一种水面垃圾自动打捞船制造技术

本发明专利技术公开了一种水面垃圾自动打捞船，包括船体以及动力系统、控制系统、收集系统、打捞输送系统；所述控制系统由单片机，指南针控制器、加速检测传感器、继电器、执行器组成，执行器主要包括超声波传感器、伺服驱动器、转轴、遮光板和底板，超声波传感器与伺服驱动器通讯连接，伺服驱动器包括伺服电机，超声波传感器将信号传递给伺服驱动器，伺服驱动器控制伺服电机的转动，当伺服电机转动时，转轴带动底板和加速检测传感器一起转动，但此时指南针控制器指向不变，从而所述加速检测传感器与所述船体相对位置发生改变；该发明专利技术利用智能打捞和无人驾驶，解决了传统打捞劳动强度大、工作环境恶劣、清理效率低下等弊端。

【技术实现步骤摘要】
一种水面垃圾自动打捞船
本专利技术属于智能控制
，涉及一种水面垃圾自动打捞船。
技术介绍
现在已有的大型打捞船依靠燃油驱动，不仅存在空气污染、噪声污染和油污污染等问题，而且体积庞大、运行成本高、能耗大，需要专业人士操作，从而不能被广泛地应用于城市河道和风景区水域的垃圾收集作业，难以推广普及。为解决水面垃圾收集的问题，目前很多地区还是采用人工打捞的方式为主，采用半舱式或甲板机动驳船，由环卫工人手持网兜站在甲板上直接把垃圾捞上来。这种传统的打捞方法劳动强度大、工作环境恶劣，人身安全没有保证，清理垃圾效率低；传统的水面垃圾清理船采用直线式往复运动的轨迹打捞，由于垃圾相对于水面有一定的漂移，打捞效果不好，操纵人员需要根据垃圾分布不均匀的情况不停地来回操纵，费时费力，且对机器损害较大，而且，一般的机械化打捞设备作业面小，不能到达滩涂、狭窄河边工作，无法彻底清除垃圾。本专利技术在现有技术的基础上作出了改进，使打捞垃圾的效率提高，很好地克服了上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种水面垃圾自动打捞船，能自主追寻垃圾的轨迹；利用偏心轮的原理，采用特殊的收集装置，将前方的漂浮垃圾引导过来，收集后置于专用的垃圾箱内。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种水面垃圾自动打捞船，包括船体，船体包括动力系统和电源系统，所述动力系统主要包括驱动电机和螺旋桨，所述驱动电机和螺旋桨传动连接；所述电源系统位于船体内并与动力系统电性连接，为动力系统提供电能，其特征在于：还包括控制系统，收集系统、打捞输送系统；所述控制系统主要包括单片机、加速检测传感器、指南针控制器和执行器，单片机与加速检测传感器通讯连接，所述加速检测传感器相对所述船体固定时，加速检测传感器检测到指南针控制器传递的位置信号，单片机收到传递的信号后，通过PWM波控制驱动电机运动，驱动电机带动螺旋桨完成船体的前进运动；所述执行器主要包括超声波传感器、伺服驱动器、转轴、遮光板和底板，底板与加速检测传感器固定连接于转轴上，转轴连接于伺服驱动器上，指南针控制器固定连接于遮光板上，遮光板通过支柱连接于底板上方，超声波传感器与伺服驱动器通讯连接，所述伺服驱动器相对于所述船体位置不变，伺服驱动器包括伺服电机，超声波传感器将信号传递给伺服驱动器，伺服驱动器控制伺服电机的转动，当伺服电机转动时，由于转轴连接于伺服驱动器上，转轴带动底板和加速检测传感器一起转动，但此时指南针控制器指向不变，从而所述加速检测传感器与所述船体相对位置发生改变，所述加速检测传感器检测到指南针控制器信号的位置改变，进而使所述船体前进的主方向改变，从而改变船体的运动方向；所述收集系统由收集轮和收集板组成，所述收集轮为左右两个仿形变翼偏心收集轮，所述收集板为变翼偏心收集板，所述左仿形变翼偏心收集轮和所述右仿形变翼偏心收集轮分别带动所述变翼偏心收集板进行相向伸缩集拢的回转运动，收集轮带动收集板进行回转运动，将垃圾集中到所述打捞输送系统前；所述打捞输送系统由打捞板、输送板、同步输送链、链轮、同步长轴和铰链架组成，所述同步输送链与水平面成50度角，所述打捞板通过铰链架安装于所述同步长轴上；所述打捞板随着所述同步输送链绕着所述链轮转动，下一个所述同步长轴支撑起所述铰链架的自由端，所述打捞板继续随着所述同步输送链绕着所述链轮转动，如此往复，所述打捞板相对输送面完成从负角度到正角度的翻转，将垃圾打捞至所述输送板上。优选的，所述控制系统的单片机型号为STM32F103RBT6。优选的，所述驱动电机的型号为120W，12V微型直流永磁调速5D120GN-CC型电机。优选的，所述超声波传感器的型号为KS103系列。优选的，所述打捞输送系统采用弧状导向轨道，所述打捞板为网状，所述打捞板上设有剔片，所述剔片在随所述打捞板进行打捞运动时，还沿着所述弧状导向轨道所给定的方向不断上下运动，将缠绕在所述打捞板上的垃圾向上剔除干净。优选的，所述链轮为两对大、小链轮(构造)。优选的，所述同步输送链为两条同步输送链并行，每间距一定链节数用一根所述同步长轴相连，所述同步长轴具有实现所述同步输送链同步和安装所述打捞板的作用。优选的，所述指南针控制器包括指南针及指南针顶部的遮光片，所述加速检测传感器检测到所述指南针顶部遮光板传递的位置信号，单片机收到传递的信号后，通过PWM波控制驱动电机运动，驱动电机带动螺旋桨完成船体的前进运动。优选的，所述伺服控制器有一个比较器，将外加信号与基准信号相比较，判断出方向和大小，从而产生伺服电机的转动信号。本专利技术与现有技术相比所具有的有益效果：该专利技术利用智能打捞和无人驾驶，解决了传统打捞方式中劳动强度大、工作环境恶劣、人身安全没有保障、清理效率低下、产生环境污染和噪声污染、作业面小等弊端。利用螺旋式前进运动，解决了传统直线式往返运动造成的操作费时费力，对机器损害较大的弊端，能够沿着垃圾所在区域行驶，使打捞效果更好；收集轮设计采用仿形变翼偏心运动机构，带动收集板进行伸缩集拢回转运动，增加了作业的有效幅宽，提高了工作效率与作业质量；打捞机构采用弧状导向轨道，网状打捞板上套有剔片，剔片在随捞杆进行打捞运动的同时，还沿着弧状导向轨道所给定的方向不断上下运动，将缠绕在打捞板上的垃圾向上剔除干净，防止塑料袋等缠绕在打捞板上，保证整个系统可以可靠工作。附图说明图1是控制系统部分结构示意图；图2是打捞输送系统结构示意图；图3是同步输送链结构示意图；图4是水面垃圾清洁装置侧视示意图；图5是本专利技术整体示意图。1、加速检测传感器；2、指南针控制器；3、减速电机；4、转轴；5、遮光板；6、底板；7、收集轮；8、打捞板；9、输送板；10、同步输送链；11、链轮；12、同步长轴13、铰链架；A、船体；B、收集系统；C、打捞输送系统。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。本专利技术的一种水面垃圾自动打捞船，包括船体A，所述船体A包括动力系统和电源系统，所述动力系统主要包括驱动电机和螺旋桨，所述驱动电机和螺旋桨传动连接，驱动电机的型号为120W，12V微型直流永磁调速5D120GN-CC型电机；所述电源系统位于船体A内并与动力系统电性连接，为动力系统提供电能，还包括控制系统，收集系统B、打捞输送系统C；所述控制系统主要包括单片机、加速检测传感器1、指南针控制器2和执行器，单片机型号为STM32F103RBT6，单片机与加速检测传感器1通讯连接，所述指南针控制器2包括指南针及指南针顶部的遮光片，所述加速检测传感器1相对所述船体固定时，所述加速检测传感器1检测到所述指南针顶部遮光板5传递的位置信号，单片机收到传递的信号后，通过PWM波控制驱动电机运动，驱动电机带动螺旋桨完成船体A的前进运动；所述执行器主要包括超声波传感器、伺服驱动器、转轴4、遮光板5和底板6，底板6与加速检测传感器1固定连接于转轴4上，转轴4连接于伺服驱动器上，指南针控制器2固定连接于遮光板5上，遮光板5通过支柱连接于底板6上方，超声波传感器的型号为KS103系列，超声波传感器与伺服驱动器通讯连接，所述伺服驱动器相对于所述船体位置不变，伺服驱动器包括伺服电机3，超声波传感器将信号传递给伺服驱动器，伺服驱动器控制伺服电机3的转动，当伺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水面垃圾自动打捞船，包括船体（A），所述船体（A）包括动力系统和电源系统，所述动力系统主要包括驱动电机和螺旋桨，所述驱动电机和螺旋桨传动连接；所述电源系统位于船体（A）内并与动力系统电性连接，为动力系统提供电能，其特征在于：还包括控制系统，收集系统（B）、打捞输送系统（C）；所述控制系统主要包括单片机、加速检测传感器（1）、指南针控制器（2）和执行器，单片机与加速检测传感器（1）通讯连接，所述加速检测传感器（1）相对所述船体固定时，加速检测传感器（1）检测到指南针控制器（2）传递的位置信号，单片机收到传递的信号后，通过PWM波控制驱动电机运动，驱动电机带动螺旋桨完成船体（1）的前进运动；所述执行器主要包括超声波传感器、伺服驱动器、转轴（4）、遮光板（5）和底板（6），底板（6）与加速检测传感器（1）固定连接于转轴（4）上，转轴（4）连接于伺服驱动器上，指南针控制器（2）固定连接于遮光板（5）上，遮光板（5）通过支柱连接于底板（6）上方，超声波传感器与伺服驱动器通讯连接，所述伺服驱动器相对于所述船体位置不变，伺服驱动器包括伺服电机（3），超声波传感器将信号传递给伺服驱动器，伺服驱动器控制伺服电机（3）的转动，当伺服电机（3）转动时，由于转轴（4）连接于伺服驱动器上，转轴（4）能带动底板（6）和加速检测传感器（1）一起转动，但此时指南针控制器（2）指向不变，从而所述加速检测传感器（1）与所述船体相对位置发生改变，所述加速检测传感器（1）检测到指南针控制器（2）信号的位置改变，进而使所述船体前进的主方向改变，从而改变船体（A）的运动方向；所述收集系统由收集轮（7）和收集板（71）组成，所述收集轮（7）为左右两个仿形变翼偏心收集轮，所述收集板为变翼偏心收集板，所述左仿形变翼偏心收集轮和所述右仿形变翼偏心收集轮分别带动所述变翼偏心收集板进行相向伸缩集拢的回转运动，收集轮（7）带动收集板（71）进行回转运动，将垃圾集中到所述打捞输送系统前；所述打捞输送系统由打捞板（8）、输送板（9）、同步输送链（10）、链轮（11）、同步长轴（12）和铰链架（13）组成，所述同步输送链（10）与水平面成50度角，所述打捞板（8）通过铰链架（13）安装于所述同步长轴上（13）；所述打捞板（8）随着所述同步输送链（10）绕着所述链轮（11）转动，下一个所述同步长轴支撑起所述铰链架（13）的自由端，所述打捞板（8）继续随着所述同步输送链（10）绕着所述链轮（11）转动，如此往复，所述打捞板（8）相对输送面完成从负角度到正角度的翻转，将垃圾打捞至所述输送板（9）上。...

【技术特征摘要】
1.一种水面垃圾自动打捞船，包括船体（A），所述船体（A）包括动力系统和电源系统，所述动力系统主要包括驱动电机和螺旋桨，所述驱动电机和螺旋桨传动连接；所述电源系统位于船体（A）内并与动力系统电性连接，为动力系统提供电能，其特征在于：还包括控制系统，收集系统（B）、打捞输送系统（C）；所述控制系统主要包括单片机、加速检测传感器（1）、指南针控制器（2）和执行器，单片机与加速检测传感器（1）通讯连接，所述加速检测传感器（1）相对所述船体固定时，加速检测传感器（1）检测到指南针控制器（2）传递的位置信号，单片机收到传递的信号后，通过PWM波控制驱动电机运动，驱动电机带动螺旋桨完成船体（1）的前进运动；所述执行器主要包括超声波传感器、伺服驱动器、转轴（4）、遮光板（5）和底板（6），底板（6）与加速检测传感器（1）固定连接于转轴（4）上，转轴（4）连接于伺服驱动器上，指南针控制器（2）固定连接于遮光板（5）上，遮光板（5）通过支柱连接于底板（6）上方，超声波传感器与伺服驱动器通讯连接，所述伺服驱动器相对于所述船体位置不变，伺服驱动器包括伺服电机（3），超声波传感器将信号传递给伺服驱动器，伺服驱动器控制伺服电机（3）的转动，当伺服电机（3）转动时，由于转轴（4）连接于伺服驱动器上，转轴（4）能带动底板（6）和加速检测传感器（1）一起转动，但此时指南针控制器（2）指向不变，从而所述加速检测传感器（1）与所述船体相对位置发生改变，所述加速检测传感器（1）检测到指南针控制器（2）信号的位置改变，进而使所述船体前进的主方向改变，从而改变船体（A）的运动方向；所述收集系统由收集轮（7）和收集板（71）组成，所述收集轮（7）为左右两个仿形变翼偏心收集轮，所述收集板为变翼偏心收集板，所述左仿形变翼偏心收集轮和所述右仿形变翼偏心收集轮分别带动所述变翼偏心收集板进行相向伸缩集拢的回转运动，收集轮（7）带动收集板（71）进行回转运动，将垃圾集中到所述打捞输送系统前；所述打捞输送系统由打捞板（8）、输送板（9）、同步输送链（10）、链轮（11）、同步长轴（12）和铰链架（13）组成，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏醒醒，刘云平，刘佳，司青云，陆祺恺，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32