智能垃圾打撈船的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、智能垃圾打撈船的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘要：本文涉及一種智能垃圾打撈船，包括船體和智能控制設(shè)備，所述船體的頂部設(shè)有分別與所述智能控制設(shè)備連接的攝像頭、WIFI模塊和定位模塊，所述船體的底部固定設(shè)有分別與所述智能控制設(shè)備連接的檢測(cè)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)設(shè)備；所述船體的外側(cè)壁上設(shè)有垃圾入口，所述船體內(nèi)設(shè)有傳動(dòng)設(shè)備和收集箱，所述傳動(dòng)設(shè)備由下至上包括通過(guò)傳送帶傳動(dòng)連接的下轉(zhuǎn)動(dòng)輪和上轉(zhuǎn)動(dòng)輪，所述下轉(zhuǎn)動(dòng)輪靠近垃圾入口設(shè)置，所述收集箱上設(shè)有開(kāi)口，所述開(kāi)口與所述上轉(zhuǎn)動(dòng)輪對(duì)應(yīng)設(shè)置。本文的智能垃圾打撈船具有能實(shí)現(xiàn)有效的智能控制，從而快速完成垃圾收集操作的優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：垃圾打撈船；智能；結(jié)構(gòu) 一、智能垃圾打撈船設(shè)計(jì)背景 現(xiàn)有技

2、術(shù)中，由于人為原因，一些不能被分解的垃圾被傾倒進(jìn)河流〔例如景區(qū)的湖泊等〕，包括能浮于水面的白色垃圾和沉于水底的重型垃圾。而倒入水中的垃圾會(huì)跟隨著水體一起流動(dòng)或者下沉，為水體垃圾的清理工作帶來(lái)了難題。傳統(tǒng)的清理方式是利用人工捕撈的方式，這種方式不僅人工作業(yè)量大，而且人常需與垃圾直接接觸，從而造成皮膚傷害，另外，在惡劣條件下也難以搜尋捕撈垃圾。同時(shí)也存在打撈速度慢，打撈針對(duì)性不夠的問(wèn)題。 二、智能垃圾打撈船設(shè)計(jì)目的 現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)大江大河使用的多是打撈船，打撈船機(jī)身龐大并較適用于大面積的湖、海區(qū)域；面對(duì)景區(qū)、公園、封閉區(qū)域的人工湖那么多是人工打撈，這樣不僅加重管理區(qū)域的負(fù)擔(dān)，也不能很好地保障打撈人

3、員的平安。因此，本文通過(guò)研究國(guó)內(nèi)外水上垃圾清潔器的現(xiàn)狀，深入挖掘其數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的內(nèi)在規(guī)律和潛在信息的同時(shí)，研究現(xiàn)有水上垃圾清潔器的各個(gè)特點(diǎn)再分析其共同點(diǎn)，并且研究水上垃圾清潔器使用的平安程度、復(fù)雜程度、長(zhǎng)度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品特征、產(chǎn)品外觀、定位及開(kāi)展空間等各方面為垃圾打撈船提供創(chuàng)新思維。 三、智能垃圾打撈船國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前國(guó)內(nèi)使用的打撈船都具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：首先是定位準(zhǔn)確、運(yùn)行省力；再者，行駛速度快，快速到達(dá)打撈區(qū)域；最后是容量大，能最大程度儲(chǔ)藏工具、設(shè)備以及打撈的垃圾。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)也漸漸自主研發(fā)了具有較高效率的水面垃圾自動(dòng)打撈船。這些垃圾打撈船大多集自動(dòng)清掃、收集、儲(chǔ)存打撈垃圾于一體，以電

4、為動(dòng)力，行動(dòng)靈活，高效、節(jié)能、環(huán)保，克服了以往人工打撈的缺點(diǎn)，提高了打撈速度，減輕了勞動(dòng)力度，并且可以較長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)工作，減少了運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的能源浪費(fèi)。從打撈到轉(zhuǎn)運(yùn)全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，大大提高了工作效率，并減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，比較適用于大面積水域中水生植物的污染治理。國(guó)外水上垃圾清潔器多以大型打撈船為主，不管在國(guó)內(nèi)或國(guó)外都還只是針對(duì)大型面積區(qū)域的垃圾清理，并不完善、成熟?，F(xiàn)有的垃圾打撈船還沒(méi)有進(jìn)入深層次的研發(fā)階段，一般占地面積較大，不利于現(xiàn)代城市綠化的開(kāi)展、高效率環(huán)保工作的進(jìn)程。因此如何加強(qiáng)我國(guó)城市生態(tài)水上垃圾打撈船智能化、人性化成為設(shè)計(jì)研究的關(guān)鍵。 四、智能垃圾打撈船的設(shè)計(jì)方案 本文設(shè)計(jì)的

5、智能打撈船所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種便于垃圾清理、防止傷害皮膚且打撈速度快的智能垃圾打撈船，本文采用的技術(shù)方案為： 一種智能垃圾打撈船，包括船體和智能控制設(shè)備，船體的頂部設(shè)有分別與智能控制設(shè)備連接的攝像頭、WIFI模塊和定位模塊，攝像頭設(shè)于頂部； 船體的底部固定設(shè)有分別與智能控制設(shè)備連接的檢測(cè)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)設(shè)備，檢測(cè)設(shè)備包括用于檢測(cè)水環(huán)境的水質(zhì)指標(biāo)的傳感器，驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括第一驅(qū)動(dòng)裝置、第二驅(qū)動(dòng)裝置和第三驅(qū)動(dòng)裝置，三個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置分別設(shè)于互不相同的三個(gè)平面上，驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)智能垃圾打撈船移動(dòng)； 船體的外側(cè)壁上設(shè)有垃圾入口，垃圾入口處設(shè)有兩個(gè)相向設(shè)置的葉片，葉片相對(duì)船體可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置，船體內(nèi)設(shè)有傳動(dòng)

6、設(shè)備和收集箱，傳動(dòng)設(shè)備由下至上包括通過(guò)傳送帶傳動(dòng)連接的下轉(zhuǎn)動(dòng)輪和上轉(zhuǎn)動(dòng)輪，下轉(zhuǎn)動(dòng)輪靠近垃圾入口設(shè)置，收集箱上設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口與上轉(zhuǎn)動(dòng)輪對(duì)應(yīng)設(shè)置。攝像頭相對(duì)船體可360旋轉(zhuǎn)設(shè)置。船體外表設(shè)有太陽(yáng)能電池板，用于將吸收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成驅(qū)動(dòng)智能垃圾打撈船移動(dòng)的動(dòng)力。水質(zhì)指標(biāo)包括pH值和/或EC值。智能控制設(shè)備為單片機(jī)。第一驅(qū)動(dòng)裝置、第二驅(qū)動(dòng)裝置和第三驅(qū)動(dòng)裝置圍成三角形區(qū)域。傳動(dòng)設(shè)備還包括第四驅(qū)動(dòng)裝置，第四驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)輪或上轉(zhuǎn)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第四驅(qū)動(dòng)裝置與智能控制設(shè)備電連接。定位模塊為北斗衛(wèi)星定位芯片。 五、智能垃圾打撈船的結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的作品蛟龍?zhí)?，長(zhǎng)800mm，寬300mm，高500mm，由金

7、屬機(jī)械、電子傳感器與有機(jī)玻璃等結(jié)合而成，其主要工作與湖泊海洋等水源地，與白色污染、綠藻等污染物“作戰(zhàn)〞。 本次制作的作品，可以將其自上而下分為三個(gè)功能區(qū)域： 〔1〕最頂端為設(shè)有攝像頭、Wi.Fi模塊、北斗衛(wèi)星定位芯片的智能尋找區(qū)；依靠其快速定位自身位置及發(fā)現(xiàn)污染物。外框架貼有太陽(yáng)能電池板，為其行動(dòng)提供源源不斷的動(dòng)力。 〔2〕中部為主要收集區(qū)，依托自主設(shè)計(jì)的收集結(jié)構(gòu)，將靠近的“白色垃圾〞等污染物快速的收集起來(lái)。 〔3〕底局部為前后兩端，前端設(shè)有PH值、EC值等水源質(zhì)量檢測(cè)傳感器，實(shí)時(shí)記錄水質(zhì)數(shù)據(jù)。后端為動(dòng)力輸出原件，由安裝在三個(gè)不同平面的水下電機(jī)為其提供多角度多方向動(dòng)力。 主要結(jié)構(gòu)如下

8、： 由圖1可知，一種智能垃圾打撈船，包括船體1和智能控制設(shè)備，船體1的頂部設(shè)有分別與所述智能控制設(shè)備連接的攝像頭2、WIFI模塊和定位模塊，攝像頭2設(shè)于頂部；船體1的底部固定設(shè)有分別與智能控制設(shè)備連接的檢測(cè)設(shè)備3和驅(qū)動(dòng)設(shè)備4，檢測(cè)設(shè)備3包括用于檢測(cè)水環(huán)境的水質(zhì)指標(biāo)的傳感器，驅(qū)動(dòng)設(shè)備4包括第一驅(qū)動(dòng)裝置41、第二驅(qū)動(dòng)裝置42和第三驅(qū)動(dòng)裝置43，驅(qū)動(dòng)裝置4用于驅(qū)動(dòng)智能垃圾打撈船移動(dòng)； 船體1的外側(cè)壁上設(shè)有垃圾入口5，設(shè)有兩個(gè)相向設(shè)置的葉片51，葉片51相對(duì)船體1可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置，船體1內(nèi)設(shè)有傳動(dòng)設(shè)備6和收集箱7，傳動(dòng)設(shè)備6由下至上包括通過(guò)傳送帶61傳動(dòng)連接的下轉(zhuǎn)動(dòng)輪62和上轉(zhuǎn)動(dòng)輪63，下轉(zhuǎn)動(dòng)62輪靠近

9、垃圾入口5設(shè)置，收集箱7上設(shè)有開(kāi)口71，開(kāi)口71與上轉(zhuǎn)動(dòng)輪63對(duì)應(yīng)設(shè)置。 述攝像頭2相對(duì)船體1可360旋轉(zhuǎn)設(shè)置。船體1頂部外表設(shè)有太陽(yáng)能電池板，用于將吸收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成驅(qū)動(dòng)智能垃圾打撈船移動(dòng)的動(dòng)力。水質(zhì)指標(biāo)包括pH值和/或EC值。智能控制設(shè)備為單片機(jī)。第一驅(qū)動(dòng)裝置41、第二驅(qū)動(dòng)裝置42和第三驅(qū)動(dòng)裝置43圍成三角形區(qū)域，根據(jù)需要，驅(qū)動(dòng)三個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置中的至少一個(gè)，以實(shí)現(xiàn)打撈船沿一定向的糾偏移動(dòng)。傳動(dòng)設(shè)備6還包括第四驅(qū)動(dòng)裝置，第四驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)輪62或上轉(zhuǎn)動(dòng)輪63轉(zhuǎn)動(dòng)，第四驅(qū)動(dòng)裝置與智能控制設(shè)備電連接。定位模塊為北斗衛(wèi)星定位芯片。 六、智能垃圾打撈船工作過(guò)程 〔1〕本實(shí)用新型的智能垃圾打撈船

10、，通過(guò)兩個(gè)相向設(shè)置的葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)將船身前端垃圾僅由垃圾入口推向內(nèi)部，然后由傳動(dòng)設(shè)備由下至上帶動(dòng)垃圾經(jīng)由開(kāi)口進(jìn)入收集箱內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)垃圾收集； 〔2〕安裝在三個(gè)不同平面的第一驅(qū)動(dòng)裝置、第二驅(qū)動(dòng)裝置和第三驅(qū)動(dòng)裝置可為打撈船提供多角度多方向的動(dòng)力； 〔3〕設(shè)有攝像頭、定位模塊、檢測(cè)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)設(shè)備，攝像頭可自動(dòng)捕捉垃圾并記錄垃圾數(shù)量，定位模塊可為垃圾打撈船提供定位信息，檢測(cè)設(shè)備可實(shí)時(shí)記錄水源PH值、EC值等水質(zhì)數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)設(shè)備負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)垃圾打撈船移動(dòng)；智能控制設(shè)備與攝像頭、定位模塊、檢測(cè)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)設(shè)備連接，通過(guò)智能控制設(shè)備采集垃圾數(shù)量、定位以及水質(zhì)數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)有效的智能控制，從而快速完成垃圾收集操作；

11、〔4〕設(shè)有WIFI模塊，可依托物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，將智能控制設(shè)備采集的垃圾數(shù)量、定位以及水質(zhì)數(shù)據(jù)通過(guò)市政WIFI接入物聯(lián)網(wǎng)，簡(jiǎn)單直觀的了解垃圾打撈船所在的水環(huán)境的“健康〞信息。 七、智能垃圾打撈船所能實(shí)現(xiàn)的功能 本作品的主要功能如下： 1〕快速收集。蛟龍打撈船依靠雙邊扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)將船身前端垃圾推向內(nèi)部，由內(nèi)部履帶帶動(dòng)垃圾進(jìn)入收集區(qū)。 2〕單片機(jī)控制。蛟龍打撈船船頂設(shè)有攝像頭模塊，自動(dòng)捕捉垃圾、記錄垃圾數(shù)量，中部設(shè)有北斗衛(wèi)星定位模塊，為蛟龍打撈船提供定位信息，底部設(shè)有水質(zhì)檢測(cè)傳感器，實(shí)時(shí)記錄水源PH值、EC值等水質(zhì)數(shù)據(jù)。 3〕智能供電。天氣晴朗是，蛟龍打撈船頂端的太陽(yáng)能電池板開(kāi)始工作，為內(nèi)部蓄電池

12、組供電。 4〕接入OneNet物聯(lián)網(wǎng)。依托OneNet物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，將單片機(jī)采集的垃圾數(shù)量、定位以及水質(zhì)數(shù)據(jù)通過(guò)市政Wi.Fi接入物聯(lián)網(wǎng)，簡(jiǎn)單直觀的了解湖泊的“健康〞信息。 八、智能打撈船的特點(diǎn) 1〕一種智能垃圾打撈船，其特征在于，包括船體和智能控制設(shè)備，所述船體的頂部設(shè)有分別與所述智能控制設(shè)備連接的攝像頭、WIFI模塊和定位模塊，所述攝像頭設(shè)于頂部； 2〕根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能垃圾打撈船，其特征在于，所述攝像頭相對(duì)船體可360旋轉(zhuǎn)設(shè)置。 3〕根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能垃圾打撈船，其特征在于，所述船體外表設(shè)有太陽(yáng)能電池板，用于將吸收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成驅(qū)動(dòng)智能垃圾打撈船移動(dòng)的動(dòng)力。 4〕根

13、據(jù)權(quán)利要求1所述的智能垃圾打撈船，其特征在于，所述水質(zhì)指標(biāo)包括pH值和/或EC值。 5〕根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能垃圾打撈船，其特征在于，所述智能控制設(shè)備為單片機(jī)。 6〕根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能垃圾打撈船，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置、第二驅(qū)動(dòng)裝置和第三驅(qū)動(dòng)裝置圍成三角形區(qū)域。 7〕根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能垃圾打撈船，其特征在于，所述傳動(dòng)設(shè)備還包括第四驅(qū)動(dòng)裝置，所述第四驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)輪或上轉(zhuǎn)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第四驅(qū)動(dòng)裝置與智能控制設(shè)備電連接。 8〕根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能垃圾打撈船，其特征在于，所述定位模塊為北斗衛(wèi)星定位芯片。 九、對(duì)于智能垃圾打撈船的展望 1〕智能垃圾打撈船船體可選

14、擇自降解的材料，消耗結(jié)束后，自降解不影響環(huán)境。 2〕智能打撈船尺寸較其他打撈船更為結(jié)構(gòu)緊湊精致，因此可以大范圍、多數(shù)量進(jìn)行布控，快速、持續(xù)有效的監(jiān)控水源水質(zhì)、治理水源污染。 十、結(jié)語(yǔ) 智能垃圾打撈船相對(duì)于傳統(tǒng)的垃圾打撈船具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其面向人們生活與水生態(tài)環(huán)境的和諧開(kāi)展需求。智能垃圾打撈船是旅游景區(qū)水域生態(tài)環(huán)境的重要保護(hù)設(shè)施，對(duì)于改善水域環(huán)境、提升景區(qū)水質(zhì)量起著不可或缺的作用。結(jié)合“以人為本〞的設(shè)計(jì)方法，將水面垃圾收集的工作原理與生態(tài)美學(xué)造型結(jié)合，設(shè)計(jì)出解決現(xiàn)代社會(huì)水生態(tài)污染問(wèn)題的智能垃圾打撈船。智能垃圾打撈船具有能實(shí)現(xiàn)有效的智能控制，從而快速完成垃圾收集操作的優(yōu)點(diǎn)。智能垃圾打撈船收集水面垃圾，既省力又防止了人工打撈所存在的不平安因素，是新時(shí)代的科技產(chǎn)物，更符合社會(huì)開(kāi)展、美化城市的需要。 參考文獻(xiàn)： 【1】王耐新.一種環(huán)保型河道垃圾打撈船[P].中國(guó)專利：CN206885287U，2021.01.16. 【2】王文新.一種用于水面垃圾打撈的小型打撈船[P].中國(guó)專利：CN206885288U，2021.01.16. 【3】王昱淇，扆冰蕾.一種水面垃圾打撈船[P].中國(guó)專利：CN107628206A，2021.01.26. 漂浮物打撈船[P].中國(guó)專利：CN206466131U，2021.09.05. 漂浮物打撈船的研制[Z].國(guó)家科技成果.