一种水面垃圾收集机器人的制作方法

本实用新型涉及水面垃圾清理设备技术领域，更具体涉及一种水面垃圾收集机器人。

背景技术：

漂浮于水面的垃圾是常见的水面垃圾。水面垃圾的极易引起水体的富营养化及因水面垃圾受阳光暴晒所导致的有毒有害物质的释放而导致水体出现恶化。因此，如何高效的清除水面垃圾成为亟待解决的环境问题。

公告号为cn208856254u的中国实用新型专利公开了一种无人垃圾处理船，其通过称重平台左、右两侧的第一压缩面板和第二压缩面板所执行的对向挤压运动，以对潮湿的垃圾进行挤压处理。显然在该现有技术存在未压缩前的垃圾极易发生偏离第一压缩面板和第二压缩面板的现象，从而导致该无人垃圾处理船对水面垃圾的压缩效率低下；更为重要的是的，现有技术所揭示的无人垃圾处理船无法对压缩过程中所产生的水进行排出，因此导致水被遗留在无人垃圾处理船上，从而增加了无人垃圾处理船的自重。这不仅增加了无人垃圾处理船行驶时的能耗，也增加了无人垃圾处理船出现倾覆的危险系数。此外，公开号为cn108502120a的中国发明专利亦存在上述缺陷。

同时，公告号为cn208856254u的中国实用新型专利所公开的一种无人垃圾处理船，无法对压缩过程中所产生的水进行排出，因此导致水被遗留在无人垃圾处理船上，从而增加了无人垃圾处理船的自重。这不仅增加了无人垃圾处理船行驶时的能耗，也增加了无人垃圾处理船出现倾覆的危险系数。

有鉴于此，有必要对现有技术中对水面垃圾进行清除的装置予以改进，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于公开一种水面垃圾收集机器人，用以实现对漂浮在水面上的垃圾执行高效收集，以提高水面垃圾收集机器人的垃圾收集作业效率，并实现对水面垃圾在压缩处理过程中所产生的水重新排放至水体中，同时实现对压缩后的垃圾的连续回收。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种水面垃圾收集机器人，包括：

下层船体，设置于船体上的压缩机构，垃圾提升装置，上层船体，装配于上层船体尾部的执行末端，设置于下层船体两侧的驱动明轮，以及用于收集被压缩机构执行压缩处理后所形成的垃圾渣并具敞口的盛渣装置；

所述上层船体嵌设倾斜设置的垃圾提升装置，所述垃圾提升装置的下端部分浸没入水体中。

作为本实用新型的进一步改进，所述执行末端包括：

第一驱动杆，与第一驱动杆同轴配置的第一支架，第二支架，万向联轴器，与第二支架连接的纵杆，及配置在纵杆末端的收集部；

所述收集部由四片相互垂直设置的格栅组成，所述格栅开设与纵杆的延伸方向垂直布置的通孔；所述第一支架设置垂直设置的定位杆，所述第二支架配置垂直设置的第二驱动杆，定位杆的末端设置第一半圆齿轮，第二驱动杆的末端配置与第一半圆齿轮啮合的第二半圆齿轮；所述万向联轴器的两端分别连接第一驱动杆与纵杆。

作为本实用新型的进一步改进，所述纵杆套设一套筒，所述格栅纵向布置于套筒的外环面，所述套筒的末端设置用于限制套筒纵向移动的固定圆盘，所述固定圆盘配置若干纵向延伸入套筒端面的螺栓；

所述第一驱动杆通过万向联轴器及纵杆整体驱动收集部沿第一轴方向作轴向转动；所述第二驱动杆通过驱动第二半圆齿轮的水平转动，以通过第一半圆齿轮与第二半圆齿轮的啮合，整体驱动第二支架、纵杆和收集部在水平方向上作水平摆动。

作为本实用新型的进一步改进，所述纵杆在水平方向内摆动的角度为20～30度。

作为本实用新型的进一步改进，所述压缩机构包括：

底座，自底座垂直延伸设置的框架，设置于框架顶部的两个第一油缸，所述第一油缸的底部设置垂直压缩推板，第一挡料板，水平压缩推板，驱动水平压缩推板作水平移动的第二油缸，与第一挡料板平行设置且能够上下运动的第二挡料板，以及平行设置的两个沥水机构，所述沥水机构的底部水平横向向外延伸设置排水管，所述第二挡料板设置呈矩形的排渣口；

所述盛渣装置设置于下层船体中并开设与所述排渣口匹配的入渣口；所述垃圾提升装置的顶部延伸过第一挡料板。

作为本实用新型的进一步改进，所述沥水机构包括：与框架固定设置的罩壳，设置于罩壳底部的水箱，延伸至水箱内部的排水管，以及内侧网板；

其中，所述水箱的对向内侧底部开设若干排水孔，所述内侧网板开设若干规则布置并呈圆形的滤水孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述垃圾提升装置包括：

主动轴，第一从动轴，第二从动轴，以及套设在主动轴，第一从动轴及第二从动轴外侧并循环转动的输送带；所述输送带的外表面设置均匀间隔布置的若干提升板；所述输送带靠近提升板的一侧设置一排透水孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述下层船体的尾部形成缺口部，所述垃圾提升装置延伸过缺口部。

作为本实用新型的进一步改进，所述驱动明轮包括：

主轴，与主轴固定连接的两个外圈，横向连接两个外圈且环形均匀间隔设置的蹼板，设置于两个外圈之间并与主轴固定连接内圈，所述内圈的边缘沿径向向外的方向设置加强肋；

所述外圈与内圈均具有扇环形镂空部。

作为本实用新型的进一步改进，所述下层船体与上层船体能够活动分离。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过本实用新型所揭示的一种水面垃圾收集机器人，克服了现有技术中类似装置或者技术所存在的诸多缺陷，从而提高了水面垃圾收集机器人的垃圾收集作业效率，并实现了对水面垃圾在压缩处理过程中所产生的水重新排放至水体中，实现了对压缩后的垃圾的连续回收，且结构设计紧凑，行驶安全性较高。

附图说明

图1为本实用新型一种水面垃圾收集机器人的立体图；

图2为下船体的立体图；

图3为图1所示出的水面垃圾收集机器人的仰视图；

图4为图1所示出的水面垃圾收集机器人的俯视图；

图5为驱动明轮的立体图；

图6为垃圾提升装置的俯视图；

图7为执行末端的立体图；

图8为沿第一轴方向纵向剖切该执行末端所形成的剖视图；

图9为执行末端包含万向联轴器的局部立体图；

图10为压缩机构的立体图；

图11为位于压缩机构底部的沥水机构的立体图；

图12为压缩机构的侧视图；

图13为压缩机构在另一个视角中的侧视图；

图14为沥水机构与框架装配后的立体图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

需要理解的是，在本申请中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“正方向”、“负方向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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技术方案的限制。

请参图1至图14所示出的本实用新型一种水面垃圾收集机器人的一种具体实施方式。

该水面垃圾收集机器人，包括：下层船体30，设置于船体30上的压缩机构10，垃圾提升装置70，上层船体20，装配于上层船体20尾部的执行末端60，设置于下层船体30两侧的驱动明轮50，以及用于收集被压缩机构10执行压缩处理后所形成的垃圾渣并具敞口的盛渣装置40。盛渣装置40中形成用于收容垃圾渣的收容腔400。

同时，该上层船体20嵌设倾斜设置的垃圾提升装置70，所述垃圾提升装置70的下端部分浸没入水体中，且垃圾提升装置70的上端部分延伸过第一挡料板107，从而将水面垃圾投入压缩机构10中予以压缩处理。具体的，在本实施例中，所述下层船体30与上层船体20能够活动分离，并相互活动扣合。通过此种技术方案，简化了整个水面垃圾收集机器人的制造工序，使得各个组件能够模块化设计与活动拼装。

具体的，在本实施例中，该执行末端60包括：第一驱动杆68，与第一驱动杆68同轴配置的第一支架621，第二支架611，万向联轴器63，与第二支架611连接的纵杆64，及配置在纵杆64末端的收集部。收集部由四片相互垂直设置的格栅65组成，格栅65开设与纵杆64的延伸方向垂直布置的通孔651；所述第一支架621设置垂直设置的定位杆62，所述第二支架611配置垂直设置的第二驱动杆61，定位杆62的末端设置第一半圆齿轮622，第二驱动杆61的末端配置与第一半圆齿轮622啮合的第二半圆齿轮612。万向联轴器63的两端分别连接第一驱动杆68与纵杆64。

结合图7与图8所示，在本实施例中，该纵杆64套设一套筒652，所述格栅65纵向布置于套筒652的外环面，所述套筒652的末端设置用于限制套筒652纵向移动的固定圆盘67，所述固定圆盘67配置若干纵向延伸入套筒652端面的螺栓671。套筒652的末端开设容置螺栓671并具内螺纹的收容孔6521，螺栓671延伸过固定圆盘67并与收容孔6521螺接固定。固定圆盘67的外径大于套筒652的外径，并部分阻挡格栅65。套筒652的外侧环面开设与格栅65厚度一致的插接燕尾槽(未具体示出)，以将格栅65纵向插入该燕尾槽中，以提高该格栅65与套筒652装配的简便性，并通过固定圆盘67阻挡格栅65靠近固定圆盘67的开口处，从而限制格栅65沿套筒652的纵向延伸方向的滑动。

同时，第一支架621由供第一驱动杆68水平贯穿的第一支座6211及供定位杆62垂直贯穿的第一安装板6212组成。第二支架611由供纵杆64水平贯穿的第二支座6111及供第二驱动杆61垂直贯穿的第二安装板6112组成。第一驱动杆68与万向联轴器63及纵杆64呈同轴配置，并能够沿第一轴方向641作轴向转动。

第一驱动杆68通过万向联轴器63及纵杆64整体驱动收集部沿第一轴方向641作轴向转动。第二驱动杆61通过驱动第二半圆齿轮612的水平转动，以通过第一半圆齿轮622与第二半圆齿轮612的啮合，整体驱动第二支架611、纵杆64和收集部在水平方向上作水平摆动。纵杆64在水平方向内摆动的角度为20～30度。结合图3所示，纵杆64向内摆动时，从第一轴方向641摆动至第一轴方向641a所形成的夹角为20～30度之间，并确保两个执行末端60的收集部不发生干涉及碰撞。

结合图4所示，第一驱动杆68的末端设置皮带轮66。上层船体20的底板处设置电机21，并在上层船体20的底板上开设通孔201。电机21的输出轴设置皮带轮211，皮带轮211与皮带轮66之间通过皮带实现动力传递，从而通过电机21的转动驱动第一驱动杆68的轴向转动，以驱动四个格栅65的转动，从而实现了对漂浮于水体表面及悬浮于水体表面附近的垃圾的收集。结合图7、图8及图9所示，在本实施例中，定位杆62形成定位轴623，第二驱动杆61形成转动轴624。第二驱动杆61在电机29的驱动下驱动第二驱动杆61在垂直方向上沿转动轴624进行转动，并通过第二驱动杆61末端所配置的第二半圆齿轮612在于其啮合并以固定的定位轴623的作用下，围绕第一半圆齿轮622作水平转动，且这种水平转动是往复式的。同时，自第一驱动杆68所输入的动力可通过万向联轴器63传递至纵杆64，以驱动四个格栅65围绕纵杆64作轴向转动。通过设置万向联轴器63，使得第一驱动杆63的转动力可以变换角度的方式传递至纵杆64。该万向联轴器63包括与第一驱动杆68连接的第一轴套631、连杆632与第二轴套633。连杆632的一端形成与第一轴套631呈十字铰接的连接部，并通过销轴连接一个连接块6311；连杆632的另一端形成与第二轴套633呈十字铰接的连接部，并通过销轴连接一个连接块6331。由此，可通过电机29的转动，驱动两个执行末端围绕中轴线a在水平方向上作往复式摆动，以将水面垃圾予以汇集及收拢操作，并最终被垃圾提升装置70提升至压缩机构10中执行压缩处理，以分离水分与垃圾，并对垃圾渣进行存储。

在本实施例中，该压缩机构10包括：底座105，自底座105垂直延伸设置的框架101，设置于框架101顶部的两个第一油缸102，所述第一油缸102的底部设置垂直压缩推板，第一挡料板107，水平压缩推板114，驱动水平压缩推板114作水平移动的第二油缸104，与第一挡料板107平行设置且能够上下运动的第二挡料板108，以及平行设置的两个沥水机构，所述沥水机构的底部水平横向向外延伸设置排水管116，所述第二挡料板108设置呈矩形的排渣口41。

结合图12所示，两个第一油缸102的伸缩杆的末端配置圆盘状的连接盘132；并且，该连接盘132的面积至少为所述第一油缸102形成的伸缩杆的横截面面积的3～5倍；连接盘132与垂直压缩推板以焊接或者螺接方式予以固定。由于将连接盘132的面积设置为伸缩杆的横截面面积的3～5倍，使得该垂直压缩推板能够承受较大的应力形变，使得在垂直方向上压缩含有大量水分的垃圾的压缩效率及压缩均匀度得到明显的提升。

具体的，该垂直压缩推板包括：内部相互连通并呈中空结构的方管112及与方管112呈一体式结构的水平压板122，该水平压板122上形成的方管112呈网格状排布，以提高该垂直压缩推板的整体刚度与强度。垂直压缩推板在两个第一油缸102的同步驱动下在由第一挡料板107、第二挡料板108以及两个沥水机构所围合形成的空腔内沿垂直方向作上下运动，以挤压含有水分的垃圾。

盛渣装置40设置于下层船体30中并开设与所述排渣口41匹配的入渣口49。垃圾提升装置70的顶部延伸过第一挡料板107。垃圾提升装置70的下端部分浸没入水体中，以通过垃圾提升装置70的转动将被执行末端向内搜集的垃圾向上提升，并最终通过第一挡料板107上方所形成的开口部投入压缩机构10中，并被执行后续的压缩处理。

在该压缩机构10对含有水分的垃圾进行压缩时，第一挡料板107与第二油缸104末端所设置的推板114形成一个完整的平面。然后，在两个第一油缸102的伸缩杆的驱动下，推动垂直压缩推板垂直向下运动。当垂直压缩推板下降到水平压缩推板114的上沿口时，停止运动。然后，第二油缸104驱动水平压缩推板114推动被压缩后的垃圾沿图11中箭头c所示出的方向通过排渣口41及入渣口49，将压缩后的垃圾渣推入盛渣装置40中予以保存。同时，结合图2与图13所示，当垃圾渣无法通过排渣口41及入渣口49水平推入盛渣装置40时，可通过驱动机构109整体提升第二挡料板108，以确保垃圾渣能全部水平地推送入盛渣装置40中。驱动机构109为油缸，且其伸缩杆1091的末端与第一挡料板107的上沿固定连接。具体的，该水平压缩推板114由三条横向设置的工字钢焊接而成。

同时，结合图11与图14所示，水箱133的顶部具条形敞口143，垃圾在被压缩过程中一部分水分可通过排水孔1331挤入罩壳103与内侧网板113所形成的空间中，并通过条形敞口143进入水箱133中。当垃圾被持续压缩过程中所产生的大部分水分向下流动，并最终通过水箱133内侧所设置的多个排水孔1331流入水箱133中。水箱133中的水通过排水管116沿图11中箭头b所示出的方向重新回流至水体中。同时，该压缩机构安装于水面垃圾收集船上，并该水面垃圾收集船的船体侧壁上开设供排水管116贯穿的通孔43。

在垃圾压缩过程中所产生的水分被沥水机构所分离，并重新排放至水体中。具体的，在本实施例中，该沥水机构包括：与框架101固定设置的罩壳103，设置于罩壳103底部的水箱133，延伸至水箱133内部的排水管116，以及内侧网板113。其中，水箱133的对向内侧底部开设若干排水孔1331，所述内侧网板113开设若干规则布置并呈圆形的滤水孔1131。罩壳103与内侧网板113之间设置具中空结构的支撑管1132，以提高该沥水机构的整体强度。

参图1、图3、图4及图6所示，该垃圾提升装置70包括：主动轴73，第一从动轴711，第二从动轴72，以及套设在主动轴73，第一从动轴711及第二从动轴72外侧并循环转动的输送带75。输送带75的外表面设置均匀间隔布置的若干提升板77。输送带75靠近提升板77的一侧设置一排透水孔751。在输送带75上的水面垃圾中的所携带的水分可通过透水孔751向下掉落并回流至水体中。同时，上层船体20的内部设置平行设置两个内立板，该垃圾提升装置70横置于两个内立板上。

垃圾提升装置70的运转动力来自上层船体20的底板上所设置的电机88。输送带75的两侧设置齿带74。主动轴73的两端端部套设在轴承座732上，第一从动轴711的两端端部套设在轴承座662上，第二从动轴72的两端端部套设在轴承座772上。轴承座732、轴承座662及轴承座772均设置于内立板的顶部。电机88的输出轴660可通过皮带驱动主动轴73转动，主动轴73与第一从动轴711及第二从动轴72之间通过同步带实现动力的传递。主动轴73与第一从动轴711及第二从动轴72位于各自轴承座的内侧设置链轮(未示出)，以通过链轮驱动齿带74作循环往复的周转运动。参图6所示，需要说明的是，虽然该垃圾提升装置70大致呈倾斜形态布置，但是主动轴73与第一从动轴711之间形成的提升段702的斜率小于第一从动轴711与第二从动轴72之间形成的提升段701的斜率。通过此种斜率不同的设计，使得水面垃圾在提升段701与提升段702发生过渡的瞬间实现小幅度的抖动，从而更有利于将水面垃圾中所携带的水分予以分离。

参图3、图4所示，下层船体30的尾部形成缺口部301，所述垃圾提升装置70延伸过缺口部301。垃圾提升装置70在提升含有大量水分的水面垃圾时，垃圾中所携带的水分可通过透水孔751向下掉落，并将部分水从缺口部301处重新掉落至水体中，从而降低了压缩机构10及沥水机构的排水量，并显著地降低了整个水面垃圾收集机器人收集水面垃圾时的自身重量，从而提高了该水面垃圾收集机器人行驶在水面上的安全性。

参图5所示，该驱动明轮50包括：主轴53，与主轴53固定连接的两个外圈51，横向连接两个外圈51且环形均匀间隔设置的蹼板54，设置于两个外圈51之间并与主轴53固定连接内圈55，所述内圈55的边缘沿径向向外的方向设置加强肋551。所述外圈51与内圈55均具有扇环形镂空部。主轴53连接电机(未示出)，从而通过驱动明轮50的转动，以控制该水面垃圾收集机器人的前进、后退与转弯操作。

需要说明的是，本实施例所揭示的电机、液压机构等装置均可通过导线与plc装置等控制系统予以连接，以通过plc对电机的启动、停止、正转、反转、液压机构中所包含的伸缩杆的伸长、缩短或者保持等操作予以控制，且该部分技术为非常成熟的现有技术，在此不予详细描述。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除