CN220468804U - 一种水上垃圾清理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水上垃圾清理器，包括：船体；分隔板设置在船体内，且分隔板将船体分隔为第一容纳腔和第二容纳腔；垃圾收集桶可上下移动的设置在第一容纳腔内；上盖为船艏型结构，上盖间隔设置在第一容纳腔的上部，且上盖的内侧设置有限位台阶，用于限制垃圾收集桶的上浮位移；水利循环装置固定在第二容纳腔中，且水利循环装置的进水口与垃圾收集桶相连通；两个水力轮对称可转动的固定在船体外侧；第一容纳腔的高度低于第二容纳腔的高度，上盖的上边缘与第二容纳腔的上边缘等高，水利循环装置的出水口对应设置在两个水力轮的上方。本实用新型具有降低能源消耗、能够自主运动、清洁力强、续航能力强及对环境友好的特点。

Description

一种水上垃圾清理器

技术领域

本实用新型涉及水上清理设备技术领域，更具体的是，本实用新型涉及一种基于相变材料与电加热装置的锂电池低温保护系统。

背景技术

漂浮垃圾包括但不限于塑料袋、不可轻易降解的包装袋、塑料瓶、被过往船只抛弃的船上用品、死亡的鱼虾、腐烂蔬果、浮于水面的不溶于水的液体(油污等)。

目前，国内外对于以上几种水域漂浮垃圾的打捞方式仍以人工打捞为主。人工打捞具有灵活性高、精确度好等优势，但同时存在着劳动强度大、工作内容单一、效率低、存在安全隐患等问题。在某些大型水域，存在大型自动化清理船，然而，上述这些水域存在着与大型水域不同的特性，其深度浅，面积小，分布较为离散，河床起伏大。大型自动化清理船在这些水域中存在着转向难、移动不灵活等问题，还存在触礁的风险，降低了工作效率的同时，其自身的正常运行也不能被保障。

现有的针对小型水域的清洁船，一般采用螺旋桨运动、随波逐流式及固定式，采用螺旋桨运动时，需要额外安装运动电机，进一步增加能源消耗；而随波逐流式则完全依靠水流运动，由于小型清漂船一般应用于封闭水体，其所处水体运动量较小，路径较为随机；固定式清漂器则只能固定清理一个区域，清漂效率低。

综上，水上垃圾清理船在国内外呈现良好的发展趋势，虽然已经有了不少成果，但仍存在可以改进的地方，因此，水上垃圾清理船仍具有较大的发展空间。

实用新型内容

本实用新型设计开发了一种水上垃圾清理器，通过垃圾收集桶和水利循环装置平衡进出的水流流量实现自浮和垃圾清理，同时利用两个水力轮实现船体前进和转弯，提高了清洁效率和适用性。

本实用新型提供的技术方案为：

一种水上垃圾清理器，包括：

船体；以及

分隔板，其设置在所述船体内，且所述分隔板将所述船体分隔为第一容纳腔和第二容纳腔；

垃圾收集桶，其可上下移动的设置在所述第一容纳腔内；

上盖，其为船艏型结构，所述上盖间隔设置在所述第一容纳腔的上部，且所述上盖的内侧设置有限位台阶，用于限制所述垃圾收集桶的上浮位移；

水利循环装置，其固定在所述第二容纳腔中，且所述水利循环装置的进水口与所述垃圾收集桶相连通；

两个水力轮，其对称可转动的固定在所述船体外侧；

其中，所述第一容纳腔的高度低于所述第二容纳腔的高度，所述上盖的上边缘与所述第二容纳腔的上边缘等高，所述水利循环装置的出水口对应设置在所述两个水力轮的上方。

优选的是，所述船体还包括：

第一储水舱，其设置在所述船体的周向，且所述第一储水舱对应所述第一容纳腔设置；

第二储水舱，其设置在所述船体的周向，且所述第二储水舱相对所述第二容纳腔设置；

第一通孔，其设置在所述第一容纳腔的底部；

第二通孔，其设置在所述第二容纳腔的底部；

其中，所述第一储水舱和第二储水舱独立设置。

优选的是，所述垃圾收集桶还包括：

凸台管，其一体成型在所述垃圾收集桶的底部，且所述凸台管可在所述第一通孔中上下移动。

优选的是，所述上盖包括：

第一固定架，其设置在所述上盖的底部前端，且所述第一固定架底部为直径缩小的凸缘；

第二固定架，其设置在所述上盖的底部后端，且所述第二固定架可拆卸的固定在所述分隔板上；

第三固定架，其设置在所述上盖的底部后端，且所述第三固定架与所述第二固定架对称设置，所述第三固定架可拆卸的固定在所述分隔板上；

限位板，其设置在所述第二固定架和第三固定架之间，且所述限位板的底边高于所述第二固定架和第三固定架的底边，所述限位板的宽度大于第二固定架和第三固定架的宽度，用于限制所述垃圾收集桶的上浮位移；

其中，所述限位台阶设置在所述第一固定架的内侧，所述凸缘插入所述第一储水舱中，所述第二固定架和第三固定架均设置在第一储水舱上。

优选的是，所述水利循环装置包括：

潜水泵，其固定在所述第二容纳腔中；

输入水管，其一端可移动的设置在凸台管中，另一端与所述潜水泵的泵入口相连接；

三通管，其一端与所述潜水泵的输出口相连接；

两个输出水管，其一端分别与所述三通管的其余两端相连接，另一端分别对应设置在所述两个水力轮的上方；

其中，所述输入水管的另一端穿过第二通孔且与所述第二通孔过盈配合。

优选的是，还包括：

第一叶片泵，其固定在所述分隔板上，且所述第一叶片泵的进水口与第一储水舱相连接，第一叶片泵的出水口设置在船体外；

第二叶片泵，其固定在所述分隔板上，且所述第二叶片泵的进水口与第二储水舱相连接，第二叶片泵的出水口设置在船体外。

优选的是，还包括：

电池，其与所述潜水泵、第一叶片泵和第二叶片泵相连接。

优选的是，还包括：

步进电机，其固定在所述第二容纳腔中；

联轴器，其一端与所述步进电机的输出端相连接；

丝杠，其可转动的固定在所述第二容纳腔远离第一容纳腔的一端，且所述丝杠的中心轴与船体的中心轴重合，所述丝杠的一端与所述联轴器的另一端相连接；

两个光轴，其平行设置在所述丝杠的两侧；

配重块，其匹配套设在所述丝杠上，且所述配重块的两侧可滑动的穿过所述两个光轴。

本实用新型所述的有益效果：

(1)本实用新型提供的水上垃圾清理器，通过液力传动实现在小型水域的自动垃圾清理，稳定性好，对环境不会产生危害，填补了液力传动在小型垃圾清理器上应用极少的空白。

(2)本实用新型提供的水上垃圾清理器，通过垃圾收集桶和水利循环装置平衡进出的水流流量实现自浮，同时利用装置内外形成的水位差，使水面漂浮垃圾自动流入垃圾收集桶，采用自浮式垃圾收集桶，仅需要对潜水泵进行供电，大大降低能源损耗的同时，也大幅减小了设备整体质量。

(3)本实用新型提供的水上垃圾清理器，通过从垃圾收集桶中泵出的水打击在水力轮上，可以驱动船体运动及转向，并无需额外能源，且小船上的惯性导航模块可以很好的监测及纠正船体姿态，采用前后侧储水舱以及后舱内的配重块可以较好的管理船体的俯仰姿态，使其可以以更好的姿态运行，提高清洁效率的同时能够实现浅水域的自动清理。

附图说明

图1为本实用新型所述水上垃圾清理器的外侧结构示意图。

图2为本实用新型所述船体的剖面结构示意图。

图3为本实用新型所述船体的装配剖面结构示意图。

图4为本实用新型所述上盖的结构示意图。

图5为本实用新型所述第二容纳腔的结构示意图。

图6为本实用新型所述直线运动模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本实用新型提供的一种水上垃圾清理器包括：

船体100、分隔板101、垃圾收集桶110、上盖120、水利循环装置和两个水力轮130。

如图2所示，所述分隔板101垂直设置在所述船体100内，且将所述船体100分隔为第一容纳腔102和第二容纳腔103，所述第一容纳腔102的高度低于第二容纳腔103的高度，便于流体向第一容纳腔102中流动的同时第二容纳腔103保持在水面以上，不会进水；所述第一容纳腔102的底部设置有第一通孔104，第二容纳腔103的底部设置有第二通孔105，用于连通水利循环装置。

如图3所示，所述垃圾收集桶110可上下移动的设置在第一容纳腔102中，且所述垃圾收集桶110上部开口，用于流体的进入；所述垃圾收集桶110底部一体成型有凸台管111，所述凸台管111可在所述第一通孔104中上下移动，使得凸台管111在垃圾收集桶110上浮下沉的过程中始终保持在第一通孔104内；所述上盖120对应设置在所述垃圾收集桶110的上部，如图4所示，所述上盖120为船艏型结构，所述上盖120的底部设置有第一固定架121、第二固定架124和第三固定架125，所述第一固定架121设置在前端，第二固定架124和第三固定架125对称设置在后端的两侧，且第一固定架121的底端设置有直径缩小的凸缘122，用于固定上盖120的位置，在第一固定架121的内侧设置有限位台阶123，用于在前端限制垃圾收集桶110的上浮位移；所述第二固定架124和第三固定架125之间设置有限位板126，限位板126的底边高于第二固定架124和第三固定架125的底边，所述限位板126的宽度大于第二固定架124和第三固定架125的宽度，用于在后端限制所述垃圾收集桶110的上浮位移，所述第二固定架124和第三固定架125均通过螺栓可拆卸的固定在分隔板101上，用于固定上盖120，同时第二固定架124和第三固定架125支撑在第一容纳腔102的船体上边缘上，使得船体100与第一固定架121、第二固定架124和第三固定架125之间形成空隙，用于流体流入垃圾收集桶110，且上盖120的上边缘与第二容纳腔103的船体上边缘等高，用于维持船体的平衡性，即垃圾收集桶110与船体100之间无直接连接，仅通过上盖120进行机械限位。

如图5所示，所述水利循环装置包括：潜水泵141、输入水管142、三通管143、两个输出水管144、两个流量阀145和两个流量计146，所述潜水泵141通过螺栓固定在第二容纳腔103中，且所述潜水泵141有泵入和输出两个口，输入水管142其两端为弯曲结构，一端插入凸台管111中且始终保持在凸台管111内，另一端穿过第二通孔105与潜水泵141的泵入口相连接，输入水管整体设置在船体下部，且输入水管142与第二通孔105过盈配合；潜水泵141的输出口通过螺纹连接三通管143的一端，三通管143的其余两端分别与两个输出水管144相连接，将潜水泵141泵入的水通过三通管143分流至两个输出水管144，两个输出水管144分别设置在所述第二容纳腔103的两侧，用于将潜水泵141泵入的水输出至船体100外侧；所述两个输出水管144上均设置有流量阀145和流量计146，分别用于管理输出水管144的输出流量和监测输出水管144中的水体流量。

在本实施例中，所述输入水管142和两个输出水管144均为硬质管，且输出水管144是以螺纹连接的方式连接在流量阀145、流量计146及船体100上。

在所述船体100相对于第二容纳腔103的外部两侧设置有可转动的水力轮130，水力轮130通过顶丝与卡簧固定在传动轴上，传动轴与轴承模组通过过盈装配的方式连接，且通过轴肩及卡簧定位，轴承模组与船体100通过螺栓连接。

所述两个输出水管144分别相对设置在两个水力轮130的上方，即通过输出水管144输出的水带动水力轮转动。

在本实施例中，所述两个输出水管144的水流末端处设置有集水器147，用于增加水流的压力。

如图6所示，在所述第二容纳腔中还设置有直线运动模块150，具体包括：步进电机151、联轴器152、第一支架153、丝杠154、第二支架155、两个光轴156和配重块157，所述步进电机151连接在电机支座上后通过螺栓固定在第二容纳腔103的船体中，同时沿着船体100的中轴线间隔设置有两个第一支架153，用于支撑丝杠154，且丝杠154通过联轴器152与步进电机151的输出端相连接；在所述第一支架153的两侧分别间隔设置有两组第二支架155，在每组第二支架155上支撑有光轴156，在所述丝杠154上匹配连接有配重块157，能够通过步进电机151带动配重块在丝杠154上滑动，进而实现船体100重心的调节，所述步进电机151的两侧可滑动的穿过两个光轴156，用于平衡。

在本实施例中，所述丝杠154与船体的中轴线重合，且丝杠154设置在第二容纳腔103远离第一容纳腔102的一端。

在第二容纳腔中还固定有：电池170、惯性导航模块180和管理模块190，惯性导航模块180用于监测船体100的速度和加速度；所述管理模块190与潜水泵141、两个流量阀145、两个流量计146、惯性导航模块180相连接，用于数据的接收和命令的下达；所述电池170与所述潜水泵141、两个流量阀145、两个流量计146、惯性导航模块180和管理模块190相连接，用于整船的供电。

在本实施例中，惯性导航模块180、电池170及管理模块190均以螺栓连接的方式固定在船体100上，且均需做防水处理。

在另一个实施例中，采用陀螺仪替换惯性导航模块180实现船体的定位导航。

在本实施例中，在所述船体100的周向设置有分隔的第一储水舱106和第二储水舱107，且所述第一储水舱106对应所述第一容纳腔102设置，第二储水舱107相对所述第二容纳腔103设置；在所述分隔板101上通过螺栓固定有第一叶片泵161和第二叶片泵162，且第一叶片泵161和第二叶片泵162均有进水、出水两口，第一叶片泵161进水口和出水口分别通过水管与第一储水舱106和船体100外侧相连通，管理第一储水舱106中液体的进出；第二叶片泵162进水口和出水口分别通过水管与第二储水舱107和船体100外侧相连通，用于管理第二储水舱107中液体的进出。

以第一叶片泵161为例，第一叶片泵161为双向叶片泵，通过正反转双向自吸可以实现在泵的两端吸或排液，现在讨论正转情况，当第一叶片泵161正转时，第一叶片泵161下口为进水口，上口为出水口，将第一叶片泵161进水口通过水管与船外水体直连，出水口通过水管连接深入第一储水舱106底部，正转时，船外流体通过第一叶片泵161排入第一储水舱106，达到第一储水舱106储水的目的，当其反转时，第一储水舱106舱内流体通过第一叶片泵161排出船外，达到第一储水舱106排水的目的。第二叶片泵162的工作原理与第一叶片泵161相同。

所述凸缘122插入所述第一储水舱106中，所述第二固定架124和第三固定架125均设置在第一储水舱106上。

所述第一叶片泵161和第二叶片泵162均与电池170和管理模块190相连接。

本实用新型提供的水上垃圾清理器在放入水上时，将上盖120与船体100连接处沉入水中，但船体100后半部分(第二容纳腔103)需高于水面，通过潜水泵141进行泵吸，使垃圾收集桶110下沉，于是垃圾收集桶110上边缘周边的流体与桶内有高度差，导致周边流体流向桶内，同时周边流体所附带的垃圾也随之流入桶内，由于凸台管111与第一通孔104之间有空隙，水流通过第一通孔104流进垃圾收集桶110与第一容纳腔102船体之间的缓冲层中，使得垃圾收集桶110上浮至限位台阶123随着垃圾收集桶110中的流体体积增加，对缓冲层中的水流进行挤压，垃圾收集桶110下沉，潜水泵141泵入的液体由输出水管144喷出的水击打水力轮130，推动船体100向前运动，通过流量阀145限制输出的流量，使两侧的水力轮130可以差速运动，以完成船体100的转弯功能，在两侧水力130转速相等的情况下，由于水体存在各种阻力，并不能保证船体100做直线运动，这里通过增加惯性导航模块180，以实时反馈船体100此时的速度及加速度，并以此进一步限制流量阀145输出流速，且流量计146反馈其流量示数，与此同时，船只在行驶过程中，会受到来自水体对其的阻力，由于在垃圾收集桶110满载时，船体质量集中在前部，因此，在船体100中后部分增加了配重块157，并对应增加了其移动配重块157的装置，即直线运动模块150，同时通过第一叶片泵161和第二叶片泵162往第一储水舱106和第二出水舱107中注入或泵出水，以进一步管理重心位置。

本实用新型设计开发的一种水上垃圾清理器，通过液力传动实现在小型水域的自动垃圾清理，稳定性好，对环境不会产生危害，填补了液力传动在小型垃圾清理器上应用极少的空白；

本实用新型设计开发的一种水上垃圾清理器，通过垃圾收集桶和水利循环装置平衡进出的水流流量实现自浮，同时利用装置内外形成的水位差，使水面漂浮垃圾自动流入垃圾收集桶，相比较于固定式垃圾桶由于水的流向不确定性使得对垃圾收集更困难，采用自浮式垃圾收集桶，仅需要对潜水泵进行供电，大大降低能源损耗的同时，提高了垃圾收集效率，也大幅减小了设备整体质量；

本实用新型设计开发的一种水上垃圾清理器，通过从垃圾收集桶中泵出的水打击在水力轮上，可以驱动船体运动及转向，并无需额外能源，且小船上的惯性导航模块可以很好的监测及纠正船体姿态，采用前后侧储水舱以及后舱内的配重块可以较好的管理船体的俯仰姿态，使其可以以更好的姿态运行，提高清洁效率的同时能够实现浅水域的自动清理。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种水上垃圾清理器，其特征在于，包括：

船体；以及

分隔板，其设置在所述船体内，且所述分隔板将所述船体分隔为第一容纳腔和第二容纳腔；

垃圾收集桶，其可上下移动的设置在所述第一容纳腔内；

上盖，其为船艏型结构，所述上盖间隔设置在所述第一容纳腔的上部，且所述上盖的内侧设置有限位台阶，用于限制所述垃圾收集桶的上浮位移；

水利循环装置，其固定在所述第二容纳腔中，且所述水利循环装置的进水口与所述垃圾收集桶相连通；

两个水力轮，其对称可转动的固定在所述船体外侧；

其中，所述第一容纳腔的高度低于所述第二容纳腔的高度，所述上盖的上边缘与所述第二容纳腔的上边缘等高，所述水利循环装置的出水口对应设置在所述两个水力轮的上方。

2.如权利要求1所述的水上垃圾清理器，其特征在于，所述船体还包括：

第一储水舱，其设置在所述船体的周向，且所述第一储水舱对应所述第一容纳腔设置；

第二储水舱，其设置在所述船体的周向，且所述第二储水舱相对所述第二容纳腔设置；

第一通孔，其设置在所述第一容纳腔的底部；

第二通孔，其设置在所述第二容纳腔的底部；

其中，所述第一储水舱和第二储水舱独立设置。

3.如权利要求2所述的水上垃圾清理器，其特征在于，所述垃圾收集桶还包括：

凸台管，其一体成型在所述垃圾收集桶的底部，且所述凸台管可在所述第一通孔中上下移动。

4.如权利要求2所述的水上垃圾清理器，其特征在于，所述上盖包括：

第一固定架，其设置在所述上盖的底部前端，且所述第一固定架底部为直径缩小的凸缘；

第二固定架，其设置在所述上盖的底部后端，且所述第二固定架可拆卸的固定在所述分隔板上；

第三固定架，其设置在所述上盖的底部后端，且所述第三固定架与所述第二固定架对称设置，所述第三固定架可拆卸的固定在所述分隔板上；

限位板，其设置在所述第二固定架和第三固定架之间，且所述限位板的底边高于所述第二固定架和第三固定架的底边，所述限位板的宽度大于第二固定架和第三固定架的宽度，用于限制所述垃圾收集桶的上浮位移；

其中，所述限位台阶设置在所述第一固定架的内侧，所述凸缘插入所述第一储水舱中，所述第二固定架和第三固定架均设置在第一储水舱上。

5.如权利要求3所述的水上垃圾清理器，其特征在于，所述水利循环装置包括：

潜水泵，其固定在所述第二容纳腔中；

输入水管，其一端可移动的设置在凸台管中，另一端与所述潜水泵的泵入口相连接；

三通管，其一端与所述潜水泵的输出口相连接；

两个输出水管，其一端分别与所述三通管的其余两端相连接，另一端分别对应设置在所述两个水力轮的上方；

其中，所述输入水管的另一端穿过第二通孔且与所述第二通孔过盈配合。

6.如权利要求5所述的水上垃圾清理器，其特征在于，还包括：

第一叶片泵，其固定在所述分隔板上，且所述第一叶片泵的进水口与第一储水舱相连接，第一叶片泵的出水口设置在船体外；

第二叶片泵，其固定在所述分隔板上，且所述第二叶片泵的进水口与第二储水舱相连接，第二叶片泵的出水口设置在船体外。

7.如权利要求6所述的水上垃圾清理器，其特征在于，还包括：

电池，其与所述潜水泵、第一叶片泵和第二叶片泵相连接。

8.如权利要求7所述的水上垃圾清理器，其特征在于，还包括：

步进电机，其固定在所述第二容纳腔中；

联轴器，其一端与所述步进电机的输出端相连接；

丝杠，其可转动的固定在所述第二容纳腔远离第一容纳腔的一端，且所述丝杠的中心轴与船体的中心轴重合，所述丝杠的一端与所述联轴器的另一端相连接；

两个光轴，其平行设置在所述丝杠的两侧；

配重块，其匹配套设在所述丝杠上，且所述配重块的两侧可滑动的穿过所述两个光轴。