CN107600338A - 一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置，包括船体，前收集浆，前收集浆驱动电机，尾浆，尾浆驱动电机，太阳能电池板，太阳能电池板支撑架，集成控制箱，垃圾收集箱，可拆卸式铁丝网筐以及设有进水管和出水管的排水泵。驱动电机设在船体内，前收集桨和尾浆与驱动电机相连，太阳能电池板固定在船体上，垃圾收集箱设在船体中心，箱内设有可拆卸式铁丝网筐，集成控制箱设于垃圾收集箱后方，排水泵设于后方船体内，可将浸入垃圾收集箱内的水通过出水管从垃圾收集箱底部不断抽至箱外。本发明可实现水面垃圾清理的机械化与自动化，成本低，稳定性强，效率高，极具实用性。同时，该装置利用太阳能电池板为***供电，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及环境治理领域，尤其是一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置。
背景技术
随着人类活动的增多，湖泊、河流中及水上游乐场等水域随处可见垃圾污染。各种废物会通过不同的渠道进人江河、湖泊等，导致水面垃圾越来越多。它们的集结造成水面污染，影响市民的饮水、环境卫生及市容市貌，甚至阻碍航道，造成了极坏的影响。针对水面垃圾清理这一问题，目前的主要解决办法为人工打捞，但人工打捞水面垃圾的作业方式劳动强度较大，工作环境恶劣，效率也十分低下。对于大型湖泊河流等开放性水域，可以采用人工驾驶的大型打捞船进行打捞工作，但此种打捞船，由于体积限制，无法工作于中小型湖泊河流及水上游乐场等环境。因此，自动化轻量型水面垃圾清理装置已成为的水环境保护极为迫切的需求。本发明利用太阳能驱动可自动识别的自聚式水面垃圾清理装置，致力于中小型湖泊河流等水域的固体垃圾清理，如塑料袋、饮料瓶，树枝树叶以及其它水面垃圾，实现水面垃圾清理的机械化与自动化，整个打捞过程无需人工参与，安全性好，效率约为人工打捞的几百倍，水面越平静效果越显著，主要适用于湖泊等静水面。此外，该装置成本低，稳定性强，极具实用性，同时，该装置利用太阳能电池板为***供电，节能环保。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种利用太阳能驱动的可自动识别的自聚式水面垃圾清理装置，该技术方案采用机器视觉与自动控制相结合的方式，实现水面垃圾清理的机械化与自动化。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：本发明公开了一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置，包括船体，前收集浆，前收集浆驱动电机，尾浆，尾浆驱动电机，太阳能电池板，太阳能电池板支撑架，集成控制箱，垃圾收集箱，可拆卸式铁丝网筐以及设有进水管和出水管的排水泵，所述的前收集浆驱动电机和所述的尾浆驱动电机设在所述的船体内，所述的船体材料为雪弗板，所述的前收集桨的中心旋转轴1通过弹性联轴器1与所述的前收集浆驱动电机相连，材料为亚克力板，桨面上层为网连接孔状，下层为平板状，所述的尾浆的中心旋转轴2通过弹性联轴器2与所述的尾浆驱动电机相连，所述的尾浆为平面浆，所述的太阳能电池板为所述的前浆驱动电机和所述的尾浆驱动电机提供动力，所述的前收集浆搅动水流，所述的尾浆自动调节转速控制整个装置的行进方向，所述的太阳能电池板支撑架将所述的太阳能电池板固定在所述的船体上，所述的垃圾收集箱设在所述的船体中心，其四周及底部为连接孔状结构，且箱体只与水泵连接处有连接孔，内部为可拆卸式铁丝网筐，所述的集成控制箱设在所述的垃圾收集箱后方，内部装载控制装置运行的电子电路，所述的排水泵设在所述的后方船体内，可将浸入所述的垃圾收集箱内的水通过出水管从所述的垃圾收集箱底部不断抽至箱外。本发明采用机器视觉与自动控制相结合的方式，实现水面垃圾清理的机械化与自动化，成本低，稳定性强，效率高，极具实用性，同时，该装置利用太阳能电池板为***供电，节能环保。
所述的利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置，其特征在于搭载所述的太阳能电池板，工作过程中可同时进行充电，***实时检测主电池与辅电池电压，在主电池供电时，若电压低于设定的最低值，***自动切换为辅电池进行供电，主电池进行充电；电源***可以自动实现两块电池不间断轮流供电，不需人工更换电池，极大地提高了装置续航能力。
所述的利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置，其特征在于设计了自动控制和手动遥控两种模式，两种模式可由遥控器一键切换；自动控制模式适用于水面垃圾量较多，且分布较为连续，可极大的节省垃圾清理时间，减少人力成本投入；手动遥控模式适用于垃圾量较少，且极其分散，可大大减少垃圾分散时自动检测与巡航所消耗的时间，另外，由于GPS精度误差，手动遥控可辅助装置在返航后更好靠岸取出集满的垃圾。
所述的利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置，其特征在于搭载GPS与超声波模块，并配有陀螺仪***与光电门，可在垃圾集满时由光电门信号得到返航指令，由GPS***配合超声波避障实现返航；GPS所得到的初始位置，并由陀螺仪确定船身方向；遥控***的加入可在GPS精度不足情况下辅助操作船体在可视距离内返回岸边，并可手动清理少量极为分散的水面垃圾，节约装置的成本，提高工作效率。
所述的船体，其特征在于采用雪弗板（PVC发泡板）材料，经激光切割成型，进行拼接完成；其上安装有摄像头，借助图像识别检测水面上的垃圾，通过相机标定与超声波模块检测水面垃圾距离，对水面垃圾进行追踪，提高垃圾清理效率；所述的船体宽阔的表面增大了与水的接触面以提高水的浮力，同时也增强了稳定性。
所述的前收集浆，其特征在于当整个装置距离垃圾0.3-0.5米处时，自动启动，搅动水流，利用水流的流向将垃圾送至所述的垃圾收集箱内，完成垃圾的自聚。
所述的尾浆，其特征在于均采用平面浆，作为整个装置的动力桨，转速较高，采用差速方式实现转弯，可自动调节浆的转速来控制方向，方式简单，可靠性较高。
所述的垃圾收集箱，其特征在于四周及底部为连接孔状结构，且箱体只与水泵连接处有连接孔，内部为可拆卸式铁丝网筐，减少装置载满垃圾返航后人工转移垃圾的时间，提高垃圾清理效率。
所述的排水泵，其特征在于当所述的垃圾收集箱内的水达到一定水位时，可通过与其相连的进水管，将浸入所述的垃圾收集箱内的水通过出水管从所述的垃圾收集箱底部不断抽至船体外，加快已被检测追踪到的水面垃圾流向所述的前收集浆的水流速度，增大两者之间水流的湍动程度，提高水面垃圾自聚效率。
本发明的增益效果
一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置采用机器视觉与自动控制相结合的方式，实现水面垃圾清理的机械化与自动化，稳定性强，安全性好，工作效率高，有效地解决水面垃圾污染。此外，该装置成本低，实用性强，主要适用于中小型湖泊河流及水上游乐场等静水面，极具市场推广价值。
一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置采用太阳能电池板为***供电，较传统的煤炭或燃油动力，更加节能环保。此外，电源***可以自动实现主电池与辅电池不间断轮流供电，不需人工更换电池，极大提高装置续航能力。
一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置采用的垃圾收集箱内设有可拆卸的铁丝网筐，减少人工转移水面垃圾耗用的时间，提高装置的工作效率。
一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置中的排水泵，加快已被检测追踪到的水面垃圾流向前收集浆的水流速度，增大两者之间水流的湍动程度，提高水面垃圾的自聚效率。
一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置可在自动控制和手动遥控两种工作模式下工作，减少了人力成本投入与垃圾分散时自动检测与巡航所消耗的时间。
一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置搭载GPS与超声波模块，并配有陀螺仪***与光电门，可实现自主避障返航。
附图说明
图1本发明的立体结构示意图。
图2本发明的主视图示意图。
图3本发明的船体的俯视图示意图。
附图：1-前收集浆；2-船体；3-垃圾收集箱；4-可拆卸式铁丝网筐；5-集成控制箱；6-太阳能电池板支撑架；7-尾浆；8-太阳能电池板；9-排水泵；10-进水管；11-出水管；12-尾浆驱动电机；13-弹性联轴器2；14-中心轴2；15-中心轴1；16-弹性联轴器1；17-前收集浆驱动电机。
具体实施方式
如图1，图2和图3，本发明的一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置，包括船体（2），前收集浆（1），前收集浆驱动电机（17），尾浆（7），尾浆驱动电机（12），太阳能电池板（8），太阳能电池板支撑架（6），集成控制箱（5），垃圾收集箱（3），可拆卸式铁丝网筐（4）以及设有进水管（10）和出水管（11）的排水泵（9），所述的前收集浆驱动电机（17）和所述的尾浆驱动电机（12）设在所述的船体（2）内，所述的船体（2）材料为雪弗板，所述的前收集桨（1）的中心旋转轴1（15）通过弹性联轴器1（16）与所述的前收集浆驱动电机（17）相连，材料为亚克力板，桨面上层为网连接孔状，下层为平板状，所述的尾浆（7）的中心旋转轴2（14）通过弹性联轴器2（13）与所述的尾浆驱动电机（12）相连，所述的尾浆（7）为平面浆，所述的太阳能电池板（8）为所述的前浆驱动电机（17）和所述的尾浆驱动电机（12）提供动力，所述的前收集浆（1）搅动水流，所述的尾浆（7）自动调节转速控制整个装置的行进方向，所述的太阳能电池板支撑架（6）将所述的太阳能电池板（8）固定在所述的船体（2）上，所述的垃圾收集箱（3）设在所述的船体（2）中心，其四周及底部为连接孔状结构，箱内设有可拆卸式铁丝网筐（4），所述的集成控制箱（5）设在所述的垃圾收集箱（3）后方，内部装载控制装置运行的电子电路，所述的排水泵（9）设在所述的后方船体（2）内，可将浸入所述的垃圾收集箱（3）内的水通过出水管（11）从所述的垃圾收集箱（3）底部不断抽至箱外。本发明采用机器视觉与自动控制相结合的方式，实现水面垃圾清理的机械化与自动化，成本低，稳定性强，效率高，极具实用性，同时，该装置利用太阳能电池板为***供电，节能环保。
以上实例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.本发明公开了一种利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置，包括船体（2），前收集浆（1），前收集浆驱动电机（17），尾浆（7），尾浆驱动电机（12），太阳能电池板（8），太阳能电池板支撑架（6），集成控制箱（5），垃圾收集箱（3），可拆卸式铁丝网筐（4）以及设有进水管（10）和出水管（11）的排水泵（9），所述的前收集浆驱动电机（17）和所述的尾浆驱动电机（12）设在所述的船体（2）内，所述的船体（2）材料为雪弗板，所述的前收集桨（1）的中心旋转轴1（15）通过弹性联轴器1（16）与所述的前收集浆驱动电机（17）相连，材料为亚克力板，桨面上层为网连接孔状，下层为平板状，所述的尾浆（7）的中心旋转轴2（14）通过弹性联轴器2（13）与所述的尾浆驱动电机（12）相连，所述的尾浆（7）为平面浆，所述的太阳能电池板（8）为所述的前浆驱动电机（17）和所述的尾浆驱动电机（12）提供动力，所述的前收集浆（1）搅动水流，所述的尾浆（7）自动调节转速控制整个装置的行进方向，所述的太阳能电池板支撑架（6）将所述的太阳能电池板（8）固定在所述的船体（2）上，所述的垃圾收集箱（3）设在所述的船体（2）中心，其四周及底部为连接孔状结构，且箱体只与水泵连接处有连接孔，内部为可拆卸式铁丝网筐（4），所述的集成控制箱（5）设在所述的垃圾收集箱（3）后方，内部装载控制装置运行的电子电路，所述的排水泵（9）设在所述的后方船体（2）内，可将浸入所述的垃圾收集箱（3）内的水通过出水管（11）从所述的垃圾收集箱（3）底部不断抽至箱外，本发明采用机器视觉与自动控制相结合的方式，实现水面垃圾清理的机械化与自动化，成本低，稳定性强，效率高，极具实用性，同时，该装置利用太阳能电池板为***供电，节能环保。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置，其特征在于搭载所述的太阳能电池板（8），工作过程中可同时进行充电，***实时检测主电池与辅电池电压，在主电池供电时，若电压低于设定的最低值，***自动切换为辅电池进行供电，主电池进行充电；电源***可以自动实现两块电池不间断轮流供电，不需人工更换电池，极大地提高了装置续航能力。
3.根据权利要求1所述的利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置，其特征在于设计了自动控制和手动遥控两种模式，两种模式可由遥控器一键切换；自动控制模式适用于水面垃圾量较多，且分布较为连续，可极大的节省垃圾清理时间，减少人力成本投入；手动遥控模式适用于垃圾量较少，且极其分散，可大大减少垃圾分散时自动检测与巡航所消耗的时间，另外，由于GPS精度误差，手动遥控可辅助装置在返航后更好靠岸取出集满的垃圾。
4.根据权利要求1所述的利用太阳能驱动的自聚式水面垃圾清理装置，其特征在于搭载GPS与超声波模块，并配有陀螺仪***与光电门，可在垃圾集满时由光电门信号得到返航指令，由GPS***配合超声波避障实现返航；GPS所得到的初始位置，并由陀螺仪确定船身方向；遥控***的加入可在GPS精度不足情况下辅助操作船体在可视距离内返回岸边，并可手动清理少量极为分散的水面垃圾，节约装置的成本，提高工作效率。
5.根据权利要求1 所述的船体（2），其特征在于采用雪弗板（PVC发泡板）材料，经激光切割成型，进行拼接完成；其上安装有摄像头，借助图像识别检测水面上的垃圾，通过相机标定与超声波模块检测水面垃圾距离，对水面垃圾进行追踪，提高垃圾清理效率；所述的船体（2）宽阔的表面增大了与水的接触面以提高水的浮力，同时也增强了稳定性。
6.根据权利要求1所述的前收集浆（1），其特征在于当整个装置距离垃圾0.3-0.5米处时，自动启动，搅动水流，利用水流的流向将垃圾送至所述的垃圾收集箱（3）内，完成垃圾的自聚。
7.根据权利要求1所述的尾浆（7），其特征在于均采用平面浆，作为整个装置的动力桨，转速较高，采用差速方式实现转弯，可自动调节浆的转速来控制方向，方式简单，可靠性较高。
8.根据权利要求1所述的垃圾收集箱（3），其特征在于四周及底部为连接孔状结构，且箱体只与水泵连接处有连接孔，内部为可拆卸式铁丝网筐（4），减少装置载满垃圾返航后人工转移垃圾的时间，提高垃圾清理效率。
9.根据权利要求1所述的排水泵（9），其特征在于当所述的垃圾收集箱（3）内的水达到一定水位时，可通过与其相连的进水管（10），将浸入所述的垃圾收集箱（3）内的水通过出水管（11）从所述的垃圾收集箱（3）底部不断抽至船体外，加快已被检测追踪到的水面垃圾流向所述的前收集浆（1）的水流速度，增大两者之间水流的湍动程度，提高水面垃圾自聚效率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180119 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |