專利名稱：水面垃圾自動(dòng)清掃船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水面垃圾清理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種可按預(yù)定軌跡巡航并自動(dòng)清理水面垃圾的水面垃圾自動(dòng)清掃船。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)城市化和工業(yè)化的推進(jìn)，越來(lái)越多的水域受到了污染，其中水面漂浮物的污染也是其重要組成部分。目前打撈水面垃圾的最原始的方法是采用半艙式或甲板機(jī)動(dòng)駁船，由環(huán)衛(wèi)工人手持網(wǎng)兜站在甲板上直接把垃圾撈上來(lái)，這種作業(yè)方式強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣，效率也是非常低下的，不適合全天候作業(yè)，作業(yè)方式也不夠靈活。即使出現(xiàn)的某些所謂的無(wú)人清掃船，還是需要通過(guò)人工遙控來(lái)完成作業(yè)過(guò)程，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)人化，隨著人力成本的逐步上升和人們對(duì)效率的追求，無(wú)人化將是未來(lái)機(jī)械的主要發(fā)展方向，所以現(xiàn)在需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效的水面垃圾自動(dòng)清掃船來(lái)完成水面垃圾清掃工作。 目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的各種水面垃圾清掃船，按照收集裝置的不同主要可以分為兩種傳送帶式、翻斗式。傳送帶收集裝置在工作過(guò)程中，系統(tǒng)要不停運(yùn)轉(zhuǎn)，能量消耗大；而翻斗式裝置只有在當(dāng)垃圾裝滿垃圾鏟時(shí)或倒車前才翻動(dòng)一次，更為實(shí)用，但是翻斗裝置在提升的過(guò)程中容易漏掉水面上還沒(méi)有來(lái)得及清理的水面垃圾，為了解決這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)有的有些產(chǎn)品中設(shè)計(jì)了阻攔格柵，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積笨重，需要單獨(dú)提供動(dòng)力，同樣能耗也會(huì)增加。由于這些垃圾清掃船在結(jié)構(gòu)上比較復(fù)雜，船體笨重，導(dǎo)致其動(dòng)力源往往采用大功率的內(nèi)燃機(jī)和液壓元件，不但噪聲、振動(dòng)和能耗大，效率低下，而且還會(huì)有相應(yīng)的燃料和液壓油泄露，污染水體環(huán)境，與其自身的環(huán)保船的定義并不相符。中國(guó)專利號(hào)200520052597. 0，
公開日2006年12月20日，公開了一份名稱為水面
垃圾清掃裝備船的專利文件，其具有船體，船體的船首中間缺口處斜置有捕撈輸送裝置，捕撈輸送裝置上端懸空伸向貯倉(cāng)，下端插入水中。與其配合作業(yè)的捕撈機(jī)械手裝在船首兩側(cè)甲板上。捕撈機(jī)械手的前端有捕捉鉗。忙倉(cāng)后端置有一卸料機(jī)械手。該船游弋作業(yè)時(shí)，可攔截寬闊水面浮游垃圾且聚攏到船首，然后捕撈輸送到貯倉(cāng)，既能在廣闊的江河、湖泊和海灣清掃水面浮游垃圾，梳耙被浪潮推向岸邊與草叢中的垃圾，又能把滿載于貯倉(cāng)的垃圾卸到岸上。該專利就是屬于傳送帶式垃圾清理船，系統(tǒng)要不停運(yùn)轉(zhuǎn)，船體笨重，存在能量消耗高，效率低，成本高的缺點(diǎn)。中國(guó)專利號(hào)201010171897. 6，
公開日2010年10月13日，公開了一份名稱為用
于清漂船的收集臂的專利文件，其包括濾水網(wǎng)、擺臂框架和滾輪軸，所述濾水板與擺臂框架裝連或制成一體，所述擺臂框架的一端具有擺臂鉸接座，擺臂框架的另一端分別設(shè)有第一軸承座和第二軸承座，滾輪軸兩端分別支承在第一軸承座內(nèi)的第一軸承和第二軸承座內(nèi)的第二軸承上，滾輪軸的軸身上至少設(shè)置有一組滾齒，滾輪軸的一端連接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)固定連接在第一軸承座或第二軸承座上。該發(fā)明對(duì)漂浮物的收集效率高，雖然解決了自動(dòng)清理的問(wèn)題，但是還存在用液壓驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，傳動(dòng)效率低下，對(duì)動(dòng)力源要求較高，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲大，液壓油容易泄露，污染水體的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的問(wèn)題
針對(duì)現(xiàn)有水面垃圾清理船存在船體笨重、能量消耗高、效率低、成本高的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種水面垃圾自動(dòng)清掃船，本發(fā)明采用自動(dòng)提升翻斗式水面垃圾收集裝置，適合在廣闊水域清理包括岸邊等處的漂浮垃圾，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、低能耗等特點(diǎn)，滿足綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)方案
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
一種水面垃圾自動(dòng)清掃船，包括船體，還包括垃圾收集系統(tǒng)和垃圾運(yùn)輸系統(tǒng),所述的垃 圾收集系統(tǒng)位于船體的前端；
所述的垃圾收集系統(tǒng)包括垃圾儲(chǔ)存箱、鏈軸、引導(dǎo)臂、阻攔網(wǎng)、鏈條和收集筐；所述的引導(dǎo)臂有兩個(gè)，伸向船體的前方；所述的阻攔網(wǎng)位于引導(dǎo)臂的末端，阻攔網(wǎng)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，阻攔網(wǎng)的一端通過(guò)第一連桿與船體連接，第一連桿與船體的連接通過(guò)鉸鏈連接，第一連桿與船體之間有一彈簧；所述的鏈軸包括鏈輪和主軸；所述的鏈條卡在鏈輪上；所述的垃圾儲(chǔ)存箱位于鏈軸的后方；所述的收集筐通過(guò)鏈條完成上下運(yùn)動(dòng)，收集筐下降到鏈條的底端時(shí)，收集筐的前端壓在阻攔網(wǎng)上，收集筐運(yùn)動(dòng)到鏈條的另一端時(shí)，收集筐壓在垃圾儲(chǔ)存箱的上方；
所述的垃圾運(yùn)輸系統(tǒng)包括導(dǎo)軌傳送架和升降架，所述的導(dǎo)軌傳送架由橫向?qū)к壓涂v向?qū)к壗徊娼M成；所述的升降架包括掛鉤、套筒、斜桿、底座、豎直桿、橫桿、電機(jī)和絲桿組成；所述的斜桿組成平行四邊形，斜桿有四個(gè)連接處，斜桿上方的連接處通過(guò)套筒與豎直桿連接，套筒套在豎直桿上，底端的連接處固定在豎直桿上；所述的豎直桿的底端與底座連接，豎直桿的上端有掛鉤；所述的垃圾儲(chǔ)存箱上有與掛鉤相匹配的卡槽；所述的橫桿的一端通過(guò)絲桿與電機(jī)連接。優(yōu)選的，還包括垃圾位置傳感器、第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器，所述的垃圾收集系統(tǒng)還包括行程開關(guān)和光電開關(guān)，所述的行程開關(guān)有兩個(gè)，分別位于鏈條的兩端；所述的光電開關(guān)位于收集筐的上方；所述的垃圾位置傳感器位于垃圾儲(chǔ)存箱的上方鏈軸上；所述的第二傳感器有兩個(gè)，分別位于船體的兩側(cè)，所述的第一傳感器位于船體的前方；所述的第三傳感器位于船體的后方。優(yōu)選的，還包括控制模塊，所述的控制模塊包括GPS導(dǎo)航模塊、電子指南針模塊、超聲波避障模塊、速度傳感器模塊、水深傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、單片機(jī)控制模塊、顯示模塊、無(wú)線發(fā)送和接收模塊；所述的超聲波避障模塊的接收信息來(lái)自第一傳感器和第二傳感器；所述的速度傳感器模塊和水深傳感器模塊的信號(hào)來(lái)自于第三傳感器；GPS導(dǎo)航模塊檢測(cè)的位置信息、電子指南針模塊的方向信息、超聲波避障模塊確定的船體周圍的障礙物的信息、速度傳感器模塊檢測(cè)的船體巡航速度信息和水深傳感器模塊檢測(cè)的船體吃水深度的信息傳輸給單片機(jī)控制模塊，單片機(jī)控制模塊通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)船體進(jìn)行調(diào)整；所述的單片機(jī)控制模塊與顯示模塊、無(wú)線發(fā)送和接收模塊連接。優(yōu)選的，還包括動(dòng)力模塊，所述的動(dòng)力模塊包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、太陽(yáng)能電池組件、充電控制器、穩(wěn)壓模塊和蓄電池；所述的太陽(yáng)能電池組件依次與充電控制器、穩(wěn)壓模塊和蓄電池相連接；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與穩(wěn)壓模塊連接。優(yōu)選的，所述的引導(dǎo)臂的前端有噴嘴，所述的噴嘴分為上噴嘴和下噴嘴。優(yōu)選的，所述的上噴嘴和下噴嘴的角度可以360°旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選的，所述的兩個(gè)引導(dǎo)臂的夾角為90-135°。優(yōu)選的，所述的兩個(gè)引導(dǎo)臂的夾角為118°。
優(yōu)選的，所述的垃圾收集系統(tǒng)固定在豎直桿和底座上。優(yōu)選的，所述的收集筐上有浮筒。有益效果
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為
(1)本發(fā)明包括垃圾收集系統(tǒng)和垃圾運(yùn)輸系統(tǒng)，垃圾運(yùn)輸系統(tǒng)包括導(dǎo)軌傳送架和升降架，船體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使得整船在功能增加的基礎(chǔ)上結(jié)構(gòu)卻得到簡(jiǎn)化，作業(yè)成本和制造成本也大幅下降，能耗也相應(yīng)的降低，便于該清掃船的推廣使用；
(2)本發(fā)明還包括動(dòng)力模塊，動(dòng)力模塊包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、太陽(yáng)能電池組件、充電控制器、穩(wěn)壓模塊和蓄電池，太陽(yáng)能電池組件依次與充電控制器、穩(wěn)壓模塊和蓄電池相連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與穩(wěn)壓模塊連接，使得該清掃船可以使用電能和太陽(yáng)能作為主要能源，太陽(yáng)能電池組件和蓄電池的配合使用，使得垃圾清掃船可以全天候作業(yè)，同時(shí)杜絕了內(nèi)燃機(jī)燃料或者液壓油泄露所造成水體環(huán)境的二次污染，真正做到綠色環(huán)保；
(3)本發(fā)明還包括控制模塊，控制模塊包括GPS導(dǎo)航模塊、電子指南針模塊、超聲波避障模塊、速度傳感器模塊、水深傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、單片機(jī)控制模塊、顯示模塊、無(wú)線發(fā)送和接收模塊，超聲波避障模塊的接收信息來(lái)自第一傳感器和第二傳感器，速度傳感器模塊和水深傳感器模塊的信號(hào)來(lái)自于第三傳感器，GPS導(dǎo)航模塊檢測(cè)的位置信息、電子指南針模塊的方向信息、超聲波避障模塊確定的船體周圍的障礙物的信息、速度傳感器模塊檢測(cè)的船體巡航速度信息和水深傳感器模塊檢測(cè)的船體吃水深度的信息傳輸給單片機(jī)控制模塊，單片機(jī)控制模塊通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)船體進(jìn)行調(diào)整，單片機(jī)控制模塊與顯示模塊、無(wú)線發(fā)送和接收模塊連接，使得本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的全自動(dòng)作業(yè)；
(4)本發(fā)明的船體采用差速轉(zhuǎn)向區(qū)別一般的差速轉(zhuǎn)向，通過(guò)調(diào)節(jié)上噴嘴和下噴嘴噴水的速度和噴水的角度，可以輔助船體上的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，以實(shí)現(xiàn)更小的轉(zhuǎn)彎半徑，使船體的運(yùn)動(dòng)更加靈活；
(5 )本發(fā)明兩個(gè)引導(dǎo)臂的夾角為90-135 °，在這個(gè)范圍內(nèi)工作，有較高的能效比，同時(shí)本發(fā)明給出了最佳的角度，兩個(gè)引導(dǎo)臂的夾角為118°，為118°這個(gè)角度時(shí)，能效比最高；
(6)本發(fā)明收集筐通過(guò)鏈條完成上下運(yùn)動(dòng)，收集筐下降到鏈條的底端時(shí)，收集筐的前端壓在阻攔網(wǎng)上，能方便的收集垃圾，收集筐裝滿時(shí)，收集筐運(yùn)動(dòng)到鏈條的另一端，收集筐反過(guò)來(lái)扣壓在垃圾儲(chǔ)存箱的上方，對(duì)垃圾儲(chǔ)存箱內(nèi)的垃圾進(jìn)行一定的壓縮，提高空間利用率；同時(shí)收集筐向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻攔網(wǎng)在彈簧的作用下被拉起，將垃圾阻攔在阻攔網(wǎng)處，避免了收集筐向上運(yùn)動(dòng)時(shí)有垃圾遺漏，對(duì)水體表面的垃圾清理效果好；
(7)本發(fā)明升降架包括掛鉤、套筒、斜桿、底座、豎直桿、橫桿、電機(jī)和絲桿組成，啟動(dòng)電機(jī)，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)升降架的升降，可以方便的將垃圾儲(chǔ)存箱與升降架分離，方便將垃圾儲(chǔ)存箱運(yùn)出；本發(fā)明還提供了垃圾收集系統(tǒng)固定在豎直桿和底座上和收集筐上有浮筒兩種技術(shù)方案，使用時(shí)，隨著垃圾儲(chǔ)存箱內(nèi)垃圾的增多，船的吃水深度的增加，升降架可以調(diào)整垃圾收集裝置的上下運(yùn)動(dòng)，使收集筐可以一直保持一個(gè)理想的深度；
(8)本發(fā)明還包括垃圾位置傳感器，能自動(dòng)檢測(cè)感應(yīng)垃圾儲(chǔ)存箱內(nèi)部垃圾的高度，當(dāng)檢測(cè)到垃圾儲(chǔ)存箱裝滿了后，清掃船立即停止作業(yè)并返航，同時(shí)提醒操作人員清理垃圾儲(chǔ)存箱中的垃圾；
(9)本發(fā)明引導(dǎo)臂的前端有噴嘴，噴嘴分為上噴嘴和下噴嘴，本水面垃圾自動(dòng)清掃船在岸邊時(shí)，可以調(diào)節(jié)上噴嘴噴水將岸邊的垃圾沖離岸邊，兩個(gè)下噴嘴向船的后方噴水，在兩個(gè)引導(dǎo)臂間形成了一個(gè)負(fù)壓區(qū)，將沖離岸邊的垃圾吸引過(guò)來(lái)，這樣上下噴嘴配合可以更好的清理岸邊的垃圾，解決了岸邊垃圾難以清理的問(wèn)題。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明垃圾收集系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明垃圾收集系統(tǒng)的垃圾收集狀態(tài)示意 圖4為本發(fā)明垃圾收集系統(tǒng)的垃圾傾倒?fàn)顟B(tài)示意 圖5為本發(fā)明垃圾儲(chǔ)存箱掛在升降架上的結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明垃圾儲(chǔ)存箱與升降架位置關(guān)系狀態(tài)之一示意 圖7為本發(fā)明垃圾儲(chǔ)存箱與升降架分離示意圖。圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1、垃圾儲(chǔ)存箱；2、鏈軸；3、垃圾位置傳感器；301、第一傳感器；302、第二傳感器；303、第三傳感器；4、導(dǎo)軌傳送架；401、橫向?qū)к墸?02、縱向?qū)к墸?、引導(dǎo)臂；6、噴嘴；601、上噴嘴；602、下噴嘴；7、阻攔網(wǎng)；8、船體；9、鏈條；10、升降架；1001、掛鉤；1002、套筒；1003、斜桿；1004、底座；1005、豎直桿；1006、橫桿；11、電機(jī)；12、絲桿；13、收集筐；14、行程開關(guān)；15、光電開關(guān)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，一種水面垃圾自動(dòng)清掃船，包括船體8，還包括垃圾收集系統(tǒng)和垃圾運(yùn)輸系統(tǒng)，所述的垃圾收集系統(tǒng)位于船體8的前端。如圖2所示，垃圾收集系統(tǒng)包括垃圾儲(chǔ)存箱I、鏈軸2、引導(dǎo)臂5、阻攔網(wǎng)7、鏈條9和收集筐13，引導(dǎo)臂5有兩個(gè)，伸向船體8的前方。阻攔網(wǎng)7位于引導(dǎo)臂5的末端，阻攔網(wǎng)7為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，阻攔網(wǎng)7的一端通過(guò)第一連桿與船體8連接，第一連桿與船體8的連接通過(guò)鉸鏈連接，第一連桿與船體8之間有一彈簧。鏈軸2包括鏈輪和主軸，鏈條9卡在鏈輪上，垃圾儲(chǔ)存箱I位于鏈軸2的后方，收集筐13通過(guò)鏈條9完成上下運(yùn)動(dòng)，收集筐13下降到鏈條9的底端時(shí)，收集筐13的前端壓在阻攔網(wǎng)7上，如圖3所示，當(dāng)收集筐13內(nèi)的垃圾積累到一定程度時(shí)，收集筐13在鏈條9的帶動(dòng)下，運(yùn)動(dòng)到鏈條9的另一端，此時(shí)阻攔網(wǎng)7在彈簧的作用下變?yōu)榇怪庇谒娴臓顟B(tài)，水面上的垃圾被擋在阻攔網(wǎng)7處，收集筐13繼續(xù)沿著鏈條9向上運(yùn)動(dòng)，直到收集筐13向后翻過(guò)來(lái)壓在垃圾儲(chǔ)存箱I的上方，如圖4所示，收集筐13內(nèi)部的垃圾倒入垃圾儲(chǔ)存箱I中，同時(shí)收集筐13在下壓的過(guò)程中也起到了將垃圾儲(chǔ)存箱I中的垃圾進(jìn)行壓縮的作用，最后，收集筐13隨著鏈條9返回到鏈條9的底端，收集筐13壓下阻攔網(wǎng)7，如圖3所示，阻攔網(wǎng)7阻攔的垃圾也進(jìn)入收集筐13，繼續(xù)開始收集工作。垃圾運(yùn)輸系統(tǒng)包括導(dǎo)軌傳送架4和升降架10，導(dǎo)軌傳送架4由橫向?qū)к?01和縱向?qū)к?02交叉組成。升降架10包括掛鉤1001、套筒1002、斜桿1003、底座1004、豎直桿1005、橫桿1006、電機(jī)11和絲桿12組成，如圖5、圖6、圖7所示。斜桿1003組成平行四邊形，斜桿1003有四個(gè)連接處；斜桿1003上端的連接處通過(guò)套筒1002與豎直桿1005連接，套筒1002套在豎直桿1005上，底端的連接處固定在豎直桿1005上；豎直桿1005的底端與底座1004連接，豎直桿1005的上端有掛鉤1001 ;垃圾儲(chǔ)存箱I上有與掛鉤1001相匹配的卡槽，垃圾儲(chǔ)存箱I通過(guò)卡槽掛在掛鉤1001上，如圖5所示；橫桿1006的一端通過(guò)絲桿12與電機(jī)11連接，電機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲桿12的轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿12的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)絲桿傳動(dòng)控制橫桿1006的伸縮，橫桿1006可以像圖5、圖6和圖7所不的結(jié)構(gòu)，斜桿1003的中間的一個(gè)連接處通過(guò)鉸鏈固定在橫桿1006上；或者也可以為斜桿1003中間的兩個(gè)連接處都與橫桿1006通過(guò)鉸鏈連接，這些都是為了通過(guò)橫桿1006的左右移動(dòng)實(shí)現(xiàn)斜桿1003組成的平行四邊形的收縮，雖然存在較多含有微小差別的實(shí)現(xiàn)方案，但是這些技術(shù)方案都是普通技術(shù)人員很容易想到并且很容易實(shí)現(xiàn)的常用結(jié)構(gòu)或方法，在此不再盩述。橫桿1006的伸縮，控制 升降架10的升降，豎直桿1005下降過(guò)程中，橫桿1006會(huì)接觸垃圾儲(chǔ)存箱I的底部，如圖6所示；再繼續(xù)下降，橫桿1006會(huì)托起垃圾儲(chǔ)存箱1，垃圾儲(chǔ)存箱I與升降架10的掛鉤1001分離，如圖7所示。工人可以將垃圾儲(chǔ)存箱I通過(guò)導(dǎo)軌傳送架4移出垃圾儲(chǔ)存箱1，然后將垃圾儲(chǔ)存箱I中的垃圾清理掉，最后重新開始工作。本發(fā)明還包括垃圾位置傳感器3、第一傳感器301、第二傳感器302和第三傳感器303，垃圾收集系統(tǒng)還包括行程開關(guān)14和光電開關(guān)15，行程開關(guān)14有兩個(gè)，分別位于鏈條9的兩端，用于控制收集筐13在鏈條9上的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)收集筐13在鏈條9的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)到鏈條9底部時(shí)，觸發(fā)下面的行程開關(guān)14，鏈條9停止轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)收集筐13在鏈條9的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)到垃圾儲(chǔ)存箱I上方時(shí)，觸發(fā)鏈條9上端的行程開關(guān)14，鏈條9也停止轉(zhuǎn)動(dòng)。光電開關(guān)15位于垃圾儲(chǔ)存箱I的上方，用于檢測(cè)垃圾儲(chǔ)存箱I內(nèi)垃圾的多少；垃圾位置傳感器3位于垃圾儲(chǔ)存箱I的上方鏈軸2上；第二傳感器302有兩個(gè)，分別位于船體8的兩側(cè)，第一傳感器301位于船體8的前方；第三傳感器303位于船體8的后方。優(yōu)選的，還包括控制模塊，控制模塊包括GPS導(dǎo)航模塊、電子指南針模塊、超聲波避障模塊、速度傳感器模塊、水深傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、單片機(jī)控制模塊、顯示模塊、無(wú)線發(fā)送和接收模塊，超聲波避障模塊的接收信息來(lái)自第一傳感器301和第二傳感器302 ；速度傳感器模塊和水深傳感器模塊的信號(hào)來(lái)自于第三傳感器303 ；GPS導(dǎo)航模塊檢測(cè)的位置信息、電子指南針模塊的方向信息、超聲波避障模塊確定的船體周圍的障礙物的信息、速度傳感器模塊檢測(cè)的船體巡航速度信息和水深傳感器模塊檢測(cè)的船體吃水深度的信息傳輸給單片機(jī)控制模塊，單片機(jī)控制模塊通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)船體8進(jìn)行調(diào)整；所述的單片機(jī)控制模塊與顯示模塊、無(wú)線發(fā)送和接收模塊連接。單片機(jī)控制模塊選用ARM9，GPS導(dǎo)航模塊選用M-89芯片作為核心的GPS導(dǎo)航模塊，實(shí)現(xiàn)船體8定位功能。電子指南針模塊選用KMZ52芯片為核心的電子指南模塊，實(shí)現(xiàn)船體8正方向定向信息功能。速度傳感器模塊提供清掃船巡航速度信息，水深傳感器模塊采集船體8吃水深度信息，超聲波避障模塊提供關(guān)于船體8周圍障礙物的信號(hào)。單片機(jī)控制模塊再對(duì)這些信息進(jìn)行分析處理并作出判斷。顯示模塊主要器件是一塊觸屏顯示器，其可以完成顯示和輸入的功能。一般是岸上的操作人員手持，以監(jiān)控清掃船的作業(yè)狀態(tài)，必要時(shí)可以通過(guò)該觸摸顯示屏輸入相關(guān)信息以對(duì)清掃船進(jìn)行手動(dòng)控制。無(wú)線發(fā)送和接受模塊在岸上和船體8上各有一套，以實(shí)現(xiàn)船和岸上工作人員間信息交換的要求。單片機(jī)控制模塊根據(jù)超聲波避障模塊、速度傳感器模塊和水深傳感器模塊采集的信息自動(dòng)判斷，然后電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)船體8的自動(dòng)巡航?？梢栽O(shè)定安裝在船體8兩側(cè)的第二傳感器302和第三傳感器303在船體8離岸邊約Im時(shí)產(chǎn)生作用，以實(shí)現(xiàn)清掃船可以和岸邊保持Im的距離行駛。速度傳感器模塊是用來(lái)檢測(cè)清掃船行進(jìn)速度的，以實(shí)現(xiàn)清掃船的定速巡航，可以設(shè)定船體8靠近岸邊時(shí)船速為0. 5m/s,正常行駛的速度lm/s。優(yōu)選的，本發(fā)明還包括動(dòng)力模塊，動(dòng)力模塊包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、太陽(yáng)能電池組件、充電控制器、穩(wěn)壓模塊和蓄電池；太陽(yáng)能電池組件依次與充電控制器、穩(wěn)壓模塊和蓄電池相連接；驅(qū)動(dòng)電機(jī)與穩(wěn)壓模塊連接。正常狀態(tài)下，小車的動(dòng)力可以由太陽(yáng)能電池組件提供，也可以通過(guò)蓄電池提供電能。引導(dǎo)臂5的前端有噴嘴6，所述的噴嘴6分為上噴嘴601和下噴嘴602，上噴嘴601和下噴嘴602的角度可以360°旋轉(zhuǎn)。可以通過(guò)調(diào)節(jié)上噴嘴601和下噴嘴 602的噴水方向來(lái)輔助調(diào)節(jié)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向，本發(fā)明轉(zhuǎn)向速度快。本發(fā)明兩個(gè)引導(dǎo)臂5的夾角可以調(diào)節(jié)，引導(dǎo)臂5可以水平旋轉(zhuǎn)，正常工作時(shí)兩個(gè)引導(dǎo)臂5的夾角為90-135°。如果角度太大，船體8阻力增加，船行進(jìn)的速度慢，能量消耗大，如果兩個(gè)引導(dǎo)臂5的夾角太小，雖然船行進(jìn)的速度增加，但是有效收集垃圾的面積變小，效率不高，兩個(gè)引導(dǎo)臂5的夾角在90-135°之間最合適，尤其是正常工作時(shí)兩個(gè)引導(dǎo)臂5的夾角為118°時(shí)，單位能耗內(nèi)處理的有效水面的面積最大，最劃算。本發(fā)明提供了垃圾收集系統(tǒng)固定在豎直桿1005和底座1004上和收集筐13上有浮筒兩種技術(shù)方案，都是為了實(shí)現(xiàn)隨著垃圾儲(chǔ)存箱內(nèi)垃圾的增多，船的吃水深度增加，可以調(diào)整垃圾收集裝置的上下運(yùn)動(dòng)，使收集筐13可以一直保持一個(gè)理想的深度。例如采用垃圾收集系統(tǒng)固定在底座1004上的目的是為了通過(guò)升降架10的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)底座1004的上下運(yùn)動(dòng)，這樣可以通過(guò)電機(jī)11和絲桿12自動(dòng)調(diào)節(jié)垃圾收集系統(tǒng)的位置，這樣收集筐13和引導(dǎo)臂5都可以保持一個(gè)良好的入水深度；而如果采用收集筐13上有浮筒的方案，不需要升降架10調(diào)整收集筐13的高度，收集筐13在浮筒的浮力帶動(dòng)下始終保持良好的入水深度，只不過(guò)引導(dǎo)臂5的入水深度無(wú)法調(diào)節(jié)，但是這種收集筐13上有浮筒的方案具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省時(shí)省力的優(yōu)點(diǎn)。以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種水面垃圾自動(dòng)清掃船，包括船體(8)，其特征在于，還包括垃圾收集系統(tǒng)和垃圾運(yùn)輸系統(tǒng)，所述的垃圾收集系統(tǒng)位于船體(8)的前端； 所述的垃圾收集系統(tǒng)包括垃圾儲(chǔ)存箱(I)、鏈軸(2)、引導(dǎo)臂(5)、阻攔網(wǎng)(7)、鏈條(9)和收集筐(13);所述的引導(dǎo)臂(5)有兩個(gè)，伸向船體(8)的前方；所述的阻攔網(wǎng)(7)位于引導(dǎo)臂(5)的末端，阻攔網(wǎng)(7)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，阻攔網(wǎng)(7)的一端通過(guò)第一連桿與船體(8)連接，第一連桿與船體(8)的連接通過(guò)鉸鏈連接，第一連桿與船體(8)之間有一彈簧；所述的鏈軸(2)包括鏈輪和主軸；所述的鏈條(9)卡在鏈輪上；所述的垃圾儲(chǔ)存箱(I)位于鏈軸(2)的后方；所述的收集筐(13)通過(guò)鏈條(9)完成上下運(yùn)動(dòng)，收集筐(13)下降到鏈條(9)的底端時(shí)，收集筐(13)的前端壓在阻攔網(wǎng)(7)上，光電開關(guān)(15)位于垃圾儲(chǔ)存箱(I)的上方，收集筐(13)壓在垃圾儲(chǔ)存箱(I)的上方； 所述的垃圾運(yùn)輸系統(tǒng)包括導(dǎo)軌傳送架(4)和升降架(10)，所述的導(dǎo)軌傳送架(4)由橫向?qū)к?401)和縱向?qū)к?402)交叉組成；所述的升降架(10)包括掛鉤(1001)、套筒(1002)、斜桿(1003)、底座(1004)、豎直桿(1005)、橫桿(1006)、電機(jī)(11)和絲桿(12)組成；所述的斜桿(1003)組成平行四邊形，斜桿(1003)有四個(gè)連接處，斜桿(1003)上方的連接處通過(guò)套筒(1002)與豎直桿(1005)連接，套筒(1002)套在豎直桿(1005)上，底端的連接處固定在豎直桿(1005)上；所述的豎直桿(1005)的底端與底座(1004)連接，豎直桿(1005)的上端有掛鉤(1001);所述的垃圾儲(chǔ)存箱(I)上有與掛鉤(1001)相匹配的卡槽；所述的橫桿(1006)的一端通過(guò)絲桿(12)與電機(jī)(11)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水面垃圾自動(dòng)清掃船，其特征在于還包括垃圾位置傳感器(3)、第一傳感器(301)、第二傳感器(302)和第三傳感器(303)，所述的垃圾收集系統(tǒng)還包括行程開關(guān)(14)和光電開關(guān)(15)，所述的行程開關(guān)(14)有兩個(gè)，分別位于鏈條(9)的兩端；所述的光電開關(guān)(15)位于收集筐(13)的上方；所述的垃圾位置傳感器(3)位于垃圾儲(chǔ)存箱(I)的上方鏈軸(2)上；所述的第二傳感器(302)有兩個(gè)，分別位于船體(8)的兩側(cè)，所述的第一傳感器(301)位于船體(8)的前方；所述的第三傳感器(303)位于船體(8)的后方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水面垃圾自動(dòng)清掃船，其特征在于還包括控制模塊，所述的控制模塊包括GPS導(dǎo)航模塊、電子指南針模塊、超聲波避障模塊、速度傳感器模塊、水深傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、單片機(jī)控制模塊、顯示模塊、無(wú)線發(fā)送和接收模塊；所述的超聲波避障模塊的接收信息來(lái)自第一傳感器(301)和第二傳感器(302);所述的速度傳感器模塊和水深傳感器模塊的信號(hào)來(lái)自于第三傳感器(303) ；GPS導(dǎo)航模塊檢測(cè)的位置信息、電子指南針模塊的方向信息、超聲波避障模塊確定的船體(8)周圍的障礙物的信息、速度傳感器模塊檢測(cè)的船體(8)巡航速度信息和水深傳感器模塊檢測(cè)的船體(8)吃水深度的信息傳輸給單片機(jī)控制模塊，單片機(jī)控制模塊通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)船體(8)進(jìn)行調(diào)整；所述的單片機(jī)控制模塊與顯示模塊、無(wú)線發(fā)送和接收模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水面垃圾自動(dòng)清掃船，其特征在于還包括動(dòng)力模塊，所述的動(dòng)力模塊包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、太陽(yáng)能電池組件、充電控制器、穩(wěn)壓模塊和蓄電池；所述的太陽(yáng)能電池組件依次與充電控制器、穩(wěn)壓模塊和蓄電池相連接；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與穩(wěn)壓模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水面垃圾自動(dòng)清掃船，其特征在于所述的引導(dǎo)臂(5)的前端有噴嘴(6 )，所述的噴嘴(6 )分為上噴嘴(601)和下噴嘴(602 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水面垃圾自動(dòng)清掃船，其特征在于所述的上噴嘴(601)和下噴嘴(602)的角度可以360°旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的水面垃圾自動(dòng)清掃船，其特征在于所述的兩個(gè)引導(dǎo)臂(5)的夾角為90-135°。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水面垃圾自動(dòng)清掃船，其特征在于所述的兩個(gè)引導(dǎo)臂(5)的夾角為118°。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水面垃圾自動(dòng)清掃船,其特征在于所述的垃圾收集系統(tǒng)固定在豎直桿(1005)和底座(1004)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水面垃圾自動(dòng)清掃船，其特征在于所述的收集筐(13)上有浮筒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水面垃圾自動(dòng)清掃船，屬于水面垃圾清理技術(shù)領(lǐng)域。它包括船體，還包括垃圾收集系統(tǒng)和垃圾運(yùn)輸系統(tǒng)，所述的垃圾收集系統(tǒng)包括垃圾儲(chǔ)存箱、鏈軸、引導(dǎo)臂、阻攔網(wǎng)、鏈條和收集筐；所述的垃圾運(yùn)輸系統(tǒng)包括導(dǎo)軌傳送架和升降架，所述的導(dǎo)軌傳送架由橫向?qū)к壓涂v向?qū)к壗徊娼M成；所述的升降架包括掛鉤、套筒、斜桿、底座、豎直桿、橫桿、電機(jī)和絲桿組成。本發(fā)明能船體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使得整船在功能增加的基礎(chǔ)上結(jié)構(gòu)卻得到簡(jiǎn)化，作業(yè)成本和制造成本也大幅下降，能耗也相應(yīng)的降低，便于該清掃船的推廣使用，并且能實(shí)現(xiàn)水面垃圾的自動(dòng)清掃。
文檔編號(hào)E02B15/10GK102963505SQ201210502339
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者戚曉利, 許健, 汪敏, 盧曉薇 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)