[發(fā)明專(zhuān)利]一種水面漂浮物自動(dòng)收集裝置及收集方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710291658.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107100151B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱亮;黃慧慧;陳琳;談悅;姜龍杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E02B15/10
• 分類(lèi)號(hào): E02B15/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

1.一種水面漂浮物自動(dòng)收集裝置，其特征在于：包括無(wú)人船、豎直輸送帶和垃圾桶；

無(wú)人船包括垃圾存儲(chǔ)艙和內(nèi)置GPS定位模塊的控制系統(tǒng)；

垃圾存儲(chǔ)艙的頂部截面呈圓形，在圓形的垃圾存儲(chǔ)艙的頂部固設(shè)有環(huán)形的電磁鐵，電磁鐵的縱向截面為直角梯形，直角梯形的斜邊朝上，且直角梯形的斜邊向著垃圾存儲(chǔ)艙的底部?jī)A斜；

豎直輸送帶有若干條，沿垃圾存儲(chǔ)艙的外圓周方向均勻布設(shè)；

每條豎直輸送帶上均鉸接一個(gè)所述垃圾桶，垃圾桶與豎直輸送帶相鉸接的鉸接點(diǎn)均設(shè)置在垃圾桶桶高的1/2~2/3處；

每條豎直輸送帶均能正向轉(zhuǎn)動(dòng)和反向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的垃圾桶高度上升或下降；

每個(gè)垃圾桶均包括外筒、垃圾收集網(wǎng)、壓力傳感器、液位控制器、太陽(yáng)能電板和若干個(gè)抽水泵；壓力傳感器、液位控制器、太陽(yáng)能電板和若干個(gè)抽水泵均與控制系統(tǒng)相連接；

垃圾收集網(wǎng)內(nèi)置在外筒內(nèi)，壓力傳感器設(shè)置在外筒上，液位控制器設(shè)置在外筒與垃圾收集網(wǎng)之間的空腔內(nèi)，若干個(gè)抽水泵均勻布設(shè)在外筒的底部；

太陽(yáng)能電板設(shè)置在外筒的上方，太陽(yáng)能電板由兩塊半圓形拼合板拼合形成，太陽(yáng)能電板的拼合縫與垃圾桶外壁上設(shè)置的鉸接點(diǎn)位于同一個(gè)豎直平面內(nèi)；

每塊半圓形拼合板均通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)支架與外筒相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面漂浮物自動(dòng)收集裝置，其特征在于：電磁鐵的外周套設(shè)有環(huán)形的支撐保護(hù)板。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面漂浮物自動(dòng)收集裝置，其特征在于：電磁鐵的頂部設(shè)置有彈性緩沖層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面漂浮物自動(dòng)收集裝置，其特征在于：無(wú)人船還包括燃油驅(qū)動(dòng)裝置，該燃油驅(qū)動(dòng)裝置與控制系統(tǒng)相連接，能為整個(gè)自動(dòng)收集裝置提供能源。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面漂浮物自動(dòng)收集裝置，其特征在于：所述垃圾桶和抽水泵的數(shù)量均為四個(gè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面漂浮物自動(dòng)收集裝置，其特征在于：垃圾收集網(wǎng)的材料為尼龍、滌綸、腈綸聚酯纖維或芳綸纖維。

7.一種水面漂浮物自動(dòng)收集方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1，無(wú)人船航行路徑規(guī)劃：先根據(jù)待收集漂浮物的水面的形狀和面積，在無(wú)人船的控制系統(tǒng)內(nèi)事先對(duì)無(wú)人船的航行路徑進(jìn)行規(guī)劃；

步驟2，自動(dòng)收集裝置下水調(diào)試：將權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的水面漂浮物自動(dòng)收集裝置，簡(jiǎn)稱(chēng)自動(dòng)收集裝置，放置在步驟1規(guī)劃的航行路徑的起點(diǎn)處，垃圾桶沿著豎直傳輸帶下降，垃圾桶下降過(guò)程中，壓力傳感器將對(duì)外筒所受壓力進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)外筒所受壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，垃圾桶將停止下降；此時(shí)，外筒將完全浸沒(méi)在水面下，外筒頂部與水面之間的距離控制在3~6cm；太陽(yáng)能電板處于拼合狀態(tài)，且位于水面上；

步驟3，漂浮物自動(dòng)收集：通過(guò)控制各個(gè)垃圾桶底部的抽水泵，使自動(dòng)收集裝置按照步驟1規(guī)劃的航行路徑進(jìn)行航行；在無(wú)人船航行的過(guò)程中，由于位于垃圾桶底部的抽水泵處于工作狀態(tài)，故使垃圾收集網(wǎng)內(nèi)因負(fù)壓形成漩渦，漂浮物將自動(dòng)流入垃圾收集網(wǎng)內(nèi)，完成收集工作；

步驟4，漂浮物傾倒：在步驟3漂浮物自動(dòng)收集過(guò)程中，液位控制器將對(duì)位于垃圾收集網(wǎng)與外筒之間空腔內(nèi)的液位進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)液位控制器所檢測(cè)的液位低于設(shè)定值，也即垃圾收集網(wǎng)內(nèi)垃圾收滿，垃圾收集網(wǎng)的透水率降低時(shí)，抽水泵停止工作，垃圾桶在豎直傳輸帶的帶動(dòng)下上升；在垃圾桶高度上升的同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)支架轉(zhuǎn)動(dòng)，使太陽(yáng)能電板解除拼合狀態(tài)；當(dāng)垃圾桶與豎直傳輸帶相鉸接的鉸接點(diǎn)傳輸至最高點(diǎn)的同時(shí)，位于垃圾存儲(chǔ)艙頂部的電磁鐵通電，在電磁吸力的作用下，垃圾桶傾斜，并與電磁鐵表面相貼合，由于電磁鐵上表面具有指向垃圾存儲(chǔ)艙底部的斜面，故垃圾桶內(nèi)的漂浮物將自動(dòng)傾倒至垃圾存儲(chǔ)艙內(nèi)；

步驟5，垃圾桶復(fù)位繼續(xù)自動(dòng)收集漂浮物：當(dāng)垃圾桶內(nèi)漂浮物傾倒完成后，電磁鐵斷電，垃圾桶在豎直傳輸帶的帶動(dòng)下高度下降，使外筒頂部與水面之間的距離控制在3~6cm；在垃圾桶高度下降的同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)支架轉(zhuǎn)動(dòng)，使太陽(yáng)能電板相拼合；垃圾桶復(fù)位完成，繼續(xù)自動(dòng)收集漂浮物。