一种水上垃圾收集船

摘要

一种水上垃圾收集船，它包括船体、垃圾收集装置、垃圾运输装置和动力与方向控制系统，垃圾收集装置通过曲柄滑块机构与船体活动连接，垃圾收集装置的收集部分为带有挡板的带轮，通过曲柄滑块机构可以人为调整带轮臂的张角，从而对不同水域内固体漂浮垃圾进行收集；垃圾运输装置包括架体和带网状挡板的平带传动机构；动力与方向控制系统固定设置在船体上，所述的动力与方向控制系统包括电动机、方向盘、万向节、电子控制器，方向筏组件、动力传动组件和螺旋桨推进装置。本发明实现对不同水域的水面固体漂浮垃圾进行收集，具有结构简洁、拆装方便、易于加工制造、使用寿命长、适用性好、收集效率高等特点。

权利要求

1.一种水上垃圾收集船，它包括船体（1）、垃圾收集装置（4）、垃圾运输装置（5）和动力与方向控制系统（3），其特征在于：垃圾收集装置通过曲柄滑块机构（4-1）与船体活动连接，垃圾收集装置的收集部分为带有挡板的带轮，通过曲柄滑块机构可以人为调整带轮臂的张角，从而对不同水域内固体漂浮垃圾进行收集；垃圾运输装置包括架体（5-1）和带网状挡板的平带传动机构（5-2）；动力与方向控制系统固定设置在船体上，所述的动力与方向控制系统包括电动机（3-3）、方向盘（3-4）、万向节（3-5）、电子控制器（3-6），方向筏组件（3-1）、动力传动组件（3-7）和螺旋桨推进装置（3-2），动力与方向控制系统固定设置在船体上，为垃圾的运输和船体前进提供动力并实现船体的转向功能；

所述水上垃圾收集船还包括固定设置于船体上的蓄电池（2）以及设置于船体顶部的太阳能电池板（6）；

所述船体前端开设有开口，开口的两侧板下端与水接触部位为30°的坡面结构，在船体中部设置有垃圾回收箱（7），船体后端固定设置有驾驶与控制平台；

所述船体两侧对称设置有垃圾收集装置，垃圾收集装置与船体通过销钉活动连接；

所述船体两侧边均开设有直角形槽和凹槽，所述曲柄滑块机构的滑块可以在直角形槽内滑动，从而改变带轮臂的张角；

所述的带轮具有带轮架，连接所述带轮的带轮架一端通过销钉与船体活动连接，另一端与第一连杆（4-2）活动连接，垃圾收集船前进的过程中，所述带轮的挡板受水流的冲击作用而运动，从而将水面漂浮的固体垃圾集聚到运输带附近；

所述架体固定设置于船体前端的开口处，架体两边固定设置有侧板，运输过程中能有效防止垃圾从侧面掉落；

所述万向节一端与方向盘连接，另一端通过与其配套的电子控制器将力矩传递给方向筏组件，转动方向盘，万向节和电子控制器起作用，使方向筏左右摆动从而控制船体的前进方向；

所述螺旋桨推进装置活动连接于船体下部，为多叶片结构，螺旋桨推进装置中间固定设置小带轮，由电动机转换而来的机械能通过皮带传动组传递给所述垃圾运输装置和螺旋桨推进装置，从而为水上固体漂浮垃圾的运输和船体的前进提供动力。

2.根据权利要求1所述的水上垃圾收集船，其特征是：所述动力传动组件包括主轴和皮带传动组，由所述太阳能电池板和所述蓄电池提供的电能通过电动机转换为机械能，然后通过主轴和皮带传动组传递出去。

说明书

一种水上垃圾收集船

技术领域

[0001] 本发明涉及一种水上垃圾清理装置，尤其是一种可以对不同水域的水面固体漂浮垃圾进行收集的移动式高效水上垃圾收集船。

背景技术

[0002] 随着城市经济与建设的发展，风景区旅游业的开发与建设，加上人们环境意识的淡薄，各地河道、湖泊、水库等水资源环境的水面垃圾日益剧增，污染严重。据报道，国庆节期间，正处于新一轮175米蓄水期的三峡水库多处可见连片漂浮垃圾带，近坝水域也聚集了大量漂浮物，长江上游近年来每年下泄的漂浮物在10-20万立方米，其中大多数产生于汛期。世界最大的水利工程——三峡工程正受此困扰，三峡水库遭遇漂浮物成为世界性的难题。针对这些水面漂浮垃圾，目前通常只能采用人工的办法，人站在船头，手持打捞工具，进行打捞作业。但是这样不能保证工作效率，而且打捞工人劳动强度很大，如果再考虑人工成本和水上打捞作业的危险性，人工捞取水上垃圾的弊端就尤为显著。因此设计一种成本低、效率高、适用性好、安全性强、机械化的打捞设备来代替人工进行水面垃圾打捞作业，已十分迫切和必要。

[0003] 现有的一些水上垃圾清理船和公开的水面垃圾收集器发明专利，一种情况是通过人在陆地上遥控指挥垃圾收集器去收集水面上的垃圾来提高作业人员的安全性，降低劳动强度，但是存在遥控失灵、视觉受限、动力不足、效率低、成本高、处理能力有限、可靠性差等缺点、另一种是通过垃圾清理船前端设置的旋转刀盘和控制器、运输带等对大面积水面漂浮垃圾进行清理，结构简单，但是适用性差。因此目前如何能够保证所设计的水上垃圾收集船结构简单，成本低、效率高、能对不同水域的水面固体漂浮垃圾进行收集的适用性好的机械化水上垃圾清理设备，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的是提供一种水上垃圾收集船，以解决上述提及的现有技术中存在的问题。

[0005] 一种水上垃圾收集船，它包括船体、垃圾收集装置、垃圾运输装置和动力与方向控制系统，垃圾收集装置通过曲柄滑块机构与船体活动连接，垃圾收集装置的收集部分为带有挡板的带轮，通过曲柄滑块机构可以人为调整带轮臂的张角，从而对不同水域内固体漂浮垃圾进行收集；垃圾运输装置包括架体和带网状挡板的平带传动机构；动力与方向控制系统固定设置在船体上，所述的动力与方向控制系统包括电动机、方向盘、万向节、电子控制器，方向筏组件、动力传动组件和螺旋桨推进装置，动力与方向控制系统固定设置在船体上，为垃圾的运输和船体前进提供动力并实现船体的转向功能。

[0006] 上述水上垃圾收集船还包括固定设置于船体上的蓄电池以及设置于船体顶部的太阳能电池板。

[0007] 上述船体前端开设有开口，开口的两侧板下端与水接触部位为30°的坡面结构，在船体中部设置有垃圾回收箱，船体后端固定设置有驾驶与控制平台。

[0008] 上述船体两侧对称设置有垃圾收集装置，垃圾收集装置与船体通过销钉活动连接。

[0009] 上述船体两侧边均开设有直角形槽和凹槽，所述曲柄滑块机构的滑块可以在直角形槽内滑动，从而改变带轮臂的张角。

[0010] 上述的带轮具有带轮架，连接所述带轮的带轮架一端通过销钉与船体活动连接，另一端与第一连杆活动连接，垃圾收集船前进的过程中，所述带轮的挡板受水流的冲击作用而运动，从而将水面漂浮的固体垃圾集聚到运输带附近。

[0011] 上述架体固定设置于船体前端的开口处，架体两边固定设置有侧板，运输过程中能有效防止垃圾从侧面掉落。

[0012] 上述万向节一端与方向盘连接，另一端通过与其配套的电子控制器将力矩传递给方向筏组件，转动方向盘，万向节和电子控制器起作用，使方向筏左右摆动从而控制船体的前进方向。

[0013] 上述动力传动组件包括主轴和皮带传动组，由所述太阳能电池板和所述蓄电池提供的电能通过电动机转换为机械能，然后通过主轴和皮带传动组传递出去。

[0014] 上述螺旋桨推进装置活动连接于船体下部，为多叶片结构，装置中间固定设置小带轮，由电动机转换而来的机械能通过皮带传动组传递给所述垃圾运输装置和螺旋桨推进装置，从而为水上固体漂浮垃圾的运输和船体的前进提供动力。

[0015] 本发明有如下有益效果：

[0016] 1、由于本发明所述的水上垃圾收集船中船体与垃圾收集装置之间曲柄滑块机构的设计，使得操作人员可以实时地针对不同水域面积内固体漂浮垃圾的分布情况，调节垃圾收集装置的收集臂张角，从而提高了本发明所述水上垃圾收集船的适用性。

[0017] 2、在本发明所述的水上垃圾收集船中，由于设置了带网格状挡板的平带传动机构，有效保证了垃圾运输的连续性和可靠性，同时使垃圾在运输的过程中滤干，提高了垃圾收集和运输效率和垃圾处理能力，节约了能源。

[0018] 3、由于本发明所述的水上垃圾收集船中设置了以带轮传动为代表的动力传动组件，采用了空间四杆机构的方向控制系统，结构简单，易于加工制造，使用寿命长。

[0019] 4、本发明所述的水上垃圾收集船中还安装有太阳能电池板和蓄电池等多种能量供给装置，太阳能电池板可以在垃圾收集船工作时对蓄电池进行充电，减少蓄电池的人工充电次数，也能增加水上垃圾收集船的工作行程，为蓄电池补充电能，与此同时太阳能电池板还避免了船体中后部垃圾收集箱和驾驶操作平台上装置受阳光风雨的侵袭，可以实现水上垃圾收集船的长时间工作，同时所使用的能源清洁无污染。

附图说明

[0020] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0021] 图1是本发明的整体结构示意图。

[0022] 图2是本发明的左视图。

[0023] 图3是本发明中除去太阳能电池板和蓄电池的整体结构示意图。

[0024] 图4是本发明中垃圾运输装置和动力与方向控制系统的整体结构示意图。

[0025] 图5是本发明中动力与方向控制系统的整体结构示意图。

[0026] 图6是本发明中垃圾运输装置的整体结构示意图。

[0027] 图中主要元件符号说明：1.船体、2.蓄电池、3.动力与方向控制系统、4.垃圾收集装置、5.垃圾运输装置、6.太阳能电池板、7.垃圾回收箱、3-1.方向筏组件、3-2.螺旋桨推进装置、3-3.电动机、3-4.方向盘、3-5.万向节、3-6.电子控制器、3-7.动力传动组件、4-1.曲柄滑块机构、4-2.第一连杆、5-1.架体、5-2.平带传动机构。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

[0029] 如图1 6所示，本发明的主要技术手段是提供一种水上垃圾收集船，所述水上垃圾~收集船包括船体1、垃圾收集装置4、垃圾运输装置5和动力与方向控制系统3，垃圾收集装置
4通过曲柄滑块机构4-1与船体1活动连接，收集装置的收集部分为带有挡板的带轮，通过曲柄滑块机构4-1可以人为调整带轮臂的张角，从而对不同水域内固体漂浮垃圾进行收集，各活动连接部位均为销钉；垃圾运输装置5包括架体5-1和带网状挡板的平带传动机构5-2；动力与方向控制系统3固定设置在船体1上，为垃圾的运输和船体前进提供动力并实现船体的转向功能。

[0030] 如图1所示，所述水上垃圾收集船还包括固定设置于船体上的蓄电池2以及设置于船体顶部的太阳能电池板6。太阳能电池板6可以在垃圾收集船工作时对蓄电池2进行充电，减少蓄电池2的人工充电次数，也能增加水上垃圾收集船的工作行程，为蓄电池2补充电能，同时所使用的能源清洁无污染。作为选择，太阳能电池板6的具体安放形式和位置以及蓄电池2的具体类型和安装位置可以是其他的结构形式，并且数量可以为多块，只要能达到与本发明上述相同的目的便可，本发明的具体实施方式不以此为限。

[0031] 所述船体1前端开设有开口，开口的两侧板下端与水接触部位为30°的坡面结构，在船体中部设置有垃圾回收箱7，船体1后端固定设置有驾驶与控制平台。开口的设计有利于减轻船体1前端重量，坡面结构便于垃圾收集船前进过程顺畅，减小阻力。作为选择，船体1前端的开口以及坡面结构可以是其他的结构形式比如锥形，只要能达到与本发明上述相同的目的便可，本发明的具体保护范围不以此为限。

[0032] 所述船体1两侧对称设置有垃圾收集装置4，垃圾收集装置4与船体1通过销钉活动连接。对称设置的垃圾收集装置保证了船体受力的平衡。

[0033] 所述船体1两侧边均开设有直角形槽和凹槽，所述曲柄滑块机构4-1的滑块可以在直角形滑槽内滑动，从而改变带轮臂的张角。当需要收集前方小水域面积的水上漂浮垃圾时，只需将曲柄滑块机构4-1的滑块向后滑动，带轮臂的张角就减小，操作方便，运行可靠。作为选择，船体1两侧边直角形槽和凹槽可以为其他的结构形式比如T形，只要能达到与本发明上述相同的目的便可，本发明的具体实施方式不以此为限。

[0034] 所述的垃圾收集装置4的收集部分为带有挡板的带轮，连接所述带轮的带轮架一端通过销钉与船体1活动连接，另一端与第一连杆4-2活动连接，垃圾收集船前进的过程中，所述带轮的挡板受水流的冲击作用而运动，从而将水面漂浮的固体垃圾集聚到运输带附近。作为选择，所述带有挡板的带轮可以为其他的结构形式，只要能达到与本发明上述相同的目的便可，本发明的具体实施方式不以此为限。

[0035] 所述的垃圾运输装置5包括架体5-1和带网状挡板的平带传动机构5-2，所述架体5-1固定设置于船体1前端的开口处，架体5-1两边固定设置有侧板，运输过程中所述侧板能有效防止垃圾从侧面掉落。

[0036] 所述的垃圾运输装置5的主要运输机构为平带传动机构5-2，在平带上等间距的设置有网格状的挡板。所述网格状的挡板不仅保证了垃圾运输的连续性和可靠性，同时也减轻了平带重量。

[0037] 当水面固体漂浮垃圾输送到平带传动机构5-2时，随着平带的逆时针转动，垃圾到达最顶端然后落入垃圾回收箱7，平带上设置的所述网格状的挡板能有效防止垃圾在运输过程中倒滑同时能将垃圾滤干，便于垃圾的收集。

[0038] 所述动力与方向控制系统3包括电动机3-3、方向盘3-4、万向节3-5、电子控制器3-6，方向筏组件3-1、动力传动组件3-7，螺旋桨推进装置3-2，动力与方向控制系统3固定设置在船体1上，为垃圾的运输和船体1前进提供动力并实现船体1的转向功能。

[0039] 所述万向节3-5一端与方向盘3-4连接，另一端通过与其配套的电子控制器3-6将力矩传递给方向筏组件3-1，转动方向盘3-4，万向节3-5和电子控制器3-6起作用，使方向筏左右摆动从而控制船体1的前进方向。

[0040] 所述动力传动组件3-7包括主轴和皮带传动组，由所述太阳能电池板6和所述蓄电池2提供的电能通过电动机3-3转换为机械能，然后通过主轴和皮带传动组传递出去。

[0041] 所述螺旋桨推进装置3-2活动连接于船体1下部，为多叶片结构，装置中间固定设置小带轮，由电动机转换而来的机械能通过皮带传动组传递给所述垃圾运输装置5和螺旋桨推进装置3-2，从而为水上固体漂浮垃圾的运输和船体1的前进提供动力。

[0042] 接下来，根据图1至图3对本发明所述的一种水上垃圾收集船的工作原理作更进一步的详细说明。

[0043] 当所述水上垃圾收集船开动时，由太阳能电池板6和蓄电池2提供的电能经电动机3-3转换成机械能，电机主轴高速旋转，通过皮带传动组一个分支传递给螺旋桨推进装置3-
2，从而为船体1的前进提供动力，另一个分支传递给垃圾运输装置4，从而使带网格状挡板的平带传动机构5-2逆时针转动，与此同时，船体1前进，遇到水流冲击作用使带有挡板的带轮运动，将垃圾收集装置4附近的水面固体漂浮垃圾聚集到运输带旁边，从而经过垃圾运输装置5的作用而使垃圾掉入固定设置于船体1中部的垃圾回收箱7中，如此循环往复工作，使得不同水域面积内的水面固体漂浮垃圾不断的被收集于船体1的垃圾回收箱7中。