CN114000483B - 智能水面垃圾清理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能水面垃圾清理机器人，涉及环保设备技术领域。包括船体，所述船体上设置垃圾收集装置，所述垃圾收集装置包括垃圾收集箱和多屉网筛机构，所述垃圾收集箱设置于所述船体顶端，所述多屉网筛机构旋转连接于所述垃圾收集箱侧壁上，用于收集水面垃圾并将垃圾倒入所述垃圾收集箱内，所述船体数量为两个，两个船体之间设置船桥，所述垃圾收集箱设置于所述船桥上。本发明提供的智能水面垃圾清理机器人，设置多屉网筛机构，即可以防止细长水草的缠绕影响机械的制动，又可以通过多个网筛协作运转，做到垃圾运载量最大化，解决了现有垃圾清理船功能单一、载运量小的问题。

Description

智能水面垃圾清理机器人

技术领域

本发明涉及环保设备技术领域，具体涉及智能水面垃圾清理机器人。

背景技术

一直以来，水面垃圾清理通常由人工乘船使用打捞工具进行。据统计，全国水面清理作业人员平均每月薪资2000-3000元，平均每日工作八小时，每小时清理水域3080平方米。采用人工打捞的作业方式，不仅增加了打捞作业人员的危险，又使水面垃圾的清理效率迟迟得不到提高，而且通过人工清理油污所投放的化学试剂也对环境产生一定污染，费时费力。

近年来市面上也有一些产品可以清理水面树叶树枝等漂浮垃圾，但垃圾载量较小，并且容易被水草缠住而影响制动。目前，市面上大部分清理船通过外八状收集口，蓄电池做单一能源，粘连式传送带来收集垃圾，粘连式传送带靠传送带上的尖端突起将垃圾勾粘使之附着，若遇到细长柔软的水草传送带以及收集口很容易被缠住卡停，单一能源如遇到能源耗尽时清理船还停在水面中央，就需要人工将其再次搬运上岸。在船行走远离岸边时，由于传统船靠遥控操作，没有防撞系统和保护胶垫，如果操作人员出现失误或操作者没有看清障碍物，便会导致清理船误撞。

其次，目前市面上已有的清理船没有去除油污功能，现有技术去除河面油污通常采用化学试剂溶解法或工厂油泵过滤。人工清理油污通常将化学试剂投入河内进行清理，处理油的化学试剂主要是表面活性剂，其中阴离子表面活性剂是目前洗洁用品中最为广泛的一类，产量占表面活性剂的首位。我国使用的阴离子表活产品大部分是石化产品，其广泛使用的残留物对环境有一定污染。由于技术局限，目前我国在水油分离技术方面大都采用体积较大的烟囱式油炉和油泵，其体积过大，耗能较多，无法移动，导致水油分离技术一直无法应用于移动的设备内。

本发明设计一种智能水面垃圾清理机器人，以解决上述问题，让水面垃圾清理更方便，让节能更现实。

发明内容

本发明主要目的在提供一种智能水面垃圾清理机器人，以解决现有存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

一种智能水面垃圾清理机器人，包括船体，所述船体上设置垃圾收集装置，所述垃圾收集装置包括垃圾收集箱和多屉网筛机构，所述垃圾收集箱设置于所述船体顶端，所述多屉网筛机构旋转连接于所述垃圾收集箱侧壁上，用于收集水面垃圾并将垃圾倒入所述垃圾收集箱内。

进一步的，所述船体数量为两个，两个船体之间设置船桥，所述垃圾收集箱设置于所述船桥上。

进一步的，所述多屉网筛机构包括网筛，所述网筛前端设置开口，所述网筛包括第一网筛、第二网筛和第三网筛，所述第一网筛连接第一驱动机构，所述第二网筛连接第二驱动机构，所述第二网筛连接第三驱动机构。

进一步的，所述第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均包括第一驱动电机、力臂和第二驱动电机，所述第一驱动电机设置于所述垃圾收集箱内，用于驱动所述力臂旋转，所述第二驱动电机设置于所述力臂上，用于驱动所述网筛旋转。

进一步的，所述船桥底部设置导流机构，所述导流机构包括第一水泵和导流管，所述第一水泵设置于所述船桥上，所述第一水泵进水口与所述导流管连通，所述导流管的进水口设置于所述网筛下方，所述船体尾部设置排水口，所述排水口与所述第一水泵通过排水管连通。

进一步的，所述船桥和所述垃圾收集箱上设置太阳能电池板，所述太阳能电池板连接蓄电池，所述蓄电池设置于所述垃圾收集箱内，所述蓄电池与所述第一驱动电机和第二驱动电机电连接。

进一步的，所述垃圾收集箱内设置隔板，所述隔板将所述垃圾收集箱内腔分为垃圾存放室和设备室，所述第一驱动电机和所述蓄电池均设置于所述设备室内。

进一步的，还包括驱动系统，所述驱动系统包括轴流风机和喷气管，所述轴流风机设置于船体前部，所述喷气管设置于所述船体尾部，所述轴流风机和喷气管通过风筒连接，所述轴流风机和所述蓄电池电连接。

进一步的，还包括水油分离装置，所述水油分离装置包括第二水泵、吸油嘴和分离炉，所述第二水泵一端与吸油嘴连通，另一端与所述分离炉连通，所述第二水泵设置于所述船桥上，所述吸油嘴设置于所述船体底部，所述分离炉设置于所述船体内部。

进一步的，所述分离炉包括油炉和离心油管，所述离心油管一端与所述第二水泵连通，另一端与所述油炉进口连通，所述油炉出口与所述排水口连通。

与现有技术相比，本发明提供的一种智能水面垃圾清理机器人具有以下有益效果：

采用了双船体结构来增加整体结构的稳定性，让其不论在阻力大时还是水草密集时都能表现出色，顺利进行垃圾收集；

设置垃圾收集装置，采用多屉网筛机构收集垃圾，多屉网筛机构由尺寸大小不同的多个网筛嵌套在一起，即“多屉”，网筛通过第一驱动电机、第二驱动电机旋转升降，多个网筛通过上升与旋转运动相互协作，做到垃圾运载量最大化，完成垃圾收集与储纳；设置导流机构，利用泵吸导流作用高效锁住垃圾，提高水面垃圾清理机器人的工作效率；

在船体内设置水油分离装置，利用吸油嘴将水面油水吸至船体内部的分离炉，油炉和离心油管运用密度差原理对水油进行分离，利用密度差离心差，结合泵吸技术将水油分离变成可移动化，保证了水面垃圾清理机器人的油膜清理功能和环保性；

本发明的智能水面垃圾清理机器人既可以清理水面垃圾，又可以去除水面的油膜，不仅让水面清洁快速方便，而且提高收集效率的同时具有节能，耗资少的优点，解决了传统垃圾清理船存在的功能单一、载运量小等问题。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明船体结构示意图。

图3为本发明网筛结构示意图。

图4为本发明分离炉结构示意图。

其中，1-船体，11-船桥，12-太阳能电池板，13-红外传感器，14-排水口，15-喷气管，2-垃圾收集箱，3-网筛，31-第一网筛，32-第二网筛，33-第三网筛，34-第一驱动机构，35-第二驱动机构，36-第三驱动机构，37-力臂，4-导流机构，5-吸油嘴，6-分离炉，61-油炉，62-离心油管。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

结合图1至图4，本发明提供一种智能水面垃圾清理机器人，包括船体1，所述船体1上设置垃圾收集装置，所述垃圾收集装置包括垃圾收集箱2和多屉网筛机构，所述垃圾收集箱2设置于所述船体1顶端，所述多屉网筛机构旋转连接于所述垃圾收集箱2侧壁上，用于收集水面垃圾并将垃圾倒入所述垃圾收集箱2内；所述船体1数量为两个，两个船体1之间设置船桥11，所述垃圾收集箱2设置于所述船桥11上。

优选的，所述多屉网筛机构包括网筛3，所述网筛3前端设置开口，所述网筛3包括第一网筛13、第二网筛32和第三网筛33，所述第一网筛31连接第一驱动机构34，所述第二网筛32连接第二驱动机构35，所述第三网筛33连接第三驱动机构36。所述第一驱动机构34、第二驱动机构35和第三驱动机构36均包括第一驱动电机、力臂37和第二驱动电机，所述第一驱动电机设置于所述垃圾收集箱2内，用于驱动所述力臂37旋转，所述第二驱动电机设置于所述力臂37上，用于驱动所述网筛3旋转。

优选的，所述船桥11底部设置导流机构4，所述导流机构4包括第一水泵和导流管，所述第一水泵设置于所述船桥11上，所述第一水泵进水口与所述导流管连通，所述导流管的进水口设置于所述网筛3底部，所述船体1尾部设置排水口14，所述排水口14与所述第一水泵通过排水管连通。利用第一水泵进行吸水，水面的水流从导流管的进水口进入第一水泵，此时网筛3底部的水面凹陷，利于垃圾从四周进入网筛3内，水流经过第一水泵进入排水管，最终从排水口14排出，导流机构4可以高效锁住垃圾，提高了水面垃圾清理船的工作效率。

优选的，所述船桥11和所述垃圾收集箱2上设置太阳能电池板12，所述太阳能电池板12连接蓄电池，所述蓄电池设置于所述垃圾收集箱2内，所述蓄电池与所述第一驱动电机和第二驱动电机电连接。利用太阳能电池板12发电，解决了垃圾清理船单一电池能源耗尽时还停在水面中央，需要人工将其再次搬运上岸的问题。本实施例中，船桥11四周的侧壁上还设置红外传感器13，可以提前识别障碍物，避免垃圾清理船与其相撞。

优选的，所述垃圾收集箱2内设置隔板，所述隔板将所述垃圾收集箱2内腔分为垃圾存放室和设备室，所述第一驱动电机和所述蓄电池均设置于所述设备室内。本实施例中，隔板将垃圾收集箱2内腔划分为上下两个腔室，上部为垃圾存放室，下部为设备室，隔板起到良好的密封作用，可以避免第一驱动电机和蓄电池与垃圾或污水接触。

优选的，还包括驱动系统，所述驱动系统包括轴流风机和喷气管15，所述轴流风机设置于船体1前部，所述喷气管15设置于所述船体1尾部，所述轴流风机和喷气管15通过风筒连接，所述轴流风机和所述蓄电池电连接。轴流风机通过风筒将空气送入喷气管15内部，空气从喷气管15尾部喷出，反向作用于船体1，推动船体1进行运动。

优选的，还包括水油分离装置，所述水油分离装置包括第二水泵、吸油嘴5和分离炉6，所述第二水泵一端与吸油嘴5连通，另一端与所述分离炉6连通，所述第二水泵设置于所述船桥11上，所述吸油嘴5设置于所述船体1底部，所述分离炉6设置于所述船体1内部。所述分离炉6包括油炉61和离心油管62，所述离心油管62一端与所述第二水泵连通，另一端与所述油炉61进口连通，所述油炉61出口与所述排水口14连通。分离炉6运用密度差原理对水油进行分离，分离后油存储在分离炉6上部，水在分离炉6下部，水通过分离炉6下部的出口流出，最终由排水口14排出。分离炉6具体的水油分离原理为现有技术，本发明只是将其设置于船体1内部，并与吸油嘴5连接，将水油分离变成可移动化，保证了水面垃圾清理船的油膜清理功能和环保性。

工作原理：本实施例中，第一网筛13为小号网筛，第二网筛32为中号网筛，第三网筛33为小号网筛，三个网筛交替收集垃圾并将垃圾倒入垃圾收集箱2内，三个网筛3从大到小依次套设在一起，并处于垃圾收集的初始位置，船体1在水面上进行运动，第一网筛13开始收集垃圾，第一网筛13内部的垃圾到达一定数量之后，第一驱动机构34开始带动第一网筛13旋转上升，在第一网筛13进行运动的同时，第二网筛32开始收集垃圾，当第一网筛13转动到垃圾收集箱2的正上方时，力臂37上的第二驱动电机开始启动，带动第一网筛13旋转，使得第一网筛13的开口对准垃圾收集箱2的开口，第一网筛13的垃圾倒入垃圾收集箱2内部，随后第一驱动机构34开始带动第一网筛13旋转下降，直至第一网筛13从初始位置转动180°之后，第二驱动机构35开始带动第二网筛32进行运动，此时第三网筛33开始收集垃圾，当第二网筛32从初始位置转动180°之后，第三驱动机构36开始带动第三网筛33进行运动，此时第一网筛31在第一驱动机构34的带动下回到初始位置，完成一个循环。第一网筛13、第二网筛32和第三网筛33交替运动持续收集垃圾，将垃圾运载量提升到最大化，大幅度提高了垃圾清理效率。在不使用时，第一网筛13、第二网筛32和第三网筛33可以叠放在一起，减少占用空间。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种智能水面垃圾清理机器人，其特征在于，包括船体，所述船体上设置垃圾收集装置，所述垃圾收集装置包括垃圾收集箱和多屉网筛机构，所述垃圾收集箱设置于所述船体顶端，所述多屉网筛机构旋转连接于所述垃圾收集箱侧壁上，用于收集水面垃圾并将垃圾倒入所述垃圾收集箱内；

所述多屉网筛机构包括网筛，所述网筛前端设置开口，所述网筛包括第一网筛、第二网筛和第三网筛，所述第一网筛连接第一驱动机构，所述第二网筛连接第二驱动机构，所述第二网筛连接第三驱动机构；

所述第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均包括第一驱动电机、力臂和第二驱动电机，所述第一驱动电机设置于所述垃圾收集箱内，用于驱动所述力臂旋转，所述第二驱动电机设置于所述力臂上，用于驱动所述网筛旋转；

第一网筛为小号网筛，第二网筛为中号网筛，第三网筛为大号网筛，三个网筛交替收集垃圾并将垃圾倒入垃圾收集箱内，三个网筛从大到小依次套设在一起。

2.如权利要求1所述的一种智能水面垃圾清理机器人，其特征在于，所述船体数量为两个，两个船体之间设置船桥，所述垃圾收集箱设置于所述船桥上。

3.如权利要求2所述的一种智能水面垃圾清理机器人，其特征在于，所述船桥底部设置导流机构，所述导流机构包括第一水泵和导流管，所述第一水泵设置于所述船桥上，所述第一水泵进水口与所述导流管连通，所述导流管的进水口设置于所述网筛下方，所述船体尾部设置排水口，所述排水口与所述第一水泵通过排水管连通。

4.如权利要求3所述的一种智能水面垃圾清理机器人，其特征在于，所述船桥和所述垃圾收集箱上设置太阳能电池板，所述太阳能电池板连接蓄电池，所述蓄电池设置于所述垃圾收集箱内，所述蓄电池与所述第一驱动电机和第二驱动电机电连接。

5.如权利要求4所述的一种智能水面垃圾清理机器人，其特征在于，所述垃圾收集箱内设置隔板，所述隔板将所述垃圾收集箱内腔分为垃圾存放室和设备室，所述第一驱动电机和所述蓄电池均设置于所述设备室内。

6.如权利要求4所述的一种智能水面垃圾清理机器人，其特征在于，还包括驱动系统，所述驱动系统包括轴流风机和喷气管，所述轴流风机设置于船体前部，所述喷气管设置于所述船体尾部，所述轴流风机和喷气管通过风筒连接，所述轴流风机和所述蓄电池电连接。

7.如权利要求3所述的一种智能水面垃圾清理机器人，其特征在于，还包括水油分离装置，所述水油分离装置包括第二水泵、吸油嘴和分离炉，所述第二水泵一端与吸油嘴连通，另一端与所述分离炉连通，所述第二水泵设置于所述船桥上，所述吸油嘴设置于所述船体底部，所述分离炉设置于所述船体内部。

8.如权利要求7所述的一种智能水面垃圾清理机器人，其特征在于，所述分离炉包括油炉和离心油管，所述离心油管一端与所述第二水泵连通，另一端与所述油炉进口连通，所述油炉出口与所述排水口连通。

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