CN202414122U

CN202414122U - 用于清除水面漂浮物的自动/遥控船

Info

Publication number: CN202414122U
Application number: CN2011205027981U
Authority: CN
Inventors: 罗晓; 罗人明
Original assignee: Hebei University of Science and Technology
Current assignee: Hebei University of Science and Technology
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2021-12-07

Abstract

本实用新型涉及一种用于清除水面漂浮物的自动/遥控船，其包括双体式船体、动力装置、舵机、设置在所述双体式船体前端内侧的聚集板以及设置在双体式船体之间的漂浮物传送装置和漂浮物收集装置，还包括设置在所述双体式船体上的执行子系统以及与所述执行子系统无线通讯的控制子系统。采用本实用新型操作便捷，既可在自动方式下沿设定好的路线收集一定区域的水面漂浮物，也可在人工遥控方式下清除指定位置的水面漂浮物，适用于多种城市景观水体的水面清洁工作。

Description

用于清除水面漂浮物的自动/遥控船

技术领域

本实用新型属于环境工程技术领域，具体地说是一种用于清除水面漂浮物的自动/遥控船，用于城市景观水或狭窄水系的表面漂浮物的打捞。

背景技术

城市内湖、河流等景观水面常有落叶、塑料袋、浮渣等随风落入水面的漂浮物，不仅严重影响水域景观，同时也是病菌、有害微生物的滋生地；另外也有一些繁殖很快的水生植物如浮萍、凤眼莲等，如不及时打捞，这些水生植物在富营养化的水体中将迅速蔓延，泛滥成灾，覆盖水面，降低光线穿透能力，影响水底生物的生长，并降低水中溶解氧浓度，威胁鱼类生存，腐烂的植物还进一步加剧水域环境的污染。大多水体漂浮物仅依赖人工打捞清理，费时费力，效率低下，且无法做到及时清理。

现有的水面漂浮物打捞收集装置主要有固定式和移动式两种类型。固定式水面漂浮物收集装置是设置在岸边的构筑物，它是在湖岸或河岸边设置由内外墙组成的河坝型过滤装置，在内外墙之间填充碎石层和沙层，借助大自然的风力和阳光的力量，除去水面上漂浮的藻类和垃圾漂浮物。移动式多用船只，但大多是利用简单的用具通过人坐在小船上进行打捞，这种方法对人力的需求和时间的需求比较多，而且清除漂浮物的效果不佳。

申请号为98228558.2的中国专利公开了一种清除水面漂浮物的打捞船，其包括一个双体式船体和驱动机构，在船体的前部设有一个杆网式归集机构，该机构由两根分设在船体左、右前端部位上的前伸杆上和挂接在前伸杆上的其尾部接于船体前端的拦网所构成，在船体的中部设有一个漏水式漂浮物积集仓。上述专利在船行走的同时自动打捞水面上的各种漂浮物，其成本低，适于各种水域，但是该打捞船仍然需要人工进行掌舵、驾驶，效率不高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于清除水面漂浮物的自动/遥控船，其能够在遥控下或根据设定的路线自动完成水平漂浮物的清除。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于清除水面漂浮物的自动/遥控船，包括双体式船体、动力装置、舵机、设置在所述双体式船体前端内侧的聚集板以及设置在双体式船体之间的漂浮物传送装置和漂浮物收集装置，还包括设置在所述双体式船体上的执行子系统以及与所述执行子系统无线通讯的控制子系统；所述执行子系统包括双向连接的第一单片机和第一无线通讯模块，所述第一单片机的相应输出端分别接所述动力装置和舵机的控制端；所述控制子系统包括第二单片机、第二无线通讯模块和游戏控制器，所述第二单片机与第二无线通讯模块双向连接，所述游戏控制器的输出端接第二单片机的输入端。

所述第一、第二单片机的型号为80C52；所述第一、第二无线通讯模块的型号为NRF24L01。

所述聚集板为竖直薄板，所述竖直薄板呈抛物线状，其一端固定在双体式船体前端的内侧，另一端与双体式船体的宽度相当。

所述漂浮物传送装置包括固定在所述双体式船体前端下部的第一转轴、固定在双体式船体中部的第二转轴、缠绕在所述第一转轴和第二转轴之间的透水网传送带；所述第二转轴的高度高于第一转轴；所述第一转轴低于双体式船体的吃水位3~20cm。

所述透水网传送带上设有耙齿，所述耙齿的朝向与透水网传送带运动方向相同。

所述漂浮物传送装置还包括固定在所述双体式船体之间的用于调整透水网传送带方向的中间转轴，所述中间转轴位于第一转轴与第二转轴之间，其高度与第二转轴相同。

所述漂浮物收集装置由转刷和筛网箱组成，所述转刷设置在透水网传送带的一侧并与其相接触或接近；所述筛网箱设置在透水网传送带的卸料处。

上述技术方案中，通过控制子系统与执行子系统的无线通讯，控制双体式船体或前进或后退或转向，同时动力装置驱动第一转轴转动，从而带动透水网传送带将聚集板收集的水面漂浮物传送于筛网箱内。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：

1）采用本实用新型能及时清除景观水面漂浮物，使用景观水面保持清澈，也可用于净化水质人工种植的或在富营养化的水域大量泛滥的水生植物收集；

2）本实用新型操作便捷，既可在自动方式下沿设定好的路线收集一定区域的水面漂浮物，也可在人工遥控方式下清除指定位置的水面漂浮物；人工无须入船操作，适于狭窄的水体；对于复杂水体，降低了人员的操作风险；

3）本实用新型结构简单，生产成本低，双体式船体及漂浮物传送和收集装置可根据需要设计成不同大小，以适应不同水面，不同收集对象的工作要求。

附图说明

图1是本实用新型执行子系统和控制子系统的功能框图；

图2是本实用新型俯视结构示意图；

图3是本实用新型漂浮物传送装置和漂浮物收集装置结构示意图；

图4是系统主函数流程图；

图5是手动操作子函数流程图；

图6是自动巡航子函数流程图；

图7是记忆路径子函数流程图；

图8是指定区域清洁子函数流程图；

其中，1、聚集板，2、耙齿，3、透水网传送带，4、转刷，5、筛网箱，6、双体式船体，7、舵机，8、第一转轴，9、第二转轴，10、中间转轴。

具体实施方式

参看图2和图3，本实用新型包括双体式船体6、动力装置、舵机7、设置在所述双体式船体6前端内侧的聚集板1以及设置在双体式船体7之间的漂浮物传送装置和漂浮物收集装置。

所述双体式船体6由玻璃钢或其他轻质复合材料制成，由左右两个船体和两船体之间的连接部件构成；每个船体的前端的形状与梭子端部的形状相似。

所述动力装置安装在双体式船体6的后部，其采用电池和三台直流电机，分别与螺旋桨、第一转轴8相连接，其为双体式船体6前进、转向以及漂浮物传送装置运转提供动力。

所述舵机7安装在双体式船体6后部，控制船体前进方向。

所述聚集板1为竖直薄板，呈抛物线状，其一端面固定在双体式船体6前端的内侧，宽度与双体式船体6两端的宽度相当，即呈抛物线向外延伸至双体式船体6两侧，比双体式船体6相当或略宽。作用在于将略宽于船体水面的漂浮物聚集，并通过漂浮物传送装置传送至漂浮物收集装置。

所述漂浮物传送装置包括固定在所述双体式船体6前端下部的第一转轴8、固定在双体式船体6中部的第二转轴9、缠绕在所述第一转轴8和第二转轴9之间的透水网传送带3；所述第二转轴9的高度高于第一转轴8；所述第一转轴8低于双体式船体6的吃水位。所述透水网传送带3上设有耙齿2，所述耙齿2的朝向与透水网传送带3运动方向相同。所述第一转轴8接直流电机的输出端。这样透水网传送带3呈一定角度，前端低后端高，前端浸入水面一定深度，后端位于水面之上，在船体前进时，透水网传送带3上表面自前向后转动，耙齿2随透水网传送带3自水面下3~20cm升至水面，从而将水面漂浮物捞起并由透水网传送带3送至位于其卸料处的筛网箱5内。

作为本实用新型的另一个实施例，见图3，所述漂浮物传送装置还包括固定在所述双体式船体6之间的用于调整透水网传送带3方向的中间转轴10，所述中间转轴10位于第一转轴8与第二转轴9之间，其高度与第二转轴9相同。采用该实施例可使收集的漂浮物平行传送，避免漂浮物过多从透水网传送带3上滑落。

所述漂浮物收集装置由转刷4和筛网箱5组成，所述转刷4设置在透水网传送带3的一侧并与其相接触或接近；所述筛网箱5设置在透水网传送带3的卸料处。转刷4将透水网传送带3传送来的漂浮物清除下来，落入筛网箱5中。

本实用新型还包括设置在所述双体式船体上的执行子系统以及与所述执行子系统无线通讯的控制子系统；其功能框图见图1，所述执行子系统包括双向连接的第一单片机和第一无线通讯模块，所述第一单片机的相应输出端分别接所述动力装置和舵机的控制端；所述控制子系统包括第二单片机、第二无线通讯模块和游戏控制器，所述第二单片机与第二无线通讯模块双向连接，所述游戏控制器的输出端接第二单片机的输入端。

所述控制子系统的游戏控制器的指令包括两个使能控制：启动、停止；四个功能选择指令：手动控制（K1）、自动巡航（K2）、记忆路径（K3）和指定区域清洁（K4）；六个船体运动控制指令包括：前进、后退、左转、右转、加速和减速。

首先控制子系统发出启动指令后，双体式船体6处于待机状态，等待接受功能选择指令，默认功能选择为手动控制。程序流程见图4。其中K1键为手动操作功能键，K2键为自动巡航功能键，K3键为记忆路径控制键，K4键为指定区域清洁功能键。

所述手动操作子函数流程图参见图5，其中Km1为前进控制按键，Km2为后退控制按键，Km3为左转控制按键，Km4为右转控制按键，Km5为加速控制按键，Km6为减速控制按键。

所述自动巡航子函数流程图参见图6，第二单片机中内置一个内存空间存放双体式船体的每个运动状态的三个运动控制参数：运行时间、舵机方向和直流电机供电电压。启动自动巡航子函数后，第二单片机首先调用第一个运动状态的舵机方向和直流电机供电电压参数，同时调用运动时间启动定时器，定时器定时完成后，调用第二个运动状态的三个参数，再次启动定时器，如此类推，直至所有的运动状态调用完成，巡航完成。

所述记忆路径子函数流程图参见图7，记忆路径功能是为自动巡航功能服务的，在录入新的巡航轨迹时，需要操作人员手动操作一次。完成后重新启动即可。

所述指定区域清洁子函数流程图参见图8。如某一块区域为巡航死区，累计杂物功过需要重点清洁。该功能为中断方式触发，所以无论手动模式下还是自动模式下，只要船体运动至区域，即可按下按键触发相应功能。

综上，通过控制子系统与执行子系统的无线通讯，控制子系统发出启动指令后，双体式船体处于待机状态，接受功能选择指令后，双体式船体或前进或转向，同时动力装置驱动第一转轴转动，从而带动透水网传送带将聚集板收集的水面漂浮物传送于筛网箱内。

Claims

1.一种用于清除水面漂浮物的自动/遥控船，包括双体式船体（6）、动力装置、舵机（7）、设置在所述双体式船体（6）前端内侧的聚集板（1）以及设置在双体式船体（7）之间的漂浮物传送装置和漂浮物收集装置，其特征在于还包括设置在所述双体式船体上的执行子系统以及与所述执行子系统无线通讯的控制子系统；

所述执行子系统包括双向连接的第一单片机和第一无线通讯模块，所述第一单片机的相应输出端分别接所述动力装置和舵机的控制端；

所述控制子系统包括第二单片机、第二无线通讯模块和游戏控制器，所述第二单片机与第二无线通讯模块双向连接，所述游戏控制器的输出端接第二单片机的输入端。

2.根据权利要求1所述的用于清除水面漂浮物的自动/遥控船，其特征在于所述第一、第二单片机的型号为80C52；所述第一、第二无线通讯模块的型号为NRF24L01。

3.根据权利要求1所述的用于清除水面漂浮物的自动/遥控船，其特征在于所述聚集板（1）为竖直薄板，所述竖直薄板呈抛物线状，其一端固定在双体式船体（6）前端的内侧，另一端与双体式船体（6）的宽度相当。

4.根据权利要求3所述的用于清除水面漂浮物的自动/遥控船，其特征在于所述漂浮物传送装置包括固定在所述双体式船体（6）前端下部的第一转轴（8）、固定在双体式船体（6）中部的第二转轴（9）、缠绕在所述第一转轴（8）和第二转轴（9）之间的透水网传送带（3）；所述第二转轴（9）的高度高于第一转轴（8）；所述第一转轴（8）低于双体式船体（6）的吃水位3~20cm。

5.根据权利要求4所述的用于清除水面漂浮物的自动/遥控船，其特征在于所述透水网传送带（3）上设有耙齿（2），所述耙齿（2）的朝向与透水网传送带（3）运动方向相同。

6.根据权利要求5所述的用于清除水面漂浮物的自动/遥控船，其特征在于所述漂浮物传送装置还包括固定在所述双体式船体（6）之间的用于调整透水网传送带（3）方向的中间转轴（10），所述中间转轴（10）位于第一转轴（8）与第二转轴（9）之间，其高度与第二转轴（9）相同。

7.根据权利要求6所述的用于清除水面漂浮物的自动/遥控船，其特征在于漂浮物收集装置由转刷（4）和筛网箱（5）组成，所述转刷（4）设置在透水网传送带（3）的一侧并与其相接触或接近；所述筛网箱（5）设置在透水网传送带（3）的卸料处。