一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船的制作方法

本发明涉及一种水道垃圾清理船，尤其是一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船。

背景技术：

现如今随着社会经济的快速发展，我国的大小湖泊和各种河道等水面漂浮物垃圾污染愈发严重。水面漂浮物垃圾不仅破坏生态景观，影响居民的正常生活，而且还会对水体造成严重威胁，导致生态的平衡被破坏，从而对人类身体健康造成巨大的影响，所以处理水面漂浮物垃圾的问题急需解决。南水北调水道内垃圾主要有飘入的塑料袋、植物枝叶以及塑料瓶等轻质漂浮物和小动物死尸等稍重的漂浮物两类。目前，其采用拦飘索、拦冰索、节制闸等设备拦截垃圾再人工打捞的方式进行河道内垃圾清理，劳动强度大，工作环境危险恶劣且效率低下。

技术实现要素：

为解决现有技术问题，本发明目的在于提供一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船，实现对南水北调水道内垃圾的自动清理与回收的功能。该适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船采用蓄电池驱动，具有易拆装、重量轻、运输方便、自动储电、路线规划、自动回收垃圾的优点，能够大大减少水环境污染，减少人工操作，减少成本。

为实现上述目的，本发明是通过以下方案来实现的：

一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船，包括控制系统、基本船体模块、轻质漂浮物收集模块、重质漂浮物收集模块；

所述的一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船的船体，可以拆解为所述的基本船体模块、轻质漂浮物收集模块、重质漂浮物收集模块；

所述的基本船体模块包括船体、供电装置、驱动装置、喷射导流装置、围网支撑杆以及重质漂浮物收集驱动装置；所述的船体采用一体左右对称双体结构，包括漂浮体和甲板；所述的供电装置包括蓄电池、供电装置密封盖板和太阳能充电板；所述的驱动装置包括螺旋桨、驱动电机、螺旋桨传动系统、驱动电机连接支架以及驱动电机密封盖板；所述的喷射导流装置包括水泵和射流喷嘴；所述的重质漂浮物收集驱动装置包括驱动电机2、电机支架、滚轴、滚轴支架、牵引绳以及吊钩；

所述的控制系统包括所述的供电装置的供电装置控制模块、所述的驱动装置的驱动装置控制模块、所述的喷射导流装置的喷射控制模块、所述的重质漂浮物收集模块的重质漂浮物收集模块控制模块、路径规划控制模块以及遥控模块；

所述的轻质漂浮物收集模块包括围网、围网支架和围网挂钩；

所述的重质漂浮物收集模块包括铲斗、钢制套筒、连接销轴以及开口销；

所述的船体，材料采用塑料-泡沫填充式结构，也即所述的船体外壳为高强度塑料如聚苯乙烯，在其内填充泡沫；

所述的漂浮体对称位于所述的甲板下方；

所述的漂浮体，前端轮廓采用流水线型设计减少水阻力；所述的漂浮体前端设置有连接轴孔，且轴孔内附加所述的重质漂浮物收集模块的钢制套筒，与所述的铲斗连接轴连接形成旋转副并用销轴和开口销限位，且可拆卸；

所述的漂浮体，尾端设置有所述的驱动电机矩形电机槽，所述的驱动电机通过所述的驱动电机连接支架与所述的驱动电机矩形电机槽通过螺栓连接，所述的驱动电机矩形电机槽通过所述的驱动电机密封盖板密封，以起到防水作用；

所述的甲板，设置有所述的供电装置的供电装置安装槽、所述的喷水导流装置水泵安装槽、所述的围网挂钩安装位、所述的围网支架安装位、所述的围网支撑杆的支撑杆安装连接孔；所述的重质漂浮物收集驱动装置内所述的电机支架连接位以及所述的滚轴支架的滚轴支架连接位；

所述的供电装置，为所述的一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船提供能源；所述的蓄电池，固定在所述的供电装置安装槽内；所述的供电装置安装槽用所述的供电装置密封盖板密封防水；所述的太阳能充电板通过螺栓固定于所述的供电装置密封盖板上；所述的太阳能充电板与所述的蓄电池连接，为所述的蓄电池充电；

所述的驱动装置，为所述的一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船提供驱动力；所述的螺旋桨与所述的螺旋桨传动系统连接；所述的螺旋桨传动系统输入轴与所述的驱动电机连接；所述的驱动电机通过所述的驱动电机连接支架与所述的驱动电机矩形电机槽通过螺栓连接，所述的驱动电机矩形电机槽通过所述的驱动电机密封盖板密封，以起到防水作用；

所述的一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船，包括两套所述的驱动装置，对称布置于所述的漂浮体尾部；

所述的喷射导流装置，包括水泵和射流喷嘴；所述的水泵固定安装在所述的甲板上所述的水泵安装槽内，其入水口吸入水道里的水，其出水口利用水管与所述的射流喷嘴固定连接；

所述的重质漂浮物收集驱动装置包括驱动电机2、电机支架、滚轴、滚轴支架、牵引绳以及吊钩；所述的驱动电机2通过所述的电机支架固定安装在所述的甲板上所述的电机支架连接位上；所述的滚轴支架固定安装在所述的滚轴支架连接位上；所述的滚轴与所述的驱动电机2通过联轴器连接；所述的滚轴通过轴承与所述的滚轴支架连接，形成旋转副；所述的牵引绳一端固定在所述的滚轴上，缠绕在所述的滚轴上，另一端与所述的吊钩固定连接；所述的吊钩与所述的铲斗顶部吊钩连接孔钩在一起；

所述的围网，包括横向网线、纵向网线以及吊环；所述横向网线材料为刚性的重质钢丝；所述的纵向网线为柔性的尼龙绳；所述的吊环吊在所述的围网支撑杆前端立柱上；

所述的围网支架通过卡扣卡在所述的甲板尾部的围网支架安装位上，可拆卸；所述的围网挂钩卡在所述的甲板上的所述的围网挂钩安装位处，可拆卸；所述的围网通过所述的围网挂钩挂在所述的甲板两侧，通过所述的围网支架围在所述的甲板后侧，通过所述的吊环吊在所述的围网支撑杆前端立柱上；

所述的围网支撑杆，包括甲板连接端、套筒、卡销、水平杆以及立杆；所述的套筒套在所述的甲板连接端并与所述的甲板上所述的支撑杆安装连接孔连接，并用所述的卡销限位，可拆卸；

进一步的，所述的船体，体积长×宽×高尺寸控制在2.5m×1.2m×1.0m以内；

进一步的，所述的船体，在水中漂浮时，甲板底部高于水面距离不小于15cm；

进一步的，所述的围网上部高度不低于甲板上平面；

本发明的优点：本发明目的在于提供一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船，实现对南水北调水道内垃圾的自动清理与回收的功能。该适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船采用蓄电池驱动，具有易拆装、重量轻、运输方便、自动储电、路线规划以及自动回收垃圾的优点，能够大大减轻水环境污染，减少人工操作，减少成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明模块拆分示意图

图3为本发明基本船体模块的结构示意图

图4为本发明船体的结构示意图

图5为本发明漂流体尾部示意图

图6为本发明供电装置示意图

图7为本发明驱动装置的结构图

图8为本发明围网的示意图

图9为本发明围网支撑杆的结构示意图

图10为本发明重质漂浮物收集驱动装置的结构示意图

图11为本发明铲斗的结构示意图

图12为本发明行驶轨迹案例示意图

101-基本船体模块，102-轻质漂浮物收集模块，103-重质漂浮物收集模块，104-控制系统，201-围网支架，202-围网，203-围网挂钩，301-船体，302-水泵，303-供电装置，304-驱动装置，305-喷射导流装置，306-射流喷嘴，307-围网支撑杆，308-重质漂浮物收集驱动装置，401-漂浮体，402-甲板，403-围网支撑杆安装连接孔，404-水泵安装槽，405-供电装置安装槽，406-围网支架安装位，407-围网挂钩安装位，408-电机支架连接位，409-滚轴支架连接位，410-连接轴孔，411-驱动电机矩形电机槽，412-驱动电机连接支架连接孔，413-驱动电机密封盖板连接孔，501-蓄电池，502-供电装置密封盖板，503-太阳能充电板，601-螺旋桨，602-螺旋桨传动系统，603-驱动电机连接支架，604-驱动电机，605-驱动电机密封盖板，701-横向网线，702-纵向网线，703-吊环，801-套筒，802-卡销，803-水平杆，804-立杆，805-甲板连接端，901-驱动电机2，902-电机支架，903-滚轴支架，904-滚轴，905-牵引绳，906-吊钩，907-联轴器，1001-铲斗，1002-铲斗连接轴，1003-钢制套筒，1004-开口销，1005-销轴，1006-吊钩连接孔，1101-垃圾收集站，1102-垃圾清理船，1103-行驶轨迹，1104-路线拐点，1105-河道岸边

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的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船，包括基本船体模块101、轻质漂浮物收集模块102、重质漂浮物收集模块103和控制系统104；

所述的一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船的船体，可以拆解为所述的基本船体模块101、轻质漂浮物收集模块102和重质漂浮物收集模块103；

所述的基本船体模块101包括船体301、供电装置303、驱动装置304、喷射导流装置305、围网支撑杆307以及重质漂浮物收集驱动装置308；所述的船体301采用一体左右对称双体结构，包括漂浮体401和甲板402；所述的供电装置303包括蓄电池501、供电装置密封盖板502和太阳能充电板503；所述的驱动装置304包括螺旋桨601、驱动电机604、螺旋桨传动系统602、驱动电机连接支架603以及驱动电机密封盖板605；所述的喷射导流装置305包括水泵302和射流喷嘴306；所述的重质漂浮物收集驱动装置308包括驱动电机2901、电机支架902、滚轴904、滚轴支架903、牵引绳905、联轴器907以及吊钩906；

所述的控制系统104包括所述的供电装置的供电装置控制模块、所述的驱动装置的驱动装置控制模块、所述的喷射导流装置的喷射控制模块、所述的重质漂浮物收集模块的重质漂浮物收集模块控制模块、路径规划控制模块以及遥控模块；

所述的轻质漂浮物收集模块102包括围网202、围网支架201和围网挂钩203；

所述的重质漂浮物收集模块103包括铲斗1001、钢制套筒1003、铲斗连接轴1002、销轴1005以及开口销1004；

所述的船体301，材料采用塑料-泡沫填充式结构，也即所述的船体301外壳为高强度塑料如聚苯乙烯，在其内填充泡沫；

所述的漂浮体401对称位于所述的甲板402下方；

所述的漂浮体401，前端轮廓采用流水线型设计减少水阻力；所述的漂浮体401前端设置有连接轴孔410，且连接轴孔410内附加所述的重质漂浮物收集模块103的钢制套筒1003，与所述的铲斗连接轴1002连接形成旋转副并用销轴1005和开口销1004限位，且可拆卸；

所述的漂浮体401，尾端设置有所述的驱动电机矩形电机槽411，所述的驱动电机604通过所述的驱动电机连接支架603与所述的驱动电机矩形电机槽411通过螺栓连接，所述的驱动电机矩形电机槽411通过所述的驱动电机密封盖板605密封，以起到防水作用；

所述的甲板402，设置有所述的供电装置303的供电装置安装槽405、所述的喷水导流装置305的水泵安装槽404、所述的围网挂钩203的围网挂钩安装位407、所述的围网支架201的围网支架安装位406、所述的围网支撑杆307的围网支撑杆安装连接孔403；所述的重质漂浮物收集驱动装置308内所述的电机支架902的电机支架连接位408以及所述的滚轴支架903的滚轴支架连接位409；

所述的供电装置303，为所述的一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船提供能源；所述的蓄电池501，固定在所述的供电装置安装槽405内；所述的供电装置安装槽405用所述的供电装置密封盖板502密封防水；所述的太阳能充电板503通过螺栓固定于所述的供电装置密封盖板502上；所述的太阳能充电板503与所述的蓄电池501连接，为所述的蓄电池501充电；

所述的驱动装置304，为所述的一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船提供驱动力；所述的螺旋桨601与所述的螺旋桨传动系统602连接；所述的螺旋桨传动系统602输入轴与所述的驱动电机604连接；所述的驱动电机604通过所述的驱动电机连接支架603与所述的驱动电机矩形电机槽411通过螺栓连接，所述的驱动电机矩形电机槽411通过所述的驱动电机密封盖板605密封，以起到防水作用；

所述的一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船，包括两套所述的驱动装置304，对称布置于所述的漂浮体401尾部；

所述的喷射导流装置305，包括水泵302和射流喷嘴306；所述的水泵302固定安装在所述的甲板402上所述的水泵安装槽404内，其入水口吸入水道里的水，其出水口利用水管与所述的射流喷嘴306固定连接；

所述的重质漂浮物收集驱动装置308包括驱动电机2901、电机支架902、滚轴904、滚轴支架903、牵引绳905、联轴器907以及吊钩906；所述的驱动电机2901通过所述的电机支架902固定安装在所述的甲板402上所述的电机支架连接位408上；所述的滚轴支架903固定安装在所述的滚轴支架连接位409上；所述的滚轴904与所述的驱动电机2901通过联轴器907连接；所述的滚轴904通过轴承与所述的滚轴支架903连接，形成旋转副；所述的牵引绳905一端固定在所述的滚轴904上，缠绕在所述的滚轴904上，另一端与所述的吊钩906固定连接；所述的吊钩906与所述的铲斗1001顶部吊钩连接孔1006钩在一起；

所述的围网202，包括横向网线701、纵向网线702以及吊环703；所述横向网线701材料为刚性的重质钢丝；所述的纵向网线702为柔性的尼龙绳；所述的吊环703吊在所述的围网支撑杆307前端立杆804上；

所述的围网支架201通过卡扣卡在所述的甲板402尾部的围网支架安装位406上，可拆卸；所述的围网挂钩203卡在所述的甲板402上的所述的围网挂钩安装位407处，可拆卸；所述的围网202通过所述的围网挂钩203挂在所述的甲板402两侧，通过所述的围网支架201围在所述的甲板402后侧，通过所述的吊环703吊在所述的围网支撑杆307前端立杆804上；

所述的围网支撑杆307，包括甲板连接端805、套筒801、卡销802、水平杆803以及立杆804；所述的套筒801套在所述的甲板连接端805上，并与所述的围网支撑杆安装连接孔403连接，并用所述的卡销802限位，可拆卸；

进一步的，所述的船体301，体积长×宽×高尺寸控制在2.5m×1.2m×1.0m以内；

进一步的，所述的船体301，在水中漂浮时，所述的甲板402底部高于水面距离不小于15cm；

进一步的，所述的围网202上部高度不低于甲板上平面；

工作原理：一种适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船，在使用前，利用三轮车将其拆解的基本船体模块101、轻质漂浮物收集模块102和重质漂浮物收集模块103三部分运送到河道岸边1105处的垃圾收集站1101附近，将其组装后，放入垃圾收集站1101内，垃圾收集站1101作为垃圾清理船1102工作的起始位置。

开始工作前，利用控制系统104的路径规划模块规划垃圾清理船1102的行驶轨迹1103(图11为行驶轨迹案例)，利用控制系统104的喷射导流装置的喷射控制模块设置射流喷嘴306处水流喷射参数；利用控制系统104的驱动装置控制模块设置驱动装置304的输出速度等参数；利用控制系统104的重质漂浮物收集模块的控制模块控制驱动电机2901使得吊钩906钩住铲斗1001为升起状态(升至液面以上)，不工作。

轻质漂浮物收集过程：控制系统104设置完成后，垃圾清理船1102按照设定的路线1103以及行进速度前进，行进过程中，甲板402两侧围网支撑杆307的立杆804范围内的轻质漂浮物在垃圾清理船1102与水流的相对速度以及喷射导流装置305的射流喷嘴处射流的作用下，飘入甲板402后的围网202范围内，完成轻质漂浮物的收集工作。

重质漂浮物收集过程：控制系统104设置完成后，垃圾清理船1102按照设定的路线1103以及行进速度前进，行进过程中，工作人员发现重质漂浮物时，可以通过控制系统104的遥控模块，控制驱动电机2901转动，吊钩被放松，使得铲斗被放入水道液面以下，铲斗1001进入工作状态，控制垃圾收集船1102行进，将重质漂浮物收集到铲斗1001内，并控制驱动电机2901，拉紧吊钩，使铲斗1001提升至水道液面以上，铲斗恢复至非工作状态，此时重质漂浮物被限制在铲斗1001内，完成重质漂浮物的收集工作。

转弯过程：当垃圾清理船1102靠近河道岸边1105时，距离传感器反馈信号给控制系统104的驱动装置控制模块，分别控制两驱动装置304的驱动电机604的转速，使两螺旋桨601产生不同的推进力，从而实现转弯，转弯半径的调节可以通过调节两驱动装置304的驱动电机604的转速实现。

垃圾回收过程：当垃圾清理船1102走完设定路线时，垃圾清理船1102会拖动甲板402后方围网202内收集的轻质漂浮物垃圾以及铲斗1001内的重质漂浮物垃圾，回到起始位置垃圾收集站1101处，然后由工作人员将垃圾打捞起，完成垃圾的回收。

充电过程：垃圾清理船1102可以通过太阳能充电板503为其蓄电池501实时充电，也可通过垃圾收集站1102处设置充电桩为其蓄电池501定时充电。

本发明的优点：本发明实现了对南水北调水道内垃圾的自动清理与回收的功能。该适用于南水北调水道的便携式垃圾清理船采用蓄电池驱动，具有易拆装、重量轻、运输方便、自动储电、路线规划以及自动回收垃圾的优点，能够大大减轻水环境污染，减少人工操作，减少成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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