本發(fā)明是一種小型的可遙控的水面除污船，具體為一種小型水面除污船，通過人的控制，可以在小型的水面收集樹葉、礦泉水瓶等垃圾，屬于機(jī)械自動(dòng)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，人們的生活水平有了極大的提升，但與此同時(shí)社會(huì)的環(huán)境污染也因生活的質(zhì)量提高而越來越嚴(yán)重，導(dǎo)致公園和校園湖泊、河流表面垃圾遍布。因此設(shè)計(jì)一種小型湖泊、景區(qū)的垃圾除污船對(duì)各個(gè)地區(qū)的環(huán)境保護(hù)有著重大意義。

針對(duì)水面污染問題以及對(duì)環(huán)境保護(hù)問題，國(guó)內(nèi)外對(duì)其船體的技術(shù)發(fā)展也有各不相同的研究和發(fā)展，傳統(tǒng)的打撈方式為人工站在打撈船上，用網(wǎng)兜的捕撈方式進(jìn)行對(duì)水面垃圾的打撈作業(yè)，效率低且從業(yè)人員承擔(dān)一定風(fēng)險(xiǎn)。

武漢大學(xué)研制的環(huán)保型水面垃圾清理收集船采用人工操作，船體尺寸為3500mm*3310mm*1600mm，以變翼偏心收集輪聚攏水面垃圾，可以針對(duì)一般水庫進(jìn)行清掃，但功率較大，且聚攏裝置無法適應(yīng)不規(guī)則的湖岸，而湖岸區(qū)域恰為樹葉、礦泉水瓶垃圾聚集較多區(qū)域，此區(qū)域的垃圾處理依然存在較大問題。

專利號(hào)為201220186129.2、專利名稱為移動(dòng)式河道清渣船的發(fā)明專利（簡(jiǎn)稱對(duì)比文件1），該專利使用卷齒筒上的圓弧卷齒條收集河面垃圾，但水中垃圾種類較多，收集條件也各不相同，如水中樹葉由于長(zhǎng)期浸泡在水中，容易腐爛，在齒條作用下容易破碎，加大收集難度的同時(shí)會(huì)引起水質(zhì)的進(jìn)一步惡化，而塑料瓶、易拉罐也容易和卷尺發(fā)生碰撞甚至串在卷尺上，引發(fā)設(shè)備的故障。

專利號(hào)為200910061675.6、專利名稱為太陽能水面遙控除污船的發(fā)明專利（簡(jiǎn)稱對(duì)比文件2），該專利使用升降臂來收集垃圾，可以收集種類不同的垃圾，具有很強(qiáng)的普適性，但要保證完整清掃一個(gè)水域，升降臂每次升降過程中除污船不能移動(dòng)，故需要除污船和升降臂均進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)，降低了除污的效率，同時(shí)升降臂每次升降均會(huì)產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)矩，會(huì)在水面產(chǎn)生波紋，一些較輕的漂浮垃圾會(huì)被波紋推開，同時(shí)對(duì)整個(gè)船身產(chǎn)生振動(dòng)，影響裝置的平穩(wěn)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一款由人為操控、以太陽能為動(dòng)力、功能完善、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的輕型水面除污裝置—一種小型水面除污船。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種小型水面除污船，包括由兩個(gè)單船體組成的雙體船、位于水面下方的簸箕，簸箕置于雙體船前方，其特征是，設(shè)有支架、輸送帶，支架首尾兩端分別安裝有軸Ⅰ、軸Ⅳ，兩個(gè)單船體的內(nèi)側(cè)將軸Ⅰ兩端夾持固定，支架可繞軸Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)，軸Ⅰ與軸Ⅳ轉(zhuǎn)向相同，軸Ⅰ、軸Ⅳ、輸送帶、支架構(gòu)成運(yùn)輸垃圾的帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述簸箕安裝于支架末端；所述軸Ⅳ上方設(shè)有帶滾筒的軸Ⅲ，軸Ⅳ、軸Ⅲ之間通過一對(duì)相互嚙合的齒輪連接，軸Ⅲ與軸Ⅳ轉(zhuǎn)向相反，滾筒與輸送帶配合將簸箕中的垃圾掃上輸送帶。

所述帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)下方設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括彈簧、連桿、與連桿連接的浮筒、軸Ⅱ，所述軸Ⅱ位于帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中部，并與支架連接，連桿一端與軸Ⅱ連接，另一端通過彈簧與雙體船連接；連桿與軸Ⅱ形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，浮筒帶動(dòng)彈簧變形，同時(shí)帶動(dòng)連桿和支架轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整簸箕的位置，使其始終在水面下方運(yùn)動(dòng)，且吃水深度控制在5cm。

所述控制機(jī)構(gòu)還包括L型金屬絲, L型金屬絲長(zhǎng)段端部與彈簧一端連接, L型金屬絲短段端部與連桿一端共同連接于軸Ⅱ，連桿另一端與L型金屬絲中部連接。

設(shè)有太陽能動(dòng)力模塊，該模塊設(shè)有兩弧形太陽能罩，兩太陽能罩分別安裝在兩單船體外側(cè)。

所述支架前端設(shè)有儲(chǔ)存?zhèn)}，儲(chǔ)存?zhèn)}頂部用亭臺(tái)進(jìn)行配重，保證船尾部的船槳在水面下。

所述儲(chǔ)存?zhèn)}四側(cè)壁設(shè)有防水層，底部為敞開式結(jié)構(gòu)，并裝有可拆卸網(wǎng)兜。

所述簸箕后端至前端，其寬度逐漸增大；簸箕前端兩側(cè)分別與對(duì)應(yīng)位置的單船體中心線相交，簸箕后端寬度與支架長(zhǎng)度相同，方便將除污船行徑軌跡上的垃圾匯集到輸送帶上。

所述簸箕后端底部置于水面下，該處與簸箕和支架連接處的距離為5cm；簸箕可繞支架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，簸箕底面與支架間的夾角為150°-160°，便于輸送帶收集簸箕中的垃圾。

所述輸送帶由2根V帶、連接兩V帶的橡膠帶構(gòu)成，所述橡膠帶由多根平行而置的表面粗糙的薄橡膠帶拼接而成，相鄰兩根薄橡膠帶間留有1-2mm間隙，在不減少輸送帶工作面積的前提下，減少了輸送帶的自身載荷，可選用功率更低的電機(jī)，減輕了太陽能發(fā)電裝置的發(fā)電需求，降低水面除污船的整體能耗。

所述帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有張緊輪，輸送帶的安裝靠張緊輪進(jìn)行張緊，張緊輪通過一根短桿過盈安裝于軸Ⅱ上。安裝時(shí)首先安裝輸送帶，然后用扳手調(diào)節(jié)張緊輪的位置完成張緊，拆卸時(shí)首先拆開張緊輪，然后拆卸輸送帶。

還設(shè)有控制船體前行的遙控模塊。

本發(fā)明以太陽能為動(dòng)力（太陽能電池發(fā)電）的遠(yuǎn)程遙控小型水面除污裝置，通過遙控裝置控制船的自由移動(dòng)，利用彈簧與四桿機(jī)構(gòu)（軸Ⅰ、軸Ⅱ、支架、連桿）連接浮筒，控制收集裝置沒入水中的深淺，通過簸箕聚集垃圾，滾筒將垃圾滾入輸送帶，垃圾由輸送帶傳送到收集桶中。

本發(fā)明相對(duì)于對(duì)比文件1，采用了簸箕加橡膠帶來收集垃圾，對(duì)于性質(zhì)不同的垃圾更加具有普適性。本發(fā)明相對(duì)于對(duì)比文件2，收集裝置和船體均進(jìn)行連續(xù)運(yùn)動(dòng)，效率更高，且簸箕一直在水下運(yùn)動(dòng)，整個(gè)裝置運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。

本發(fā)明由動(dòng)力模塊、遙控模塊、除污模塊三個(gè)模塊組成，工作時(shí)，船體在水面行進(jìn)作業(yè)，前端的簸箕形機(jī)構(gòu)進(jìn)行垃圾收集工作，其入水的深淺由一個(gè)包含彈簧、浮筒在內(nèi)的四桿機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)。由于船體向前推動(dòng)，簸箕遇到樹葉或水瓶等垃圾時(shí)，垃圾自動(dòng)進(jìn)入“簸萁”中，由收集裝置上方的滾筒將垃圾“掃”到輸送帶上，由輸送帶運(yùn)送到儲(chǔ)存?zhèn)}中。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能多樣，市場(chǎng)廣闊。

附圖說明

圖1（a）為本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1（b）為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1（c）為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中垃圾收集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3（a）為本發(fā)明中儲(chǔ)存?zhèn)}的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3（b）為圖3（a）的俯視圖；

圖4（a）為本發(fā)明中輸送帶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4（b）為本發(fā)明中V帶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中L型金屬絲的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1儲(chǔ)存?zhèn)}、2太陽能罩、3簸箕、4輸送帶、5滾筒、6浮筒、7船槳、8軸Ⅰ、9支架、10軸Ⅱ、11齒輪、12軸Ⅲ、13軸Ⅳ、14連桿、15彈簧、16張緊輪、17可拆卸網(wǎng)兜、18 V帶、19橡膠帶、20 L型金屬絲、21 L型金屬絲長(zhǎng)段、22 L型金屬絲短段。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:

一種小型水面除污船，如圖1（a）、（b）、（c）所示，船體結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)單船體構(gòu)成，還包括太陽能罩1、儲(chǔ)存?zhèn)}2、簸箕3、輸送帶4、浮筒5、滾筒6、船槳7。兩太陽能罩1安裝在雙體船的兩側(cè)（即置于兩單船體外側(cè)），儲(chǔ)存?zhèn)}安裝于船體中部，頂部用亭臺(tái)等建筑模型進(jìn)行配重，保證船尾部的船槳7在水面下，輸送帶4安裝于船體前，滾筒安裝于輸送帶上方。

如圖2所示，軸Ⅰ、軸Ⅱ、軸Ⅲ、軸Ⅳ相互平行，軸Ⅰ8固定于兩側(cè)船身上（即兩單船體夾持軸Ⅰ），支架9起支撐固定作用，連接軸Ⅱ10與軸Ⅳ13，輸送帶4連接軸Ⅰ8與軸Ⅳ13，構(gòu)成帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)輸垃圾，并靠張緊輪16張緊，軸Ⅳ13通過齒輪11（齒輪副）帶動(dòng)軸Ⅲ12與滾筒5。

簸箕3與支架9連接，連桿14通過軸Ⅱ與支架9連接，浮筒6安裝與連桿14末端，彈簧15一端固定于船體，一端與連桿14連接。彈簧前部裝有L型金屬絲，分別與連桿兩端固定，加強(qiáng)控制機(jī)構(gòu)強(qiáng)度，彈簧后部安裝于雙體船中間底部。連桿與軸Ⅱ形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，浮筒帶動(dòng)彈簧變形，同時(shí)帶動(dòng)連桿和支架轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整簸箕的位置，使其始終在水面下方運(yùn)動(dòng)，且吃水深度控制在5cm左右。

輸送帶4和簸箕3構(gòu)成收集裝置，兩者的連接處凹陷處位于水面之下（即簸箕與支架連接處位于水面之下），由于船體向前移動(dòng)，垃圾進(jìn)入位于水面下的簸箕中，等待滾筒5將其掃入輸送帶進(jìn)行運(yùn)輸。

簸箕前端較寬，最寬處與兩側(cè)單船體中心線相交；其后端較窄，與支架長(zhǎng)度相同，方便將除污船行徑軌跡上的污染物匯集到支架處。簸箕后端較深，簸箕底部距輸送帶約5cm，簸箕可繞支架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，根據(jù)除污船運(yùn)行狀態(tài)及水面風(fēng)浪變化，簸箕底面與支架間夾角在150°至160°之間轉(zhuǎn)動(dòng)，便于輸送帶收集簸箕中的垃圾。

齒輪、軸、滾筒組成卷垃圾裝置，輸送4帶動(dòng)軸Ⅳ13，通過齒輪11帶動(dòng)軸Ⅲ12，軸Ⅰ8與軸Ⅳ13轉(zhuǎn)向相同，組成帶傳動(dòng)運(yùn)輸垃圾，軸Ⅲ12與軸Ⅳ13轉(zhuǎn)向向反，滾筒5與輸送帶4配合將垃圾掃上輸送帶4。

支架9、軸Ⅱ10、連桿14、浮筒6、彈簧15組成的控制機(jī)構(gòu)，支架9可繞軸Ⅰ8轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿14與軸Ⅱ10形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，連桿14另一端通過彈簧15固定于船體，浮筒6與連桿14連接，隨著工作過程中重力和其他外界條件的變化，浮筒6帶動(dòng)彈簧15變形，同時(shí)帶動(dòng)連桿14和支架9轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整簸箕3的位置，使其始終在水面下方運(yùn)動(dòng)。

人在岸邊操縱遙控裝置，船體在水面行進(jìn)作業(yè)。行進(jìn)時(shí)由雙馬達(dá)提供前進(jìn)動(dòng)力，前端的簸箕對(duì)除污船前方的污染物進(jìn)行聚攏，其在水面下的位置由支架9、軸Ⅱ10、連桿14、浮筒6、彈簧15組成的控制機(jī)構(gòu)控制，保證其始終沒入水面之下，當(dāng)遇到樹葉或水瓶等垃圾時(shí)，由于船體向前推動(dòng)，垃圾自動(dòng)進(jìn)入“簸萁”中。船倉內(nèi)的電動(dòng)機(jī)在太陽能罩的工作下，帶動(dòng)輸送帶和軸Ⅰ8，并通過輸送帶4帶動(dòng)軸Ⅳ13，通過齒輪11帶動(dòng)軸Ⅲ12，使得軸Ⅰ8與軸Ⅳ13轉(zhuǎn)向相同，組成帶傳動(dòng)運(yùn)輸垃圾軸Ⅲ12與軸Ⅳ13轉(zhuǎn)向相反，滾筒5與輸送帶4配合將垃圾掃上輸送帶4。輸送帶后方為垃圾儲(chǔ)存?zhèn)}，可以暫時(shí)存放收集的垃圾，儲(chǔ)存?zhèn)}上方為亭臺(tái)等建筑模型，可根據(jù)水域所在環(huán)境的不同進(jìn)行訂制，既滿足發(fā)揚(yáng)文化的需要，也滿足配重的需要，保證除污船尾部船槳始終沒入水中。