CN114753328A - 一种海洋垃圾收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海洋垃圾收集装置，包括桶体、吸水机构和止逆机构；桶体包括底座、内桶和套设在内桶外的外桶，外桶和内桶之间的空腔结构与底座的腔体连通形成安装腔；吸水机构包括排水浆和动力模块；排水浆通过第一转轴转动安装在内桶底部，第一转轴转动安装在腔体内，顶端从底座的安装座内密封、转动穿出，排水浆安装在第一转轴顶端；动力模块包括多组沿外桶周向均匀分布的动力组件；每组动力组件包括随波浪波动上下往复摆动的摆动件和传动单元，摆动件转动安装在外桶的顶部外周上，传动单元安装在安装腔内，摆动件通过传动单元驱动第一转轴按预设方向单向旋转；止逆机构设置在内桶顶部的敞口端上，止逆机构能够随波浪波动调整开口面积大小。

Description

一种海洋垃圾收集装置

技术领域

本发明涉及垃圾收集设备技术领域，尤其涉及一种海洋垃圾收集装置。

背景技术

全球海洋漂着各式各样的废弃垃圾，急剧增加的海上垃圾堆不仅影响了海岸景观、船舶航行，还因为漂浮垃圾中占大多数的塑料制品本身是复杂化学混合物，严重影响了海洋生物的生命健康。。如果放任这些污染物不管，海洋生物会误食这些垃圾，毒素累积在生物体内，甚至最终转移到我们的食物和饮用水。海洋污染已是重要的全球性议题。

目前，对海洋污染常采用的清理方式有人工清理、回收船作业、海洋垃圾桶等。人工清理费时费力，而且费用较高；而回收船作业则受到天气、风向的制约，只能不定时出海回收垃圾；现在所用的海洋垃圾桶，大多都是电驱动，而且成本大，受海岸制约大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋垃圾收集装置，通过直接利用海洋中波浪波动的能量驱动吸水机构的排水浆转动，从而将携带有垃圾的海水吸入桶体内，海水从桶体上的排水管道排出后，垃圾被收集在内桶内部，从而完成垃圾收集作业。

为了达到上述目的，本发明提供了一种海洋垃圾收集装置，包括桶体、吸水机构和止逆机构；

所述桶体包括底座、内桶和套设在所述内桶外的外桶，所述外桶和内桶之间具有空腔结构，所述外桶顶部和内桶顶部之间密封设置，所述外桶底部和所述内桶底部均敞口设置；所述底座包括顶部敞口设置的腔体和设置在所述腔体顶部的安装座，所述安装座的外侧壁与所述腔体内壁之间通过排水管道连接，所述排水管道的一端与所述安装座内底部连通，另一端穿过所述腔体外壁后与外界连通，所述排水管道与所述腔体连接的一端低于与所述安装座连接的一端设置；所述外桶底部与所述腔体侧壁一体设置，所述内桶底部与所述安装座密封连接；所述外桶和内桶之间的空腔结构与所述腔体连通形成安装腔；

所述吸水机构包括排水浆和动力模块；所述排水浆通过第一转轴转动安装在所述内桶底部，所述第一转轴转动安装在所述腔体内，顶端从所述安装座内密封、转动穿出，所述排水浆安装在所述第一转轴顶端；

所述动力模块包括多组沿所述外桶周向均匀分布的动力组件；每组所述动力组件包括随波浪波动上下往复摆动的摆动件和传动单元，所述摆动件转动安装在所述外桶的顶部外周上，所述传动单元安装在所述安装腔内，所述摆动件通过所述传动单元驱动所述第一转轴按预设方向单向旋转；

所述止逆机构设置在所述内桶顶部的敞口端上，所述止逆机构能够随波浪波动调整开口面积大小。

可选的，所述摆动件包括摆动体，所述摆动体内设置有密封腔，所述密封腔内通过第二转轴转动安装有棘轮，所述棘轮固定安装在所述第二转轴上，所述第二转轴水平转动安装在所述摆动件内，所述第二转轴的两端转动连接在所述外桶的外壁上；

所述密封腔内壁上还设置有多个与所述棘轮配合的棘爪，所述棘爪通过销钉转动安装在密封腔内壁上，所述棘爪与所述销钉之间设置有扭转弹簧；

所述传动单元与所述第二转轴传动连接。

可选的，所述摆动体靠近所述外桶的一侧外壁设置有两个用于对所述摆动体的摆动幅度范围进行限制的限位凸起，两个所述限位凸起上下间隔设置。

可选的，所述第一转轴上固定安装有主齿轮；

所述传动单元包括第一同步带轮、第二同步带轮、第三同步带轮、第四同步带轮、第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮；其中，

所述第一同步带轮固定连接在所述第二转轴的一端上；

所述第二同步带轮和第三同步带轮通过第三转轴同轴固定连接；所述第三转轴水平设置，两端转动连接在所述腔体上；所述第一同步带轮和第二同步带轮通过第一同步带连接；

所述第四同步带轮和第一齿轮通过第四转轴同轴固定连接，所述第四转轴竖直、转动安装在所述腔体内，所述第四同步带轮和第三同步带轮通过第二同步带连接，所述第二同步带呈“8”字型结构设置，所述第二同步带两端分别套设在所述第四同步带轮和第三同步带轮上；

所述第二齿轮和第三齿轮通过第五转轴同轴固定连接，所述第五转轴竖直、转动安装在所述腔体内；所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，所述第三齿轮与所述主齿轮相啮合；

所述第一同步带轮、第二同步带轮、第三同步带轮、第四同步带轮、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一同步带和第二同步带均位于所述安装腔内设置。

可选的，所述腔体底部设置有底板；

所述第一转轴、第四转轴和第五转轴的底部均通过轴承与所述底板转动连接，所述第一转轴、第四转轴和第五转轴的顶部均通过轴承与所述安装座转动连接；所述第一转轴与所述安装座之间通过密封圈密封；

所述第二转轴两端通过轴承转动安装在所述外桶的外壁上，所述第二转轴通过密封圈与所述外桶桶壁密封；所述第三转轴两端通过轴承转动安装在腔体上。

可选的，所述腔体底部螺接有端盖。

可选的，所述止逆机构包括上下相对设置的上顶盖和下底盖，所述上顶盖和下底盖均匀圆形，所述上顶盖和下底盖中部贯穿开设有同心设置的通孔；所述上顶盖底部沿外沿设置有弧形的凸台，所述下底盖与所述凸台底部固定连接；所述上顶盖和下底盖之间安装有端口调整组件；

所述端口调整组件包括调整板和多片调节片；所述调整板为圆形板，中部也同心设置有通孔，所述调整板一侧设置有沿径向向外延伸的拨动部；所述拨动部从所述凸台的缺口处向外穿出；

所述调整板上开设有调整孔，所述调整孔的数量与调节片的数量相等，所述调整孔呈圆周阵列分布在调节板上，所述调整孔沿所述调整板径向延伸设置；所述调节片为弧形片，多块所述调节片呈圆周阵列分布在调整板板面上，多块调节片围合形成开口大小可调的活动孔；所述调节片的一端底部设置有限位柱，所述限位柱滑动设置在所述调整孔内；

所述上顶盖底部外沿均匀分布有多个向下延伸的连接柱，所述连接柱的数量与所述调节片的数量相等，所述调节片的另一端转动套设在所述连接柱上。

可选的，所述内桶底部螺接在所述安装座上。

在本发明提供的海洋垃圾收集装置，通过直接利用海洋中波浪波动的能量驱动吸水机构的排水浆转动，从而将携带有垃圾的海水吸入桶体内，海水从桶体上的排水管道排出后，垃圾被收集在内桶内部，从而完成垃圾收集作业。并且，内桶顶部的敞口端上设置的止逆结构可以防止垃圾从内桶内再次飘出，提高垃圾收集效率。

本发明的海洋垃圾收集装置使用成本低，不需要使用电能驱动排水浆转动，布置使用不受海岸距离制约。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的桶体的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的底座的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的吸水机构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的排水浆的安装结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的摆动件的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的止逆机构的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的止逆机构的爆炸结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的端口调整组件的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的上顶盖的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的调整板的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置的调节片的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1-图2所示，本发明实施例提供的一种海洋垃圾收集装置，包括桶体1、吸水机构和止逆机构2。其中，如图3所示，桶体1包括底座3、内桶4和套设在内桶4外的外桶5，外桶5可以采用橙黄色，在海面可以起到很好的防鲨作用。外桶5采用流畅型结构，减少在海水中漂浮运行时的阻力。外桶5和内桶4之间具有空腔结构，外桶5顶部和内桶4顶部之间密封设置，外桶5底部和内桶4底部均敞口设置。

如图4所示，底座3包括顶部敞口设置的腔体6和设置在腔体6顶部的安装座7，安装座7的外侧壁与腔体6内壁之间通过排水管道8连接，排水管道8的一端与安装座7内底部连通，另一端穿过腔体6外壁后与外界连通，排水管道8与腔体6连接的一端低于与安装座7连接的一端设置。外桶5底部与腔体6侧壁一体设置，内桶4底部与安装座7通过螺纹密封连接，内桶4底部与安装座7螺纹连接，外桶5和内桶4之间的空腔结构与腔体6连通形成安装腔，整个桶体1为密封的腔体结构，使桶体1能够提供浮力稳定地漂浮在海面上。

如图1、图5、图6所示，吸水机构包括排水浆9和动力模块。排水浆9通过第一转轴10转动安装在内桶4底部，第一转轴10转动安装在腔体6内，顶端从安装座7内密封、转动穿出，排水浆9安装在第一转轴10顶端。

动力模块包括多组沿外桶5周向均匀分布的动力组件。每组动力组件包括随波浪波动上下往复摆动的摆动件11和传动单元，摆动件11转动安装在外桶5的顶部外周上，传动单元安装在安装腔内，摆动件11通过传动单元驱动第一转轴10按预设方向单向旋转。

本实施例中，动力组件设置有三组，每组动力组件均能驱动第一转轴10按预设方向单向旋转。三组动力组件的摆动件11收集三个不同方向的波浪能量，同时随着波浪摆动，能够更稳定地驱动排水浆9转动。通过直接利用海洋中波浪波动的能量驱动吸水机构的排水浆9转动，从而将携带有垃圾的海水吸入桶体1内，海水从桶体1上的排水管道8排出后，垃圾被收集在内桶4内部，从而完成垃圾收集作业。

具体的，如图7所示，摆动件11包括摆动体12，摆动体12内设置有密封腔13，密封腔13内通过第二转轴14转动安装有棘轮15，棘轮15固定安装在第二转轴14上，第二转轴14水平转动安装在摆动件11内，第二转轴14的两端转动连接在外桶5的外壁上。密封腔13内壁上还设置有多个与棘轮15配合的棘爪16，棘爪16通过销钉17转动安装在密封腔13内壁上，棘爪16与销钉17之间设置有扭转弹簧，扭转弹簧使棘爪16贴合在棘轮15上，避免棘爪16与棘轮15脱离。

摆动体12靠近外桶5的一侧外壁设置有两个上下间隔设置的限位凸起43，两个限位凸起43用于对摆动体12的摆动幅度范围进行限制，避免摆动体12摆动过度无法继续重复摆动。具体的，当波浪的波峰使摆动体12向上摆动时，摆动到位于上方的限位凸起43与外桶5顶部表面接触则停止继续向上摆动；当波浪的波谷使摆动体12向下摆动时，摆动到位于下方的限位凸起43与外桶5外壁接触则停止继续向下摆动。

波浪波动带动摆动体12往复摆动，当摆动体12向上摆动时，棘爪16能够拨动棘轮15转动起来，棘轮15转动时带动第二转轴14旋转，传动单元与第二转轴14传动连接，第二转轴14通过传动单元驱动第一转轴10转动，从而带动排水浆9旋转。

具体的，如图5所示，传动单元包括第一同步带轮20、第二同步带轮21、第三同步带轮22、第四同步带轮23、第一齿轮24、第二齿轮25和第三齿轮26。其中，第一同步带轮20固定连接在第二转轴14的一端上；第二同步带轮21和第三同步带轮22通过第三转轴27同轴固定连接；第三转轴27水平设置，两端转动连接在腔体6上；第一同步带轮20和第二同步带轮21通过第一同步带28连接；第四同步带轮23和第一齿轮24通过第四转轴29同轴固定连接，第四转轴29竖直、转动安装在腔体6内，第四同步带轮23和第三同步带轮22通过第二同步带30连接，第二同步带30呈“8”字型结构设置，第二同步带30两端分别套设在第四同步带轮23和第三同步带轮22上；第二齿轮25和第三齿轮26通过第五转轴31同轴固定连接，第五转轴31竖直、转动安装在腔体6内；第二齿轮25与第一齿轮24相啮合。第一转轴10上固定安装有主齿轮19；第三齿轮26与主齿轮19相啮合。第一同步带轮20、第二同步带轮21、第三同步带轮22、第四同步带轮23、第一齿轮24、第二齿轮25、第三齿轮26、第一同步带28和第二同步带30均位于安装腔内设置。

腔体6底部设置有底板32。第一转轴10、第四转轴29和第五转轴31的底部均通过轴承与底板32转动连接，第一转轴10、第四转轴29和第五转轴31的顶部均通过轴承与安装座7转动连接。第二转轴14两端通过轴承转动安装在外桶5的外壁上。第三转轴27两端通过轴承转动安装在腔体6上。为方便进行组装生产，腔体6底部螺接有端盖33。为避免安装腔内进水，第一转轴10与安装座7之间通过密封圈密封，第二转轴14通过密封圈与所述外桶5桶壁密封。

如图8-图9所示，止逆机构2设置在内桶4顶部的敞口端上，止逆机构2能够随波浪波动调整开口面积大小。

具体的，止逆机构2包括上下相对设置的上顶盖34和下底盖35，上顶盖34和下底盖35均匀圆形，上顶盖34和下底盖35中部贯穿开设有同心设置的通孔。如图11所示，上顶盖34底部沿外沿设置有弧形的凸台36，下底盖35与凸台36底部固定连接。上顶盖34和下底盖35之间安装有端口调整组件。

如图10所示，端口调整组件包括调整板37和多片调节片38。调整板37为圆形板，中部也同心设置有通孔，海水依次流经上顶盖34上的通孔、调整板37上的通孔和下底盖35上的通孔后流入内桶4中。

如图12所示，调整板37一侧设置有沿径向向外延伸的拨动部39，拨动部39从凸台36的缺口处向外穿出。调整板37上开设有调整孔40，调整孔40的数量与调节片38的数量相等，调整孔40呈圆周阵列分布在调节板上，调整孔40沿调整板37径向延伸设置。如图13所示，调节片38为弧形片，多块调节片38呈圆周阵列分布在调整板37板面上，多块调节片38围合形成开口大小可调的活动孔，活动孔与上顶盖34和下底盖35中部通孔同心设置。调节片38的一端底部设置有限位柱41，限位柱41滑动设置在调整孔40内。如图11所示，上顶盖34底部外沿均匀分布有多个向下延伸的连接柱42，连接柱42的数量与调节片38的数量相等，调节片38的另一端转动套设在连接柱42上。

当波浪来临之时，波浪可以通过拨动部39带动调整板37向一侧转动，调整孔40通过限位柱41带动调节片38绕连接柱42转动，使垃圾被吸入时调节片38围合形成的活动孔微微闭合，从而防止内桶4内的垃圾因为浮力再次漂起。

综上，本发明的海洋垃圾收集装置使用成本低，不需要使用电能驱动排水浆转动，布置使用不受海岸距离制约。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海洋垃圾收集装置，其特征在于：包括桶体(1)、吸水机构和止逆机构(2)；

所述桶体(1)包括底座(3)、内桶(4)和套设在所述内桶(4)外的外桶(5)，所述外桶(5)和内桶(4)之间具有空腔结构，所述外桶(5)顶部和内桶(4)顶部之间密封设置，所述外桶(5)底部和所述内桶(4)底部均敞口设置；所述底座(3)包括顶部敞口设置的腔体(6)和设置在所述腔体(6)顶部的安装座(7)，所述安装座(7)的外侧壁与所述腔体(6)内壁之间通过排水管道(8)连接，所述排水管道(8)的一端与所述安装座(7)内底部连通，另一端穿过所述腔体(6)外壁后与外界连通，所述排水管道(8)与所述腔体(6)连接的一端低于与所述安装座(7)连接的一端设置；所述外桶(5)底部与所述腔体(6)侧壁一体设置，所述内桶(4)底部与所述安装座(7)密封连接；所述外桶(5)和内桶(4)之间的空腔结构与所述腔体(6)连通形成安装腔；

所述吸水机构包括排水浆(9)和动力模块；所述排水浆(9)通过第一转轴(10)转动安装在所述内桶(4)底部，所述第一转轴(10)转动安装在所述腔体(6)内，顶端从所述安装座(7)内密封、转动穿出，所述排水浆(9)安装在所述第一转轴(10)顶端；

所述动力模块包括多组沿所述外桶(5)周向均匀分布的动力组件；每组所述动力组件包括随波浪波动上下往复摆动的摆动件(11)和传动单元，所述摆动件(11)转动安装在所述外桶(5)的顶部外周上，所述传动单元安装在所述安装腔内，所述摆动件(11)通过所述传动单元驱动所述第一转轴(10)按预设方向单向旋转；

所述止逆机构(2)设置在所述内桶(4)顶部的敞口端上，所述止逆机构(2)能够随波浪波动调整开口面积大小。

2.如权利要求1所述的一种海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述摆动件(11)包括摆动体(12)，所述摆动体(12)内设置有密封腔(13)，所述密封腔(13)内通过第二转轴(14)转动安装有棘轮(15)，所述棘轮(15)固定安装在所述第二转轴(14)上，所述第二转轴(14)水平转动安装在所述摆动件(11)内，所述第二转轴(14)的两端转动连接在所述外桶(5)的外壁上；

所述密封腔(13)内壁上还设置有多个与所述棘轮(15)配合的棘爪(16)，所述棘爪(16)通过销钉(17)转动安装在密封腔(13)内壁上，所述棘爪(16)与所述销钉(17)之间设置有扭转弹簧；

所述传动单元与所述第二转轴(14)传动连接。

3.如权利要求2所述的一种海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述摆动体(12)靠近所述外桶(5)的一侧外壁设置有两个用于对所述摆动体(12)的摆动幅度范围进行限制的限位凸起(43)，两个所述限位凸起(43)上下间隔设置。

4.如权利要求2所述的一种海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述第一转轴(10)上固定安装有主齿轮(19)；

所述传动单元包括第一同步带轮(20)、第二同步带轮(21)、第三同步带轮(22)、第四同步带轮(23)、第一齿轮(24)、第二齿轮(25)和第三齿轮(26)；其中，

所述第一同步带轮(20)固定连接在所述第二转轴(14)的一端上；

所述第二同步带轮(21)和第三同步带轮(22)通过第三转轴(27)同轴固定连接；所述第三转轴(27)水平设置，两端转动连接在所述腔体(6)上；所述第一同步带轮(20)和第二同步带轮(21)通过第一同步带(28)连接；

所述第四同步带轮(23)和第一齿轮(24)通过第四转轴(29)同轴固定连接，所述第四转轴(29)竖直、转动安装在所述腔体(6)内，所述第四同步带轮(23)和第三同步带轮(22)通过第二同步带(30)连接，所述第二同步带(30)呈“8”字型结构设置，所述第二同步带(30)两端分别套设在所述第四同步带轮(23)和第三同步带轮(22)上；

所述第二齿轮(25)和第三齿轮(26)通过第五转轴(31)同轴固定连接，所述第五转轴(31)竖直、转动安装在所述腔体(6)内；所述第二齿轮(25)与所述第一齿轮(24)相啮合，所述第三齿轮(26)与所述主齿轮(19)相啮合；

所述第一同步带轮(20)、第二同步带轮(21)、第三同步带轮(22)、第四同步带轮(23)、第一齿轮(24)、第二齿轮(25)、第三齿轮(26)、第一同步带(28)和第二同步带(30)均位于所述安装腔内设置。

5.如权利要求4所述的一种海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述腔体(6)底部设置有底板(32)；

所述第一转轴(10)、第四转轴(29)和第五转轴(31)的底部均通过轴承与所述底板(32)转动连接，所述第一转轴(10)、第四转轴(29)和第五转轴(31)的顶部均通过轴承与所述安装座(7)转动连接；所述第一转轴(10)与所述安装座(7)之间通过密封圈密封；

所述第二转轴(14)两端通过轴承转动安装在所述外桶(5)的外壁上，所述第二转轴(14)通过密封圈与所述外桶(5)桶壁密封；所述第三转轴(27)两端通过轴承转动安装在腔体(6)上。

6.如权利要求5所述的一种海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述腔体(6)底部螺接有端盖(33)。

7.如权利要求1所述的一种海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述止逆机构(2)包括上下相对设置的上顶盖(34)和下底盖(35)，所述上顶盖(34)和下底盖(35)均匀圆形，所述上顶盖(34)和下底盖(35)中部贯穿开设有同心设置的通孔；所述上顶盖(34)底部沿外沿设置有弧形的凸台(36)，所述下底盖(35)与所述凸台(36)底部固定连接；所述上顶盖(34)和下底盖(35)之间安装有端口调整组件；

所述端口调整组件包括调整板(37)和多片调节片(38)；所述调整板(37)为圆形板，中部也同心设置有通孔，所述调整板(37)一侧设置有沿径向向外延伸的拨动部(39)；所述拨动部(39)从所述凸台(36)的缺口处向外穿出；

所述调整板(37)上开设有调整孔(40)，所述调整孔(40)的数量与调节片(38)的数量相等，所述调整孔(40)呈圆周阵列分布在调节板上，所述调整孔(40)沿所述调整板(37)径向延伸设置；所述调节片(38)为弧形片，多块所述调节片(38)呈圆周阵列分布在调整板(37)板面上，多块调节片(38)围合形成开口大小可调的活动孔；所述调节片(38)的一端底部设置有限位柱(41)，所述限位柱(41)滑动设置在所述调整孔(40)内；

所述上顶盖(34)底部外沿均匀分布有多个向下延伸的连接柱(42)，所述连接柱(42)的数量与所述调节片(38)的数量相等，所述调节片(38)的另一端转动套设在所述连接柱(42)上。

8.如权利要求1所述的一种海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述内桶(4)底部螺接在所述安装座(7)上。

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