CN111634378A - 一种水面垃圾自动清理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水面垃圾自动清理装置，包括外桶，外桶内部设有过滤桶，外桶底部中间开设有排水口，外桶底部固定安装机箱，机箱和外桶之间可拆卸安装过滤板，机箱底部固定安装底座，外桶外壁固定安装若干支撑杆，支撑杆远离外桶一端固定安装浮筒，机箱外壁固定安装安装架，安装架顶部铰接太阳能板，安装架上端表面固定安装控制盒。本发明水面垃圾自动清理装置通过浮筒提供浮力使装置在水面漂浮，通过PLC控制器控制第一电机定期转动带动收卷辊转动，使牵引绳收缩或拉伸，配合浮筒的排气和充气，使装置定时下潜和上浮，实现水面漂浮垃圾的自动清理。
Description
技术领域
本发明涉及领域，具体的是一种水面垃圾自动清理装置。
背景技术
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,城市化进程逐渐加快,各城市人工景观水域与水生态修复建设工程不断涌现。但是景观水域由于各种原因往往会漂浮着一些水面垃圾,不仅造成视觉影响,还会引起水质恶化,水体异味,违背了景观水域的初衷。
目前,小型水域水面漂浮物的清理办法主要是采用手持式网兜等传统工具进行清除,存在清理不干净、耗时长、效率低、劳动强度大等弊端。市场上存在的水面漂浮物收集装置,往往是大型水面打捞船(也称水面清扫船),其结构复杂、体型庞大、成本高昂,非常不适合于小型景观水域和养殖水域的使用。
公开号为CN207390158U的专利公开了一种水上垃圾桶，包括桶体、过滤网、过渡室、排水机构及浮块；桶体设有进水口；过滤网连接桶体的内壁；过渡室连接桶体的远离进水口的一端，过渡室连通桶体及过滤网；排水机构连接过渡室的远离桶体的一端，排水机构连通过渡室；浮块连接桶体，且邻近进水口。该装置通过稍微倾斜进水口，可收集漂浮于水中的垃圾，通过滤网可过滤进入桶体内的垃圾，使垃圾留于桶体内，通过过渡室导向过滤后的流水的流动方向。但是该装置存在以下问题：首先，浮块连接桶体，若浮块安装高度相同，则桶体在不借助外力的情况下无法倾斜，即无法收集水中的垃圾，若浮块安装高度不相同，则桶体处于倾斜状态，桶体会持续进水，直至水面与外界齐平，也无法进行垃圾收集；其次，该装置通过设置在桶体底部的抽水泵进行排水，由于桶体会持续进水，抽水泵持续工作消耗较大，且随着垃圾收集的量增多，装置整体重量增大，浮筒不能维持装置原有的高度，会导致桶体顶部沉入水面之下，收集的垃圾由桶体顶部漂浮出，不能起到垃圾收集的作用。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种水面垃圾自动清理装置，通过浮筒提供浮力使装置在水面漂浮，通过PLC控制器控制第一电机定期转动带动收卷辊转动，使牵引绳收缩或拉伸，配合浮筒的排气和充气，使装置定时下潜和上浮，实现水面漂浮垃圾的自动清理。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种水面垃圾自动清理装置，包括外桶，外桶内部设有过滤桶，外桶底部中间开设有排水口，外桶底部固定安装机箱，机箱和外桶之间可拆卸安装过滤板，机箱底部固定安装底座，外桶外壁固定安装若干支撑杆，支撑杆远离外桶一端固定安装浮筒，机箱外壁固定安装安装架，安装架顶部铰接太阳能板，安装架上端表面固定安装控制盒；
机箱内部固定安装第一电机和蓄电池，机箱底部固定安装收卷座，收卷座上固定安装收卷辊，收卷辊与收卷座转动连接，收卷辊通过齿轮与第一电机的输出轴啮合。
进一步优选地，外桶内壁固定安装液位传感器，排水口内设有单向阀，外桶底部固定安装若干连接杆，连接杆底部与机箱固定连接。
进一步优选地，过滤桶顶部直径大于底部，过滤桶顶部铰接拉环，过滤桶底部固定安装若干顶杆，过滤桶侧壁设有若干加强筋。
进一步优选地，机箱为密封箱体，机箱侧壁设有检修盖，检修盖通过螺栓与机箱固定。
进一步优选地，过滤板包括对称设置的两个弧形板，弧形板表面设有若干过滤孔，弧形板两端固定安装耳板，耳板上开设有安装孔，两个弧形板之间通过螺栓固定，外桶底部和机箱顶部边缘处均开设有环形台阶，过滤板套嵌设置在环形台阶外侧。
进一步优选地，底座为环形座，底座底端开设有弧形缺口，弧形缺口呈环形阵列设置，收卷座设置在底座内侧的空腔中。
进一步优选地，浮筒圆柱形桶体，浮筒内部设有容纳腔，浮筒底部设有虹吸孔，浮筒上端固定排气管，排气管上设有排气泵，排气泵为双向气泵。
进一步优选地，安装架上端固定安装铰接座，铰接座一侧固定安装第二电机，太阳能板通过转轴与铰接座转动连接，太阳能板的转轴与第二电机的输出轴连接。
进一步优选地，控制盒内设有PLC控制器和无线通信接收模块，PLC控制器分别与第一电机、蓄电池、液位传感器、排气泵和第二电机电性连接。
进一步优选地，收卷辊表面环绕设置有牵引绳，牵引绳一端与收卷辊固定连接，牵引绳另一端固定连接配重块，配重块为水泥预制件。
本发明的有益效果：
1、本发明通过浮筒提供浮力使装置在水面漂浮，该浮力可以使外桶底部完全置于水面以上，通过PLC控制器控制第一电机定期转动带动收卷辊转动，使牵引绳收缩或拉伸，配合浮筒的排气和充气，使装置定时下潜和上浮，实现水面漂浮垃圾的自动清理。
2、本发明通过太阳能板为蓄电池充电，蓄电池为控制盒、第一电机等电器元件提供电源，无需外接电源，过控制盒内的PLC控制器控制第一电机和排气泵定期转动和排气/送气，同时PLC控制器还可以控制第二电机转动，无线通信接收模块与远程遥控器上的无线信号发射模块配合，可以实现装置的远程控制，在无需进行漂浮垃圾清理或更换过滤桶时关闭水面漂浮垃圾的自动清理的程序。
3、本发明清理装置通过牵引绳与配重体固定，牵引绳一方面可以对装置进行固定，防止装置受水流或风力影响而移动，另一方面可以通过第一电机带动收卷辊转动，使牵引绳收缩，对装置产生向下的牵引力。
4、本发明过滤桶顶部直径大于底部，过滤桶底部固定安装若干顶杆，使过滤桶和外桶之间具有间隙，方便过滤桶对漂浮垃圾进行过滤，提高过滤的面积，有效避免塑料袋等杂物堵塞过滤孔，提高排水速度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体机构示意图；
图2是本发明内部结构示意图；
图3是本发明外桶的结构示意图；
图4是本发明过滤桶的结构示意图；
图5是本发明机箱和底座的剖视图；
图6是本发明过滤板的结构示意图；
图7是本发明安装架的结构示意图；
图8是本发明电器元件的电路连接关系图。
图中：
1-外桶，2-过滤桶，201-拉环，202-顶杆，203-加强筋，3-排水口，4-机箱，5-过滤板，501-弧形板，502-耳板，6-底座，7-支撑杆，8-浮筒，801-容纳腔，802-虹吸孔，803-排气管，804-排气泵，9-安装架，901-铰接座，10-太阳能板，11-控制盒，12-第一电机，13-蓄电池，14-收卷座，15-收卷辊，16-液位传感器，17-连接杆，18-第二电机，19-牵引绳，20-配重块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-7所示，一种水面垃圾自动清理装置，包括外桶1，外桶1内部设有过滤桶2，外桶1底部中间开设有排水口3，外桶1底部固定安装机箱4，机箱4和外桶1之间可拆卸安装过滤板5，机箱4底部固定安装底座6，外桶1外壁固定安装若干支撑杆7，支撑杆7远离外桶1一端固定安装浮筒8，通过浮筒8提供浮力使装置在水面漂浮，该浮力可以使外桶1底部完全置于水面以上，机箱4外壁固定安装安装架9，安装架9顶部铰接太阳能板10，安装架9上端表面固定安装控制盒11；
机箱4内部固定安装第一电机12和蓄电池13，通过太阳能板10为蓄电池13充电，蓄电池13为控制盒11、第一电机12等电器元件提供电源，机箱4底部固定安装收卷座14，收卷座14上固定安装收卷辊15，收卷辊15与收卷座14转动连接，收卷辊15通过齿轮与第一电机12的输出轴啮合。收卷辊15表面环绕设置有牵引绳19，牵引绳19一端与收卷辊15固定连接，牵引绳19另一端固定连接配重块20，配重块20为水泥预制件。牵引绳19一方面可以对装置进行固定，防止装置受水流或风力影响而移动，另一方面可以通过第一电机12带动收卷辊15转动，使牵引绳19收缩，对装置产生向下的牵引力，使外桶1向下运动，当外桶1上端敞口处低于水面时水会由外桶1上端敞口处灌入外桶1中，从而将水面漂浮的垃圾带入过滤桶2中。
外桶1内壁固定安装液位传感器16，液位传感器16可以监控外桶1中的水位，防止收集漂浮垃圾过程水位过高，导致垃圾由外桶1顶部飘出，排水口3内设有单向阀，排水口3内的单向阀使水只有由外桶1顶部进入内部，外桶1底部固定安装若干连接杆17，连接杆17底部与机箱4固定连接，外桶1通过连接杆17与机箱4连接，使外桶1有较大间隙，便于外桶1排水。
过滤桶2顶部直径大于底部，使过滤桶2和外桶1之间具有间隙，方便过滤桶2对漂浮垃圾进行过滤，提高过滤的面积，有效避免塑料袋等杂物堵塞过滤孔，过滤桶2顶部铰接拉环201，便于取出收集的漂浮垃圾，过滤桶2底部固定安装若干顶杆202，顶杆202可以使过滤桶2底部与外桶1底部留出间隙，方便排水，过滤桶2侧壁设有若干加强筋203。
机箱4为密封箱体，防止水进入机箱4内部影响第一电机12和蓄电池13工作，机箱4侧壁设有检修盖，检修盖通过螺栓与机箱4固定，便于对第一电机12和蓄电池13进行检修。
过滤板5包括对称设置的两个弧形板501，弧形板501表面设有若干过滤孔，弧形板两端固定安装耳板502，耳板502上开设有安装孔，两个弧形板501之间通过螺栓固定，外桶1底部和机箱4顶部边缘处均开设有环形台阶，过滤板5套嵌设置在环形台阶外侧，过滤板5可以防止水中的杂物进入外桶1底部，堵塞排水口，过滤板5为可拆卸安装，便于清理。
底座6为环形座，底座6底端开设有弧形缺口，弧形缺口呈环形阵列设置，收卷座14设置在底座6内侧的空腔中。
浮筒8圆柱形桶体，浮筒8内部设有容纳腔801，浮筒8底部设有虹吸孔802，浮筒8上端固定排气管803，排气管803上设有排气泵804，排气泵804为双向气泵，排气泵804可以排出浮筒8内的空气，配合牵引绳19使装置下潜，同时排气泵804也可向浮筒8内冲入空气使装置上浮。
安装架9上端固定安装铰接座901，铰接座901一侧固定安装第二电机18，太阳能板10通过转轴与铰接座901转动连接，太阳能板10的转轴与第二电机18的输出轴连接，通过第二电机18带动太阳能板10转动，使太阳能板10与阳光照射方向垂直，提高太阳能板10接受的光照。
控制盒11内设有PLC控制器和无线通信接收模块，PLC控制器分别与第一电机12、蓄电池13、液位传感器16、排气泵804和第二电机18电性连接，通过控制盒11内的PLC控制器控制第一电机12和排气泵804定期转动和排气/送气，实现装置的定期下潜和上浮，完成水面漂浮垃圾的自动清理，同时PLC控制器还可以控制第二电机18转动，无线通信接收模块与远程遥控器上的无线通信发射模块配合，可以实现装置的远程控制，在无需进行漂浮垃圾清理或更换过滤桶时关闭水面漂浮垃圾的自动清理的程序。
工作原理
使用本装置进行水面漂浮垃圾清理时将牵引绳19一端与配重块20固定，然后将配重块20沉入池塘或湖泊底部，然后将本装置置于水面，通过PLC控制器控制第一电机12定期转动带动收卷辊15转动，使牵引绳19收缩，对装置产生向下的牵引力，同时排气泵804排出浮筒8内的空气，减小浮筒8的浮力，使装置下潜，外桶1向下运动，当外桶1上端敞口处低于水面时水会由外桶1上端敞口处灌入外桶1中，从而将水面漂浮的垃圾带入过滤桶2中，当液位传感器16监测外桶1中液面达到设定高度时传输信号给PLC控制器，PLC控制器控制第一电机12反向转动，带动收卷辊15反向转动，使牵引绳19伸长，同时排气泵804向浮筒8内冲入空气，提升浮筒8的浮力，使装置上浮，外桶1向上运动，当外桶1上端敞口高出水面不再进水，同时随着装置的不断上升，当外桶1内部的液面高于外部水面的高度时，外桶1内的水会由外桶1底部的排水口3留出，实现外桶1内漂浮垃圾的过滤，当外桶1底部完全置于水面以上时外桶1中的水全部排出，当过滤桶2中的漂浮垃圾积累至一定量时，关闭水面漂浮垃圾的自动清理的程序，将过滤桶2由外桶1中抽出，倒出收集的漂浮垃圾后重新将过滤桶2放回外桶1中即可。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种水面垃圾自动清理装置，其特征在于，包括外桶(1)，所述外桶(1)内部设有过滤桶(2)，所述外桶(1)底部中间开设有排水口(3)，所述外桶(1)底部固定安装机箱(4)，所述机箱(4)和外桶(1)之间可拆卸安装过滤板(5)，所述机箱(4)底部固定安装底座(6)，所述外桶(1)外壁固定安装若干支撑杆(7)，所述支撑杆(7)远离外桶(1)一端固定安装浮筒(8)，所述机箱(4)外壁固定安装安装架(9)，所述安装架(9)顶部铰接太阳能板(10)，所述安装架(9)上端表面固定安装控制盒(11)；
所述机箱(4)内部固定安装第一电机(12)和蓄电池(13)，所述机箱(4)底部固定安装收卷座(14)，所述收卷座(14)上固定安装收卷辊(15)，所述收卷辊(15)与收卷座(14)转动连接，所述收卷辊(15)通过齿轮与第一电机(12)的输出轴啮合。
2.根据权利要求1所述的水面垃圾自动清理装置，其特征在于，所述外桶(1)内壁固定安装液位传感器(16)，所述排水口(3)内设有单向阀，所述外桶(1)底部固定安装若干连接杆(17)，所述连接杆(17)底部与机箱(4)固定连接。
3.根据权利要求1所述的水面垃圾自动清理装置，其特征在于，所述过滤桶(2)顶部直径大于底部，所述过滤桶(2)顶部铰接拉环(201)，所述过滤桶(2)底部固定安装若干顶杆(202)，所述过滤桶(2)侧壁设有若干加强筋(203)。
4.根据权利要求1所述的水面垃圾自动清理装置，其特征在于，所述机箱(4)为密封箱体，所述机箱(4)侧壁设有检修盖，所述检修盖通过螺栓与机箱(4)固定。
5.根据权利要求1所述的水面垃圾自动清理装置，其特征在于，所述过滤板(5)包括对称设置的两个弧形板(501)，所述弧形板(501)表面设有若干过滤孔，所述弧形板两端固定安装耳板(502)，所述耳板(502)上开设有安装孔，两个弧形板(501)之间通过螺栓固定，所述外桶(1)底部和机箱(4)顶部边缘处均开设有环形台阶，所述过滤板(5)套嵌设置在环形台阶外侧。
6.根据权利要求1所述的水面垃圾自动清理装置，其特征在于，所述底座(6)为环形座，所述底座(6)底端开设有弧形缺口，所述弧形缺口呈环形阵列设置，所述收卷座(14)设置在底座(6)内侧的空腔中。
7.根据权利要求2所述的水面垃圾自动清理装置，其特征在于，所述浮筒(8)圆柱形桶体，所述浮筒(8)内部设有容纳腔(801)，所述浮筒(8)底部设有虹吸孔(802)，所述浮筒(8)上端固定排气管(803)，所述排气管(803)上设有排气泵(804)，所述排气泵(804)为双向气泵。
8.根据权利要求7所述的水面垃圾自动清理装置，其特征在于，所述安装架(9)上端固定安装铰接座(901)，所述铰接座(901)一侧固定安装第二电机(18)，所述太阳能板(10)通过转轴与铰接座(901)转动连接，所述太阳能板(10)的转轴与第二电机(18)的输出轴连接。
9.根据权利要求8所述的水面垃圾自动清理装置，其特征在于，所述控制盒(11)内设有PLC控制器和无线通信接收模块，所述PLC控制器分别与第一电机(12)、蓄电池(13)、液位传感器(16)、排气泵(804)和第二电机(18)电性连接。
10.根据权利要求1所述的水面垃圾自动清理装置，其特征在于，所述收卷辊(15)表面环绕设置有牵引绳(19)，所述牵引绳(19)一端与收卷辊(15)固定连接，所述牵引绳(19)另一端固定连接配重块(20)，所述配重块(20)为水泥预制件。
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