一种垃圾清理装置的制作方法

本发明涉及环境保护设备领域，特别是涉及一种垃圾清理装置。

背景技术：

随着社会对环境问题的逐渐重视，人们越来越重视垃圾的回收问题，然而由于历史发展的长期影响以及目前仍然存在垃圾的粗放式处理等等问题，仍有很大量的垃圾随意处理，而进入到湖泊、江河甚至海洋的垃圾仍然大量存在，已成为影响我国环境、资源、实现可持续发展目标的重大威胁。水面垃圾具备难收集和危害大等特点，漂浮在江河水面上的塑料垃圾，不仅会影响水面美观，还会影响船舶通行，并且对水体生态环境产生毒害，有些甚至会随着支流流入大海。

近年来出现了一些新型水面漂浮垃圾处理船，可用于收集打捞漂浮于江河湖海的水面上的漂浮垃圾，这类垃圾处理船主要是利用大功率的水泵抽吸水流，使得水面漂浮物吸入船舱，然后进行后续处理，但这种处理方式收集效率并不高，并且需要消耗大量的能源。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种垃圾清理装置。

本申请的实施例提供一种垃圾清理装置，包括清理船、浮索和浮锚体；

所述清理船包括垃圾打捞机构和装运舱，所述垃圾打捞机构可用于打捞所述清理船的船体周围预设间距范围内的垃圾；所述装运舱用于装载垃圾；

所述浮索连接在所述清理船上，所述浮索可漂浮在水面上并且凸出水面预设距离，所述浮索具有预定长度；

所述浮锚体连接在所述浮索的末端，所述浮锚体包括动力机构、导向机构和测距机构，所述导向机构用于控制所述浮锚体的方向，所述动力机构用于驱动所述浮锚体，所述测距机构用于测量距离，所述浮锚体可漂浮于水面上。

在上述实施例的某些实现方式中，所述浮锚体包括处理器，所述处理器分别与所述动力机构、导向机构和测距机构电连接，所述处理器用于执行以下浮锚体控制方法：

检测所述浮锚体与预定对象的间距；

若所述间距在第一预设间距范围外，控制所述动力机构输出动力，驱动所述浮锚体朝向所述预定对象移动直至所述间距在所述第一预设间距范围内。

结合上述实现方式，在上述实施例的某些实现方式中，所述垃圾打捞机构包括支撑部、转运部和打捞部；

所述支撑部设置在所述清理船的甲板上，所述转运部设置在所述支撑部上并可在所述支撑部上移动，所述打捞部连接在所述转运部上；所述清理船的甲板上设有一镂空部，所述打捞部可沿所述甲板的法线方向在所述镂空部位置处移动。

结合上述实现方式，在上述实施例的某些实现方式中，所述打捞部包括开合斗以及控制所述开合斗开合的液压部。

结合上述实现方式，在上述实施例的某些实现方式中，所述垃圾打捞机构包括传送组件和连接底座，所述传送组件通过所述连接底座连接在所述清理船的船尾；所述传送组件铰接在所述连接底座上，所述传送组件可沿与所述连接底座的连接处在预定角度范围内转动。

结合上述实现方式，在上述实施例的某些实现方式中，所述传送组件包括传送带，所述传送带的承载面上设有滤水网。

结合上述实现方式，在上述实施例的某些实现方式中，所述传送组件还包括隔板，所述隔板设置在所述传送带的两侧。

结合上述实现方式，在上述实施例的某些实现方式中，所述浮索和所述浮锚体均采用高分子材料制成。

结合上述实现方式，在上述实施例的某些实现方式中，所述浮索上均匀间隔设有若干个浮球，所述浮球设有空心内腔。

结合上述实现方式，在上述实施例的某些实现方式中，所述清理船还包括卷绕机构，所述卷绕机构用于卷绕所述浮索。

本发明提供的垃圾清理装置通过在能够打捞和装运垃圾的清理船上拖拽浮索和浮锚体，该浮索和浮锚体能够漂浮在水面上，并且其中的浮锚体能够依靠自身的动力机构、导向机构和测距机构在水面上移动，可与清理船共同牵引浮索，使得浮索围拦和聚拢水面上的漂浮垃圾，无需采用大功率的水泵抽吸，在漂浮垃圾聚拢后即可高效率打捞，该垃圾清理装置可高效率且低成本地清理水体中的漂浮垃圾。

附图说明

图1为本发明一实施例中垃圾清理装置的俯视结构示意图；

图2为本发明一实施例中浮锚体的平面结构示意图；

图3为本发明一实施例中清理船的俯视结构示意图；

图4为本发明一实施例中漂浮在水面上的一种清理船的平面结构示意图；

图5为本发明一实施例中开合斗的平面结构示意图；

图6为本发明一实施例中漂浮在水面上的另一种清理船的平面结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

湖面、河面、江面甚至海面上的漂浮垃圾不仅影响环境美观，长期存在还会对水体产生危害，严重影响水质以及生态环境。采用普通的人工打捞，甚至借助现有技术中的垃圾打捞设备进行打捞作业，由于漂浮垃圾通常较为分散，打捞效率较低，还会消耗大量的人力物力，打捞成本较高。对于水面面积较大而水体流速较低的水体，通常水体表面的漂浮垃圾会围绕岸边分布，而对于具有一定流速的水体，例如江河等，垃圾往往呈现为聚岛形式，既存在聚成小堆的情况，又存在小堆之间间隔较远的问题，这也影响打捞效率。

本申请提供的垃圾清理装置旨在解决现有技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请的实施例提供一种垃圾清理装置，如图1和图2所示，包括清理船100、浮索200和浮锚体400。其中清理船100包括垃圾打捞机构和装运舱(图中未示出)，垃圾打捞机构可用于打捞清理船100的船体周围预设间距范围内的垃圾；装运舱用于装载垃圾。

浮索200连接在清理船100上，该浮索200可漂浮在水面上并且凸出水面预设距离，浮索200具有预定长度。

浮锚体400连接在浮索200的末端，浮锚体400包括动力机构410、导向机构430和测距机构420，导向机构430用于控制浮锚体400的方向，动力机构410用于驱动浮锚体400，测距机构420用于测量距离，浮锚体400可漂浮于水面上。

具体而言，清理船100，具有垃圾清理装运功能的能够运动的船只，可选用现有技术中的常见机动船只。浮索200的一端连接在清理船100上，另一端，也即可称为浮索200的末端连接在浮锚体400上。浮索200的长度根据实际需要自由调节，当然，浮索200的长度越长，拉动浮索200所需要的力量越大，因此相应需要增加浮锚体400的动力，这些具体细节并非本申请的发明重点，相关技术人员通过合理计算能够具体确定，不做更多赘述。

浮索200不仅能漂浮在水面上，而且能够突出水面预设距离，详细地，可采用轻质且浮力大的材料制作，可选的，可采用高分子材料制成，例如发泡塑料，可采用尼龙绳穿过多个发泡塑料块，将发泡塑料块串成一串制成浮索200。

在本申请一个实施例的具体实现方式中，清理船100还包括卷绕机构(图中未示出)，卷绕机构用于卷绕浮索200。也即浮索200的长度能够根据实际打捞的需要进行自由调整，当水面的水流静止，为提高垃圾的聚拢效率，可通过将原本较长的浮索200收缩，缩小浮索200所围成的水面面积，进而将漂浮垃圾500迅速聚拢。卷绕机构可具体采用常见的卷绕机。

浮锚体400是本申请提供的垃圾清理装置中的一个重要组成部分，该浮锚体400能够悬浮在水面上，由于设置有动力机构410，该浮锚体400能够在动力机构410的驱动下运动，而导向机构430则能够调整浮锚体400的运动方向，使得浮锚体400按照设定要求运动。而浮锚体400中设置的测距机构420则是一种能够收集距离信息的零部件，通过测距机构420采集浮锚体400与特定对象的间距，决定导向机构430如何控制方向，以及决定动力机构410是否提供动力驱动浮锚体400运动。可选的，浮锚体400可采用高分子材料制成，例如泡沫塑料，浮锚体400可以为圆柱体，也可以为立方体，也可以制成流线型船体，具体内容并非本申请的发明重点，不做更多介绍，但不应当被认为不可实现。在本申请后续内容中将进一步作出介绍。

本申请提供的垃圾清理装置由于具备清理船100、浮索200和浮锚体400，在清理船100和浮锚体400的牵引下，浮索200能够将水面一定区域范围内的漂浮垃圾500围拢集中，从而使得清理船100上的垃圾打捞机构能够高效率地进行垃圾打捞。由于无需采用大功率的水泵抽吸，直接在漂浮垃圾500聚拢后即可高效率打捞，因此该垃圾清理装置进行水面漂浮垃圾500的清理具有高效率和低成本的特点。

可选的，在本申请实施例的一种具体实现方式中，如图3和图4所示，垃圾打捞机构包括支撑部130、转运部140和打捞部120。支撑部130设置在清理船100的甲板110上，转运部140设置在支撑部130上并可在支撑部130上移动，打捞部120连接在转运部140上；清理船100的甲板110上设有一镂空部111，打捞部120可沿甲板110的法线方向在镂空部111位置处移动。

打捞机构为实现水中垃圾的抓取和打捞，采用支撑部130将打捞部120悬空在清理船100甲板110的镂空部111位置处，打捞部120朝向镂空部111位置处的水面移动，将打捞部120放入水中，待漂浮垃圾500聚拢到打捞部120处，支撑部130牵引打捞部120升起到甲板110上。在转运部140的驱使下，打捞部120移动到清理船100甲板110上的装运舱处，将打捞的垃圾倾卸，即可实现漂浮垃圾500的打捞。打捞部120可具体为一带有孔洞的平板，四角有绳索牵引，而支撑部130可包括滑轮131、支架132和卷绕机(图中未示出)，部分绳索缠绕在卷绕机上，而同一根绳索还直接或间接连接在平板上，通过卷绕机控制打捞部120沿甲板110的法线方向上下移动。而转运部140可具体采用滑轮131和滑轨的方式实现，其中滑轮131与打捞部120连接，整个打捞部120可悬吊在该滑轮131上，滑轨与甲板110平行，滑轮131可沿滑轨移动，将打捞部120由镂空部111位置处移动到装运舱位置处。

可选的，在本申请实施例的另一种具体实现方式中，如图5所示，打捞部120包括开合斗121以及控制开合斗开合的液压部122。也即打捞部120还可选用开合斗实现，开合斗121实际上是一种抓斗，在液压部122提供驱动力下，在需要抓取时打开，在需要装载时合拢，具体的实现细节，相关技术人员能够知晓，本申请不做赘述。通过开合斗式的打捞部120，利用液压部122将开合斗121打开，经甲板110的镂空部111下沉到水中，抓取集中后的漂浮垃圾500，然后液压部122将开合斗121合拢，支撑部130提起打捞部120，即可实现将水面的漂浮垃圾500收集起来。

可选的，在本申请实施例的另一种具体实现方式中，如图6所示，垃圾打捞机构包括传送组件161和连接底座162，传送组件161通过连接底座162连接在清理船100的船尾；传送组件161铰接在连接底座162上，传送组件161可沿与连接底座162的连接处在预定角度范围内转动。

垃圾打捞机构的形式有多种，不仅仅是前文描述的升降打捞式，还可采用本实现方式中的传送带式。由于在清理船100、浮索200和浮锚体400的配合下，漂浮垃圾500会被不断聚拢，当将传送组件161斜插入水中时，启动传送组件161，聚拢到传送组件161上的漂浮垃圾500即可被不断转运到清理船100上，落入到清理船100的装运舱中。本领域技术人员可知的，为了使得传送组件161能够正常运转，除了连接底座162之外，还需要有其他必要的固定结构，使得传送组件161与清理船100的长度方向呈稳定的倾斜角度。

具体而言，可行的，传送组件161包括传送带，传送带的承载面上设有滤水网(图中未示出)。为维持传送带的传送功能，传送组件161当然还包括至少两个传动轮，通过传动轮的转动带动传送带运转。当清理船100开始作业时，将传送组件161沿与连接底座162的连接处转动，使得原本全部在清理船100的甲板110上方的传送组件161一端斜插入水中，启动传送组件161上的动力装置，使得传送组件161运转，具体为传送带运转，不断将漂浮到传送带附近的漂浮垃圾500转运到清理船100上。可行的，如图6所示，还可在传送带的工作面上设置倒钩体163，该倒钩体163可更稳定地将水中的垃圾挂钩到传送带上，倒钩体163的具体形状相关技术领域技术人员可知，不更多展开。

在本申请其中一个可行的实施例中，传送组件161还包括隔板(图中未示出)，隔板设置在传送带的两侧。隔板安装在传送带的两侧，能够防止固态的垃圾从运动中的传送带上脱落，确保垃圾打捞的高效率。

可选的，在本申请实施例的一种具体实现方式中，如图1所示，浮索200上均匀间隔设有若干个浮球300，浮球300设有空心内腔。通过设置空心的浮球300，能够进一步提高浮索200的浮力，使得浮索200稳定漂浮在水面上，且露出水面一定距离，以避免漂浮垃圾500越过浮索200而泄露。

可选的，在本申请实施例的一种具体实现方式中，浮锚体400包括处理器，处理器分别与动力机构410、导向机构430和测距机构420电连接，处理器用于执行以下浮锚体400控制方法：

检测浮锚体400与预定对象的间距；

若间距在第一预设间距范围外，控制动力机构410输出动力，驱动浮锚体400朝向预定对象移动直至间距在第一预设间距范围内。

联系前文，浮锚体400能够根据预设的要求在水中保持与预定对象的间距，该预定对象可以是河岸、湖岸等岸边。尽管采用高精度的gps或者北斗导航系统也能够达到这一目的，但岸边沿的结构往往较为复杂，高精度的导航系统也无法做到精确制导浮锚体400的位置，而一旦位置偏颇，可能损坏浮锚体400，或者使得浮索200形成的围拦区域出现较大缺口，无法围拦漂浮垃圾500。通过设置在浮锚体400上的测距机构420，随时监测浮锚体400与岸边沿的间距，当浮锚体400间隔岸边沿的距离过大，处理器则向动力机构410和导向机构430发出指令，使得浮锚体400朝向岸边沿移动，当移动到第一预设间距范围内，则停止动力机构410的工作，使浮锚体400停止运动。如果浮锚体400离岸边沿过近，处理器则控制动力机构410工作，使浮锚体400驶离岸边沿。当然实际过程中，可能无需利用动力机构410驱动浮锚体400驶离岸边沿，在浮索200和清理船100的牵引下，浮锚体400自然具备远离岸边沿的趋势。

处理器可以是cpu(centralprocessingunit，中央处理器)，通用处理器，dsp(digitalsignalprocessor，数据信号处理器)，asic(applicationspecificintegratedcircuit，专用集成电路)，fpga(field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

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