CN209585002U - 一种太阳能水面垃圾清理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能水面垃圾清理装置，涉及水面垃圾清理装置领域，太阳能水面垃圾清理装置，包括垃圾收集桶、浮动平台、变频排水泵、液位感应机构和太阳能发电机构，所述垃圾收集桶可拆卸地设置在所述浮动平台上，且所述垃圾收集桶内设置有垃圾收集网，所述变频排水泵设置在所述垃圾收集桶的底部并伸入所述垃圾收集桶，所述液位感应机构设置在所述垃圾收集桶的内侧壁上并与所述变频排水泵电连接，所述太阳能发电机构设置在所述浮动平台上并与所述变频排水泵电连接。相较于现有技术，本实用新型提供的一种太阳能水面垃圾清理装置，无需外接能源，能够及时、彻底地清理水面垃圾，无需人为操作，清理效果好，节能环保。

Description

一种太阳能水面垃圾清理装置

技术领域

本实用新型涉及水面垃圾清理装置领域，具体而言，涉及一种太阳能水面垃圾清理装置。

背景技术

在水域地区，特别是观赏性水域地区，水面上的漂浮物需要定期清理，在现有技术中，通常是人工划船或者采用大型水面除污辅助装置对漂浮物进行清理。

由于船体或者除污装置体积较大，难以到达水域的各个位置，同时现有的清理垃圾的方式还是需要有人值守和随同，大大耗费了人力，同时也难以做到时刻进行清理。此外，由于水域内流动性有差别，对于现有的除污装置难以对水域内的各个角落进行清理，从而导致除污效果不理想。

此外，现有的除污装置多是通过外接能源进行驱动和清污动作，当外接能源耗尽时则无法进行工作，同时也造成了能源的浪费。

有鉴于此，设计制造出一种无需外接能源，能够及时、彻底地清理水面垃圾，无需人为操作，清理效果好的水面垃圾清理装置就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能水面垃圾清理装置，无需外接能源，能够及时、彻底地清理水面垃圾，无需人为操作，清理效果好，节能环保。

本实用新型是采用以下的技术方案来实现的。

一种太阳能水面垃圾清理装置，包括垃圾收集桶、浮动平台、变频排水泵、液位感应机构和太阳能发电机构，所述垃圾收集桶可拆卸地设置在所述浮动平台上，且所述垃圾收集桶内设置有垃圾收集网，所述变频排水泵设置在所述垃圾收集桶的底部并伸入所述垃圾收集桶，用于排出所述垃圾收集桶内的水，所述液位感应机构设置在所述垃圾收集桶的内侧壁上并与所述变频排水泵电连接，所述太阳能发电机构设置在所述浮动平台上并与所述变频排水泵电连接。

进一步地，所述液位感应机构包括静压液位传感器，所述静压液位传感器设置在所述垃圾收集桶的内侧表面并靠近所述垃圾收集桶的底壁。

进一步地，所述液位感应机构包括第一液位计和第二液位计，所述第一液位计和所述第二液位计均设置在所述垃圾收集桶的内侧表面，且所述第一液位计设置在所述第二液位计的上方。

进一步地，所述太阳能发电机构包括安装架、太阳能发电板以及角度调整件，所述安装架设置在所述浮动平台上并具有转动端部，所述太阳能发电板设置在所述安装架上并与所述转动端部铰接，所述角度调整件分别与所述安装架和所述太阳能发电板连接，用于调整所述太阳能发电板与所述安装架之间的相对夹角。

进一步地，所述角度调整件为电动推杆，所述电动推杆的一端与所述安装架固定连接，所述电动推杆的另一端与所述太阳能发电板连接，用于推动所述太阳能发电板相对所述转动端部转动。

进一步地，所述浮动平台包括承载支架和浮动环，所述承载支架穿设在所述浮动环内并与所述浮动环固定连接，所述太阳能发电机构设置在所述承载支架的顶部，所述垃圾收集桶设置在所述承载支架内。

进一步地，所述浮动环内设置有密封浮动舱。

进一步地，所述太阳能水面垃圾清理装置还包括蓄电池，所述蓄电池具有防水壳体并设置在所述承载支架的底部，且所述蓄电池分别与所述太阳能发电机构和所述变频排水泵电连接。

进一步地，所述承载支架的底部还设置有水轮推进机构，所述水轮推进机构与所述蓄电池电连接。

进一步地，所述水轮推进机构包括水轮电机和驱动水轮，所述驱动水轮设置在所述承载支架的底部并与所述变频排水泵的出水端相对，所述驱动水轮与所述水轮电机传动连接。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种太阳能水面垃圾清理装置，将垃圾收集桶可拆卸地设置在浮动平台上，且垃圾收集桶内设置有垃圾收集网，变频排水泵设置在垃圾收集桶的底部并伸入垃圾收集桶，液位感应机构设置在垃圾收集桶的内壁上并与变频排水泵电连接，太阳能发电机构设置在浮动平台上并与变频排水泵电连接。在实际清理过程中，将该太阳能水面垃圾清理装置放置在水面上，水通过垃圾收集桶上端的入水口进入垃圾收集桶，并由垃圾收集桶底部的变频排水泵排出，这样在垃圾收集桶的入水口周围水面产生定向湍流，将水面漂浮垃圾引入垃圾收集桶内部的垃圾收集网中，达到收集垃圾的目的，而液位感应机构感应到垃圾收集桶内部的水位并将水位信息传递至变频排水泵，从而使得变频排水泵能够根据垃圾收集桶内部的水位来调节排水速度，进而保证垃圾收集桶内的水位维持在一定范围，进而保证入水速度趋于稳定，持续不断地进行垃圾收集动作，提高垃圾清理效果。此外，可通过太阳能发电机构进行发电并供给变频排水泵，避免了使用外部能源，节能环保。相较于现有技术，本实用新型提供的一种太阳能水面垃圾清理装置，无需外接能源，能够及时、彻底地清理水面垃圾，无需人为操作，清理效果好，节能环保。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例中第一实施例提供的太阳能水面垃圾清理装置第一视角的结构示意图；

图2为本实施例中第一实施例提供的太阳能水面垃圾清理装置第二视角的结构示意图；

图3为图1中太阳能发电机构的连接结构示意图；

图4为图3中太阳能发电板的连接结构示意图；

图5为本实施例中第二实施例提供的太阳能水面垃圾清理装置的结构示意图。

图标：100-太阳能水面垃圾清理装置；110-垃圾收集桶；111-垃圾收集网；130-浮动平台；131-承载支架；133-浮动环；135-密封浮动舱；150-变频排水泵；151-水轮推进机构；153-水轮电机；155-驱动水轮；170-液位感应机构；171-静压液位传感器；173-第一液位计；175-第二液位计；180-蓄电池；190-太阳能发电机构；191-安装架；193-太阳能发电板；195-角度调整件；197-转动端部。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在水流截面积恒定时，流速与流量成正比关系，即流速越大，流量越大。在自然的水面环境中，无法给水流增加外部压力，水的流速在自然的水面条件下就有一个最大值。达到这个流速后，水流的流速不会再增加，因此在入水截面积相对保持恒定时，垃圾桶入水流量有一个相对最大值，这个相对最大值就是垃圾桶排水流量的最佳值。

如果能获得这个入水流量最大值即排水流量的最佳值，就能获得最大的垃圾桶入水流速，在垃圾桶周边水面产生最大的湍流。受湖泊、水库、池塘、江河洄水湾等水面繁杂环境的影响，垃圾桶入水水流流量很难通过测量的方式获得，计算也是非常的复杂。

在试验中，发现当垃圾桶排水流量大于某个特定值时(即最佳值)，由于入水水流流量不再增加，垃圾桶入水流量小于排水泵的流量，垃圾桶内的水位开始下降，直到水泵因水流不足启动停机保护。

这一现象说明，当垃圾桶内水位开始下降时，入水口水流流量已经达到当前水面环境条件下的最大值。利用这一现象发明了一套装置，在垃圾桶内设置液位传感器，利用液位传感器触发浮动平台底部的可调节变频排水泵工作，自动调节垃圾收集桶排水流量，使排水流量无限靠近最佳值，获得最大的垃圾桶入水口水流流量即获得最大的垃圾桶入水口水流流速。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

结合参见图1和图2，本实施例提供了一种太阳能水面垃圾清理装置100，包括垃圾收集桶110、浮动平台130、变频排水泵150、液位感应机构170和太阳能发电机构190，垃圾收集桶110可拆卸地设置在浮动平台130上，且垃圾收集桶110内设置有垃圾收集网111，变频排水泵150设置在垃圾收集桶110的底部并伸入垃圾收集桶110，用于排出垃圾收集桶110内的水，液位感应机构170设置在垃圾收集桶110的内侧壁上并与变频排水泵150电连接，太阳能发电机构190设置在浮动平台130上并与变频排水泵150电连接。

在本实施例中，垃圾收集桶110的顶部开设有入水口，入水口与浮动平台130的顶部相平齐，在使用时水能够从入水口流入到垃圾收集桶110中。具体地，入水口呈方形齿状，这样的设计可以控制垃圾收集桶110入水口的入水截面积的宽度，在扩大垃圾收集桶110容量的同时也能保证水面垃圾收集清理效果。当然，此处入水口也可以是三角齿形或者梯形齿等，在此不作具体限定。

值得注意的是，垃圾收集桶110采用塑料制成，并在底部开设有多个渗水小孔，在将垃圾收集桶110放到水中时，可通过底部的渗水小孔缓慢向桶内渗水，从而初步增加垃圾收集桶110的的水量，当然，当变频排水泵150排出垃圾收集桶110中的水时，其排水速度远大于从渗水孔中渗入垃圾收集桶110中的进水速度，对排水效果的影响可忽略不计。

需要说明的是，本实施例中的变频排水泵150是采用变频电机作为驱动件的水泵，可通过变频电机调节排水量，其具体结构与控制原理与现有的变频水泵的结构一致，在此不过多描述。

浮动平台130包括承载支架131和浮动环133，承载支架131穿设在浮动环133内并与浮动环133固定连接，太阳能发电机构190设置在承载支架131的顶部，垃圾收集桶110设置在承载支架131内。

在本实施例中，浮动环133内设置有密封浮动舱135。且密封浮动舱135内填充有空气，从而为整个装置提供浮力，具体地，其提供的最大浮力大于整个装置的自重，从而能够使得该装置漂浮在水面上。

在本实用新型其他较佳的实施例中，浮动环133也可以采用轻质材料制成，同样也能够提供需要的浮力。

进一步地，太阳能水面垃圾清理装置100还包括蓄电池180，蓄电池180具有防水壳体并设置在承载支架131的底部，且蓄电池180分别与太阳能发电机构190和变频排水泵150电连接。

在本实施例中，承载支架131的底部还设置有水轮推进机构151，水轮推进机构151与蓄电池180电连接。在实际使用时，可通过水轮推进机构151为整个装置提供推进动力，保证该太阳能水面垃圾清理装置100能够在水面上游动，从而能够到达不同水域，扩大了清理范围，保证了清理效果。

水轮推进机构151包括水轮电机153和驱动水轮155，驱动水轮155设置在承载支架131的底部并与变频排水泵150的出水端相对，驱动水轮155与水轮电机153传动连接。具体地，水轮电机153与设置在承载支架131上的定位导航模块通信连接，水轮电机153可根据定位导航模块发出的指令，控制驱动水轮155运作，推动装置移动。

在本实施例中，液位感应机构170包括静压液位传感器171，静压液位传感器171设置在垃圾收集桶110的内侧表面并靠近垃圾收集桶110的底壁。具体地，静压液位传感器171贴合设置在垃圾收集桶110的内侧表面，通过采集静水压力获取水位信息，并依据不同的水位信息生成不同的电信号，同时生成的电信号会传递至变频排水泵150，从而起到改变排水量的作用。其中，静压液位传感器171额具体结构和工作原理与现有的静压液位传感器171一致，在此不过多描述。

在本实施例中，静压液位传感器171内置有多个液位感触点，当液位处于不同高度时，静压液位传感器171生成不同的电信号，具体地，垃圾收集桶110内具有第一水位和第二水位，其中第一水位在第二水位的上方，当垃圾收集桶110内的实际水位在第一水位之上时，静压液位传感器171生成第一电信号，变频排水泵150接收到第一电信号后增大排水流量，当实际水位在第二水位之下时，静压液位传感器171生成第二电信号，变频排水泵150接收到第二电信号后降低排水流量，其具体控制过程在后文有详尽描述。

结合参见图3和图4，太阳能发电机构190包括安装架191、太阳能发电板193以及角度调整件195，安装架191设置在浮动平台130上并具有转动端部197，太阳能发电板193设置在安装架191上并与转动端部197铰接，角度调整件195分别与安装架191和太阳能发电板193连接，用于调整太阳能发电板193与安装架191之间的相对夹角。

在本实施例中，安装架191为三角支架，三角支架的顶端设置有转动端部197，太阳能发电板193的中部与转动端部197铰接。太阳能发电板193为常规的光伏发电板，能够对蓄电池180进行充电，同时也可以通过太阳能发电板193向变频排水泵150供电。

在本实施例中，角度调整件195为电动推杆，电动推杆的一端与安装架191固定连接，电动推杆的另一端与太阳能发电板193连接，用于推动太阳能发电板193相对转动端部197转动。当然，此处角度调整件195也可以是其他类型的推进件例如气缸或者油缸等，在此不作具体限定。通过设置角度调整件195，能够调整太阳能发电板193的角度，使得该太阳能发电板193始终正对着太阳，能够获取更多的太阳能。

在本实施例中，角度调整件195为两个，转动端部197设置有球铰，太阳能发电板193的中部与球铰铰接，球铰的具体在此不过多描述，其中两个角度调整件195和球铰分别位于三角形的三个顶角处，具体地，两个角度调整件195与安装架191的连接处和球铰处于同一平面。在实际调整时，分别通过两个角度调整件195进行调整，可实现太阳能发电板193沿不同方向和不同转轴进行调整，即可实现太阳能发电板193的光伏表面真正始终正对着太阳，获取更多太阳能。

在本实施例中，其操作过程如下：

步骤1、将太阳能水面垃圾清理装置100放入水中，底部多个渗水小孔开始向桶中渗水，等到垃圾收集桶110内水位已与外部水平面保持一致，太阳能水面垃圾清理装置100启动，变频排水泵150开始工作。

步骤2、如果垃圾收集桶110内水位持续高于第一水位时，理解为垃圾桶入水流量大于排水流量，可以通过增加垃圾收集桶110底部变频排水泵150的流量，来增大垃圾收集桶110的排水流量，即当桶内水位高于第一水位时，增大排水泵的流量，直到水位低于第一水位，变频排水泵150的流量不再增加，保持稳定。

当变频排水泵150的排水流量不再增加时，垃圾收集桶110内水位变化有两种可能性：

1)垃圾收集桶110内水位上升，再次高于第一水位，说明入水流量仍然大于变频排水泵150的出水流量，重复步骤2。

2)垃圾收集桶110内水位继续下降，进行步骤3。

步骤3、当桶内水位持续下降，并低于第二水位时，说明垃圾收集桶110入水流量小于排水流量，可以通过降低变频排水泵150的流量，即当桶内水面低于第二水位时，降低变频排水泵150的流量来减少垃圾收集桶110的排水流量，直到垃圾收集桶110内水位高于第二水位，变频排水泵150流量不再降低，保持稳定。

当变频排水泵150流量不再降低时，垃圾收集桶110内水位变化有两种可能性：

1)垃圾收集桶110内水位下降，再次低于第二水位时，重复步骤3。

2)垃圾收集桶110内水位上升，再次高于第一水位时，重复步骤2。

综上所述，本实施例提供的一种太阳能水面垃圾清理装置100，在实际清理过程中，将该太阳能水面垃圾清理装置100放置在水面上，水通过垃圾收集桶110上端的入水口进入垃圾收集桶110，并由垃圾收集桶110底部的变频排水泵150排出，这样在垃圾收集桶110的入水口周围水面产生定向湍流，将水面漂浮垃圾引入垃圾收集桶110内部的垃圾收集网111中，达到收集垃圾的目的，而液位感应机构170感应到垃圾收集桶110内部的水位并将水位信息传递至变频排水泵150，从而使得变频排水泵150能够根据垃圾收集桶110内部的水位来调节排水速度，进而保证垃圾收集桶110内的水位维持在一定范围，进而保证入水速度趋于稳定，持续不断地进行垃圾收集动作，提高垃圾清理效果。此外，可通过太阳能发电机构190进行发电并供给变频排水泵150，避免了使用外部能源，节能环保。相较于现有技术，本实用新型提供的一种太阳能水面垃圾清理装置100，需外接能源，能够及时、彻底地清理水面垃圾，无需人为操作，清理效果好，节能环保。

第二实施例

参见图5，本实施例提供了一种太阳能水面垃圾清理装置100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

在本实施例中，液位感应机构170包括第一液位计173和第二液位计175，第一液位计173和第二液位计175均设置在垃圾收集桶110的内侧表面，且第一液位计173设置在第二液位计175的上方。

具体地，第一液位计173和第二液位计175均为磁浮式液位计，其内部设置有导通电路，当液位到达第一液位计173的高度时，第一液位计173向变频电机发出电信号，当液位到达第二液位计175的高度时，第二液位计175向变频电机发出电信，变频电机依据第一液位计173和第二液位计175发出的电信号合理调整排水量，其具体控制方式与第一实施例中类似，在此不过多描述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能水面垃圾清理装置，其特征在于，包括垃圾收集桶、浮动平台、变频排水泵、液位感应机构和太阳能发电机构，所述垃圾收集桶可拆卸地设置在所述浮动平台上，且所述垃圾收集桶内设置有垃圾收集网，所述变频排水泵设置在所述垃圾收集桶的底部并伸入所述垃圾收集桶，用于排出所述垃圾收集桶内的水，所述液位感应机构设置在所述垃圾收集桶的内侧壁上并与所述变频排水泵电连接，所述太阳能发电机构设置在所述浮动平台上并与所述变频排水泵电连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能水面垃圾清理装置，其特征在于，所述液位感应机构包括静压液位传感器，所述静压液位传感器设置在所述垃圾收集桶的内侧表面并靠近所述垃圾收集桶的底壁。

3.根据权利要求1所述的太阳能水面垃圾清理装置，其特征在于，所述液位感应机构包括第一液位计和第二液位计，所述第一液位计和所述第二液位计均设置在所述垃圾收集桶的内侧表面，且所述第一液位计设置在所述第二液位计的上方。

4.根据权利要求2或3所述的太阳能水面垃圾清理装置，其特征在于，所述太阳能发电机构包括安装架、太阳能发电板以及角度调整件，所述安装架设置在所述浮动平台上并具有转动端部，所述太阳能发电板设置在所述安装架上并与所述转动端部铰接，所述角度调整件分别与所述安装架和所述太阳能发电板连接，用于调整所述太阳能发电板与所述安装架之间的相对夹角。

5.根据权利要求4所述的太阳能水面垃圾清理装置，其特征在于，所述角度调整件为电动推杆，所述电动推杆的一端与所述安装架固定连接，所述电动推杆的另一端与所述太阳能发电板连接，用于推动所述太阳能发电板相对所述转动端部转动。

6.根据权利要求1所述的太阳能水面垃圾清理装置，其特征在于，所述浮动平台包括承载支架和浮动环，所述承载支架穿设在所述浮动环内并与所述浮动环固定连接，所述太阳能发电机构设置在所述承载支架的顶部，所述垃圾收集桶设置在所述承载支架内。

7.根据权利要求6所述的太阳能水面垃圾清理装置，其特征在于，所述浮动环内设置有密封浮动舱。

8.根据权利要求6所述的太阳能水面垃圾清理装置，其特征在于，所述太阳能水面垃圾清理装置还包括蓄电池，所述蓄电池具有防水壳体并设置在所述承载支架的底部，且所述蓄电池分别与所述太阳能发电机构和所述变频排水泵电连接。

9.根据权利要求8所述的太阳能水面垃圾清理装置，其特征在于，所述承载支架的底部还设置有水轮推进机构，所述水轮推进机构与所述蓄电池电连接。

10.根据权利要求9所述的太阳能水面垃圾清理装置，其特征在于，所述水轮推进机构包括水轮电机和驱动水轮，所述驱动水轮设置在所述承载支架的底部并与所述变频排水泵的出水端相对，所述驱动水轮与所述水轮电机传动连接。