一种智能化水面漂浮垃圾收集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种智能化水面漂浮垃圾收集装置，包括船体支撑结构、能源驱动系统、活塞往复结构和垃圾收集倾倒结构和控制器。所述能源驱动系统包括风力驱动装置和光能驱动装置，所述光能驱动装置提供运行动力，活塞往复结构用于引导水流与垃圾分离，所述风力驱动装置与活塞往复结构连接。垃圾收集倾倒结构将分离后的垃圾倒入垃圾收集框。本实用新型专利技术可自动实现垃圾的过滤收集和垃圾的倾倒，较常规船型收集装置上的带传动而言，大大减小了装置体积，实现装置的灵活性和小型性。采用风力驱动和光能驱动相结合的方式，有效实现了装置能源的清洁性，并大大降低了能耗。

An intelligent floating garbage collection device

【技术实现步骤摘要】
一种智能化水面漂浮垃圾收集装置
本技术涉及一种智能化水面漂浮垃圾收集装置，尤其是指，一种能够实现智能化运行的小型无人水面漂浮垃圾收集装置及其控制方法，属于水面垃圾清理

技术介绍
随着人们对塑料制品的依赖，在众多旅游景区湖面、河道甚至海洋区域都出现了严重的塑料漂浮垃圾，这不仅严重影响环境美观，更因塑料的难以降解以及所处位置的特性，严重威胁了水生生物的生存，进而影响着人们的生活和健康。因此，如何清除这些水面漂浮垃圾已经成为世界各国急需解决的难题。从目前的垃圾清理手段来看，我国主要还是靠人工打捞的形式：通过人工驾驶小船，携带长竹竿网进行打捞。此种方式主要依赖于人力，并因水上作业的难度，大大增加了劳动者的工作强度和安全隐患。从各国现存的自动化垃圾收集装置来看，主要有两种形式：其一是船载水泵形式，通过将一个桶状水泵携挂在船边缘，并将其沉没在水面以下，通过抽吸水，促使水具有流动性，进而将漂浮垃圾引入水泵中，此种方式可以有效的收集水面垃圾，但因其自身需要船只的搭运，在垃圾收集成本和能耗方面将大大增加；其二则是双体船结构形式，该装置整体而言包含垃圾收集装置、垃圾运输和垃圾处理装置，其中，该装置将垃圾从水面运输到垃圾收集装置中，往往采用具有一点倾斜安装的带传动形式，该传递形式因为占用较大空间而体型较为庞大，在应对小范围的景区湖泊、河道的垃圾治理，显得尤为不合适。因此，开发一种节能、智能化且小型的水面漂浮垃圾的清理装置，将是现在社会应对水面环境治理的有效手段。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种智能化水面漂浮垃圾收集装置，能够有效利用风能和光能作为驱动系统，实现对垃圾的收集和倾倒。为了解决上述问题，本技术采用的技术方案如下：一种智能化水面漂浮垃圾收集装置，包括船体支撑结构、能源驱动系统、活塞往复结构和垃圾收集倾倒结构和控制器，所述船体支撑结构包括浮子平台、安装于浮子平台上、下端的上平台及下平台，所述上平台上安装信号接收天线，所述浮子平台具有空腔和作为水流涵道的下凹腔体，浮子平台在前端和尾部分别安装由第一电机驱动的转轮和垃圾收集框，浮子平台外安装有由第二电机驱动的推进器，所述垃圾收集框内安装第二重量传感器，所述能源驱动系统包括安装在上平台上的风力驱动装置和光能驱动装置，所述光能驱动装置为船体支撑结构提供运行动力，活塞往复结构安装在下平台内，用于引导水流与垃圾分离，所述风力驱动装置与活塞往复结构连接，所述垃圾收集倾倒结构，包括放置在下凹腔体内的镂空的垃圾收集篮和6根安装在上平台与下平台之间的丝杠，各丝杠分别由安装在上平台上对应处的电机控制，6根丝杠分左、中、右三组，每组前、后两根，每个丝杠上各安装一螺母，所述垃圾收集篮内安装有第一重量传感器，垃圾收集篮包括左篮体和右篮体，左、右篮体分别连接在相邻两排丝杠的螺母之间，两个篮体之间开设供推杆穿过的圆孔，每个丝杠上各安装两个限位开关，三组丝杠上端的限位开关的位置依次下降，位于下端的限位开关的位置呈中间低两边高的V字形，所述控制器分别与光能驱动装置、第一、第二电机、控制丝杠的所有电机、限位开关及两个重量传感器相连接。上述智能化水面漂浮垃圾收集装置，第一电机工作，浮子平台前端的转轮将垃圾导入作为水流涵道的下凹腔体内，然后水流从垃圾收集篮流入下平台内的活塞往复结构中，此时，漂浮在水中的垃圾将停留在垃圾篮内。风力驱动装置带动活塞往复结构做往复运动，将进入活塞往复结构的水排出。垃圾收集篮的初始位置成V字形。当控制丝杠的电机反转时，丝杠上的螺母带动左、右篮体的位置发生改变，并最终成倾倒状态，垃圾顺着重力因素滚落到垃圾收集框。当控制丝杠的电机正转，并完成垃圾收集篮的位置复原成初始状态的V字形。进一步，所述风力驱动装置包括风机和齿轮系统，齿轮系统包括齿轮箱和齿轮齿条结构，所述齿轮箱通过中空立柱安装在上平台上，所述齿轮齿条结构包括与风机同轴连接的主齿轮、位于主齿轮两侧并与其相啮合的左从动齿轮、右从动齿轮以及竖向安装在中空立柱内的双边直齿条，所述双边直齿条与活塞往复结构中活塞推杆的顶端通过联轴器连接，所述左、右从动齿轮分别同轴安装有左、右扇形齿轮，所述双边直齿条位于左、右扇形齿轮之间，两个扇形齿轮的初始位置错开一定角度，当主齿轮转动时，两个扇形齿轮间歇性的与双边直齿条的一侧啮合，带动双边直齿条进行往复运动，所述光能驱动装置包括安装在空腔内的蓄电池、光伏控制器、第一电机、第二电机和安装在上平台上的太阳能电池板，所述蓄电池的输入端依次连接光伏控制器和太阳能电池板，蓄电池的输出端与位于空腔内的控制器相连接。进一步，所述活塞往复结构包含活塞缸、活塞推杆、上端盖和方形台，所述活塞缸位于下凹腔体的下方，所述上端盖与活塞缸固定配合，所述方形台设置在活塞缸上且为中空结构，所述上端盖安装有第一电磁单向阀，活塞缸上室侧壁通过管道与第二电磁单向阀连接，两个电磁单向阀各由不同的继电器控制，活塞缸上室侧壁及活塞缸底部分别安装有限位块,，活塞缸下室通过管道与设置在下平台中的弹性气囊连接，所述丝杠的底端安装在方形台上。上述活塞往复结构的原理是，活塞推杆受双边直齿条的驱动上下运动，当活塞触碰到上室侧壁的限位块时，第一电磁单向阀打开，水流进入活塞缸上腔室，随着活塞推杆下移，下腔体的空气受压缩进入弹性气囊；当活塞触碰到底部的限位块时，第二电磁单向阀打开，第一电磁单向阀关闭，水流从上室侧壁连接的管道开始流出，接着，活塞推杆上移，活塞上方的水流不断流出，弹性气囊的气体进入下腔体。这样不断往复运动，实现水流的不断排出。进一步，所述浮子平台包括两个对称设置的长圆柱空腔浮子，每个空腔浮子的中段在外周设有方形平台，两个空腔浮子的前端、后端分别设有挡板和钢丝网挡板，所述空腔位于空腔浮子内，所述下凹腔体由两个空腔浮子与挡板及钢丝挡板围成，所述转轮位于挡板的上方，转轮转动时将水面垃圾导入下凹腔体内，当转轮停止转动，阻挡下凹腔体内的垃圾外溢。进一步，所述转轮包括长轴、安装在长轴上的长轴套和沿长度方向固定在长轴套周面上的三个长方形叶片，所述船体支撑结构的最大吃水线位于长方形叶片转动至上方呈竖直状态时的中间位置。采用这种结构，在转轮转动的时候，可将外侧垃圾以收割机方法收集到水流涵道区域；当转轮停止转动时，又可防止收集的垃圾向外侧流出。进一步，所述下平台为倒置的棱台结构，它由中部具有开口圆形的上板、4块侧板和底板构成，下平台内部中心处设有圆柱形侧壁，所述圆柱形侧壁将下平台的空间分隔成放置活塞缸的活塞室和位于活塞室外的密封室，弹性气囊位于密封室内，密封室内填充有配重块。进一步，为了方便电机的安装固定和加固上平台，所述上平台由上板和竖向固接在上板底部两侧的2块挡板组成，所述上板的上表面按左、中、右依次设置3组用于安装电机的电机凸台，每个挡板外侧分别固接3根立柱，所述立柱安装在浮子平台上。进一步，所述垃圾收集框为双层套装结构，包括中空的方形外箱和无上盖的方形内箱，所述外箱套装在内箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：/n包括船体支撑结构、能源驱动系统、活塞往复结构和垃圾收集倾倒结构和控制器，/n所述船体支撑结构包括浮子平台、安装于浮子平台上、下端的上平台及下平台，所述上平台上安装信号接收天线，/n所述浮子平台具有空腔和作为水流涵道的下凹腔体，浮子平台在前端和尾部分别安装由第一电机驱动的转轮和垃圾收集框，浮子平台外安装有由第二电机驱动的推进器，所述垃圾收集框内安装第二重量传感器，/n所述能源驱动系统包括安装在上平台上的风力驱动装置和光能驱动装置，所述光能驱动装置为船体支撑结构提供运行动力，活塞往复结构安装在下平台内，用于引导水流与垃圾分离，所述风力驱动装置与活塞往复结构连接，/n所述垃圾收集倾倒结构，包括放置在下凹腔体内的镂空的垃圾收集篮和6根安装在上平台与下平台之间的丝杠，各丝杠分别由安装在上平台上对应处的电机控制，6根丝杠分左、中、右三组，每组前、后两根，/n每个丝杠上各安装一螺母，所述垃圾收集篮内安装有第一重量传感器，垃圾收集篮包括左篮体和右篮体，/n左、右篮体分别连接在相邻两排丝杠的螺母之间，两个篮体之间开设供推杆穿过的圆孔，每个丝杠上各安装两个限位开关，三组丝杠上端的限位开关的位置依次下降，位于下端的限位开关的位置呈中间低两边高的V字形，/n所述控制器分别与光能驱动装置、第一、第二电机、控制丝杠的所有电机、限位开关及两个重量传感器相连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：
包括船体支撑结构、能源驱动系统、活塞往复结构和垃圾收集倾倒结构和控制器，
所述船体支撑结构包括浮子平台、安装于浮子平台上、下端的上平台及下平台，所述上平台上安装信号接收天线，
所述浮子平台具有空腔和作为水流涵道的下凹腔体，浮子平台在前端和尾部分别安装由第一电机驱动的转轮和垃圾收集框，浮子平台外安装有由第二电机驱动的推进器，所述垃圾收集框内安装第二重量传感器，
所述能源驱动系统包括安装在上平台上的风力驱动装置和光能驱动装置，所述光能驱动装置为船体支撑结构提供运行动力，活塞往复结构安装在下平台内，用于引导水流与垃圾分离，所述风力驱动装置与活塞往复结构连接，
所述垃圾收集倾倒结构，包括放置在下凹腔体内的镂空的垃圾收集篮和6根安装在上平台与下平台之间的丝杠，各丝杠分别由安装在上平台上对应处的电机控制，6根丝杠分左、中、右三组，每组前、后两根，
每个丝杠上各安装一螺母，所述垃圾收集篮内安装有第一重量传感器，垃圾收集篮包括左篮体和右篮体，
左、右篮体分别连接在相邻两排丝杠的螺母之间，两个篮体之间开设供推杆穿过的圆孔，每个丝杠上各安装两个限位开关，三组丝杠上端的限位开关的位置依次下降，位于下端的限位开关的位置呈中间低两边高的V字形，
所述控制器分别与光能驱动装置、第一、第二电机、控制丝杠的所有电机、限位开关及两个重量传感器相连接。


2.根据权利要求1所述的智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：
所述风力驱动装置包括风机和齿轮系统，齿轮系统包括齿轮箱和齿轮齿条结构，所述齿轮箱通过中空立柱安装在上平台上，
所述齿轮齿条结构包括与风机同轴连接的主齿轮、位于主齿轮两侧并与其相啮合的左从动齿轮、右从动齿轮以及竖向安装在中空立柱内的双边直齿条，所述双边直齿条与活塞往复结构中活塞推杆的顶端通过联轴器连接，所述左、右从动齿轮分别同轴安装有左、右扇形齿轮，所述双边直齿条位于左、右扇形齿轮之间，两个扇形齿轮的初始位置错开一定角度，当主齿轮转动时，两个扇形齿轮间歇性的与双边直齿条的一侧啮合，带动双边直齿条进行往复运动，
所述光能驱动装置包括安装在空腔内的蓄电池、光伏控制器、第一电机、第二电机和安装在上平台上的太阳能电池板，所述蓄电池的输入端依次连接光伏控制器和太阳能电池板，蓄电池的输出端与位于空腔内的控制器相连接。


3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宇，龙振东，王家之，田卡，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：新型
国别省市：上海;31