CN212047810U - 水面垃圾清理船 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水面垃圾清理船，包括船体和用于驱动船体的动力装置以及用于控制动力装置的控制装置，其中，船体的左右两侧分别接有导流结构及收集件，收集件接于导流结构的后侧，借由船体行进过程中形成的吸引流场将垃圾吸引至船体的前侧，船体的迎面作用力将垃圾分向两侧后借由导流结构将垃圾导入至收集件内。本实用新型无需通过打捞设备将垃圾打捞至船体，而是充分利用了吸引流场和垃圾的浮力，船体无需负载垃圾，提高了船体在作业过程中的安全性和稳定性；此外，采用模块化设计将收集件与船体独立开，可以简化船体的结构，使得船体更加小巧灵活，既可以适用于大型区域的水面垃圾清理，也可以应用在小型连续水面的垃圾清理，通用性更好。

Description

水面垃圾清理船

技术领域

本实用新型涉及水面垃圾清理技术领域，尤其涉及一种水面垃圾清理船。

背景技术

河流、湖泊、港口等水域表面存在着大量的漂浮垃圾，包括塑料袋、油污、泡沫、水藻、树叶等，造成了水域环境的严重破坏。为解决水面垃圾污染问题，以往主要通过人工利用网兜、长竹竿等打捞工具打捞垃圾，劳动强度较大、作业环境恶劣、受环境气候等的影响较严重且效率也十分低下。

目前，市面上也出现了垃圾打捞船，其主要用于大范围的水面垃圾收集，结构复杂、体积庞大、价格昂贵，且需要专业人士多人进行协调操作，无法进入小型区域实施打捞作业，不能适用于城市河道和风景区水域的垃圾收集作业。此外，大型的垃圾打捞船主要采用液压机械手进行垃圾收集，收集系统需要有液压装置、输送带装置和收集舱等，系统复杂造价高，对船体空间占用较高；且采用打捞方式将垃圾打捞到船舱垃圾收集舱存储内，受船体结构所限制，当船上装满垃圾时，船头容易翘起，进而导致船的重心不稳，特别是有大风时，有可能发生翻船事故，安全性较低，无法适用于大江大河及近海区域使用，适用范围窄。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小巧灵活、通用性好、安全性高的水面垃圾清理船。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种水面垃圾清理船，包括船体和用于驱动所述船体的动力装置以及用于控制所述动力装置的控制装置，其中，所述船体的左右两侧分别接有导流结构及用于收集垃圾的收集件，所述收集件接于所述导流结构的后侧，借由所述船体行进过程中形成的吸引流场将垃圾吸引至所述船体的前侧，所述船体的迎面作用力将所述垃圾分向两侧后借由所述导流结构将所述垃圾导入至所述收集件内。

与现有技术相比，本实用新型利用了船体行进过程中产生的吸引流场将垃圾吸引至船体的前侧(船头区域)，而船体行进过程中船头产生的攻角迎面压力又会将垃圾分向两侧，通过在船体的左右两侧设置导流结构和收集件，借由导流结构的导向作用将垃圾导入至收集件内，从而实现垃圾收集。本实用新型无需通过打捞设备将垃圾打捞至船体内，而是采用与船体连接在一起的独立收集件，充分利用了吸引流场和垃圾的浮力，使得船体无需负载垃圾，提高了船体在作业过程中的安全性和稳定性，减小了船体的制作成本和使用能耗。此外，由于本实用新型采用模块化设计将收集件与船体独立开，可以简化船体的结构，使得船体更加小巧灵活，既可以适用于大型区域的水面垃圾清理，也可以应用在小型连续水面的垃圾清理，通用性更好。

较佳地，所述动力装置包括喷水推进泵，借由所述喷水推进泵给所述船体提供行进动力。

在一些实施例中，所述喷水推进泵设置在所述船体后下方的中间位置。

在一些实施例中，所述动力装置包括两所述喷水推进泵，两所述喷水推进泵分别设置在所述导流结构的下方，两所述喷水推进泵协同给所述船体提供行进动力。

较佳地，所述动力装置还包括两螺旋桨，两所述螺旋桨相对设置在所述船体的后部，用以调整所述船体的方向。

较佳地，所述导流结构包括导流板和设于所述导流板的后侧的硬质导流箱，两所述导流板形成向前敞开的喇叭状，所述收集件连接在所述导流箱的后端，所述导流箱的通流截面面积小于所述收集件的通流截面面积。

更佳地，所述导流箱的后端相对的两侧分别设有导轨，所述收集件的两前杆分别插设在两所述导轨，所述收集件的前端还设有锁定件，借由所述锁定件将所述收集件与所述导流箱锁定。

较佳地，所述导流结构还包括导流滚筒，所述导流滚筒设置在所述导流箱的入口端，借由所述导流滚筒的转动将所述垃圾导入所述收集件。

在一些实施例中，所述收集件为收集网兜。

在一些实施例中，所述收集件为隔水的垃圾桶，所述收集件的底部设有抽水机，所述抽水机用于将所述收集件内的水分抽出。

较佳地，两所述导流箱的下方分别装设有平衡传感器，两所述平衡传感器分别用于感测两所述收集件的垃圾负荷并将感测信息传送至所述控制装置，所述控制装置于所述船体左右两侧的不平衡达到预设程度时输出报警信号。

较佳地，所述水面垃圾清理船还包括摄像装置，所述摄像装置设置在所述船体上，其用于采集水面图像信息并将所述水面图像信息传送至控制装置，所述控制装置依据所述水面图像信息获取所述垃圾的位置信息并控制所述动力装置调整所述船体的运动路径。

较佳地，所述水面垃圾清理船还包括太阳能板，所述太阳能板的输出端与所述控制装置的电源连接以给所述控制装置供电。

附图说明

图1是本实用新型实施例水面垃圾清理船的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例中吸引流场的示意图。

图3是本实用新型另一实施例中吸引流场的示意图。

图4是本实用新型一实施例中收集件和导流箱的分解示意图。

图5是图4所示收集件和导流箱组装在一起时的示意图。

图6是图5所示收集件和导流箱的截面示意图。

图7是本实用新型实施例水面垃圾清理船的电控系统组成框图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“底”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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

请参阅图1至图7，本实用新型提供了一种水面垃圾清理船100，用以清理水面垃圾200(如塑料袋、油污、泡沫、水藻、树叶等)，以解决各种水域的水面垃圾污染问题。具体的，本实用新型的水面垃圾清理船100包括船体1、用于驱动船体1的动力装置2以及用于控制动力装置2的控制装置3；其中，船体1的左右两侧分别接有导流结构4及用于收集垃圾200的收集件5，收集件5接于导流结构4的后侧，借由船体1行进过程中形成的吸引流场将垃圾200吸引至船体1的前侧，而船体1行进过程中的迎面作用力又会将垃圾200分向两侧，而后借由导流结构4的导向作用将垃圾200导入至收集件5内，从而实现垃圾收集。

具体的，动力装置2包括喷水推进泵21，借由喷水推进泵21给船体1提供行进动力；而且，喷水推进泵21驱动船体1行进时，是通过吸入水进行加压后再将水高速向船体1的后侧喷出来驱动船体1的，从而可以在喷水推进泵21和船体1行进所产生的水压差的共同作用下形成吸引流场，增大了吸引流场对垃圾200的吸引力。具体而言，喷水推进泵21包括推进泵本体、进水管道及喷口，水流入进水管道后，通过推进泵本体使其总能增大，然后以大于船速的速度从喷口向船体1的后侧喷出，故而船体1行进过程中，进水管道的进口侧会形成一个相对低压区，对进口侧前方及附近的水面垃圾200有一定的吸附作用，从而利用吸引流场实现垃圾200的自动汇聚。当然，在一些实施例中，也可以仅利用船体1行进过程中船体1的方向和行进速度的配合产生的水流压力形成吸引流场，故不应以此为限。进一步地，喷水推进泵21的进水管道的进口侧设置有挡网(图未示)，通过挡网防止垃圾200进入喷水推进泵21中。

在一实施例中，动力装置2仅包括一喷水推进泵21’，该喷水推进泵21’设置在船体1后下方的中间位置(如图2所示)，通过该喷水推进泵21’给船体1提供行进动力。在另一实施例中，动力装置2包括有两个喷水推进泵21”，两个喷水推进泵21”对称设置在左右两侧的导流结构4中的导流箱42的后下方(如图3所示)，通过两个喷水推进泵21”协同给船体1提供行进动力。进一步地，船体1优选为双体船，以提高水面垃圾清理船100的运动稳定性，且双体船具有较高的航速、排水体积小、吃水较浅、耐波性好，能较好地适应各种航道以及海况的航行，便于快速完成垃圾收集；当然，船体1也可以为单体船。

具体的，动力装置2还包括用于调整船体1的方向的两螺旋桨22，两螺旋桨22左右对称设置在船体1的后侧。在水面垃圾清理船100的作业过程中，可以借由喷水推进泵21驱动船体1行进，依靠每个螺旋桨22的转换角度来驱动船体1调向，无需使用转向舵机，且双螺旋桨22的差动推力可以轻松实现船体1的原地转动，更加灵活、效率更高。当然，还可以通过喷水推进泵21配合螺旋桨22进行转向，在此不再赘述。

在一些实施例中，收集件5为隔水的轻质垃圾桶，收集件5的底部设有抽水机51，通过抽水机51将收集件5内的水分抽出，从而减少收集件5的载荷，且垃圾桶本身的浮力也有助于增加垃圾收集载荷能力。在一些实施例中，收集件5为收集网兜，无需装设抽水机，而是直接利用垃圾200的浮力将垃圾200整体浮起，因而在增加了垃圾收集量的情况下也不会增加船体1的载重，且船体1也更加稳定。具体实施中，可以根据需要收集的垃圾大小选择网孔大小不同的收集网兜，当收集网兜的网孔足够密集时，甚至可以用来收集石油、水面泡沫及其它微小悬浮物。

请继续参阅图1，具体的，两导流结构4呈左右对称设置在船体1的两侧，每一导流结构4分别包括导流板41和设于导流板41的后侧的硬质导流箱42，两导流板41形成向前敞开的喇叭状，收集件5连接在导流箱42的后端，导流箱42的通流截面面积小于收集件5的通流截面面积。通过导流板41将船头11的左右两侧的垃圾200分别拨向两导流箱42的入口端，垃圾200经过导流箱42后由其出口端进入收集件5，而导流箱42较小的通流横截面积可以防止收集件5内的垃圾200倒流流出收集件5，同时，对于软质的收集件5(如收集网兜)而言，导流箱42还提供了一个方便垃圾200顺利流入收集件5的通道。

优选的，每一导流箱42的外侧均设有防撞结构(图未示)，防撞结构可以为防撞气垫等，借由防撞结构来保护船体1，可以防止船体1由于撞击而毁坏。此外，可以通过设计船体1的自重来调整船体1的吃水深度，在一实施例中，当船体1置于水中时，导流箱42低于水面20-30cm，以方便垃圾200进入导流箱42；当然，具体实施中不以此为限制。

进一步地，导流结构4还包括两导流滚筒43，两导流滚筒43分别设置在两个导流箱42的入口端，每一导流滚筒43均连接至动力驱动机构(图未示)，通过动力驱动机构来驱动导流滚筒43转动而助力垃圾200流入导流箱42并流向收集件5，同时导流滚筒43也可以起到防止垃圾200逆向流出的作用。

请参阅图4至图6，在一实施例中，导流箱42的后端相对的两侧分别设有导轨421，收集件5相对的两前杆52分别插设在两导轨421，收集件5的前端还设有锁定件53，借由锁定件53将收集件5与导流箱42锁定。如图4所示，导流箱42的上下两侧分别设有导轨421，当需要将收集件5固定在导流箱42的后侧时，将收集件5的前杆52从左往右对应插在导轨421中，而后，将导流箱42的侧扣422拉下锁住导轨421(如图5所示)，最后，将收集件5的锁定件53与导流箱42锁定，即可实现收集件5与导流箱42的锁定。当收集件5收满垃圾200后，控制装置3控制动力装置2驱动船体1运动到岸边，在将锁定件53与导流箱42释锁后，把收集件5由导流箱42拆下，而后将新的收集件5重新安装在导流箱42即可，收集件5的装卸简单方便，也便于维修及垃圾收集满后的清理。优选的，锁定件53为插销，通过将插销53插入导流箱42的导轨421实现收集件5与导流箱42的紧固连接。进一步地，收集件5的前端还设有吊钩(图未示)，以方便将收集件5吊上岸。

请参阅图1和图7，具体的，两导流箱42的下方分别装设有平衡传感器6(如重力传感器)，两平衡传感器6分别用于感测两收集件5的垃圾负荷，并将感测信息传送至控制装置3，控制装置3于船体1左右两侧的不平衡达到预设程度时输出报警信号，可以确保船体1不会因为某一侧的垃圾收集量过大而倾斜，提高了水面垃圾清理船100的作业安全性。

具体的，水面垃圾清理船100还包括摄像装置7，船体1上设有摄像杆(图未示)，摄像装置7设置在船体1的摄像杆的上部，通过摄像装置7采集水面图像信息并将水面图像信息传送至控制装置3，控制装置3对水面图像信息进行图像分析获取到水面垃圾200的位置信息，并控制动力装置2调整船体1的运动路径以运动到垃圾200所在的位置进行垃圾收集，实现了自动寻找垃圾200并进行垃圾收集，提高了垃圾收集的效率。

借由摄像装置7和控制装置3的设计，水面垃圾清理船100可以通过图像识别技术对垃圾200和障碍物进行识别，再结合导航定位信息进行收集路径规划，可以实现自主进行垃圾200清理，既改善了操作人员的作业环境，也可以提高清理效率；当然，也可以通过遥控器等辅助水面垃圾清理船100进行作业，还可以通过网络进行远程监控作业等。例如，当水面垃圾清理船100自主清理垃圾出现问题时，可以自动进入人工辅助模式，并提示操作人员进行接管控制。

具体的，船体1具有位于导流箱42和收集件5的上方的水翼(图未示)，水翼上安装有太阳能板8，太阳能板8的输出端与控制装置3的电源连接以给控制装置3供电。通过充分利用船体1的面积来设置太阳能板8，从而可以给控制装置3供电，更加清洁环保。更具体的，船体1和控制装置3整体主要通过柴油发电机23提供电能，而控制装置3还设有蓄电池(图未示)，利用蓄电池来收集太阳能板8的电能。

与现有技术相比，本实用新型利用了船体1行进过程中产生的吸引流场将垃圾200吸引至船体1的前侧(船头区域)，而船体1行进过程中船头11产生的攻角迎面压力又会将垃圾200分向两侧，通过在船体1的左右两侧设置导流结构4和收集件5，借由导流结构4的导向作用将垃圾200导入至收集件5内，从而实现垃圾200收集。本实用新型无需通过打捞设备将垃圾200打捞至船体1内，而是采用与船体1连接在一起的独立收集件5，充分利用了吸引流场和垃圾200的浮力，使得船体1无需负载垃圾200，提高了船体1在作业过程中的安全性和稳定性，减小了船体1的制作成本和使用能耗。此外，由于本实用新型采用模块化设计将收集件5与船体1独立开，可以简化船体1的结构，使得船体1更加小巧灵活，既可以适用于大型区域的水面垃圾清理，也可以应用在小型连续水面的垃圾清理，通用性更好。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种水面垃圾清理船，包括船体和用于驱动所述船体的动力装置以及用于控制所述动力装置的控制装置，其特征在于，所述船体的左右两侧分别接有导流结构及用于收集垃圾的收集件，所述收集件接于所述导流结构的后侧，借由所述船体行进过程中形成的吸引流场将垃圾吸引至所述船体的前侧，所述船体的迎面作用力将所述垃圾分向两侧后借由所述导流结构将所述垃圾导入至所述收集件内。

2.根据权利要求1所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述动力装置包括喷水推进泵，借由所述喷水推进泵给所述船体提供行进动力。

3.根据权利要求2所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述喷水推进泵设置在所述船体后下方的中间位置。

4.根据权利要求2所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述动力装置包括两所述喷水推进泵，两所述喷水推进泵分别设置在所述导流结构的下方，两所述喷水推进泵协同给所述船体提供行进动力。

5.根据权利要求2所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述动力装置还包括两螺旋桨，两所述螺旋桨相对设置在所述船体的后部，用以调整所述船体的方向。

6.根据权利要求1至5任一项所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述导流结构包括导流板和设于所述导流板的后侧的硬质导流箱，两所述导流板形成向前敞开的喇叭状，所述收集件连接在所述导流箱的后端，所述导流箱的通流截面面积小于所述收集件的通流截面面积。

7.根据权利要求6所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述导流箱的后端相对的两侧分别设有导轨，所述收集件的两前杆分别插设在两所述导轨，所述收集件的前端还设有锁定件，借由所述锁定件将所述收集件与所述导流箱锁定。

8.根据权利要求6所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述导流结构还包括导流滚筒，所述导流滚筒设置在所述导流箱的入口端，借由所述导流滚筒的转动将所述垃圾导入所述收集件。

9.根据权利要求1所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述收集件为收集网兜。

10.根据权利要求1所述的水面垃圾清理船，其特征在于，所述收集件为隔水的垃圾桶，所述收集件的底部设有抽水机，所述抽水机用于将所述收集件内的水分抽出。

11.根据权利要求6所述的水面垃圾清理船，其特征在于，两所述导流箱的下方分别装设有平衡传感器，两所述平衡传感器分别用于感测两所述收集件的垃圾负荷并将感测信息传送至所述控制装置，所述控制装置于所述船体左右两侧的不平衡达到预设程度时输出报警信号。

12.根据权利要求1所述的水面垃圾清理船，其特征在于，还包括摄像装置，所述摄像装置设置在所述船体上，其用于采集水面图像信息并将所述水面图像信息传送至控制装置，所述控制装置依据所述水面图像信息获取所述垃圾的位置信息并控制所述动力装置调整所述船体的运动路径。

13.根据权利要求1所述的水面垃圾清理船，其特征在于，还包括太阳能板，所述太阳能板的输出端与所述控制装置的电源连接以给所述控制装置供电。

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