一种湖泊漂浮垃圾自动清理装置

本技术属于水体表面垃圾清理领域，具体涉及一种湖泊漂浮垃圾自动清理装置。

背景技术：

1、江河湖泊等水体表面漂浮垃圾污染会对生态系统和景观产生严重的不良影响。传统的水体表面漂浮垃圾清理工作主要依靠两种方式：一种方式是针对景区人流量大而水面面积适中的水体表面清理，主要依靠人工使用无动力或清洁动力的小船并配合使用网兜进行打捞，效率低、工作量大且有一定安全隐患；另一种方式是针对人流量相对较少的大水面水体(比如江河或者近海海域)的漂浮垃圾清理，主要依靠燃油驱动的大型垃圾打捞船进行打捞，其缺点是一般仍需多人协同操纵打捞船，同时还产生噪音污染、空气污染并具有燃油泄漏污染的风险。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种湖泊漂浮垃圾自动清理装置，旨在克服当前在进行水体表面漂浮垃圾装置清理时存在的上述问题。

2、本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其包括中空且底部和前侧均开口并可浮于水面的箱体，所述箱体后或两侧设有行进驱动机构，

3、所述箱体前端开口两侧设有用于将前方水体表面漂浮垃圾收拢拨回至箱体中部内的伸缩旋转拨叉机构，所述伸缩旋转拨叉机构包括左右对称设于所述箱体前端的一对伸缩旋转臂，所述伸缩旋转臂包括伸缩臂及铰接于所述伸缩臂前端的旋转手臂，所述伸缩旋转臂的伸缩旋转由第一电机驱动，两所述伸缩臂向前伸长的同时两所述旋转手臂向前方外侧转动并相互远离，两所述伸缩臂向后缩短的同时两所述旋转手臂向后方内侧转动并相互靠近，

4、所述箱体中部从前往后依次设有推料止退机构和旋转送料机构，所述箱体的后部设集料筐，所述旋转送料机构设于所述集料筐前侧入口对应处并可将由推料止退机构推送来的垃圾送入所述集料筐内。

5、在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

6、进一步，每个所述伸缩旋转臂独立设置一个所述第一电机，所述第一电机固定于所述箱体侧壁上且输出轴上固定套设有驱动齿轮和收放线轮，所述伸缩臂上表面设有与所述驱动齿轮匹配的齿条，所述伸缩臂及所述旋转手臂的内侧表面均固定有绳环，所述收放线轮上绕设的拉绳的一端穿过所述伸缩臂上的绳环后与所述旋转手臂上的绳环固定连接，所述伸缩臂前端与所述旋转手臂铰接处设有复位扭簧，所述箱体的侧壁下部设有供所述伸缩臂装入并前后移动的第一滑槽。

7、进一步，所述推料止退机构包括刮板、旋转止退件和往复推料驱动组件，所述刮板的左右两侧的上部对称固定有旋转轴，所述箱体左右内壁上设有前后延伸的第二滑槽，所述旋转轴伸入所述第二滑槽内并可在所述往复推料驱动组件作用下沿所述第二滑槽在前后方向往复移动，所述旋转止退件既可使所述刮板向后方移动时保持竖直并向前止转，又能够保证所述刮板向前方移动时可向后方旋转避让水面垃圾并减小回位阻力。

8、进一步，所述旋转止退件包括止退圆环及设于所述止退圆环内环壁上的止退圆弧槽，所述旋转轴与所述止退圆环的内环壁间隙配合且所述旋转轴上固定设有止退条，所述止退条插入所述止退圆弧槽内且所述止退条与所述止退圆弧槽的端壁抵接时实现所述刮板的向前止转。

9、进一步，所述旋转止退件包括两个止退条，所述刮板的左右两侧上部对称设有l形缺口，所述旋转轴固定于所述l形缺口的竖直面上，所述止退条固定于所述l形缺口水平面下方并向前方延伸，所述第二滑槽由横截面为l形且前后沿伸的导向板与所述箱体的内侧壁配合形成，所述刮板自然下垂呈竖直状态时，所述导向板的下沿与所述止退条抵接。

10、进一步，所述往复推料驱动组件包括横杆、斜连杆、曲柄连杆机构以及设于所述箱体顶部的第二电机、第一转轴和第二转轴，所述斜连杆的上端与所述横杆固定连接，所述斜连杆的下端与所述旋转轴转动连接，所述第二电机固定于所述箱体顶部，所述第一转轴和第二转轴呈竖直状并转动连接于所述箱体顶部，所述第二电机的输出端固定有主动轮，所述第一转轴上固定有从动轮，所述主动轮和从动轮通过皮带传动连接，所述第一转轴和第二转轴通过一对齿轮传动连接，所述第一转轴和第二转轴分别通过所述曲柄连杆机构与所述横杆连接并带动所述横杆在前后方向往复移动。

11、进一步，所述曲柄连杆机构包括水平连杆、竖直连杆、上滑套和下滑套，所述水平连杆一端与对应的所述第一转轴或第二转轴上的圆盘固定连接，所述水平连杆上滑动套设有上滑套，所述横杆上滑动套设有下滑套且所述上滑套相对所述横杆仅有轴向移动的自由度，所述竖直连杆连接所述上滑套和下滑套，所述箱体顶壁上对称开设有供两所述竖直连杆分别穿过的圆弧滑槽。

12、进一步，所述箱体顶部将所述第二电机、第一转轴和第二转轴均罩设于内的防护盖，所述集料筐的顶部左右侧设有便于将其从所述箱体后部槽口向上取出的手柄，所述集料筐的侧壁及底壁上设有滤水孔。

13、进一步，旋转送料机构包括送料辊及带动所述送料辊转动的第三电机，所述第三电机固定于所述箱体的侧壁，所述送料辊上设有多个拨料螺旋叶片，所述拨料螺旋叶片上设有滤水网孔。

14、进一步，所述行进驱动机构包括设于所述箱体后部左右两侧的驱动电机及与由所述驱动电机带动转动的螺旋桨叶，所述箱体的左右侧壁下部分别固定连接有多个浮体。

15、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

16、1)具有伸缩旋转拨叉机构，其具有可前后移动的伸缩臂及位于所述伸缩臂前端可旋转的旋转手臂，两伸缩臂向前伸长时两旋转手臂也自动复位向前方外侧旋转，向前伸长及旋转完毕后得到释放展开的伸缩旋转拨叉机构具有较大的收拢面积，随着箱体被行进驱动机构向前推动，伸缩旋转拨叉机构能够有机会捕获更多的水体表面漂浮垃圾，当伸缩旋转拨叉机构向后收缩及旋转时，能够将捕获的漂浮垃圾聚拢拉回至箱体内；另外，伸缩旋转拨叉机构结构设计独特，每条伸缩旋转臂仅需一个电机(第一电机)即既实现伸缩臂伸缩又同时实现旋转手臂的旋转，避免设置多个驱动电机，简化了结构；

17、2)具有位于箱体内的推料止退机构和旋转送料机构，推料止退机构能够将伸缩旋转拨叉机构捕获并送入箱内的漂浮垃圾推向更后方的旋转送料机构，在向后推动的过程中起推料作用的刮板因止退机构的作用处于无法向前转动的止转位置(推料完成后向前回位时则止退机构不会阻止刮板向后方转动，减小阻力)，从而可将漂浮垃圾强制推向旋转送料机构，旋转送料机构则通过旋转推送作用将漂浮垃圾进一步的送入集料筐中收集，实现水面漂浮垃圾的自动清理和收集；

18、3)可使用内置的锂电池作为清洁能源驱动各电机工作，基本无噪音污染且无燃油泄露的风险，通过配置现有的遥控模块或智能视觉识别系统，可实现远程遥控清理水面垃圾或投放后实现完全无人控制的全自动水面垃圾清理；整个装置体积相对小巧、重量轻，便携且易收纳，使用方便。

技术特征：

1.一种湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其特征在于，包括中空且底部和前侧均开口并可浮于水面的箱体(1)，所述箱体(1)后或两侧设有行进驱动机构，

2.根据权利要求1所述的湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其特征在于，每个所述伸缩旋转臂独立设置一个所述第一电机(4)，所述第一电机(4)固定于所述箱体(1)侧壁上且输出轴上固定套设有驱动齿轮(6)和收放线轮(7)，所述伸缩臂(2)上表面设有与所述驱动齿轮(6)匹配的齿条(8)，所述伸缩臂(2)及所述旋转手臂(3)的内侧表面均固定有绳环(9)，所述收放线轮(7)上绕设的拉绳的一端穿过所述伸缩臂(2)上的绳环(9)后与所述旋转手臂(3)上的绳环(9)固定连接，所述伸缩臂(2)前端与所述旋转手臂(3)铰接处设有复位扭簧，所述箱体(1)的侧壁下部设有供所述伸缩臂(2)装入并前后移动的第一滑槽(10)。

3.根据权利要求1所述的湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其特征在于，所述推料止退机构包括刮板(11)、旋转止退件和往复推料驱动组件，所述刮板(11)的左右两侧的上部对称固定有旋转轴(12)，所述箱体(1)左右内壁上设有前后延伸的第二滑槽(13)，所述旋转轴(12)伸入所述第二滑槽(13)内并可在所述往复推料驱动组件作用下沿所述第二滑槽(13)在前后方向往复移动，所述旋转止退件既可使所述刮板(11)向后方移动时保持竖直并向前止转，又能够保证所述刮板(11)向前方移动时可向后方旋转避让水面垃圾并减小回位阻力。

4.根据权利要求3所述的湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其特征在于，所述旋转止退件包括止退圆环(14)及设于所述止退圆环(14)内环壁上的止退圆弧槽(15)，所述旋转轴(12)与所述止退圆环(14)的内环壁间隙配合且所述旋转轴(12)上固定设有止退条(16)，所述止退条(16)插入所述止退圆弧槽(15)内且所述止退条(16)与所述止退圆弧槽(15)的端壁抵接时实现所述刮板(11)的向前止转。

5.根据权利要求3所述的湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其特征在于，所述旋转止退件包括两个止退条(16)，所述刮板(11)的左右两侧上部对称设有l形缺口，所述旋转轴(12)固定于所述l形缺口的竖直面上，所述止退条(16)固定于所述l形缺口水平面下方并向前方延伸，所述第二滑槽(13)由横截面为l形且前后沿伸的导向板(17)与所述箱体(1)的内侧壁配合形成，所述刮板(11)自然下垂呈竖直状态时，所述导向板(17)的下沿与所述止退条(16)抵接。

6.根据权利要求3所述的湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其特征在于，所述往复推料驱动组件包括横杆(18)、斜连杆(19)、曲柄连杆机构以及设于所述箱体(1)顶部的第二电机(20)、第一转轴(21)和第二转轴(22)，所述斜连杆(19)的上端与所述横杆(18)固定连接，所述斜连杆(19)的下端与所述旋转轴(12)转动连接，所述第二电机(20)固定于所述箱体(1)顶部，所述第一转轴(21)和第二转轴(22)呈竖直状并转动连接于所述箱体(1)顶部，所述第二电机(20)的输出端固定有主动轮(23)，所述第一转轴(21)上固定有从动轮(24)，所述主动轮(23)和从动轮(24)通过皮带传动连接，所述第一转轴(21)和第二转轴(22)通过一对齿轮传动连接，所述第一转轴(21)和第二转轴(22)分别通过所述曲柄连杆机构与所述横杆(18)连接并带动所述横杆(18)在前后方向往复移动。

7.根据权利要求6所述的湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其特征在于，所述曲柄连杆机构包括水平连杆(25)、竖直连杆(26)、上滑套(27)和下滑套(28)，所述水平连杆(25)一端与对应的所述第一转轴(21)或第二转轴(22)上的圆盘固定连接，所述水平连杆(25)上滑动套设有上滑套(27)，所述横杆(18)上滑动套设有下滑套(28)且所述上滑套(27)相对所述横杆(18)仅有轴向移动的自由度，所述竖直连杆(26)连接所述上滑套(27)和下滑套(28)，所述箱体(1)顶壁上对称开设有供两所述竖直连杆(26)分别穿过的圆弧滑槽(29)。

8.根据权利要求7所述的湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其特征在于，所述箱体(1)顶部将所述第二电机(20)、第一转轴(21)和第二转轴(22)均罩设于内的防护盖(30)，所述集料筐(5)的顶部左右侧设有便于将其从所述箱体(1)后部槽口向上取出的手柄，所述集料筐(5)的侧壁及底壁上设有滤水孔。

9.根据权利要求1所述的湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其特征在于，旋转送料机构包括送料辊及带动所述送料辊转动的第三电机(31)，所述第三电机(31)固定于所述箱体(1)的侧壁，所述送料辊上设有多个拨料螺旋叶片(32)，所述拨料螺旋叶片(32)上设有滤水网孔。

10.根据权利要求1至9任一项所述的湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其特征在于，所述行进驱动机构包括设于所述箱体(1)后部左右两侧的驱动电机及与由所述驱动电机带动转动的螺旋桨叶(33)，所述箱体(1)的左右侧壁下部分别固定连接有多个浮体(34)。

技术总结本技术涉及一种湖泊漂浮垃圾自动清理装置，其包括箱体，箱体前端开口两侧设有伸缩旋转拨叉机构，伸缩旋转拨叉机构包括左右对称设于箱体前端的一对伸缩旋转臂，伸缩旋转臂包括伸缩臂及铰接于伸缩臂前端的旋转手臂，伸缩旋转臂的伸缩旋转动作由第一电机驱动，箱体中部设有推料止退机构和旋转送料机构，箱体的后部设集料筐。优点为，缩旋转拨叉机构结构设计独特，可伸缩及旋转，提升垃圾收集效率；该装置使用清洁能源驱动，基本无噪音污染且无燃油泄露的风险，通过配置现有的遥控模块或智能视觉识别系统，可实现远程遥控清理水面垃圾或投放后实现完全无人控制的全自动水面垃圾清理；整个装置体积相对小巧、重量轻，便携且易收纳，使用方便。技术研发人员：王刘凯,代恒,邓明月,聂友江,唐汝威,肖万杰,段宇昇,范武坤,余彤,周宇航,石志勇,陈源受保护的技术使用者：武汉晴川学院技术研发日：20231103技术公布日：2024/7/11