CN108505505A - 一种漩涡式水上垃圾清理装置 - Google Patents

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Abstract

一种漩涡式水上垃圾清理装置，顶板经支撑杆固定有两个螺旋驱动器，顶板上固定的四根导轨上分别固定有一个浮块，四根导轨下端固定马达支座，马达安装在马达支座上，马达轴上安装有漩涡叶片。开口向内的两个垃圾箱固定在顶板下面。方网四个角的滚轮与四根导轨构成滚动副；还有由卷扬机组成的方网上下行移动机构以及由步进电机及滚珠丝杠组成的左右扒手移动机构。本装置具有体积小，结构简单，操作控制方便，收集效率高等特点。

Description

一种漩涡式水上垃圾清理装置
技术领域
本发明涉及垃圾清理装置，特别涉及一种漩涡式水上垃圾清理装置。
背景技术
传统的湖面垃圾清理，主要以人工清理为主，通过大网或者机械臂对湖面垃圾进行捡拾，但现有的方式只能清理湖面上体积较大的垃圾，对于细小漂浮物却并不能做到有效清理。
目前，也有一些针对水上垃圾进行收集的机械装置。主要包括履带收集、机械臂收集船、机械格栅、网类机器、泵类过滤装置等五种解决方案。虽然这些装置对垃圾都有收集的效果，但对于漂浮的小垃圾的收集都存在不足：(1)履带式收集，通过特定结构的履带搬运水面垃圾最后回转收集到箱体中，可以高效率的收集各类较大型垃圾，但缺乏聚集功能，容易忽略细小的垃圾；(2)机械臂式装置，即采用悬臂式安装，漂浮垃圾打捞机构进行移动，提供独立动力源，结构复杂，体积大时安装难度大，且打捞效率低，机械故障率高，不利于长时间的连续工作；(3)机械格栅，对安装位置要求高、清理能力有限，由于过水要求不能过分小化网孔，效率低下不能集中处理；(4)网类机器可以比较灵活的处理水上垃圾，但由于垃圾的漂浮和分散的特性效率较低；(5)泵类过滤装置通过不间断的在水中通过水的抽泵外加网状过滤装置可以除去水中的漂浮物，但存在耗能较大等问题。
由此有必要设计一种能够同时实现聚集和收集两种功能的垃圾收集装置，提升对漂浮小垃圾的处理效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于湖面垃圾清理，体积小，结构简单、操作控制方便、收集效率高的漩涡式水上垃圾清理装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种漩涡式水上垃圾清理装置，长方形的顶板的下方一左一右地固定有两个垃圾箱，两个垃圾箱的开口向内；顶板左右对称地分别固定有一支杆，每一支杆下端固联有一螺旋驱动器，该驱动器由设置在外壳内的电机轴上的螺旋桨组成；顶板下面竖向固定有四根导轨，方网的四个角上分别固定有一个滚轮，该四个滚轮分别与四根导轨构成滚动副，方网移动机构为：顶板上中部位置安装有一竖向步进电机，竖向步进电机的轴经联轴器与一竖向设置的滚珠丝杠连接，方网底部固定有一个十字形托架，拉杆下端连接该托架，拉杆上端固定在螺母上，该螺母旋接在滚珠丝杠上；上述方网移动机构或者为：顶板底面中部安装有一电动卷扬机，方网底部固定有一个十字形托架，电动卷扬机的钢丝绳外端连接该托架；
上述四根导轨上分别经一个支撑杆固定有一个浮块；
四根导轨下端固定有一马达支座，马达安装在马达支座上，竖向布置的马达轴上安装有漩涡叶片；
顶板底面左右对称地设置有相同结构的左、右扒手移动机构，该右扒手移动机构为：横向步进电机的轴经联轴器连接减速器后，与滚珠丝杠联接，右扒手上的滚轮一与固定化顶板底面的导轨一构成滚动副，且右扒手固定在与该滚珠丝杠旋接的螺母上；太阳能电池板固定在顶板顶面上。
所述顶板顶面上固定有电源，该电源为蓄电池，所述太阳能电池板通过充电器连接蓄电池为蓄电池充电，该电源为竖向步进电机、两个横向步进电机、马达螺旋驱动器的电机以及电动卷扬机用电设备供电。
还具有对上述用电设备进行供电和断电的遥控***。
本装置中，四个浮力块与四根导轨分别连接；收集网通过其四个顶点的滑轮与四根垂直导轨实现配合；太阳能电池板下面的顶板的底面上有两根水平导轨，两个扒手分别通过滑轮与水平导轨实现配合。当收集网处于顶部时，太阳能电池板下的顶板、垃圾箱、收集网三者构成密封的长方体。
本装置的工作过程和原理是：人工遥控装置即遥控***到达湖面指定位置后启动，在太阳能板的供能条件下驱动漩涡叶片旋转产生影响特定范围的漩涡，此范围内湖面垃圾即在旋转漩涡作用下向漩涡中心也即装置中心聚集，到达收集网即方网的上面，一定时间后网上垃圾聚集量达到一定程度。此时，网通过其四个顶点的滑轮在四根导轨上由电动卷扬机实现同步向上移动实现垃圾与湖面的分离。最终，网到达垃圾箱底部中间，与其紧密贴合形成封闭空间。两扒手在丝杠步进电机作用下，通过滑轮沿导轨分别向垃圾箱两侧移动，将网上垃圾推入垃圾箱两侧凸出处，实现对垃圾的容纳。单次收集完成后，网快速沿导轨下降至原高度，重复以上作业过程，实现垃圾反复收集。太阳能板的功能条件下驱动两螺旋驱动器实现在湖面的位置切换，多次作业以扩大装置清洁湖面的范围。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本清理装置，根据漩涡原理来实现湖面垃圾的聚集与清理功能，垃圾不会相对于水面漂移，让垃圾自投罗网并一网打尽，装置结构原理简单，收集效率高，安全可靠，不会对湖面产生二次污染；
2、本清理装置，设置有太阳能板以及充电器，使整个装置续航性更高，工作能力更强。减少能源的消耗，绿色环保。通过遥控实现漩涡***开闭，以及装置的移动，符合我们要求的方便，简单，自动化以及智能化；
3、本清理装置，收集网的周期运动，两螺旋驱动器对湖面的位置切换，减少装置上岸次数，节省人力、物力。
附图说明
图1是本装置的整体结构图。
图2是图1的仰视方向立体图(增设了太阳能电池板)。
图3是图2所示左、右扒手与同一导轨滚动配合的示意图。
图4是图1、图2所示方网(即方形网)的滚轮与导轨滚动配合的示意图。
图5、图6分别是图1所述方网与十字形托架的俯视图和主视图(主视图中，十字形托架位于方网下面)。
图7是图6的立体图。
图8是图2所示垃圾箱(图2中左垃圾箱)的立体图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本装置做进一步详细的说明。
附图中，1-马达；2-马达支座；3-(浮块)支撑杆；4-顶板；5-垃圾箱；6-支架；7-导轨；8-浮块；9-(驱动器)支杆；10-方网；11-螺旋桨；12-(螺旋桨)外壁；13-漩涡叶片；14-滚轮；15-右扒手；16-滚轮一；17-导轨一；18-太阳能电池板；19-横向步进电机；20-电源；21-竖向步进电机。
图1、图2示出，一种漩涡式水上垃圾清理装置，长方形的顶板4的下方一左一右地固定有两个垃圾箱5，两个垃圾箱的开口向内；顶板4左右对称地分别固定有一支杆9，每一支杆9下端固联有一螺旋驱动器，该驱动器由设置在外壳12内的电机轴上的螺旋桨11组成；顶板4下面竖向固定有四根导轨7，方网10的四个角上分别固定有一个滚轮14，该四个滚轮14分别与四根导轨7构成滚动副，方网移动机构为：顶板上中部位置安装有一竖向步进电机21，竖向步进电机的轴经联轴器与一竖向设置的滚珠丝杠连接，方网10底部固定有一个十字形托架，拉杆下端连接该托架，拉杆上端固定在螺母上，该螺母旋接在滚珠丝杠上；上述方网移动机构或者为：顶板4底面中部安装有一电动卷扬机，方网10底部固定有一个十字形托架，电动卷机的钢丝绳外端连接该托架；
上述四根导轨7上分别经一个支撑杆3固定有一个浮块8；
四根导轨7下端固定有一马达支座2，马达1安装在马达支座上，竖向布置的马达1轴上安装有漩涡叶片13；
顶板4底面左右对称地设置有相同结构的左、右扒手移动机构，该右扒手移动机构为：横向步进电机19的轴经联轴器连接减速器后，与滚珠丝杠联接，右扒手15上的滚轮一16与固定化顶板底面的导轨一17构成滚动副，且右扒手15固定在与该滚珠丝杠旋接的螺母上；太阳能电池板18固定在顶板4顶面上。四根导轨7的俯视形状与方网的形状相同。电动卷扬机是用卷筒缠绕钢丝绳提升重物的小型起重设备。卷扬机钢丝绳内端固定在卷筒上。
方网在竖直方向的上升和下降可通过电动卷扬机实现，也可通过竖向丝杠的转动实现，该丝杠上的螺母沿丝杠作竖直向上或向下移动，从而通过拉杆带动方网实现竖直方向的向上或向下的移动。横向步进电机19(指横向布置的电机)安装在顶板外侧(如图1、图2)，也可安装在顶板内侧。
顶板4顶面上固定有电源20，该电源20为蓄电池，所述太阳能电池板18通过充电器连接蓄电池为蓄电池充电，该电源为竖向步进电机21、两个横向步进电机19、马达1螺旋驱动器的电机以及电动卷扬机用电设备供电。
还具有对上述用电设备进行供电和断电的遥控***。
本装置主要根据漩涡原理来实现湖面垃圾的聚集与清理功能，通过漩涡叶片产生漩涡使得湖面垃圾有效聚集，在垃圾传动装置的作用下将聚拢垃圾收入垃圾箱内，可高效率收集湖面散乱垃圾，有效减少人工清理的工作量。
1.扒手移动的原理：步进电机旋转，滚珠丝杠带动扒手平移，将方网上的垃圾扒入垃圾箱。
2.方网上升的原理：步进电机与滚珠丝杠配合起来，实现了方网在竖直方向上的平移；方网底部有一十字形的托架，托架与滚珠丝杠连接；步进电机转动，托架带动方网平移。或者，通过电动卷扬机实现竖直方向的上、下移动。

Claims (3)

1.一种漩涡式水上垃圾清理装置，其特征在于，长方形的顶板(4)的下方一左一右地固定有两个垃圾箱(5)，两个垃圾箱的开口向内；顶板(4)左右对称地分别固定有一支杆(9)，每一支杆(9)下端固联有一螺旋驱动器，该驱动器由设置在外壳(12)内的电机轴上的螺旋浆(11)组成；顶板(4)下面竖向固定有四根导轨(7)，方网(10)的四个角上分别固定有一个滚轮(14)，该四个滚轮(14)分别与四根导轨(7)构成滚动副，方网移动机构为：顶板上中部位置安装有一竖向步进电机(21)，竖向步进电机的轴经联轴器与一竖向设置的滚珠丝杠连接，方网(10)底部固定有一个十字形托架，拉杆下端连接该托架，拉杆上端固定在螺母上，该螺母旋接在滚珠丝杠上；上述方网移动机构或者为：顶板(4)底面中部安装有一电动卷扬机，方网(10)底部固定有一个十字形托架，电动卷机的钢丝绳外端连接该托架；
上述四根导轨(7)上分别经一个支撑杆(3)固定有一个浮块(8)；
四根导轨(7)下端固定有一马达支座(2)，马达(1)安装在马达支座上，竖向布置的马达(1)轴上安装有漩涡叶片(13)；
顶板(4)底面左右对称地设置有相同结构的左、右扒手移动机构，该右扒手移动机构为：横向步进电机(19)的轴经联轴器连接减速器后，与滚珠丝杠联接，右扒手(15)上的滚轮一(16)与固定化顶板底面的导轨一(17)构成滚动副，且右扒手(15)固定在与该滚珠丝杠旋接的螺母上；太阳能电池板(18)固定在顶板(4)顶面上。
2.根据权利要求1所述的一种漩涡式水上垃圾清理装置，其特征是，所述顶板(4)顶面上固定有电源(20)，该电源(20)为蓄电池和电池，所述天阳能电池板(18)通过充电器连接蓄电池为蓄电池充电，该电源为竖向步进电机(21)、两个横向步进电机(19)、马达(1)螺旋驱动器的电机以及电动卷扬机用电设备供电。
3.根据权利要求2所述的一种漩涡式水上垃圾清理装置，其特征是，还具有对上述用电设备进行供电和断电的遥控***。
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