CN219059905U - 一种水域生态修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水域生态修复装置，其包括：外壳，整体为不规则形状，包括主体外壳和两个浮箱，所述主体外壳设置在两个所述浮箱之间，且所述主体外壳内设置有控制板；收集驱动机构，设置在所述主体外壳后部，由所述控制板控制其工作，并与所述收集机构传动连接；平衡调节机构，设置在两个所述浮箱内，由所述控制板控制其工作；图像采集设备，设置在所述主体外壳前部，用于采集水域环境数据并传输至所述控制板；行走机构，设置在两个所述浮箱的底部，由所述控制板控制其工作，以带动整个装置进行移动。本实用新型可以方便搬运、操作简单、人工操作少，适用于不同水域环境。

Description

一种水域生态修复装置

技术领域

本实用新型涉及一种水域清洁、修复装置，特别是关于一种水域生态修复装置。

背景技术

在日常生活中，常常会遇到小池塘及河流中滋生水藻、水体富营养化的问题；并且在河流湖泊及近海岸周边，常常会存在垃圾。这些垃圾和水藻会对水体造成损害、影响美观，所以一个水域生态修复装置可以为水域智力提供便利。目前暂无一款操作便捷的水域生态修复设计装置，且大部分装置体积和重量较大，不便于搬运。现在河流清理垃圾和水藻时常常是人工使用竹竿进行打捞，费时费力、效率低且存在安全隐患。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种水域生态修复装置，其可以方便搬运、操作简单、人工操作少，适用于不同水域环境。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种水域生态修复装置，其包括：外壳，整体为不规则形状，包括主体外壳和两个浮箱，所述主体外壳设置在两个所述浮箱之间，且所述主体外壳内设置有控制板；收集驱动机构，设置在所述主体外壳后部，由所述控制板控制其工作，并与所述收集机构传动连接；平衡调节机构，设置在两个所述浮箱内，由所述控制板控制其工作；图像采集设备，设置在所述主体外壳前部，用于采集水域环境数据并传输至所述控制板；行走机构，设置在两个所述浮箱的底部，由所述控制板控制其工作，以带动整个装置进行移动。

进一步，所述浮箱采用水滴型结构，中部为向外凸出的弧形结构，两端为由中部向外延伸渐缩成尖形结构；前端尖形结构的渐缩段大于后端尖形结构的渐缩段。

进一步，所述收集驱动机构包括：

第一电机，设置在所述主体外壳内，与所述控制板连接；

所述第一电机的输出端同轴连接第一个带轮，第一台阶轴的一端部经平键与第二个带轮连接，两个带轮之间通过带轮皮带传动连接，以由所述第一电机带动所述第一台阶转动；所述第一台阶轴与所述收集机构传动连接。

进一步，所述第一台阶轴的两端分别通过第一轴承与所述主体外壳两侧连接，所述第一轴承经轴承盖板和自攻螺丝固定在所述主体外壳上。

进一步，所述收集机构包括：

第二台阶轴，设置在两个所述浮箱之间并靠近所述浮箱前端，通过传送带与所述收集驱动机构中的第一台阶轴传动连接；

收集滤网，设置在两个所述浮箱之间并位于后部，且所述收集滤网的收集口位于所述第一台阶轴的正下方，以收集从所述传动带传输至的污染物。

进一步，所述收集滤网通过弹簧压紧装置固定在两个所述浮箱后部；

所述弹簧压紧装置包括连接板和弹簧压紧连接件，所述连接板与所述收集滤网的顶部收集口的一侧连接，所述连接板的两端分别设置有所述弹簧压紧连接件，所述弹簧压紧连接件与所述浮箱顶部过盈连接。

进一步，所述传送带上间隔设置有若干收集板，且所述收集板采用便于将所述传送带上的水和污染物进行分理的多微孔结构。

进一步，所述平衡调节机构包括水位传感器、陀螺仪、浮箱隔板、走线槽和水泵；

每个所述浮箱内都设置有两块所述浮箱隔板，由所述浮箱隔板将所述浮箱内部划分为三块空间，相邻空间之间设置有所述走线槽；所述走线槽内设置有用于排水的软管及数据线；

每块空间内都设置有所述水位传感器，用于监测该空间内的水位信息并经所述数据线传输至所述控制板；

所述陀螺仪设置在所述主体外壳内，位于整个装置的形心位置处，将监测到的整个装置的倾角信息传输至所述控制板；

每个所述浮箱中部的空间内都设置有所述水泵，所述水泵的输出端连接三条软管，一条软管位于一块空间内，两端空间的软管经所述走线槽铺设至相应空间内，对每块空间进行单独注水；且每条软管上都设置有电磁阀，所述电磁阀由所述控制板控制其工作；

所述控制板根据接收到的倾角信息控制每条所述软管上所述电磁阀的开启或关闭。

进一步每个所述浮箱的外侧壁都设置有水泵进水口，所述水泵进水口与所述水泵的输入端连接。

进一步，所述行走机构包括驱动电机、桨叶和驱动桨叶保护外壳；每个所述浮箱的底部都设置有一个所述驱动电机，所述驱动电机与所述控制板连接；所述驱动电机的输出端与所述桨叶连接，以带动所述桨叶动作；所述桨叶的外部设置有所述驱动桨叶保护外壳。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本实用新型省时省力，只需要一两名工人便可以清洁一大片水域。

2、本实用新型在第一遍清洁水域的同时，通过摄像头收集水域数据和污染情况，发送到后台方便专家分析指定相应的治理方法。

3、本实用新型通过机器视觉分别水中垃圾、水藻等污染物的位置，准确定位污染物位置可以实现无人操控的情况下清洁河流湖泊，有效提高收集效率，轻便、方便转移。

4、本实用新型收集之后，收集滤网方便拆卸，快捷高效。

5、本实用新型可以根据机器的吃水深度和机器的倾斜角度，通过水泵将装置周边的水注入到浮箱内或者抽出浮箱，以达到调节吃水深度和倾斜角度的问题。实现了根据吃水深度重心的不同自动调整，保证机器不会侧翻和沉没，保证良好的吃水深度。

综上所述，本实用新型可以广泛应用于水域生态修复及垃圾收集，水体情况分析等相关领域。

附图说明

图1是本实用新型实施例中水域生态修复装置整体结构示意图，为主视图；

图2是图1的左视方向示意图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是图1的俯视方向局部剖视图；

图5是图4的B-B剖视图；

图6是本实用新型实施例中收集驱动机构及收集机构示意图。

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的附图，对本实用新型实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型涉及到一种水域清洁、修复装置，特别是关乎多用途、多场景的水域生态修复。包括但不限于池塘、河流湖泊及近海岸。本实用新型包括：外壳，整体为不规则形状，包括主体外壳和两个浮箱，主体外壳设置在两个浮箱之间，且主体外壳内设置有控制板；收集驱动机构，设置在主体外壳后部，由控制板控制其工作，并与收集机构传动连接；平衡调节机构，设置在两个浮箱内，由控制板控制其工作；图像采集设备，设置在主体外壳前部，用于采集水域环境数据并传输至控制板；行走机构，设置在两个浮箱的底部，由控制板控制其工作，以带动整个装置进行移动。本实用新型可以方便搬运、操作简单、人工操作少。

在本实用新型的一个实施例中，提供一种水域生态修复装置。本实施例中，如图1至图6所示，该装置包括：

外壳，整体为不规则形状，包括主体外壳1和两个浮箱2，主体外壳1设置在两个浮箱2之间，且主体外壳1内设置有控制板；在本实施例中，主体外壳1与两个浮箱2之间采用高粘度防水防腐密封胶及螺栓进行固定；

收集驱动机构，设置在主体外壳1后部，由控制板控制其工作，并与收集机构传动连接，以收集水域内的垃圾和水藻等物品；

平衡调节机构，设置在两个浮箱2内，由控制板控制其工作，以进行装置吃水深度重心的调整；

图像采集设备，设置在主体外壳1前部，用于采集水域环境数据并传输至控制板；

行走机构，设置在两个浮箱2的底部，由控制板控制其工作，以带动整个装置进行移动。

上述实施例中，浮箱2采用水滴型结构(如图4所示)，中部为向外凸出的弧形结构，两端为由中部向外延伸渐缩成尖形结构；前端尖形结构的渐缩段大于后端尖形结构的渐缩段。通过前端尖形结构的尖端破除水藻之间的连接，并且通过该尖端可以将垃圾分拨开，将污染物通过收集驱动机构中的传送带运送到收集机构中的收集滤网中，大大减少污染物缠绕机器的可能。

在本实施例中，主体外壳1和两个浮箱2都采用EPS材料制成。具体的，采用高密度防水EPS板及3D树脂打印制造，具有良好的防水性，较轻的重量也保证了足够的强度，可以在水中提供充足的浮力；并且由于重量轻，搬运转移较为方便。

上述实施例中，如图3、图6所示，收集驱动机构包括第一电机3、第一个带轮4、第二个带轮4、第一台阶轴5、键与电机连接所用的平键6和带轮皮带7。其中：

第一电机3，设置在主体外壳1内，与控制板连接，第一电机3根据控制板传输至的控制信号进行工作；

第一电机3的输出端同轴连接第一个带轮4，第一台阶轴5的一端部经平键6与第二个带轮4连接，两个带轮4之间通过带轮皮带7传动连接，进而由第一电机3带动第一台阶轴5转动；第一台阶轴5与收集机构传动连接。

上述实施例中，第一电机3通过电机安装支架8固定在主体外壳1内。在本实施例中，第一电机3优选为795驱动电机；且第一电机3通过螺丝固定在电机安装支架8上，通过螺纹防松胶进行防松处理；电机安装支架8与主体外壳1之间通过螺丝螺母进行连接，采取防松处理防止松动。

上述实施例中，第一台阶轴5的两端分别通过第一轴承9与主体外壳1两侧连接，第一轴承9经轴承盖板10和自攻螺丝固定在主体外壳1上。在本实施例中，第一轴承9优选为6203轴承。

使用时，通过收集驱动机构的单侧同步带轮传动，具有准确的传动比，且速比保持恒定，并具有减震功能，噪音小、传动非常稳定、效率高的特点。同步带轮位于主体外壳1内是一个无污染的部件，因此它可以保证无污染的运行，或在恶劣的环境下正常工作，非常适合复杂多变的环境。

上述实施例中，如图3、图6所示，收集机构包括第二台阶轴11、传送带12和收集滤网13。其中：

第二台阶轴11设置在两个浮箱2之间并靠近浮箱2前端，通过传送带12与收集驱动机构中的第一台阶轴5传动连接；第二台阶轴11的设置位置高度低于第一台阶轴5的位置高度，由第二台阶轴11、传送带12和第一台阶轴5形成具有坡度的传送结构；

收集滤网13设置在两个浮箱2之间并位于后部，且收集滤网13的收集口位于第一台阶轴5的正下方，用于收集从传送带12传输至的污染物等。

上述实施例中，第二台阶轴11的两端分别通过第二轴承14与两个浮箱2的内侧连接，第二轴承14经轴承盖板10和自攻螺丝固定在浮箱2上。在本实施例中，第二轴承14优选为6203轴承。

上述实施例中，收集滤网13通过弹簧压紧装置15固定在两个浮箱2后部。其中，弹簧压紧装置15包括连接板和弹簧压紧连接件，连接板与收集滤网13的顶部收集口的一侧连接，连接板的两端分别设置有弹簧压紧连接件，弹簧压紧连接件与浮箱2顶部过盈连接，通过摩擦力紧固。具体的，浮箱2上采用下沉圆孔，弹簧压紧连接件的连接端采用突出的圆柱体，在圆柱体头部采用橡胶圈；弹簧压紧连接件与浮箱2顶部之间插入后橡胶圈膨胀，实现过盈连接。使用时，通过弹簧压紧装置可以更好地更换所需要的不同滤网设备。

使用时，收集滤网13通过弹簧压紧装置15进行拆卸，只需要将弹簧压紧连接件扒开即可拆下收集滤网13并更换全新滤网。

上述实施例中，收集滤网13为采用合成纤维、聚乙烯、聚酯或聚偏氯乙烯等纤维制成的类渔网结构，可以方便污染物与水的分理，并减少水中阻力。

上述实施例中，如图3、图6所示，传送带12上间隔设置有若干收集板16，且收集板16采用便于将传送带12上的水和污染物进行分理的多微孔结构；即收集板16上设置有密集的小细孔，将传送带12上的水漏下，保留收集的污染物，使污染物不会漏出。

上述实施例中，平衡调节机构包括水位传感器、陀螺仪、浮箱隔板17、走线槽18和水泵19。

每个浮箱2内都设置有两块浮箱隔板17，由浮箱隔板17将浮箱2内部划分为三块空间，相邻空间之间设置有走线槽18；走线槽18内设置有用于排水的软管及数据线，且数据线部分采用防水接头，完全防水；

每块空间内都设置有水位传感器，用于监测该空间内的水位信息并经数据线传输至控制板；在本实施例中，水位传感器设置在每块空间的浮箱2侧面。

陀螺仪设置在主体外壳1内，位于整个装置的形心位置处，将监测到的整个装置的倾角信息传输至控制板；

每个浮箱2中部的空间内都设置有水泵19，水泵19采用一进三出的结构，水泵19的输出端连接三条软管，一条软管位于一块空间内，两端空间的软管经走线槽18铺设至相应空间内，对每块空间进行单独注水控制浮箱2各部分的水位，通过注水量的不同可以调整整体装置的吃水深度和倾角；且每条软管上都设置有电磁阀，电磁阀由控制板控制其工作；

控制板根据接收到的倾角信息控制每条软管上电磁阀的开启或关闭，以实现对整个装置重心和吃水深度的调节平衡。

上述实施例中，每个浮箱2的外侧壁都设置有水泵进水口20，水泵进水口20与水泵19的输入端连接，用于向浮箱2内部空间注水。

本实施例中，水泵19采用12v进出水泵，且水泵19可以通过四个圆头螺丝23固定在浮箱2中。

上述实施例中，图像采集设备可以采用摄像头21。摄像头21通过摄像头支架22安装在主体外壳1的前端，用于将采集到的水域环境信息传输至控制板。在本实施例中，摄像头21与摄像头支架22之间、以及摄像头支架22与主体外壳1之间都采用圆头螺丝23进行连接。

上述实施例中，行走机构包括驱动电机24、桨叶25和驱动桨叶保护外壳26。每个浮箱2的底部都设置有一个驱动电机24，驱动电机24与控制板连接，由控制板控制其工作；驱动电机24的输出端与桨叶25连接，以带动桨叶25动作，进而带动整个装置移动。桨叶25的外部设置有驱动桨叶保护外壳26。

在本实施例中，驱动电机24通过平头螺丝27固定在浮箱2上，并在连接部位采取橡胶圈及防水胶密封。

上述实施例中，控制板中预置有数据处理模块，该数据处理模块采用现有技术中的相应算法进行数据处理，在此不对其进行限定，现有成熟的算法均可实现相应的数据处理。

上述实施例中，本实用新型的水域生态修复装置还包括电源；由电源为控制板、第一电机3、驱动电机24、水泵19、水位传感器和陀螺仪等部件供电。

在本实施例中，电源采用可充电电池，该电池可拆卸的安装在主体外壳1上，优选的，电池采用魔术贴固定在主体外壳1上，以方便更换。

在本实施例中，在主体外壳1内，电源和控制板位于第一电机3与摄像头21之间，且控制板通过圆头螺丝23与主体外壳1固定。

综上，本实用新型使用时，将装置放入水中之后，由浮箱2侧部的水位传感器监测到浮箱2的吃水数据，并由陀螺仪获取装置的倾角数据，传输至控制板。在得到数据之后，控制板驱动水泵19经由有胶圈密封的软管，从浮箱2两侧的水泵进水口20进行吸水。由水位传感器监测达到预先设定好的吃水深度后，通过控制水泵19正反转经由进水孔23排出或抽入水，保证装置倾角和排水深度的恒定。摄像头21将采集到的水域环境信息传输至控制板，控制板控制两个水下驱动电机24产生两个不同的转速以驱动桨叶25转动；当第一电机3有足够启动电流后起转，在第一电机3起转后，通过两个带轮4、平键6及带轮皮带7带动第一台阶轴5，第一台阶轴5再带动传送带12运动，而传送带12带动第二台阶轴11运动进行污染物收集；在收集污染物的过程中轴承盖板10阻止水的进入以及阻止第一轴承9和第二轴承14的窜动；污染物经由传送带12的转运收集到收集滤网13中。在此运动期间，控制板会控制水泵19经由进排水孔23保证装置的倾角和吃水深度。完成整片水域的巡检或污染物收集任务之后，可以打开弹簧压紧装置15，取下收集滤网13。

本实用新型具有以下优点：

1)由于采用高密度防水EPS板及3D树脂打印制造，具有良好的防水性，较轻的重量也保证了足够的强度，可以在水中提供充足的浮力，并且由于重量轻，所以方便搬运转移。

2)本实用新型采用壳体，摄像头、控制板、驱动部分、水泵和水路部分、电路部分、传感器、附加装置构成；具有方便维护、扩展型强的特点，可以根据情况加装不同的设备。

3)本实用新型水路由于采用软管连接、防腐蚀防水无刷驱动电机和防腐蚀水泵及电磁阀。可以减少不同水域情况下，水体PH值造成的腐蚀、微生物腐蚀、及含盐量不同造成的腐蚀。

4)本实用新型两侧浮箱采用了水滴造型，前段设计成尖，通过尖端破除水藻之间的连接，并且通过尖端可以将垃圾分拨开，将污染物通过传送带运送到收集滤网之中；减少污染物缠绕机器的可能。

5)本实用新型收集部分采用传送带进行收集，传送带上方有密集小孔，方便水与污染物的分理。

6)本实用新型传送带的动力采取单侧同步带轮传动，具有准确的传动比、速比保持恒定，且具有减震功能，并有噪音小、传动非常稳定、效率高的特点。同步带轮也是一个无污染的部件，因此它可以保证无污染的运行，或在恶劣的环境下正常工作；非常适合本实用新型设计要求的复杂多变的环境。

7)本实用新型收集滤网采取弹簧夹具的形式固定在机器上方，在拆卸时只需要将夹具扒开即可拆下滤网并更换全新滤网。收集滤网设计上采用合成纤维、聚乙烯、聚酯、聚偏氯乙烯等纤维制成的类渔网结构。可以方便污染物与水的分理，并减少水中阻力。

8)本实用新型浮箱采用隔断结构分为三个部分，每个部分可以单独注水。通过注水量的不同可以调整吃水深度和机器的倾角、重心位置。

9)本实用新型吃水深度调整及倾角重心改变的功能通过浮箱中的水位传感器、机器最顶部形心位置的陀螺仪收集数据，通过控制板处理后，控制浮箱中的水泵抽水排入或排出来实现本功能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水域生态修复装置，其特征在于，包括：

外壳，包括主体外壳和两个浮箱，所述主体外壳设置在两个所述浮箱之间，且所述主体外壳内设置有控制板；

收集驱动机构，设置在所述主体外壳后部，由所述控制板控制其工作，并与收集机构传动连接；

平衡调节机构，设置在两个所述浮箱内，由所述控制板控制其工作；

图像采集设备，设置在所述主体外壳前部，用于采集水域环境数据并传输至所述控制板；

行走机构，设置在两个所述浮箱的底部，由所述控制板控制其工作，以带动整个装置进行移动。

2.如权利要求1所述水域生态修复装置，其特征在于，所述浮箱采用水滴型结构，中部为向外凸出的弧形结构，两端为由中部向外延伸成渐缩结构；前端尖形结构的渐缩段大于后端尖形结构的渐缩段。

3.如权利要求1所述水域生态修复装置，其特征在于，所述收集驱动机构包括：

第一电机，设置在所述主体外壳内，与所述控制板连接；

所述第一电机的输出端同轴连接第一个带轮，第一台阶轴的一端部经平键与第二个带轮连接，两个带轮之间通过带轮皮带传动连接，以由所述第一电机带动所述第一台阶转动；所述第一台阶轴与所述收集机构传动连接。

4.如权利要求3所述水域生态修复装置，其特征在于，所述第一台阶轴的两端分别通过第一轴承与所述主体外壳两侧连接，所述第一轴承经轴承盖板和自攻螺丝固定在所述主体外壳上。

5.如权利要求1所述水域生态修复装置，其特征在于，所述收集机构包括：

第二台阶轴，设置在两个所述浮箱之间并靠近所述浮箱前端，通过传送带与所述收集驱动机构中的第一台阶轴传动连接；

收集滤网，设置在两个所述浮箱之间并位于后部，且所述收集滤网的收集口位于所述第一台阶轴的正下方，以收集从所述传送带传输至的污染物。

6.如权利要求5所述水域生态修复装置，其特征在于，所述收集滤网通过弹簧压紧装置固定在两个所述浮箱后部；

所述弹簧压紧装置包括连接板和弹簧压紧连接件，所述连接板与所述收集滤网的顶部收集口的一侧连接，所述连接板的两端分别设置有所述弹簧压紧连接件，所述弹簧压紧连接件与所述浮箱顶部过盈连接。

7.如权利要求5所述水域生态修复装置，其特征在于，所述传送带上间隔设置有若干收集板，且所述收集板采用便于将所述传送带上的水和污染物进行分理的多微孔结构。

8.如权利要求1所述水域生态修复装置，其特征在于，所述平衡调节机构包括水位传感器、陀螺仪、浮箱隔板、走线槽和水泵；

每个所述浮箱内都设置有两块所述浮箱隔板，由所述浮箱隔板将所述浮箱内部划分为三块空间，相邻空间之间设置有所述走线槽；所述走线槽内设置有用于排水的软管及数据线；

每块空间内都设置有所述水位传感器，用于监测该空间内的水位信息并经所述数据线传输至所述控制板；

所述陀螺仪设置在所述主体外壳内，位于整个装置的形心位置处，将监测到的整个装置的倾角信息传输至所述控制板；

每个所述浮箱中部的空间内都设置有所述水泵，所述水泵的输出端连接三条软管，一条软管位于一块空间内，两端空间的软管经所述走线槽铺设至相应空间内，对每块空间进行单独注水；且每条软管上都设置有电磁阀，所述电磁阀由所述控制板控制其工作；

所述控制板根据接收到的倾角信息控制每条所述软管上所述电磁阀的开启或关闭。

9.如权利要求8所述水域生态修复装置，其特征在于，每个所述浮箱的外侧壁都设置有水泵进水口，所述水泵进水口与所述水泵的输入端连接。

10.如权利要求1所述水域生态修复装置，其特征在于，所述行走机构包括驱动电机、桨叶和驱动桨叶保护外壳；每个所述浮箱的底部都设置有一个所述驱动电机，所述驱动电机与所述控制板连接；所述驱动电机的输出端与所述桨叶连接，以带动所述桨叶动作；所述桨叶的外部设置有所述驱动桨叶保护外壳。

Images