与所述供电电路电连接，所述蓄电池设置在所述船体两侧的电池舱中，并与所述供电电路电连接；

所述遥控控制系统包括控制器、双目摄像头、通讯设备及其导航设备，所述双目摄像头、所述通讯设备及其所述导航设备均与所述控制器电连接，其中，所述双目摄像头用于拍摄水面图像，所述通讯设备用于接收外部信号，将信号传递给控制器以控制所述船体航行，所述导航设备中设置有定位装置，用于对所述船体进行定位。

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