CN115030118B - 一种水上垃圾油污清理船 - Google Patents

一种水上垃圾油污清理船 Download PDF

Info

Publication number
CN115030118B
CN115030118B CN202210880163.8A CN202210880163A CN115030118B CN 115030118 B CN115030118 B CN 115030118B CN 202210880163 A CN202210880163 A CN 202210880163A CN 115030118 B CN115030118 B CN 115030118B
Authority
CN
China
Prior art keywords
garbage
oil
ship
conveying belt
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210880163.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115030118A (zh
Inventor
郭磊
李也杨
王恒宇
元彪
卢军
李博涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Water Resources Institute (jiangxi Water Conservancy And Hydropower School Jiangxi Irrigation And Drainage Development Center Jiangxi Water Conservancy Engineering Technician College)
Original Assignee
Jiangxi Water Resources Institute (jiangxi Water Conservancy And Hydropower School Jiangxi Irrigation And Drainage Development Center Jiangxi Water Conservancy Engineering Technician College)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi Water Resources Institute (jiangxi Water Conservancy And Hydropower School Jiangxi Irrigation And Drainage Development Center Jiangxi Water Conservancy Engineering Technician College) filed Critical Jiangxi Water Resources Institute (jiangxi Water Conservancy And Hydropower School Jiangxi Irrigation And Drainage Development Center Jiangxi Water Conservancy Engineering Technician College)
Priority to CN202210880163.8A priority Critical patent/CN115030118B/zh
Publication of CN115030118A publication Critical patent/CN115030118A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115030118B publication Critical patent/CN115030118B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04—Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/046—Collection of oil using vessels, i.e. boats, barges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/02—Measures preceding sorting, e.g. arranging articles in a stream orientating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B07C5/361—Processing or control devices therefor, e.g. escort memory
    • B07C5/362—Separating or distributor mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B07C5/38—Collecting or arranging articles in groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/32—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for for collecting pollution from open water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04—Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/10—Devices for removing the material from the surface
    • E02B15/104—Conveyors; Paddle wheels; Endless belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C2501/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material to be sorted
    • B07C2501/0054—Sorting of waste or refuse
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/204—Keeping clear the surface of open water from oil spills

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Refuse Collection And Transfer (AREA)

Abstract

本发明涉及垃圾清理技术领域，提供了一种水上垃圾油污清理船，包括船体基础，以及安装在船体基础上的垃圾聚集装置、垃圾收集与分类装置、油污收集装置和推进装置。本发明能够自动收集漂浮在水面上的垃圾与油污并储存，且处理效率和自动化程度高，操控便捷，结构简单，性能稳定，制造成本低；在长时间运行下，收集效率与稳定性保持优良。在投入使用时，通过多艘清理船配合，能承担一片水域垃圾与油污的日常清理工作。

Description

一种水上垃圾油污清理船
技术领域
本发明涉及垃圾清理技术领域，尤其涉及一种水上垃圾油污清理船。
背景技术
海洋漂浮垃圾是指漂浮在海洋或海岸边的具有持久性、人造的或经加工的固体废弃物，海洋漂浮垃圾破坏海洋坏境，威胁船舶行驶安全，严重影响海洋生态系统，并对海洋经济产生负面效应。海洋油污是指海上原油或重油泄漏事故或船舶排放的油污造成海洋污染，油类溢漏到海中，会在水面迅速扩散，并会隔离海水与空气中的氧气交换，使得海洋生物缺氧窒息而死，不仅如此油污还会进入海洋生物食物链，燃油溶解后的分散状态和乳化状态将产生多种有毒化合物质，在毒害海洋生物的同时也会对食用者造成严重危害。
虽然海水对垃圾与油污有自净化能力，但是每年大量的塑料垃圾与油污流向近海海洋，严重影响了海洋生物的生存坏境，造成大量海洋生物的死亡。监测结果表明，近海海面漂浮垃圾主要为塑料袋、漂浮木块、浮标和塑料瓶等，其中塑料类垃圾数量最多，占41%，其次为聚苯乙烯塑料泡沫类和木制品类垃圾，分别占19%和15%；而近海海洋油污主要来自船舶航行过程中的泄露以及事故造成的油流入水域、船舶靠岸操作过程中油污的自然泄露、船舶靠岸后装卸原油过程中的泄露等三种方式。当前市场上一些专业设备仅有专门收集垃圾的或者专门处理油污的专业设备，设备功能或处理方式十分单一。现行市场上的商用大型垃圾、油污打捞船，主要是将现有船只改造，造价高、体积大，连续打捞作业强度大，需要数人协同操作，设备自动化与智能化水平低，收集、打捞成本极高，耗能大，效率低，仅适合处理突发的污染事件，不适合水面日常的常态化清理打捞工作。
因此，设计一套适应水面常态化清理的专业设备对垃圾与油污同时进行处理，具有重大意义与市场价值。
发明内容
本发明旨在解决上述问题至少其中之一，提供一种可对水面的垃圾与油污同时进行处理的设备，且处理效率高、自动化程度高、稳定性好。采用以下技术方案：
本发明提供了一种水上垃圾油污清理船，包括船体基础，以及安装在船体基础上的垃圾聚集装置、垃圾收集与分类装置、油污收集装置和推进装置，其中：
所述船体基础采用双船体结构，所述船体基础的末端设有第一垃圾收集器和第二垃圾收集器；
所述垃圾聚集装置设置在船体基础的前端，包括第一叶轮、第二叶轮，所述第一叶轮、第二叶轮向内反向旋转且能将附近区域的水流向第一叶轮、第二叶轮的中心汇集，使附近的垃圾和油污在水流的影响下向船体基础上的垃圾收集与分类装置和油污收集装置的前端聚集；
所述垃圾收集与分类装置安装在船体基础的上端，包括依序连接的第一传输带、第二传输带和分类装置，所述第一传输带倾斜向上设置且所述第二传输带的安装高度低于第一传输带的最高点，所述第一传输带上设有若干挡板，所述第一传输带、第二传输带之间设有安装部，所述安装部内设置有金属传感器，所述第一传输带与安装部之间的间隙小于挡板的高度大于两倍挡板的厚度，所述第二传输带与安装部之间的间隙控制在1mm以内，所述挡板由具有一定硬度的柔性材料制作，用于间歇性提升水面垃圾，所述第二传输带的安装高度低于第一传输带的最高点；所述第一垃圾收集器设于第二传输带的两边，所述第二垃圾收集器设于第二传输带的末端，所述第一传输带用于将垃圾聚集装置聚集的垃圾运送至第二传输带进行分类，所述金属传感器用于对第一传输带运送的金属垃圾与非金属垃圾进行识别，所述分类装置设置在第二传输带后段位置，所述分类装置包括依序传动连接的分类电机、旋转轴和L型拨杆，所述分类电机用于驱动旋转轴旋转从而带动L型拨杆转动，所述L型拨杆用于将识别后的垃圾拨至第一垃圾收集器内；
所述油污收集装置安装在垃圾收集与分类装置的两侧，包括吸油毡、辅助挤压装置、传动装置和储油盒，所述储油盒设于吸油毡的后端，所述吸油毡呈回形结构且倾斜向上设置，所述辅助挤压装置包括可啮合的主动挤压辊和从动挤压辊，所述主动挤压辊和从动挤压辊的截面形状为齿轮状，所述吸油毡设于主动挤压辊与从动挤压辊之间，所述传动装置用于驱动主动挤压辊转动从而带动吸油毡循环输送且主动挤压辊转动从而带动从动挤压辊配合转动将吸油毡循环输送的油污挤压至储油盒内；
所述推进装置安装在船体基础的后端，包括左右对称设置的螺旋桨和螺旋桨电机，所述螺旋桨电机用于驱动螺旋桨旋转从而推进船体基础运行。
优选地，所述垃圾聚集装置还包括第一传动轴和聚拢电机，所述第一传动轴的两端设有第一锥形齿轮、中间位置设有第二锥形齿轮，所述第一叶轮、第二叶轮上均设有第三锥形齿轮，所述聚拢电机上设有第四锥形齿轮，所述第一锥形齿轮与第三锥形齿轮啮合，所述第二锥形齿轮与第四锥形齿轮啮合，所述聚拢电机用于驱动第一传动轴旋转从而带动第一叶轮和第二叶轮转动。
优选地，所述第一传输带与水面呈30°~60°角。
优选地，所述安装部呈一定角度朝第二传输带倾斜设置。
优选地，所述第一传输带的两端分别设有第二传动轴和第三传动轴，所述第二传输带的两端分别设有第四传动轴和第五传动轴，所述第四传动轴连接传输带电机，所述第三传动轴与第四传动轴通过同步带连接，所述传输带电机用于驱动第四传动轴转动从而带动第三传动轴、第五传动轴和第二传动轴转动，以使第一传输带和第二传输带循环转动。
优选地，所述第四传动轴上设有第五锥形齿轮，所述传输带电机上设有第六锥形齿轮，所述第五锥形齿轮与第六锥形齿轮啮合，所述第三传动轴与第四传动轴上设有同步轮，所述同步带设于同步轮上。
优选地，所述第二传动轴的两端设有前轴套、所述第五传动轴的两端设有后轴套，所述垃圾收集与分类装置通过前轴套、后轴套安装在船体基础上。
优选地，所述传动装置包括与主动挤压辊连接的齿轮传动结构和驱动齿轮传动结构旋转的压油电机，所述压油电机用于驱动齿轮传动结构转动带动主动挤压辊转动从而使吸油毡循环输送运动以及使从动挤压辊与主动挤压辊配合旋转对吸油毡持续进行挤压。
优选地，所述螺旋桨电机与螺旋桨通过万向轴传动连接。
优选地，本发明的一种水上垃圾油污清理船，还包括控制盒，所述控制盒包括视觉系统和控制系统，所述视觉系统用于观测水面情况，所述控制系统用于接收并响应视觉系统发送的信号对垃圾聚集装置、垃圾收集与分类装置、油污收集装置和推进装置发出控制信号控制上述部件进行相应的动作。
优选地，所述控制系统还连接智能终端且可由智能终端操控。
本发明可至少取得以下有益效果其中之一：
本发明采用双船体双螺旋桨推进结构，结构稳定、运行平稳，能够在较大风浪天气下稳定运行。利用水流原理，在船体前部两端设计一套聚集装置，用于聚集垃圾与油污，提高船体收集垃圾与油污的效率。垃圾收集与分类装置采用带传输方式，采用挡板将垃圾收集至船体输送带上，并在输送带上完成垃圾的识别分类，最终存储在相应的垃圾收集器内。在船体两侧分别设计有一套油污收集装置，装置采用只能吸油不能吸水的材料，吸附漂浮于水面的油污，并通过辅助挤压装置将油污挤出至储油盒内。本发明可自动收集漂浮在水面上的垃圾与油污并储存，且处理效率和自动化程度高，操控便捷，结构简单，性能稳定，制造成本低；在长时间运行下，收集效率与稳定性保持优良。在投入使用时，通过多艘清理船配合，能承担水面垃圾与油污的日常清理工作。
附图说明
图1为本发明优选实施例的一种水上垃圾油污清理船的结构示意图；
图2为本发明优选实施例的船体基础的结构示意图；
图3为本发明优选实施例的垃圾聚集装置的结构示意图；
图4为本发明优选实施例的垃圾收集与分类装置的结构示意图；
图5为本发明优选实施例的油污收集装置的结构示意图；
图6为本发明优选实施例的辅助挤压装置的结构示意图；
图7为本发明优选实施例的推进装置的结构示意图；
图8为本发明优选实施例的控制部分信号连接示意图；
图9为本发明优选实施例的清理方法流程图；
图10为本发明优选实施例的操作人员对控制系统的具体操作过程图；
图11为本发明优选实施例的总电路图；
图12为本发明优选实施例的视觉系统电路原理图；
图13为本发明优选实施例的控制系统电路原理图；
图14为本发明优选实施例的电机驱动模块电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的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。
如图1~7所示，本发明的优选实施例，提供了一种水上垃圾油污清理船，包括船体基础1，以及安装在船体基础1上的垃圾聚集装置2、垃圾收集与分类装置3、油污收集装置4和推进装置5。其中：
为了使船体基础1具有更大的安装空间和容积，提升船体基础结构工作的安全可靠性，船体基础1采用双船体结构；船体基础1整体结构呈左右对称，末端设有第一垃圾收集器1.1和第二垃圾收集器1.2，用于分类收集不同类型的垃圾。
垃圾聚集装置2设置在船体基础1的前端，包括第一叶轮2.1和第二叶轮2.2，第一叶轮2.1、第二叶轮2.2向内反向旋转且能将附近区域的水流向第一叶轮2.1、第二叶轮2.2的中心汇集，从而将附近的垃圾和油污向船体基础1上的垃圾收集与分类装置3和油污收集装置4的前端聚集。
垃圾收集与分类装置3安装在船体基础1的上端，包括依序连接的第一传输带3.1、第二传输带3.2和分类装置3.3，第一传输带3.1倾斜向上设置且第二传输带3.2的安装高度低于第一传输带3.1的最高点，第一传输带3.1上设有若干挡板3.4，第一传输带3.1、第二传输带3.2之间设有安装部3.16，安装部3.16内设置有金属传感器3.5，第一传输带3.1与安装部3.16之间的间隙小于挡板3.4的高度大于两倍挡板3.4的厚度，保证垃圾不从安装间隙中掉落，同时要为挡板3.4的通过留下空间。挡板3.4由具有一定硬度的柔性材料制作，例如可由硅胶制作，塑料瓶等硬质固体垃圾，在提升的过程中容易从传输带上掉落，挡板3.4便可间歇性提升水面垃圾，同时挡板3.4的材质为硅胶，属于柔性材料，具有一定弹性和折弯性，能承受一定的力，在经过安装部3.16的时候，会自动产生折弯和形变，把高度降至安装间隙以内而顺利通过，从而将垃圾转移至第二传输带3.2。第一传输带3.1运送的垃圾经过安装部3.16内的金属传感器3.5识别后，到达第二传输带3.2，往前运送到分类装置3.3时，根据垃圾的类型，分类装置3.3与第二传输带3.2配合靠近或远离，将金属与非金属垃圾存入相应的垃圾收集器内。第一垃圾收集器1.1设于第二传输带3.2的两边，第二垃圾收集器1.2设于第二传输带3.2末端处的船体基础1上，例如通过安装支架安装在船体基础1的末端外壁上；优选第二垃圾收集器1.2为可伸缩的结构，这样在不需存储垃圾时，可节约体积，便于携带，在存储垃圾时还可以根据垃圾的数量多少来调整体积，提高存储量。第一传输带3.1用于将垃圾聚集装置2聚集的垃圾运送至第二传输带3.2进行分类，金属传感器3.5用于对第一传输带3.1运送的金属垃圾与非金属垃圾进行识别。分类装置3.3设置在第二传输带3.2后段位置，分类装置3.3包括依序传动连接的分类电机3.17、旋转轴3.18和L型拨杆3.19，分类电机3.17用于驱动旋转轴3.18旋转从而带动L型拨杆3.19转动，L型拨杆3.19用于将识别后的垃圾拨至第一垃圾收集器1.1内；当金属垃圾或非金属垃圾接近L型拨杆3.19下方时，L型拨杆3.19往下旋转，将垃圾拨入第二传输带3.2两侧的第一垃圾收集器1.1内；当非金属垃圾或金属垃圾接近L型拨杆3.19下方时，L型拨杆3.19不动、保持在与分类电机3.17同一平面，垃圾进入第二传输带3.2末端的第二垃圾收集器1.2内。分类装置3.3的结构与原理简单，效率高，非金属垃圾可自动存入相应的垃圾收集器内，从而实现垃圾的分类收集与存放。垃圾聚拢装置将垃圾聚集在垃圾收集装置前端，垃圾收集装置通过电机、同步带、第一传输带将垃圾运送至第二传输带，通过第二传输带前端的金属传感器进行金属与非金属识别，第二传输带与分类装置配合将金属垃圾与非金属垃圾分别存入相应的垃圾收集器内。传统的收集方式有：铲斗式收集装置，适用范围较广，除少量细长树枝，可以打捞水面上大部分垃圾，并能不间断作业，单位能耗较小，运行成本较低，但该装置的运动轨迹较为复杂，优化设计难度大，收集路径需要配合垃圾收集箱的高度，单次收集时间较长，精确较低，收集效率也不高；勾臂式收集方式与机械手相似，船体吨位较大，可储存打捞的垃圾较多，主要用于大量垃圾堆积在一起的水域，且该装置比较笨重，整体尺寸较大，需要较大活动空间，机械结构相对复杂，不适用在漂浮垃圾分散，而范围较广的水域工作。本发明采用带传输的的方式收集污染物，结构简单，方便维修，在打捞水上垃圾的同时能把垃圾中所含的水排除，持续性高而且收集效率高。
油污收集装置4安装在垃圾收集与分类装置3的两侧，包括吸油毡4.1、辅助挤压装置4.2、传动装置4.4和储油盒4.3，储油盒4.3设于吸油毡4.1的后端，吸油毡4.1呈回形结构且倾斜向上设置（也可以是两段式结构，前段的倾斜度大于后段的倾斜度）。辅助挤压装置4.2包括可啮合的主动挤压辊4.7和从动挤压辊4.8，主动挤压辊4.7和从动挤压辊4.8的截面形状为齿轮状，吸油毡4.1设于主动挤压辊4.7与从动挤压辊4.8之间，传动装置4.4通过驱动主动挤压辊4.7转动从而带动吸油毡4.1循环输送且主动挤压辊4.7转动从而带动从动挤压辊4.8配合转动将吸油毡4.1循环输送的油污挤压至储油盒4.3内。主动挤压辊4.7在传动装置4.4的驱动旋转下，与从动挤压辊4.8配合对吸油毡4.1持续进行挤压，将油污挤出并存入相应的储油盒4.3内，齿轮状结构的辅助挤压装置4.2对油污的挤压效果好，效率高。选用一种仅吸收油污不吸收水的油毡制作成皮带结构，采用物理吸收的方式收集漂浮在水面的油污，并通过一套挤压装置，将油污挤压至储油盒里。传统油污收集方法有：利用抽吸机把漂浮在水面上的油抽取并集中处理，但是抽吸机不能完全把油污吸取干净；或水栅的收集方式，它只能把一个区域的油污聚集，且不能对油污进行储存。本发明采用吸油毡，这种材料亲油而不亲水，而且能够快速的把油污吸附在油毡，还可以重复利用；采用物理处理方法，利用吸油毡的特性，提高油污回收效率，大大降低后期处理的费用，结构与原理简单，运行稳定。
推进装置5安装在船体基础1的后端，包括左右对称设置的螺旋桨5.1和螺旋桨电机5.2，螺旋桨电机5.2用于驱动螺旋桨5.1旋转从而推进船体基础1运行。现在大部分的船只都是采用单向输出动力，但是单向输出动力不足且载重量轻一旦超重容易船体抛锚回收难度大，而且难以应付复杂环境。与单向输出相比，双向输出动力足而且容易控制推进，能够更好的操控，并且更能应付更加复杂的环境，维修成本低。
其中，第一叶轮2.1、第二叶轮2.2分别安装在左右船体的前端，垃圾收集与分类装置3安装在左右船体的中部，油污收集装置4分别安装在左右船体的上端，推进装置5安装在左右船体的后端。
本发明采用双船体双螺旋桨推进结构，结构稳定、运行平稳，能够在较大风浪天气下能够稳定运行。利用水流原理，在船体前部两端设计一套聚集装置，用于聚集垃圾与油污，提高船体收集垃圾与油污的效率。垃圾收集装置采用带传输方式，将垃圾运输至船体输送带上，并在输送带上完成垃圾的识别分类，最终存储在存储装置内。在船体两侧分别设计有一套油污收集装置，装置采用只能吸油不能吸水的新材料，吸附漂浮于水面的油污，并通过挤压装置将油污挤出至储油盒内。本发明可自动收集漂浮在水面上的垃圾与油污并储存，且处理效率和自动化程度高，操控便捷，结构简单，性能稳定，制造成本低；在长时间运行下，收集效率与稳定性保持优良。在投入使用时，通过多艘清理船配合，能承担一片水域的水面垃圾与油污的日常清理工作。
在本实施例中，垃圾聚集装置2还包括第一传动轴2.3和聚拢电机2.4，其中，第一传动轴2.3的两端设有第一锥形齿轮2.5、中间位置设有第二锥形齿轮2.6，第一叶轮2.1、第二叶轮2.2上均设有第三锥形齿轮2.7，聚拢电机2.4上设有第四锥形齿轮2.8；第一锥形齿轮2.5与第三锥形齿轮2.7啮合，第二锥形齿轮2.6与第四锥形齿轮2.8啮合，聚拢电机2.4通过驱动第一传动轴2.3旋转从而带动第一叶轮2.1和第二叶轮2.2转动。垃圾聚集装置设计双叶轮，并由单电机驱动，通过一套锥齿轮将动力传输给双叶轮，结构简单，传动效果好，且经济、造价低。
在本实施例中，对于垃圾收集与分类装置3，第一传输带3.1与水面呈30°~60°角，优选呈50°角，便于提升垃圾，且垃圾不易在提升过程中滑动掉落。第一传输带3.1的两端分别设有第二传动轴3.7和第三传动轴3.8，第二传输带3.2的两端分别设有第四传动轴3.9和第五传动轴3.10，第四传动轴3.9传动连接传输带电机3.6，第三传动轴3.8与第四传动轴3.9通过同步带3.11连接，传输带电机3.6通过驱动第四传动轴3.9转动从而带动第三传动轴3.8、第五传动轴3.10和第二传动轴3.7转动，以使第一传输带3.1和第二传输带3.2循环转动。其中，传输带电机3.6采用行星减速电机，传输带电机3.6上设有第六锥形齿轮3.20，第四传动轴3.9上设有第五锥形齿轮3.12，第五锥形齿轮3.12与第六锥形齿轮3.20啮合，第三传动轴3.8与第四传动轴3.9上设有同步轮3.13，同步带3.11设于同步轮3.13上，优选同步带3.11的内侧结构与同步轮3.13的形状相匹配；同步带3.11与同步轮3.13配合使第四传动轴3.9带动第三传动轴3.8转动。垃圾收集与分类装置设计由单电机驱动，通过一套锥齿轮与同步轮、同步带将动力传输给第一传输带和第二传输带，结构简单，传动效果好，且经济、造价低。第二传动轴3.7的两端设有前轴套3.14、第五传动轴3.10的两端设有后轴套3.15，前轴套3.14、后轴套3.15与船体基础1通过螺栓连接，第三传动轴3.8和第四传动轴3.9直接安装在船体基础1上，从而将垃圾收集与分类装置3安装在船体基础1上。
安装部3.16呈一定角度朝第二传输带3.2倾斜设置，便于垃圾的运送；安装部3.16起到连接第一传输带3.1、第二传输带3.2的作用，且安装部3.16的中部设有凹槽，金属传感器3.5设置在凹槽内。第二传输带3.2与安装部3.16之间的间隙控制在1mm以内，保证垃圾不从安装间隙中掉落。
在本实施例中，传动装置4.4包括与主动挤压辊4.7连接的齿轮传动结构4.6和驱动齿轮传动结构4.6旋转的压油电机4.5，压油电机4.5通过驱动齿轮传动结构4.6转动带动主动挤压辊4.7转动从而使吸油毡4.1循环输送运动以及使从动挤压辊4.8与主动挤压辊4.7配合旋转对吸油毡4.1持续进行挤压。
在本实施例中，螺旋桨电机5.2与螺旋桨5.1通过万向轴5.3传动连接。本发明采用双螺旋桨推进结构，同时为了解决电机与螺旋桨不同心问题，选用一套万向联轴器，将电机与螺旋桨连接，保障运行过程的稳定性。
本发明提供的一种水上垃圾油污清理船，还包括控制盒6，视觉系统6.1和控制系统6.2，本发明的控制部分信号连接示意图见图8。控制系统6.2对螺旋桨5.1发出控制信号启动推进船体基础1运行，视觉系统6.1用于观测水面情况，当观测到水面有垃圾和油污等污染物时，视觉系统6.1将该信号发送至控制系统6.2，控制系统6.2响应视觉系统6.1发送的信号对聚拢电机2.4、传输带电机3.6、金属传感器3.5、分类电机3.17、压油电机4.5、螺旋桨电机5.2发出控制信号：控制螺旋桨5.1推进船体基础1向垃圾和油污等污染物运行，以及控制第一叶轮2.1、第二叶轮2.2向内反向旋转将附近区域的水流向中间汇集从而将附近的垃圾和油污向船体基础1的前端聚集，以及控制主动挤压辊4.7驱动吸油毡4.1循环输送运动且与从动挤压辊4.8配合将吸油毡4.1上吸收的油污挤压至储油盒4.3里，以及控制第一传输带3.1运行将垃圾提升至金属传感器3.5处进行识别后、到达第二传输带3.2运送，若是金属垃圾或非金属垃圾则控制L型拨杆3.19转动至与第二传输带3.2靠近配合，将识别后的金属垃圾拨入第一垃圾收集器1.1内，然后控制L型拨杆3.19反向转动返回原位保持在与分类电机3.17同一平面，若是非金属垃圾或金属垃圾则控制L型拨杆3.19保持原位置不动，识别后的非金属垃圾直接存入第二垃圾收集器1.2内。本发明提供的水上垃圾油污清理船，具体控制流程如图9所示。
其中，控制系统6.2可通过无线网络与智能终端连接，从而实现与远端操控人员通讯，例如采用WIFI、Zigbee、Zwave等无线通信方式；优选控制系统6.2通过WIFI与智能终端通讯，便于远端操控人员在线操控。通过视觉系统方便人工操控，收集范围扩大。
操作人员的具体操作过程见图10。操作人员通过手机WIFi连接控制系统6.2，具体操作方式如下：打开电源，手机或着电脑连接控制系统6.2的局域网，打开浏览器，输入系统局域网IP进入操作界面。操作人员通过视觉系统6.1中的摄像头观测水面情况，通过推进装置5控制船体基础1运动。当观测到水面有垃圾和油污等污染物时，视觉系统6.1将该信号发送至控制系统6.2，控制系统6.2发出控制信号，控制垃圾聚集装置2、垃圾收集与分类装置3、油污收集装置4启动；船体基础1在靠近垃圾的过程中，油污收集装置4收集水面油污；靠近垃圾后，垃圾收集与分类装置3收集水面垃圾，垃圾在运输至垃圾收集器存储的过程中，通过金属传感器3.5自动识别垃圾是金属还是非金属，并通过分类装置3.3完成垃圾分类收集；当垃圾收集器到达一定量后，控制系统6.2发出控制信号，控制船体基础1回航进行处理。
本发明的总电路图见图11，视觉系统的电路原理见图12，控制系统电路原理图见图13，电机驱动模块电路原理图见图14。
垃圾聚集装置2、垃圾收集与分类装置3、油污收集装置4和推进装置5的工作原理与过程，已在清理船的结构描述中进行了详尽的描述，其在控制流程中的工作原理与过程与之相同，因此不再赘述。
本发明提供的水上垃圾油污清理船，具有垃圾与油污聚集和分类收集能力，垃圾油污收集效率高，长时间运行稳定可靠；结构简单，性能稳定，收集范围大，方便人工操控，制造成本低；适用于多种水域航行，甚至是具有风浪的恶劣环境。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水上垃圾油污清理船，其特征在于，包括船体基础（1），以及安装在船体基础（1）上的垃圾聚集装置（2）、垃圾收集与分类装置（3）、油污收集装置（4）和推进装置（5）；
所述船体基础（1）采用双船体结构，所述船体基础（1）的末端设有第一垃圾收集器（1.1）和第二垃圾收集器（1.2）；
所述垃圾聚集装置（2）设置在船体基础（1）的前端，包括第一叶轮（2.1）、第二叶轮（2.2），所述第一叶轮（2.1）、第二叶轮（2.2）向内反向旋转且能将附近区域的水流向第一叶轮（2.1）、第二叶轮（2.2）的中心汇集，使附近的垃圾和油污在水流的影响下向船体基础（1）上的垃圾收集与分类装置（3）和油污收集装置（4）的前端聚集；
所述垃圾收集与分类装置（3）安装在船体基础（1）的上端，包括依序连接的第一传输带（3.1）、第二传输带（3.2）和分类装置（3.3），所述第一传输带（3.1）倾斜向上设置且所述第二传输带（3.2）的安装高度低于第一传输带（3.1）的最高点，所述第一传输带（3.1）上设有若干挡板（3.4），所述第一传输带（3.1）、第二传输带（3.2）之间设有安装部（3.16），所述安装部（3.16）内设置有金属传感器（3.5），所述第一传输带（3.1）与安装部（3.16）之间的间隙小于挡板（3.4）的高度大于两倍挡板（3.4）的厚度，所述挡板（3.4）由具有一定硬度的柔性材料制作，用于间歇性提升水面垃圾；所述第一垃圾收集器（1.1）设于第二传输带（3.2）的两边，所述第二垃圾收集器（1.2）设于第二传输带（3.2）的末端，所述第一传输带（3.1）用于将垃圾聚集装置（2）聚集的垃圾运送至第二传输带（3.2）进行分类，所述金属传感器（3.5）用于对第一传输带（3.1）运送的金属垃圾与非金属垃圾进行识别，所述分类装置（3.3）设置在第二传输带（3.2）后段位置，所述分类装置（3.3）包括依序传动连接的分类电机（3.17）、旋转轴（3.18）和L型拨杆（3.19），所述分类电机（3.17）用于驱动旋转轴（3.18）旋转从而带动L型拨杆（3.19）转动，所述L型拨杆（3.19）用于将识别后的垃圾拨至第一垃圾收集器（1.1）内；
所述油污收集装置（4）安装在垃圾收集与分类装置（3）的两侧，包括仅吸油不吸水的吸油毡（4.1）、辅助挤压装置（4.2）、传动装置（4.4）和储油盒（4.3），所述储油盒（4.3）设于吸油毡（4.1）的后端，所述吸油毡（4.1）呈回形结构且倾斜向上设置，所述辅助挤压装置（4.2）包括可啮合的主动挤压辊（4.7）和从动挤压辊（4.8），所述主动挤压辊（4.7）和从动挤压辊（4.8）的截面形状为齿轮状，所述吸油毡（4.1）设于主动挤压辊（4.7）与从动挤压辊（4.8）之间，所述传动装置（4.4）用于驱动主动挤压辊（4.7）转动从而带动吸油毡（4.1）循环输送且主动挤压辊（4.7）转动从而带动从动挤压辊（4.8）配合转动将吸油毡（4.1）循环输送的油污挤压至储油盒（4.3）内；
所述推进装置（5）安装在船体基础（1）的后端，包括左右对称设置的螺旋桨（5.1）和螺旋桨电机（5.2），所述螺旋桨电机（5.2）用于驱动螺旋桨（5.1）旋转从而推进船体基础（1）运行。
2.根据权利要求1所述的一种水上垃圾油污清理船，其特征在于，所述垃圾聚集装置（2）还包括第一传动轴（2.3）和聚拢电机（2.4），所述第一传动轴（2.3）的两端设有第一锥形齿轮（2.5）、中间位置设有第二锥形齿轮（2.6），所述第一叶轮（2.1）、第二叶轮（2.2）上均设有第三锥形齿轮（2.7），所述聚拢电机（2.4）上设有第四锥形齿轮（2.8），所述第一锥形齿轮（2.5）与第三锥形齿轮（2.7）啮合，所述第二锥形齿轮（2.6）与第四锥形齿轮（2.8）啮合。
3.根据权利要求1所述的一种水上垃圾油污清理船，其特征在于，所述第一传输带（3.1）与水面呈30°~60°角，和/或所述安装部（3.16）呈一定角度朝第二传输带（3.2）倾斜设置，和/或所述第二传输带（3.2）与安装部（3.16）之间的间隙控制在1mm以内。
4.根据权利要求1所述的一种水上垃圾油污清理船，其特征在于，所述第一传输带（3.1）的两端分别设有第二传动轴（3.7）和第三传动轴（3.8），所述第二传输带（3.2）的两端分别设有第四传动轴（3.9）和第五传动轴（3.10），所述第四传动轴（3.9）连接传输带电机（3.6），所述第三传动轴（3.8）与第四传动轴（3.9）通过同步带（3.11）连接。
5.根据权利要求4所述的一种水上垃圾油污清理船，其特征在于，所述第四传动轴（3.9）上设有第五锥形齿轮（3.12），所述传输带电机（3.6）上设有第六锥形齿轮（3.20），所述第五锥形齿轮（3.12）与第六锥形齿轮（3.20）啮合，所述第三传动轴（3.8）与第四传动轴（3.9）上设有同步轮（3.13），所述同步带（3.11）设于同步轮（3.13）上。
6.根据权利要求4所述的一种水上垃圾油污清理船，其特征在于，所述第二传动轴（3.7）的两端设有前轴套（3.14）、所述第五传动轴（3.10）的两端设有后轴套（3.15），所述垃圾收集与分类装置（3）通过前轴套（3.14）、后轴套（3.15）安装在船体基础（1）上。
7.根据权利要求1所述的一种水上垃圾油污清理船，其特征在于，所述传动装置（4.4）包括与主动挤压辊（4.7）连接的齿轮传动结构（4.6）和驱动齿轮传动结构（4.6）旋转的压油电机（4.5）。
8.根据权利要求1所述的一种水上垃圾油污清理船，其特征在于，所述螺旋桨电机（5.2）与螺旋桨（5.1）通过万向轴（5.3）传动连接。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种水上垃圾油污清理船，其特征在于，还包括控制盒（6），所述控制盒（6）包括视觉系统（6.1）和控制系统（6.2），所述视觉系统（6.1）用于观测水面情况，所述控制系统（6.2）用于接收并响应视觉系统（6.1）发送的信号对垃圾聚集装置（2）、垃圾收集与分类装置（3）、油污收集装置（4）和推进装置（5）发出控制信号控制上述部件进行相应的动作。
10.根据权利要求9所述的一种水上垃圾油污清理船，其特征在于，所述控制系统（6.2）还连接智能终端且由智能终端操控。
CN202210880163.8A 2022-07-25 2022-07-25 一种水上垃圾油污清理船 Active CN115030118B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210880163.8A CN115030118B (zh) 2022-07-25 2022-07-25 一种水上垃圾油污清理船

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210880163.8A CN115030118B (zh) 2022-07-25 2022-07-25 一种水上垃圾油污清理船

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115030118A CN115030118A (zh) 2022-09-09
CN115030118B true CN115030118B (zh) 2024-06-25

Family

ID=83130370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210880163.8A Active CN115030118B (zh) 2022-07-25 2022-07-25 一种水上垃圾油污清理船

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115030118B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116104066B (zh) * 2023-04-13 2023-07-14 山东科技大学 一种海面油污清理智能装置、海面油污清理方法
CN117144871B (zh) * 2023-08-24 2024-07-02 山东新鹏瑞智能科技有限公司 基于图像识别的水面垃圾分类清理装置及其工作方法
CN117230768A (zh) * 2023-11-10 2023-12-15 广东若贝特智能机器人科技有限公司 一种水面垃圾分拣机器人

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205770036U (zh) * 2016-05-26 2016-12-07 天津格兰瑞科技有限公司 一种海洋垃圾收集船
CN111976910A (zh) * 2020-09-08 2020-11-24 中国海洋大学 一种基于遥控清洁船的港口垃圾及油污回收传送带

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100944399B1 (ko) * 2009-07-15 2010-02-25 일신엠텍(주) 부상수문이 구비된 청항선
CN113102106A (zh) * 2021-04-15 2021-07-13 湖南翰坤实业有限公司 一种垃圾自动清理艇
CN114775555B (zh) * 2022-05-17 2023-06-20 安徽省六安恒源机械有限公司 一种具有防锈功能的清污机器人

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205770036U (zh) * 2016-05-26 2016-12-07 天津格兰瑞科技有限公司 一种海洋垃圾收集船
CN111976910A (zh) * 2020-09-08 2020-11-24 中国海洋大学 一种基于遥控清洁船的港口垃圾及油污回收传送带

Also Published As

Publication number Publication date
CN115030118A (zh) 2022-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115030118B (zh) 一种水上垃圾油污清理船
CN201534607U (zh) 用于收集水面漂浮物的自动装置
CN107719593A (zh) 一种具备浮动式打捞运输结构的水面垃圾清扫船
CN106985978A (zh) 一种水上垃圾打捞船
CN206679215U (zh) 一种水上垃圾打捞船
CN102963505A (zh) 水面垃圾自动清扫船
CN203921144U (zh) 基于机器视觉的智能清洁船
CN111196338B (zh) 一种移动式海洋微塑料回收装置
CN110758657B (zh) 一种新型自动回收水面垃圾双体船
CN209381702U (zh) 一种水陆两栖清漂船
CN207617937U (zh) 一种海洋垃圾清理装置
CN202828028U (zh) 河道垃圾清运船
CN108528647B (zh) 一种水上漂浮物收集机器人
CN111997025A (zh) 一种智能水面清理无人船
CN114855730B (zh) 一种水上多功能综合处理船及水域溢油回收方法
CN114108586B (zh) 一种自动巡航式智能漂浮垃圾收集器及收集方法
CN113216118B (zh) 一种海洋漂浮物清理船舶
CN109398626A (zh) 一种污染治理用河面垃圾清理装置及控制系统
CN212401495U (zh) 一种水面垃圾清理船
CN217706207U (zh) 一种垃圾自动分类与定点回收的无人船设备
CN215972012U (zh) 一种基于内嵌式系统的链式溢油回收处理装置
CN117104419A (zh) 一种水面浮渣智能清理船
CN214216093U (zh) 一种带有浮油回收装置的遥控游艇
CN213892826U (zh) 水上污染物清理机器人
CN116791547A (zh) 自动化大型水面漂浮垃圾打捞清理装置、系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant