CN214451700U - 基于仿生学的水面小型垃圾清理船 - Google Patents

Abstract

基于仿生学的水面小型垃圾清理船，包括：外形为鱼形的船体，其两端为开口型、内部为中空形；倾斜设于船体内部的传送装置；设于中间位置、用于将传送装置收集的垃圾进行存储的存储装置；设于船体尾部、用于将进入船体内部水排出的水过滤装置；设于船体外侧尾部、用于为船体前进提供动力的动力转向装置；用于对传送装置、水过滤装置、存储装置、动力转向装置发出指令而使船体完成垃圾收集、运输工作的信息处理装置，其设于船体尾部开口端；提供电能的能源装置。该垃圾清理船借助仿生技术，通过远程操控，使其能更灵活高效的完成水面垃圾清理，在节约人力的同时可以避免人工驾驶垃圾清理船所出现的安全问题，具有操控方便、安全、清理效率高等优点。

Description

基于仿生学的水面小型垃圾清理船

【技术领域】

本实用新型设计一种垃圾清理船，具体涉及一种基于仿生学的水面小型垃圾清理船。

【背景技术】

国外的水面垃圾清理船发展较早，很多发达国家已有多种产品投入使用，特别是以美、日、意、等国的产品，对于水面清理有重要作用。虽然国内的研发发展较晚，但国内也研发出不少技术含量较高的水面垃圾清理船。通过国内外的技术对比得出目前现有的清理装置都是以船的外形来设计并配以人工操作，并且操作复杂，而运用仿生学来对水面垃圾清理装置创新的较少。

【实用新型内容】

为了解决上述问题，本实用新型提供一种基于仿生学的水面小型垃圾清理船，借助仿生技术，使垃圾清理船能更灵活高效的完成水面垃圾清理，可在水深较浅、水域面积不大、水域形状复杂的水域进行水面漂浮垃圾的收集处理，可以实现远程操控，在节约人力的同时可以避免人工驾驶垃圾清理船所出现的安全问题，具有操控方便、安全、清理效率高等优点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，提供一种基于仿生学的水面小型垃圾清理船，包括：

外形为鱼形的船体，其两端为开口型、内部为中空形，该船体前进端开口用于将垃圾聚集在一起；

倾斜设于船体内部、用于将聚集的垃圾传送至下一工作站的传送装置，该传送装置由船体前进端倾斜向上至船体内部；

设于中间位置、用于将传送装置收集的垃圾进行存储的存储装置；

设于船体尾部、用于将进入船体内部的水包括垃圾带入的水排出体外的水过滤装置；

设于船体外侧尾部、用于为船体前进提供动力的动力转向装置；

用于对传送装置、水过滤装置、存储装置、动力转向装置发出指令而使船体完成垃圾收集、运输工作的信息处理装置，其设于船体尾部开口端；

设于船体顶部、用于为船体提供电能的能源装置。

特别的，所述传送装置包括：主动轴、传送轴、传送带、第一电机，所述主动轴、传送轴通过轴承平行设于船体内壁，所述第一电机设于传动轴一端用于为传动轴提供动力，所述传送带与主动轴、传动轴带连接，该传送带上均匀设有若干排锯齿，所述传送带两侧通过支架分别设有挡板，且该挡板边缘与船体内壁相接触，所述传送带位于船体前进端的一侧通过支架设有一聚集板，该聚集板两端部边缘分别与船体内壁相接触，所述传送带、挡板、聚集板上分别均匀开设有若干孔洞，所述传送袋底部、船体底部内壁、挡板、存储装置之间形成一储水空间。

特别的，所述水过滤装置包括：两根进水管、两根排水管、两个鳃裂式滤水器、水泵电机，所述进水管一端插入储水空间与其连通、另一端与水泵电机进水口连接，所述排水管一端与水泵电机出水口连接、另一端与鳃裂式滤水器连接，所述水泵电机设于船体尾部，所述鳃裂式滤水器分别设于船体两侧与外部连通。

特别的，所述存储装置包括：垃圾箱、调节挡板、第二电机、重力感应器，所述垃圾箱内部通过一隔板分隔为第一存储箱、第二存储箱，所述第一存储箱、第二存储箱底部分别设有重力感应器，所述调节挡板通过一转轴设于垃圾箱上方的垃圾进口部分，该调节挡板在第二电机的作用下于垃圾进口部分进行翻转，使垃圾选择性进入第一存储箱或第二存储箱内以使船体保持平衡。

特别的，所述动力转向装置包括：前进螺旋桨、两个转向螺旋桨、用于为前进螺旋桨提供动力的第三电机，所述前进螺旋桨设于船体尾部中间位置，所述转向螺旋桨设于船体前进端两侧，所述前进螺旋桨外部设有一与船体衔接的变相电机套件，该变相电机套件包括：无刷小电机、转向齿轮、弯管，所述无刷小电机转轴上设有齿轮，该齿轮与转向齿轮相啮合，所述弯管一端连接转向齿轮，另一端与转向螺旋桨连接，该转向螺旋桨外侧设有一壳体，该壳体固定设于船体侧壁上。

特别的，所述能源装置包括：用于将太阳能转化为电能的光伏板、用于将光伏板转化的电能进行储存的蓄电池。

本实用新型提供一种基于仿生学的水面小型垃圾清理船，其在船体外观上模仿鱼的外观，拥有较好的外形流线，能较好的减小阻力降低能耗；通过鳃裂式水过滤装置，实现船体内部水的排出，防止船体内水过多而增加船体重量而降低工作效率等问题的发生；传送带的特殊设计，即可过滤到垃圾内的水分，降低垃圾重量，同时其上方设置的锯齿，可以防止垃圾掉落；当垃圾传送至存储装箱上方后，调节挡板的翻转可以实现垃圾的选择输入位置，从而实现垃圾选择性进入垃圾箱内部位置，实现船体重心位置的调节，保证船体稳定性；能源装置可以实现电能的存储与供电，无需发电机，在节约能源的同时降低了噪音，保护了环境；通过功率较高的螺旋桨，让清理船具有更好的机动性能，螺旋桨外部设置了一个与船体衔接的变相小电机套件，套壳内部方安置了一个用于变相的无刷小电机组，小电机的转动带动与下方相连接的齿轮转动来带动弯管转向部件进行变相转动，三个螺旋桨使用相同的原理随着工作环境的变化，机器收到转向指令会立即进行方向的调节。该水面小型垃圾清理船借助仿生技术，模仿生物结构、功能，使垃圾清理船能更灵活高效的完成水面垃圾清理，可在水深较浅、水域面积不大、水域形状复杂的水域进行水面漂浮垃圾的收集处理；在水面垃圾清理的，同时信息处理装置通过蓝牙与外部设备进行连接，可以实现远程操控，在节约人力的同时可以避免人工驾驶垃圾清理船所出现的安全问题，具有操控方便、清理效率高的优点。

【附图说明】

图1为本实用新型基于仿生学的水面小型垃圾清理船的主视图；

图2为本实用新型基于仿生学的水面小型垃圾清理船的左视图；

图3为本实用新型基于仿生学的水面小型垃圾清理船的俯视图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种基于仿生学的水面小型垃圾清理船，包括：

外形为具有较好外形流线，能较好减小阻力降低能耗的鱼形船体1，其两端为开口型、内部为中空形，该船体1前进端开口用于将垃圾聚集在一起；

倾斜设于船体1内部、用于将聚集的垃圾传送至下一工作站的传送装置，该传送装置由船体1前进端倾斜向上至船体1内部；

设于中间位置、用于将传送装置收集的垃圾进行存储的存储装置；

设于船体1尾部、用于将进入船体1内部的水包括垃圾带入的水排出体外的水过滤装置；

设于船体1外侧尾部、用于为船体1前进提供动力的动力转向装置；

用于对传送装置、水过滤装置、存储装置、动力转向装置发出指令而使船体1完成垃圾收集、运输工作的信息处理装置，其设于船体1尾部开口端；

设于船体1顶部、用于为船体1提供电能的能源装置。

特别的，所述传送装置包括：主动轴2、传动轴3、传送带4、第一电机(图中未绘示)，所述主动轴2、传动轴3通过轴承平行设于船体1内壁，所述第一电机设于传动轴3一端用于为传动轴3提供动力，所述传送带4 与主动轴2、传动轴3带连接，该传送带4上均匀设有若干排锯齿5，所述传送带4两侧通过支架分别设有挡板6，且该挡板6边缘与船体1内壁相接触，所述传送带4位于船体1前进端的一侧通过支架设有一聚集板7，该聚集板7两端部边缘分别与船体1内壁相接触，所述传送带4、挡板6、聚集板7上分别均匀开设有若干孔洞，所述传送袋底部、船体1底部内壁、挡板6、存储装置之间形成一储水空间；于本实用新型中，传送带与水平面的夹角为30°，其上设置的孔洞可以将垃圾中的水过滤至储水空间内，结合其倾斜角度，可以很好的将传送带上垃圾内的水流出，降低垃圾重量，同时结合其上方设计的锯齿可以对垃圾起到一个阻拦的作用，防止垃圾掉落，如此便于将垃圾传送至垃圾箱中，结合聚集板、挡板的作用，可以防止垃圾沿着传送带边缘掉落至储水空间，从而便于垃圾的收集。

特别的，所述水过滤装置包括：两根进水管8、两根排水管9、两个鳃裂式滤水器10、水泵电机(图中未绘示)，所述进水管8一端插入储水空间与其连通、另一端与水泵电机进水口连接，所述排水管9一端与水泵电机出水口连接、另一端与鳃裂式滤水器10连接，所述水泵电机设于船体1尾部，所述鳃裂式滤水器10分别设于船体1两侧与外部连通；如此设计，鳃裂式滤水器是通过水泵电机进水口与进水管连通、出水口与排水管连通，而产生压强差，使储水空间内的水被排出船体外部，防止船体因收集垃圾而使内部水过多，而增加船体重量降低工作效率等问题的发生。

特别的，所述存储装置包括：垃圾箱11、调节挡板12、第二电机(图中未绘示)、重力感应器(图中未绘示)，所述垃圾箱11内部通过一隔板分隔为第一存储箱、第二存储箱，所述第一存储箱、第二存储箱底部分别设有重力感应器，所述调节挡板12通过一转轴设于垃圾箱11上方的垃圾进口部分，该调节挡板12在第二电机的作用下于垃圾进口部分进行翻转，使垃圾选择性进入第一存储箱或第二存储箱内以使船体1保持平衡；如此设计，挡住重力感应器感应到第一储存箱和第二储存箱内垃圾重量不平衡时，发出信号给信息处理装置，信息处理装置发出信号给第二电机，第二电机开始工作，使调节挡板在转轴的作用下翻转，从而使垃圾进入重量较轻的存储箱内，从而实现船体重心位置的调节，保证船体的稳定性。

特别的，所述动力转向装置包括：前进螺旋桨13、两个转向螺旋桨14、用于为前进螺旋桨13提供动力的第三电机(图中未绘示)，所述前进螺旋桨13设于船体1尾部中间位置，所述转向螺旋桨14设于船体1前进端两侧，所述前进螺旋桨13外部设有一与船体1衔接的变相电机套件，该变相电机套件包括：无刷小电机(图中未绘示)、转向齿轮(图中未绘示)、弯管15，所述无刷小电机转轴上设有齿轮(图中未绘示)，该齿轮与转向齿轮相啮合，所述弯管15一端连接转向齿轮，另一端与转向螺旋桨14连接，该转向螺旋桨14外侧设有一壳体16，该壳体16固定设于船体1侧壁上；如此设计，船体尾部的前进螺旋桨在第三电机的作用下推动船体向前运动，当该垃圾清理船因垃圾位置的原因使船体的浮态受到很大的改变，传送装置无法及时控制改变垃圾重心位置时，信息处理装置发出信号给无刷小电机，无刷小电机开始工作，带动齿轮转动，在弯管的作用下，控制前进螺旋桨和转向螺旋桨的运动及转向，从而使该清理船能够迅速调节为在水面的正常浮态。

特别的，所述能源装置包括：用于将太阳能转化为电能的光伏板17、用于将光伏板17转化的电能进行储存的蓄电池；如此设计，蓄电池可以为该小型垃圾清理船供电，以解决现有垃圾清理船的持续作业时间短，发电机、柴油机噪音大、排气污染等问题，从而在确保该小型垃圾清理船在正常工作的情况下无噪音、作业时间长，同时不会对环境造成污染。

本实用新型提供的小型垃圾清理船，船体模仿小金鱼的外形，拥有较好的外形流线，能较好的减小阻力降低能耗；垃圾通过传送带运输至垃圾箱上方，由于传送带上放锯齿的设计，可以防止垃圾沿着传送带滑落至水面，同时结合挡板、聚集板的作用，可以防止垃圾进入船体内部，而在传送带、挡板、聚集板上孔洞的作用下，垃圾内的水可以沿着孔洞进入储水空间内，进入出水空间内的水通过水泵与水入口的“鳃裂”管道即进水管相接、另一边与出水口的“鳃裂”管道即排水管连接从而产生压强差，沿着鳃裂式滤水器排出储水空间，防止船体内水过多而增加船体重量而降低工作效率等问题的发生；当垃圾传送至存储装箱上方后，在重力感应器的作用下，可以感应出第一存储箱、第二存储箱内垃圾的重量，从而通过信息控制装置对调节钢板进行翻转，实现垃圾选择性的进入第一存储箱或第二存储箱，实现船体重心位置的调节，保证船体稳定性；而能源装置包括：太阳能板，用于存储太阳能板转化能量的蓄电池；如此设计，太阳能光伏板和蓄电池相结合可以为该小型垃圾清理船供电，以解决小型智能垃圾清理船的持续作业时间短、发电机、柴油机噪音大、排气污染等问题，从而满足水面小型智能垃圾清理船的能源供应；同时本实用新型为了能够让该清理船具有更好的机动性能，借鉴了矢量发动机可以改变流体的推进方向进而改变的推力方向的工作原理，应用于螺旋桨作用于水所产生的流体推力进行方向的改变，使机器具有更强的机动性能，在前进螺旋桨外部设置了一个与船体衔接的变相小电机套件，套壳内部方安置了一个用于变相的无刷小电机，无刷小电机的转动带动与下方相连接的齿轮转动来带动弯管转向部件进行变相转动，三个螺旋桨使用相同的原理随着工作环境的变化，机器收到转向指令会立即进行方向的调节，由于尾部螺旋桨主要是清理船推进动力的主要部分，所搭配的第三电机功率大，而位于胸鳍位置即两侧的两个转向螺旋桨模仿小金鱼胸鳍的工作原理，同样采用和尾部动力相似的结构原理，尾部的主要作为清理船的航行主要向前推进工作，“胸鳍”部分的螺旋桨主要用于调节该清理船的推进方向，该水面小型垃圾清理船借助仿生技术，模仿生物结构、功能，使垃圾清理船能更灵活高效的完成水面垃圾清理，可在水深较浅、水域面积不大、水域形状复杂的水域进行水面漂浮垃圾的收集处理；同时信息处理装置通过蓝牙与外部设备进行连接，可以实现远程操控，在节约人力的同时可以避免人工驾驶垃圾清理船所出现的安全问题，具有操控方便、清理效率高的优点。

Claims (6)

1.基于仿生学的水面小型垃圾清理船，其特征在于，包括：

外形为鱼形的船体(1)，其两端为开口型、内部为中空形，该船体(1)前进端开口用于将垃圾聚集在一起；

倾斜设于船体(1)内部、用于将聚集的垃圾传送至下一工作站的传送装置，该传送装置由船体(1)前进端倾斜向上至船体(1)内部；

设于中间位置、用于将传送装置收集的垃圾进行存储的存储装置；

设于船体(1)尾部、用于将进入船体(1)内部的水包括垃圾带入的水排出体外的水过滤装置；

设于船体(1)外侧尾部、用于为船体(1)前进提供动力的动力转向装置；

用于对传送装置、水过滤装置、存储装置、动力转向装置发出指令而使船体(1)完成垃圾收集、运输工作的信息处理装置，其设于船体(1)尾部开口端；

设于船体(1)顶部、用于为船体(1)提供电能的能源装置。

2.根据权利要求1所述的基于仿生学的水面小型垃圾清理船，其特征在于，所述传送装置包括：主动轴(2)、传动轴(3)、传送带(4)、第一电机，所述主动轴(2)、传动轴(3)通过轴承平行设于船体(1)内壁，所述第一电机设于传动轴(3)一端用于为传动轴(3)提供动力，所述传送带(4)与主动轴(2)、传动轴(3)带连接，该传送带(4)上均匀设有若干排锯齿(5)，所述传送带(4)两侧通过支架分别设有挡板(6)，且该挡板(6)边缘与船体(1)内壁相接触，所述传送带(4)位于船体(1)前进端的一侧通过支架设有一聚集板(7)，该聚集板(7)两端部边缘分别与船体(1)内壁相接触，所述传送带(4)、挡板(6)、聚集板(7)上分别均匀开设有若干孔洞，所述传送带(4)底部、船体(1)底部内壁、挡板(6)、存储装置之间形成一储水空间。

3.根据权利要求1所述的基于仿生学的水面小型垃圾清理船，其特征在于，所述水过滤装置包括：两根进水管(8)、两根排水管(9)、两个鳃裂式滤水器(10)、水泵电机，所述进水管(8)一端插入储水空间与其连通、另一端与水泵电机进水口连接，所述排水管(9)一端与水泵电机出水口连接、另一端与鳃裂式滤水器(10)连接，所述水泵电机设于船体(1)尾部，所述鳃裂式滤水器(10)分别设于船体(1)两侧与外部连通。

4.根据权利要求1所述的基于仿生学的水面小型垃圾清理船，其特征在于，所述存储装置包括：垃圾箱(11)、调节挡板(12)、第二电机、重力感应器，所述垃圾箱(11)内部通过一隔板分隔为第一存储箱、第二存储箱，所述第一存储箱、第二存储箱底部分别设有重力感应器，所述调节挡板(12)通过一转轴设于垃圾箱(11)上方的垃圾进口部分，该调节挡板(12)在第二电机的作用下于垃圾进口部分进行翻转，使垃圾选择性进入第一存储箱或第二存储箱内以使船体(1)保持平衡。

5.根据权利要求1所述的基于仿生学的水面小型垃圾清理船，其特征在于，所述动力转向装置包括：前进螺旋桨(13)、两个转向螺旋桨(14)、用于为前进螺旋桨(13)提供动力的第三电机，所述前进螺旋桨(13)设于船体(1)尾部中间位置，所述转向螺旋桨(14)设于船体(1)前进端两侧，所述前进螺旋桨(13)外部设有一与船体(1)衔接的变相电机套件，该变相电机套件包括：无刷小电机、转向齿轮、弯管(15)，所述无刷小电机的转轴上设有齿轮，该齿轮与转向齿轮相啮合，所述弯管(15)一端连接转向齿轮，另一端与转向螺旋桨(14)连接，该转向螺旋桨(14)外侧设有一壳体(16)，该壳体(16)固定设于船体(1)侧壁上。

6.根据权利要求1所述的基于仿生学的水面小型垃圾清理船，其特征在于，所述能源装置包括：用于将太阳能转化为电能的光伏板(17)、用于将光伏板(17)转化的电能进行储存的蓄电池。

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