【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋垃圾收集装置，具体公开了一种多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置。
技术介绍
1、随着沿海经济的不断发展，沿海地区的人口迅速增加，海洋垃圾问题也变得日益突出，成为了环保工作中需要重点处理和解决的问题。
2、在目前海洋污染物清理过程中，传统清污设备存在各式各样的问题。例如cn205059948u中公开一种自动化水面垃圾清扫船，所采用的叶轮式垃圾收集手臂，所述叶轮式垃圾收集手臂(4)包括固定于船体(1)两侧的固定手臂(41)以及连接于固定手臂(41)与船体(1)之间的活动拉杆(42)，所述固定手臂(41)包括固定于船体(1)侧面的固定轮(411)以及通过传动履带连接的从动轮(412)，所述活动拉杆(42)与从动轮(412)连接，所述传动履带上等间距设置有若干栅叶(413)，所述栅叶(413)为折板状且折板夹角为45°。该专利中的垃圾捕捉手臂刚性过强，弹性程度差，对于近岸海水垃圾捕捉效果较差，同时大部分海洋垃圾收集设备多为电动机驱动，仅靠太阳能电池板一种充电方式进行供电，在海域工作环境下容易续航不足。因此，亟需一种新型海洋垃圾回收装置解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提出一种多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置。该装置采用介电弹性体制作垃圾集中捕捉装置的机械臂，使其工作更加灵活有力，能更准确捕捉更多类型和更多区域的水面污染物，同时增加了介电弹性体薄膜风帆发电设备，使本装置保持平衡的同时产生一种清洁能源，采
2、为达到以上目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，包括船体(8)、太阳能电池板(3)、蓄电池(6)、涡轮发动机(10)、控制单元，所述装置还包括：雷达感应器(1)、回收槽(4)、介电弹性体薄膜风帆发电设备(5)、翼板发电设备(7)、梳状传送带(23)、两个介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)；
4、所述船体(8)中部设有回收槽(4)，所述回收槽(4)两端的船体(8)上连接有翼板发电设备(7)，回收槽(4)下部连接有抬升设备(11)，抬升设备(11)能控制回收槽(4)升起或落下；梳状传送带(23)的顶部连接回收槽(4)的进口，梳状传送带(23)的底部位于两个介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)之间的区域，在梳状传送带(23)内侧设置步进电机(20)，所述步进电机用于提供梳状传送带运作的动力；
5、所述介电弹性体垃圾捕捉手臂包括矩形介电弹性体片(13)、金属杆一(15)、金属杆二(16)、金属杆三(14)、旋转电机一(17)、旋转电机二(22)和金属底座(18)，旋转电机一(17)、旋转电机二(22)均安装在金属底座内，旋转电机一(17)的输出端连接金属杆一(17)的一端，带动金属杆一(17)完成水平面内的转动；所述旋转电机二(22)的输出端连接金属杆三(14)的一端，金属杆三(14)的另一端与金属杆二(16)铰接，金属底座(18)固定在船体(8)的前方；所述金属杆二(16)与金属杆一(15)平行，金属杆一(15)和金属杆二(16)之间平行等间距转动设置多个矩形介电弹性体片(13)，矩形介电弹性体片(13)以单倍矩形介电弹性体片(13)长边边长为间隔长度平行排布，金属杆二(16)与矩形介电弹性体片转动连接，金属杆二(16)通过多个矩形介电弹性体片(13)与金属杆一(15)连接成为一体，使金属杆一(15)和金属杆二(16)在同一平面上绕金属底座(18)做平行于海平面的转动；
6、控制单元控制梳状传送带(23)和两个介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)同步工作；所述控制单元同时与介电弹性体薄膜风帆发电设备(5)、太阳能电池板(3)、蓄电池(6)、翼板发电设备(7)电性连接。
7、进一步地，所述矩形介电弹性体片(13)由矩形介电弹性体薄膜及在薄膜四周粘接的金属框组成，矩形介电弹性体片(13)一组短边通过铰接分别与平行放置的金属杆一(15)和金属杆二(16)连接，使矩形介电弹性体片(13)实现围绕铰接点作垂直于海平面的转动。
8、进一步地，在介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)工作过程中，有两种临界状态：临界状态一为收缩状态，所有矩形介电弹性体片(13)均垂直于金属杆一(15)和金属杆二(16)，金属杆三(14)在旋转电机二的带动下能绕水平面转动，此时金属杆三与金属杆二垂直，金属杆一(15)的前部端点与金属杆二(16)的前部端点齐平；
9、临界状态二为拉伸状态，所述矩形介电弹性体片(13)均平行于金属杆一(15)，此时金属杆三(14)与金属杆二平行，金属杆二(16)的前部端点超出金属杆一(15)的前部端点的长度为单倍矩形介电弹性体片(13)长边边长；
10、在垃圾捕捉工作时，根据垃圾所处位置通过控制单元控制通过蓄电池(6)为介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)提供电能，介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)执行收拢动作，旋转电机二(22)驱动金属杆三(14)作扇式旋转，推动金属杆二(16)实现直线运动，以此改变介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)的长度；旋转电机一(17)驱动介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)作扇式旋转，使得装置周围的垃圾能够最大程度被聚集到船体前下方的槽口内；在介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)扇式旋转时梳状传送带(23)旋转，将槽口内垃圾传送到回收槽(4)；垃圾捕捉工作完成后，介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)回到收缩状态并扇形旋转到初始位置。
11、进一步地，所述回收槽(4)前侧的船体(8)上设置太阳能电池板(3)，太阳能电池板(3)覆盖在船体(8)上，在紧挨回收槽的垃圾入口位置设置梳状传送带(23)的安装空间，梳状传送带(23)的出料端与回收槽(4)的垃圾入口相接，将垃圾传送至回收槽(4)；太阳能电池板(3)下侧船体(8)内设置充电控制器(21)，太阳能电池板(3)与充电控制器(21)电性连接，所述太阳能电池板(3)前端的船体(8)上安装有雷达感应器(1)，且太阳能电池板(3)两侧的船体(8)上对称设置有两个介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)，所述回收槽(4)后侧船体内设置有蓄电池(6)和控制单元的主控系统，所述蓄电池(6)同时与控制单元电性连接，所述船体(8)尾部底部设置涡轮发动机(10)，所述涡轮发动机(10)的浆叶部分位于船体外；
12、所述控制单元包括主控系统与子系统，主控系统包括雷达信号处理器和stm32系列单片机，子系统包括能源管理模块、电机驱动板；所述太阳能电池板(3)串联连接充电控制器，充电控制器、翼板发电设备(7)和介电弹性体薄膜风帆发电设备(5)与蓄电池(6)均通过能源管理模块电性相接；
13、所述能源管理模块与主控系统的stm32系列单片机进行交互作用，并为主控系统提供电能，能源管理模块用于实时监测和控制，并进行智能化的能源管理和控制；主控系统与雷达感应器(1)交互作用时，雷达感应器(1)通过感知周围环境垃圾的运动目标将这些感知到的数据转换成数字信号，并将采集到的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，包括船体(8)、太阳能电池板(3)、蓄电池(6)、涡轮发动机(10)、控制单元，其特征在于，所述装置还包括：雷达感应器(1)、回收槽(4)、介电弹性体薄膜风帆发电设备(5)、翼板发电设备(7)、梳状传送带(23)、两个介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)；
2.根据权利要求1所述的多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，其特征在于，所述矩形介电弹性体片(13)由矩形介电弹性体薄膜及在薄膜四周粘接的金属框组成，矩形介电弹性体片(13)一组短边通过铰接分别与平行放置的金属杆一(15)和金属杆二(16)连接，使矩形介电弹性体片(13)实现围绕铰接点作垂直于海平面的转动。
3.根据权利要求1所述的多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，其特征在于，在介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)工作过程中，有两种临界状态：临界状态一为收缩状态，所有矩形介电弹性体片(13)均垂直于金属杆一(15)和金属杆二(16)，金属杆三(14)在旋转电机二的带动下能绕水平面转动，此时金属杆三与金属杆二垂直，金属杆一(15)的前部端点与金属杆二(16)的前部
4.根据权利要求1所述的多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，其特征在于，所述回收槽(4)前侧的船体(8)上设置太阳能电池板(3)，太阳能电池板(3)覆盖在船体(8)上，在紧挨回收槽的垃圾入口位置设置梳状传送带(23)的安装空间，梳状传送带(23)的出料端与回收槽(4)的垃圾入口相接，将垃圾传送至回收槽(4)；太阳能电池板(3)下侧船体(8)内设置充电控制器(21)，太阳能电池板(3)与充电控制器(21)电性连接，所述太阳能电池板(3)前端的船体(8)上安装有雷达感应器(1)，且太阳能电池板(3)两侧的船体(8)上对称设置有两个介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)，所述回收槽(4)后侧船体内设置有蓄电池(6)和控制单元的主控系统，所述蓄电池(6)同时与控制单元电性连接，所述船体(8)尾部底部设置涡轮发动机(10)，所述涡轮发动机(10)的浆叶部分位于船体外；
5.根据权利要求1所述的多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，其特征在于，所述介电弹性体薄膜风帆发电设备(5)包括介电弹性体薄膜风帆(19)和桅杆形金属架(12)，所述介电弹性体薄膜风帆(19)上下表面涂覆柔性电极，桅杆形金属架(12)端点及介电弹性体薄膜风帆(19)边缘对应处打相对应圆形孔，在圆形孔处装有金属环体，介电弹性体薄膜风帆(19)和桅杆形金属架(12)采用螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，其特征在于，所述梳状传送带(23)包括合金履带(24)、合金隔板(25)、挡板(26)、滚筒(27)、电动滚筒(28)和改向滚筒(29)，所述梳状传送带(23)采用合金履带(24)，在合金履带(24)上设置等间隔的合金隔板，合金隔板(25)垂直在合金履带(24)表面设置呈梳状，在合金履带(24)的左右两侧设置挡板(26)，挡板(26)高度超过合金隔板(25)的高度，在两个挡板(26)之间的顶部设置电动滚筒(28)，在两个挡板之间的底部设置改向滚筒(29)，在电动滚筒(28)与改向滚筒(29)之间等间隔设置滚筒(27)，合金履带(24)绕过各滚筒(27)首尾相连，形成运送垃圾的的闭合环路；在梳状传送带(23)内侧设置步进电机(20)，步进电机(20)的输出轴与电动滚筒(28)连接，带动合金履带(24)连续运动输送垃圾；梳状传送带(23)的顶部连接回收槽(4)的进口，梳状传送带(23)的底部位于介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)之间的区域。
7.根据权利要求1所述的多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，其特征在于，所述翼板发电设备(7)为一种波浪能发电装置，包括翼板、能量转换部分、液压式动力输出部分，两个翼板相对的端部铰接在一起，用来吸收波浪能。
8.根据权利要求1所述的多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，其特征在于，所述蓄电池(6)用于能量收集，能耦合太阳能、波浪能和风能三种清洁能源，在海上天气良好时，三种清洁能源对装置供电，同时将多余的能量存储至蓄电池(6)中，以便装置在复杂恶劣的环境下也能正常运行。
...【技术特征摘要】
1.一种多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，包括船体(8)、太阳能电池板(3)、蓄电池(6)、涡轮发动机(10)、控制单元，其特征在于，所述装置还包括：雷达感应器(1)、回收槽(4)、介电弹性体薄膜风帆发电设备(5)、翼板发电设备(7)、梳状传送带(23)、两个介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)；
2.根据权利要求1所述的多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，其特征在于，所述矩形介电弹性体片(13)由矩形介电弹性体薄膜及在薄膜四周粘接的金属框组成，矩形介电弹性体片(13)一组短边通过铰接分别与平行放置的金属杆一(15)和金属杆二(16)连接，使矩形介电弹性体片(13)实现围绕铰接点作垂直于海平面的转动。
3.根据权利要求1所述的多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，其特征在于，在介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)工作过程中，有两种临界状态：临界状态一为收缩状态，所有矩形介电弹性体片(13)均垂直于金属杆一(15)和金属杆二(16)，金属杆三(14)在旋转电机二的带动下能绕水平面转动，此时金属杆三与金属杆二垂直，金属杆一(15)的前部端点与金属杆二(16)的前部端点齐平；
4.根据权利要求1所述的多能源驱动式介电弹性体海洋垃圾回收装置，其特征在于，所述回收槽(4)前侧的船体(8)上设置太阳能电池板(3)，太阳能电池板(3)覆盖在船体(8)上，在紧挨回收槽的垃圾入口位置设置梳状传送带(23)的安装空间，梳状传送带(23)的出料端与回收槽(4)的垃圾入口相接，将垃圾传送至回收槽(4)；太阳能电池板(3)下侧船体(8)内设置充电控制器(21)，太阳能电池板(3)与充电控制器(21)电性连接，所述太阳能电池板(3)前端的船体(8)上安装有雷达感应器(1)，且太阳能电池板(3)两侧的船体(8)上对称设置有两个介电弹性体垃圾捕捉手臂(2)，所述回收槽(4)后侧船体内设置有蓄电池(6)和控制单元的主控系统，所述蓄电池(6)同时与控制单元电性连接，所述船体(8)尾部底部设置涡轮发动机(10)，所述涡轮发动机(10)的浆叶部分位于船体外；
5.根...
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