CN115288099A - 一种水面垃圾收集船 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水面垃圾收集船，其包括支架壳，为空腔结构，设置有两组并左右对称设置；垃圾收集结构，安装于支架壳间并用于垃圾的传送及收集；拨轮结构，安装于支架壳间并设于垃圾收集结构前侧，用于将垃圾拨动到垃圾收集结构上；所述拨轮结构包括传动轴、限位盘、拨动扇叶及第一驱动组件，所述传动轴转动安装于支架壳间，两个所述限位盘对称套接安装于传动轴两侧，所述拨动扇叶安装于限位盘间并固定在传动轴上，所述传动轴与第一驱动组件驱动连接。本发明可用于河道或江海等水域上进行垃圾自动清理，简便实用。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾收集船技术领域，具体涉及一种水面垃圾收集船。
背景技术
随着我国经济社会的快速发展和人民生活水平的不断提高，各类水域出现了越来越多的水面漂浮垃圾，而目前国内的环保意识也越来越强，对于水资源的保护也越来越重视，水面垃圾作为常态在各种水域水面出现，极大的影响了生态环境，传统的清理方式只能依靠人工打捞，不仅浪费人力物力，且效率极低。
发明内容
有鉴于此，本发明公开了一种水面垃圾收集船，其能有效解决现有技术存在的上述问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种水面垃圾收集船，其包括
支架壳，为空腔结构，设置有两组并左右对称设置；
垃圾收集结构，安装于支架壳间并用于垃圾的传送及收集；
拨轮结构，安装于支架壳间并设于垃圾收集结构前侧，用于将垃圾拨动到垃圾收集结构上；
所述拨轮结构包括传动轴、限位盘、拨动扇叶及第一驱动组件，所述传动轴转动安装于支架壳间，两个所述限位盘对称套接安装于传动轴两侧，所述拨动扇叶安装于限位盘间并固定在传动轴上，所述传动轴与第一驱动组件驱动连接。
进一步的，所述拨动扇叶为长方形结构，所述拨动扇叶背离传动轴的方向向拨动扇叶转动方向翻折形成折边。
进一步的，所述第一驱动组件包括电机、传动链条、主动链轮和从动链轮，所述电机安装于支架壳顶部，所述电机与主动链轮驱动连接，所述从动链轮套接安装于传动轴上，所述传动链条套接在主动链轮和从动链轮上。
进一步的，所述垃圾收集结构包括垃圾传动组件和垃圾收集组件，所述垃圾传动组件包括主动轴、从动轴、传送带及第二驱动组件，所述主动轴和从动轴转动安装于支架壳间，所述传送带套接在主动轴和从动轴上，所述主动轴与第二驱动组件驱动连接。
进一步的，所述第二驱动组件与第一驱动组件结构相同，且所述从动链轮套接在主动轴上。
进一步的，所述传送带与靠近传送带一侧的拨轮结构端保持5-30cm间距。
进一步的，所述垃圾收集组件包括支架框、及安装于支架框上的网兜，所述支架框可拆卸安装于支架壳上并靠近主动轴一侧设置。
进一步的，其还包括能源结构，用于给第一驱动组件和第二驱动组件提供电能。
进一步的，所述能源结构包括顶盖、太阳能板、支撑板、太阳能电池及支撑结构，所述太阳能板安装于顶盖顶部，所述顶盖一端与支架壳一端通过轴铰接，所述顶盖底部通过支撑结构安装于支架壳顶部，且通过支撑结构可实现顶盖的开启和闭合，所述太阳能电池通过支撑板安装于支架壳间，且所述太阳能电池与太阳能板连接，所述太阳能电池与第一驱动组件和第二驱动组件的电机连接。
进一步的，，所述支撑结构设置有两组并对称安装于顶盖底部两侧，所述支撑结构包括支架座及气缸，所述支架座安装于支架壳顶部，所述气缸下端与支架座铰接，所述气缸的驱动端与顶盖底部铰接。
进一步的，所述支架壳前端设有吊环。
进一步的，其还包括网状板，所述网状板安装于支架壳间并设于拨动结构下方。
进一步的，其还包括船体驱动结构，用于驱动收集船在水体中移动，所述船体驱动结构设有两组，对称设于收集船两侧并安装于支架壳上；所述船体驱动结构包括固定座、连接块、固定筒、驱动电机、转轴及螺旋桨，所述固定座安装于支架壳上，所述固定座上开设有滑槽，所述连接块一端为与滑槽相适配的滑块，所述连接块另一端与固定筒连接，所述驱动电机设于固定筒内，所述驱动电机与转轴一端连接，所述转轴另一端贯穿固定筒与螺旋桨连接。
进一步的，所述船体驱动结构还包括固定组件，所述固定组件包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板安装于固定座顶部靠近滑槽开口一端，所述第二固定板与第一固定板间通过轴铰接，所述第二固定板通过紧固件可拆卸固定在滑槽开口端上。
进一步的，所述滑槽为一端敞口设置，所述驱动电机与太阳能电池和太阳能板连接。
进一步的，其还包括水质检测结构，所述水质检测结构包括检测模块、放大电路模块、模数转换模块、数据处理模块及远程传输模块，所述检测模块与所述数据处理模块之间连接有放大电路模块和模数转换模块，所述远程传输模块包括控制器和射频发射器，所述数据处理模块通过控制器与射频发射器连接，水质检测结构与能源结构连接。
进一步的，其还包括垃圾定位结构，所述垃圾定位结构包括无人机、图像采集模块、物体识别模块、导航定位模块、第一处理模块、无线传输模块、无线收发模块、第二处理模块及导航模块，所述图像采集模块、物体识别模块、导航定位模块、第一处理模块及无线传输模块安装于无人机上，所述无线收发模块、第二处理模块及导航模块安装于船体上，所述图像采集模块与物体识别模块连接，所述图像采集模块用于图像采集，通过物体识别模块进行垃圾识别；所述物体识别模块和导航定位模块均与第一处理模块连接，所述第一处理模块与无线传输模块连接，所述无线传输模块与安装于收集船上的无线收发模块通过无线方式连接，所述无线收发模块与第二处理模块连接，所述第二处理模块与安装于船体上的导航模块和船体驱动结构连接。
本发明的优点和有益效果在于：
(1)拨轮结构通过第一驱动组件带动传动轴转动，传动轴带动拨轮扇叶转动，拨轮扇叶将垃圾拨动到垃圾收集结构处，通过垃圾收集结构完成垃圾的收集。本发明可用于河道或江海等水域上进行垃圾自动清理，简便实用。(2)通过太阳能板的设置，可为拨动结构和垃圾传动组件提供电能，可便于水面上使用。另外，通过船体驱动结构的设置，可便于船体在水体中移动，以便于水体中垃圾的收集，提高收集效率。此外，通过水质检测结构，可定期检测水体中离子浓度，以判断水体的污染状况。(3)本申请中通过无人机、图像采集模块、物体识别模块、导航定位模块、第一处理模块、无线传输模块、无线收发模块、第二处理模块及导航模块，可自动查找水体中的垃圾位置，并自动对垃圾进行收集。
附图说明
图1是本发明所述的一种水面垃圾收集船的结构示意图；
图2是图1的另一角度结构示意图；
图3是本发明所述的一种水面垃圾收集船的第一种使用状态图；
图4是图3中A的局部放大图；
图5是图3的另一角度结构示意图；
图6是图5的拆解结构示意图；
图7是图6的另一角度结构示意图；
图8是拨轮结构的结构示意图；
图9是图8的另一角度结构示意图；
图10是垃圾传动组件的结构示意图；
图11是本发明所述的一种水面垃圾收集船的第二种使用状态图；
图12是图11的拆解结构示意图；
图13是图12中B的局部放大图；
图14是图11的侧面结构示意图；
图15是船体驱动结构的结构示意图；
图16是图15的拆解结构示意图；
图17是水质检测结构的原理示意图；
图18是垃圾定位结构的原理示意图；
支架壳1、传动轴2、限位盘3、拨动扇叶4、折边5、电机6、传动链条7、主动链轮8、从动链轮9、主动轴10、从动轴11、传送带12、支架框13、网兜14、顶盖15、太阳能板16、支撑板17、太阳能电池18、支架座19、气缸20、吊环21、网状板22、固定座23、连接块24、固定筒25、转轴26、螺旋桨27、滑槽28、第一固定板29、第二固定板30。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-图18所示，一种水面垃圾收集船，其包括
支架壳1，为空腔结构，设置有两组并左右对称设置；
垃圾收集结构，安装于支架壳1间并用于垃圾的传送及收集；
拨轮结构，安装于支架壳1间并设于垃圾收集结构前侧，用于将垃圾拨动到垃圾收集结构上；
所述拨轮结构包括传动轴2、限位盘3、拨动扇叶4及第一驱动组件，所述传动轴2转动安装于支架壳1间，两个所述限位盘3对称套接安装于传动轴2两侧，所述拨动扇叶4安装于限位盘3间并固定在传动轴2上，所述传动轴2与第一驱动组件驱动连接。
作为上述技术方案的优选，拨轮结构通过第一驱动组件带动传动轴转动，传动轴带动拨轮扇叶转动，拨轮扇叶将垃圾拨动到垃圾收集结构处，通过垃圾收集结构完成垃圾的收集。本发明可用于河道或江海等水域上进行垃圾自动清理，简便实用。另外，支架壳设置为空腔结构，可便于收集船浮于水面上。
作为上述技术方案的优选，所述拨动扇叶4为长方形结构，所述拨动扇叶4背离传动轴的方向向拨动扇叶4转动方向翻折形成折边5。
在上述技术方案中，折边的设置可便于垃圾拨动到垃圾收集结构处。
作为上述技术方案的优选，所述第一驱动组件包括电机6、传动链条7、主动链轮8和从动链轮9，所述电机6安装于支架壳1顶部，所述电机6与主动链轮8驱动连接，所述从动链轮9套接安装于传动轴2上，所述传动链条7套接在主动链轮8和从动链轮9上。
通过电机带动主动链轮转动，主动链轮通过传动链条带动从动链轮转动，从动链轮带动与其连接的传动轴转动。
作为上述技术方案的优选，所述垃圾收集结构包括垃圾传动组件和垃圾收集组件，所述垃圾传动组件包括主动轴10、从动轴11、传送带12及第二驱动组件，所述主动轴10和从动轴11转动安装于支架壳1间，所述传送带12套接在主动轴10和从动轴11上，所述主动轴10与第二驱动组件驱动连接。
在上述技术方案中，垃圾通过传送带输送到垃圾收集组件处，以便于垃圾的收集。
作为上述技术方案的优选，所述第二驱动组件与第一驱动组件结构相同，且所述从动链轮套接在主动轴上。
作为上述技术方案的优选，所述传送带12与靠近传送带一侧的拨轮结构端保持5-30cm间距。拨动扇叶与传动带保持一定间距，拨动扇叶向传送带拨动垃圾，通过水的推动作用，使垃圾移动至传送带上。
作为上述技术方案的优选，所述垃圾收集组件包括支架框13、及安装于支架框13上的网兜14，所述支架框13可拆卸安装于支架壳1上并靠近主动轴10一侧设置。
在上述技术方案中，网兜可采用柔性的网兜或质量较轻的金属网，支架框可通过螺丝安装于机架壳上，可便于其拆卸，实现垃圾的收集。另外，网兜设于传送带下方，以便于垃圾通过传送带直接进入网兜内。
作为上述技术方案的优选，其还包括能源结构，用于给第一驱动组件和第二驱动组件提供电能。
作为上述技术方案的优选，所述能源结构包括顶盖15、太阳能板16、支撑板17、太阳能电池18及支撑结构，所述太阳能板16安装于顶盖15顶部，所述顶盖15一端与支架壳1一端通过轴铰接，所述顶盖15底部通过支撑结构安装于支架壳1顶部，且通过支撑结构可实现顶盖15的开启和闭合，所述太阳能电池18通过支撑板17安装于支架壳1间，且所述太阳能电池18与太阳能板16连接，所述太阳能电池18与第一驱动组件和第二驱动组件的电机6连接。
通过太阳能板的设置，可为拨动结构和垃圾传动组件提供电能，可便于水面上使用。
作为上述技术方案的优选，所述支撑结构设置有两组并对称安装于顶盖15底部两侧，所述支撑结构包括支架座19及气缸20，所述支架座19安装于支架壳1顶部，所述气缸20下端与支架座19铰接，所述气缸20的驱动端与顶盖15底部铰接。通过支撑结构可便于调节太阳能板的角度。
作为上述技术方案的优选，所述支架壳1前端设有吊环21。吊环的设置可便于收集船与驱动船体移动的设备连接。
作为上述技术方案的优选，其还包括网状板22，所述网状板22安装于支架壳1间并设于拨动结构下方。
作为上述技术方案的优选，其还包括船体驱动结构，用于驱动收集船在水体中移动，所述船体驱动结构设有两组，对称设于收集船两侧并安装于支架壳1上；所述船体驱动结构包括固定座23、连接块24、固定筒25、驱动电机、转轴26及螺旋桨27，所述固定座23安装于支架壳1上，所述固定座23上开设有滑槽28，所述连接块24一端为与滑槽28相适配的滑块，所述连接块24另一端与固定筒25连接，所述驱动电机设于固定筒25内，所述驱动电机与转轴26一端连接，所述转轴26另一端贯穿固定筒25与螺旋桨27连接。
通过船体驱动结构的设置，可便于船体在水体中移动，以便于水体中垃圾的收集，提高收集效率。
作为上述技术方案的优选，所述船体驱动结构还包括固定组件，所述固定组件包括第一固定板29和第二固定板30，所述第一固定板29安装于固定座23顶部靠近滑槽28开口一端，所述第二固定板30与第一固定板29间通过轴铰接，所述第二固定板30通过紧固件可拆卸固定在滑槽28开口端上。
通过固定组件的设置，可便于船体驱动结构可拆卸式安装于支架壳上。
作为上述技术方案的优选，所述滑槽28为一端敞口设置，所述驱动电机与太阳能电池和太阳能板连接。
作为上述技术方案的优选，其还包括安装于支架壳间的水质检测结构，所述水质检测结构包括检测模块、放大电路模块、模数转换模块、数据处理模块及远程传输模块，所述检测模块与所述数据处理模块之间连接有放大电路模块和模数转换模块，所述远程传输模块包括控制器和射频发射器，所述数据处理模块通过控制器与射频发射器连接，水质检测结构与能源结构连接。
在上述技术方案中，所述检测模块用于获得所述待测水样的离子浓度，并将其转换为电信号后输出，所述数据处理模块用于根据所述电信号获得所述待测水样的离子浓度；所述检测模块与所述数据处理模块之间连接有放大电路模块和模数转换模块，所述放大电路模块用于将所述电信号放大，所述模数转换模块用于将放大后的电信号转换为数字电信号；所述远程传输模块用于将检测数据传输至远程监控终端；所述检测模块采用电化学传感器，用于检测水体离子浓度，所述模数转换模块采用模数转换器。
所述数据处理模块可采用单片机。
作为上述技术方案的优选，其还包括垃圾定位结构，所述垃圾定位结构包括无人机、图像采集模块、物体识别模块、导航定位模块、第一处理模块、无线传输模块、无线收发模块、第二处理模块及导航模块，所述图像采集模块、物体识别模块、导航定位模块、第一处理模块及无线传输模块安装于无人机上，所述无线收发模块、第二处理模块及导航模块安装于船体上，所述图像采集模块与物体识别模块连接，所述图像采集模块用于图像采集，通过物体识别模块进行垃圾识别；所述物体识别模块和导航定位模块均与第一处理模块连接，所述第一处理模块与无线传输模块连接，所述无线传输模块与安装于收集船上的无线收发模块通过无线方式连接，所述无线收发模块与第二处理模块连接，所述第二处理模块与安装于船体上的导航模块和船体驱动结构连接。
在上述技术方案中，图像采集模块，用于采集垃圾的图像，采用摄像机并通过对相机参数的调整和设置，获取高质量的图像。
物体识别模块包括图像预处理模块，用于对采集的垃圾的图像进行预处理，并减弱光照和背景的影响；图像特征提取模块，用于从预处理过的图像中提取特征；识别模块，用于将提取的特征与垃圾样品数据库中的数据进行比较，当图像中存在与垃圾样品数据库中相同的垃圾，则认定垃圾存在；当图像中不存在与垃圾样品数据库中相同的垃圾，则认定图像中不是垃圾。
物体识别模块检测垃圾存在后，将数据传送给第一处理模块，第一处理模块将垃圾位置通过无线传输模块传送给无线接收模块，并通过第二处理模块处理后，通过船体驱动结构驱动船体通过导航模块定位移动至垃圾处，从而完成垃圾的回收。
导航定位模块和导航模块均采用GPS导航定位系统。
第一处理模块和第二处理模块可采用单片机。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种水面垃圾收集船，其特征在于，其包括
支架壳(1)，为空腔结构，设置有两组并左右对称设置；
垃圾收集结构，安装于支架壳(1)间并用于垃圾的传送及收集；
拨轮结构，安装于支架壳(1)间并设于垃圾收集结构前侧，用于将垃圾拨动到垃圾收集结构上；
所述拨轮结构包括传动轴(2)、限位盘(3)、拨动扇叶(4)及第一驱动组件，所述传动轴(2)转动安装于支架壳(1)间，两个所述限位盘(3)对称套接安装于传动轴(2)两侧，所述拨动扇叶(4)安装于限位盘(3)间并固定在传动轴(2)上，所述传动轴(2)与第一驱动组件驱动连接。
2.根据权利要求1所述的一种水面垃圾收集船，其特征在于，所述拨动扇叶(4)为长方形结构，所述拨动扇叶(4)背离传动轴的方向向拨动扇叶(4)转动方向翻折形成折边(5)。
3.根据权利要求1所述的一种水面垃圾收集船，其特征在于，所述第一驱动组件包括电机(6)、传动链条(7)、主动链轮(8)和从动链轮(9)，所述电机(6)安装于支架壳(1)顶部，所述电机(6)与主动链轮(8)驱动连接，所述从动链轮(9)套接安装于传动轴(2)上，所述传动链条(7)套接在主动链轮(8)和从动链轮(9)上。
4.根据权利要求3所述的一种水面垃圾收集船，其特征在于，所述垃圾收集结构包括垃圾传动组件和垃圾收集组件，所述垃圾传动组件包括主动轴(10)、从动轴(11)、传送带(12)及第二驱动组件，所述主动轴(10)和从动轴(11)转动安装于支架壳(1)间，所述传送带(12)套接在主动轴(10)和从动轴(11)上，所述主动轴(10)与第二驱动组件驱动连接，所述第二驱动组件与第一驱动组件结构相同，且所述从动链轮套接在主动轴上；
所述垃圾收集组件包括支架框(13)、及安装于支架框(13)上的网兜(14)，所述支架框(13)可拆卸安装于支架壳(1)上并靠近主动轴(10)一侧设置。
5.根据权利要求4所述的一种水面垃圾收集船，其特征在于，其还包括能源结构，用于给第一驱动组件和第二驱动组件提供电能，所述能源结构包括顶盖(15)、太阳能板(16)、支撑板(17)、太阳能电池(18)及支撑结构，所述太阳能板(16)安装于顶盖(15)顶部，所述顶盖(15)一端与支架壳(1)一端通过轴铰接，所述顶盖(15)底部通过支撑结构安装于支架壳(1)顶部，且通过支撑结构可实现顶盖(15)的开启和闭合，所述太阳能电池(18)通过支撑板(17)安装于支架壳(1)间，且所述太阳能电池(18)与太阳能板(16)连接，所述太阳能电池(18)与第一驱动组件和第二驱动组件的电机(6)连接。
6.根据权利要求5所述的一种水面垃圾收集船，其特征在于，所述支撑结构设置有两组并对称安装于顶盖(15)底部两侧，所述支撑结构包括支架座(19)及气缸(20)，所述支架座(19)安装于支架壳(1)顶部，所述气缸(20)下端与支架座(19)铰接，所述气缸(20)的驱动端与顶盖(15)底部铰接。
7.根据权利要求5所述的一种水面垃圾收集船，其特征在于，其还包括船体驱动结构，用于驱动收集船在水体中移动，所述船体驱动结构设有两组，对称设于收集船两侧并安装于支架壳(1)上；所述船体驱动结构包括固定座(23)、连接块(24)、固定筒(25)、驱动电机、转轴(26)及螺旋桨(27)，所述固定座(23)安装于支架壳(1)上，所述固定座(23)上开设有滑槽(28)，所述连接块(24)一端为与滑槽(28)相适配的滑块，所述连接块(24)另一端与固定筒(25)连接，所述驱动电机设于固定筒(25)内，所述驱动电机与转轴(26)一端连接，所述转轴(26)另一端贯穿固定筒(25)与螺旋桨(27)连接。
8.根据权利要求7所述的一种水面垃圾收集船，其特征在于，所述船体驱动结构还包括固定组件，所述固定组件包括第一固定板(29)和第二固定板(30)，所述第一固定板(29)安装于固定座(23)顶部靠近滑槽(28)开口一端，所述第二固定板(30)与第一固定板(29)间通过轴铰接，所述第二固定板(30)通过紧固件可拆卸固定在滑槽(28)开口端上；所述滑槽(28)为一端敞口设置，所述驱动电机与太阳能电池和太阳能板连接。
9.根据权利要求1所述的一种水面垃圾收集船，其特征在于，其还包括水质检测结构，所述水质检测结构包括检测模块、放大电路模块、模数转换模块、数据处理模块及远程传输模块，所述检测模块与所述数据处理模块之间连接有放大电路模块和模数转换模块，所述远程传输模块包括控制器和射频发射器，所述数据处理模块通过控制器与射频发射器连接，水质检测结构与能源结构连接。
10.根据权利要求7所述的一种水面垃圾收集船，其特征在于，其还包括垃圾定位结构，所述垃圾定位结构包括无人机、图像采集模块、物体识别模块、导航定位模块、第一处理模块、无线传输模块、无线收发模块、第二处理模块及导航模块，所述图像采集模块、物体识别模块、导航定位模块、第一处理模块及无线传输模块安装于无人机上，所述无线收发模块、第二处理模块及导航模块安装于船体上，所述图像采集模块与物体识别模块连接，所述图像采集模块用于图像采集，通过物体识别模块进行垃圾识别；所述物体识别模块和导航定位模块均与第一处理模块连接，所述第一处理模块与无线传输模块连接，所述无线传输模块与安装于收集船上的无线收发模块通过无线方式连接，所述无线收发模块与第二处理模块连接，所述第二处理模块与安装于船体上的导航模块和船体驱动结构连接。
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