一種雙船爪式小型水上垃圾打撈裝置的制作方法

本發明屬于水上打撈機器人領域，尤其是涉及一種雙船爪式小型水上垃圾打撈裝置。

背景技術：

隨著我國經濟的發展，在日常生活中，一些居民或游客沒有養成良好的衛生習慣，直接把垃圾扔進景觀水池等小型水域中。目前水上打撈機構都是針對江河湖泊等大型水域進行設計的，由于體型過大，不適合在小區域水域作業；大多數打撈機構都是傾斜的網狀結構或是鏈傳動結構，打撈時網狀結構或是鏈傳動結構的前端總要伸入水中，與水的接觸面較大，在打撈時水面波動太大，不易于打撈。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種自動化程度高、水體擾動小、打撈效率高、結構緊湊、運行穩定、使用靈活的雙船爪式小型水上垃圾打撈裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種雙船爪式小型水上垃圾打撈裝置，包括漂浮運動組件及設置在漂浮運動組件上的打撈執行組件和控制組件，所述的打撈執行組件包括從前到后順次設置的雙爪打撈機構和垃圾回收盒，所述的雙爪打撈機構包括同步反向轉動的下打撈手和上打撈手，各打撈手均由轉軸以及繞轉軸周向設置的多排打撈指組成，下打撈手和上打撈手的打撈指沿轉軸的軸向交錯設置，所述的垃圾回收盒頂部敞口，前側壁設有與下打撈手的打撈指相匹配的過槽。

進行打撈作業時，通過控制組件控制漂浮運動組件的運動以及打撈執行組件的運行，本發明創造性的采用雙爪打撈機構，通過下打撈手將水面的垃圾撈起來，下打撈手在打撈時與水的接觸面更小，對水體的擾動也更小，從而不易產生對漂浮物的擾動，打撈效率高，下打撈手撈起垃圾后繼續轉動，將垃圾倒入位于雙爪打撈機構后方的垃圾回收盒中，在倒入垃圾回收盒的過程中，上打撈手的打撈指插入下打撈手的打撈指的空隙中，并同步反向轉動運動，將下打撈手的垃圾撥入垃圾回收盒中，保證了下打撈手的每一排打撈指在下一次打撈前，沒有垃圾附著，避免了附著的垃圾增大該裝置對水體的擾動，進一步提高了垃圾打撈的效率，垃圾回收盒的前側壁設有與下打撈手的打撈指相匹配的過槽，使得倒完垃圾的下打撈手能夠繼續轉動，穿過垃圾回收盒的前側壁，進行下一次垃圾打撈。

雙爪打撈機構相對于網狀結構或鏈傳動結構，在長度上大大減小，更有利于裝置的緊湊。

作為優選的技術方案，所述的下打撈手的打撈指為前彎式打撈指，上打撈手的打撈指為后彎式打撈指。

下打撈手的打撈指采用前彎式，能有效的承載垃圾，提高垃圾撈起效率，上打撈手的打撈指采用后彎式，能夠避免其將下打撈手的垃圾撥入垃圾回收盒的過程中，指端勾住垃圾，造成運行的不穩定。

作為優選的技術方案，各打撈手均設有兩排打撈指，兩排打撈指設置在轉軸周向對稱的位置處。

在轉軸周向對稱的位置處設置兩排打撈指是在考慮打撈時對水體的擾動的基礎上保證打撈效率的情況下得到的最優解。打撈指的排數越多，下打撈手每轉動一周與水體接觸的次數就越多，雖然對垃圾的打撈機會增多，但這樣對水體的擾動也會變大，不利于打撈效率的提高，打撈指的排數越少，例如只有一排的情況下，能夠降低對水體的擾動，但是這種情況下，下打撈手每轉動一周，僅進行一次打撈，兩次打撈的間隔時間較長，這時候整個裝置在水面上運行了一段距離，容易錯過垃圾，還要再返回去或等再次運行到的時候進行打撈，下次打撈過程中繼續錯過該垃圾的概率依然很高，可見僅采用一排打撈指，反而效率會降低，綜上，兩排打撈指是在考慮打撈時對水體的擾動的基礎上保證打撈效率的情況下得到的最優解。而且兩排打撈指對稱設置，方便生產和安裝。

作為優選的技術方案，上打撈手的打撈指的自由端與下打撈手的轉軸表面間隙配合。

也就是兩個打撈手的轉軸之間的距離略大于上打撈手的指端與上打撈手的轉軸之間的距離，這樣能保證上打撈手的打撈指將下打撈手從指根到指端的垃圾都撥入到垃圾回收盒中。

作為優選的技術方案，上打撈手和下打撈手的打撈指的長度相等。

上打撈手和下打撈手的打撈指的長度相等，使得制作方便，成本低，而且撥下垃圾的效率更高。

作為優選的技術方案，所述的垃圾回收盒的前側壁的頂端與下打撈手的轉軸表面貼合。

通過上述設置，能夠避免撈起的垃圾在倒入垃圾回收盒的過程中再次漏到水中，提高了打撈效率。

作為優選的技術方案，所述的垃圾回收盒的前側壁從底端到頂端傾斜向前設置。

前側壁從底端到頂端傾斜向前設置，形成斜坡，使得垃圾落入垃圾回收盒中后，能夠順著斜坡繼續向后滑落如垃圾回收盒底部，從而防止垃圾在垃圾回收盒前端聚集，影響下打撈手的轉動。同時，設置在前側壁的過槽能夠使垃圾在滑落過程中進一步瀝出水分，減小垃圾重量和體積，提高裝置的空間利用率，使之更加緊湊。

作為優選的技術方案，所述的下打撈手和上打撈手通過同步傳動機構進行同步反向轉動，所述的同步傳動機構包括電機、設置在下打撈手的轉軸上的第一傳動齒輪以及與上打撈手的轉軸通過皮帶傳動連接的第二傳動齒輪，所述的電機與控制組件通訊連接，所述的第一傳動齒輪和第二傳動齒輪相互嚙合，電機與下打撈手的轉軸通過皮帶傳動連接。

通過相互嚙合的齒輪，使得上打撈手和下打撈手實現了同步反向轉動，結構簡單，傳動效率高。上打撈手的轉軸通過皮帶與第二傳動齒輪傳動連接，使得不必采用很大的傳動齒輪，就能滿足上打撈手的和下打撈手的轉軸之間的距離要求。

作為優選的技術方案，所述的漂浮運動組件包括雙體船以及設置在雙體船上并與控制組件通訊連接的推進機構和避障傳感器，所述的打撈執行組件設置在雙體船的兩個船體之間，所述的推進機構為設置在雙體船上的風機，所述的避障傳感器設置在雙體船的兩個船體的前端。

采用雙體船，并將打撈執行組件設置在雙體船的兩個船體之間，使得打撈過程中，對水體的擾動大大變小，而且整個裝置的對稱性更好，結構更加緊湊。

推進機構采用風機代替螺旋槳，推進過程中不與水接觸，對水體的擾動小。作為優先的技術方案，本發明在雙體船的兩個船體的尾部上方均設置一個風機。不僅能增大推進效率，而且能夠簡單的通過控制各風機轉速實現轉彎等，避免常規的采用轉向舵造成的對水體的擾動。

本發明具備自動巡航模式和手動模式共兩種工作模式，當水面垃圾較多時，采用自動巡航模式，操作人員通過無線信號驅動控制組件工作，控制組件自動控制風機轉動，使雙體船運動，避障傳感器和雙爪打撈機構同時啟動，進入自動巡航模式，自行打撈垃圾，避障傳感器可以保證雙爪打撈機構自主避障；當水面垃圾較少時，采用手動模式，操作人員通過無線信號驅動控制組件工作，控制組件在無線信號的指令下，控制雙體船運動到垃圾處，然后通過無線信號的指令啟動雙爪打撈機構，進行垃圾的打撈，手動模式下避障傳感器不工作。

為了使打撈效率更高，同時減小行駛阻力，雙體船的船體的前部逐漸收縮。

作為優選的技術方案，所述的雙體船的兩個船體內均設有用于在垃圾打撈過程中引導水流從船頭向船尾定向流動的抽水引流機構，所述的抽水引流機構與控制組件通訊連接，并與打撈執行組件同步運行。

該抽水引流機構由依次連接的進水管、水泵和出水管組成，所述的進水管的進水口穿出船體，并與兩個船體前部之間的水面接觸，出水管的出水口伸入船體尾部的水中。水泵運行時，即可引導水流從船頭向船尾定向流動，使漂浮物易于被雙爪打撈機構打撈。

與現有技術相比，本發明具有自動化程度高、水體擾動小、打撈效率高、結構緊湊、運行穩定、使用靈活等優點。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的剖面結構示意圖；

圖3為本發明的打撈執行組件的連接示意圖；

圖4為本發明的下打撈手的俯視結構示意圖。

圖中，11為雙體船，12為推進機構，13為避障傳感器，21為雙爪打撈機構，211為下打撈手，212為上打撈手，213為轉軸，214為打撈指，22為垃圾回收盒，221為前側壁，222為過槽，231為電機，232為第一傳動齒輪，233為第二傳動齒輪，234為皮帶，235為皮帶輪，4為控制組件。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1

一種雙船爪式小型水上垃圾打撈裝置，如圖1～3所示，包括漂浮運動組件及設置在漂浮運動組件上的打撈執行組件和控制組件4，打撈執行組件包括從前到后順次設置的雙爪打撈機構21和垃圾回收盒22，雙爪打撈機構21包括同步反向轉動的下打撈手211和上打撈手212，各打撈手均由轉軸213以及繞轉軸213周向設置的多排打撈指214組成，下打撈手211和上打撈手212的打撈指214沿轉軸213的軸向交錯設置，垃圾回收盒22頂部敞口，前側壁221設有與下打撈手211的打撈指214相匹配的過槽222。

進行打撈作業時，通過控制組件4控制漂浮運動組件的運動以及打撈執行組件的運行，本發明創造性的采用雙爪打撈機構21，通過下打撈手211將水面的垃圾撈起來，下打撈手211在打撈時與水的接觸面更小，對水體的擾動也更小，從而不易產生對漂浮物的擾動，打撈效率高，下打撈手211撈起垃圾后繼續轉動，將垃圾倒入位于雙爪打撈機構21后方的垃圾回收盒22中，在倒入垃圾回收盒22的過程中，上打撈手212的打撈指214插入下打撈手211的打撈指214的空隙中，并同步反向轉動運動，將下打撈手211的垃圾撥入垃圾回收盒22中，保證了下打撈手211的每一排打撈指214在下一次打撈前，沒有垃圾附著，避免了附著的垃圾增大該裝置對水體的擾動，進一步提高了垃圾打撈的效率，垃圾回收盒22的前側壁221設有與下打撈手211的打撈指214相匹配的過槽221，使得倒完垃圾的下打撈手211能夠繼續轉動，穿過垃圾回收盒22的前側壁221，進行下一次垃圾打撈。

打撈指214的形式可以根據實際需要選擇合適的形狀，本實施例中，如圖1～4所示，下打撈手211的打撈指214為前彎式打撈指，打撈效率更高，上打撈手212的打撈指214為后彎式打撈指，防止垃圾掛在下打撈手211的指端，打撈手的打撈指的排數可以根據需要設置，但是考慮到打撈時對水體的擾動，進而上保證打撈效率，各打撈手均設有兩排打撈指214，兩排打撈指214設置在轉軸213周向對稱的位置處。兩個打撈手的轉軸之間的距離略大于上打撈手212的指端與上打撈手212的轉軸213之間的距離，使得上打撈手212的打撈指214的自由端與下打撈手211的轉軸213表面間隙配合，能保證上打撈手212的打撈指214將下打撈手211從指根到指端的垃圾都撥入到垃圾回收盒中。上打撈手212和下打撈手211的打撈指214的長度相等，方便制造，降低成本。

本實施例中的下打撈手211和上打撈手212通過同步傳動機構進行同步反向轉動，如圖3所示，同步傳動機構包括電機231、設置在下打撈手211的轉軸213上的第一傳動齒輪232以及與上打撈手212的轉軸213通過皮帶234傳動連接的第二傳動齒輪233，電機231與控制組件4通訊連接，第一傳動齒輪232和第二傳動齒輪233相互嚙合，電機231與下打撈手211的轉軸213通過皮帶234傳動連接，第二傳動齒輪233連接有皮帶輪235，皮帶234一端套設在皮帶輪235上，另一端套設在上打撈手212的轉軸213上。

本實施例中將垃圾回收盒22的前側壁221的頂端與下打撈手211的轉軸213表面貼合，如圖2～3所示，防止撈起的垃圾再次漏入水中。垃圾回收盒22的前側壁221從底端到頂端傾斜向前設置，防止垃圾在垃圾回收盒22前部堆積，影響下打撈手211轉動，同時有利于進一步對垃圾進行瀝水。

本實施例的漂浮運動組件包括雙體船11以及設置在雙體船11上并與控制組件4通訊連接的推進機構12和避障傳感器13，如圖1所示，打撈執行組件設置在雙體船11的兩個船體之間，推進機構12為設置在雙體船11上的風機，避障傳感器13設置在雙體船11的兩個船體的前端。

本發明具備自動巡航模式和手動模式共兩種工作模式，當水面垃圾較多時，采用自動巡航模式，操作人員通過無線信號(例如藍牙、wifi等)驅動控制組件工作，控制組件自動控制風機轉動，使雙體船運動，避障傳感器和雙爪打撈機構同時啟動，進入自動巡航模式，自行打撈垃圾，避障傳感器可以保證雙爪打撈機構自主避障；當水面垃圾較少時，采用手動模式，操作人員通過無線信號驅動控制組件工作，控制組件在無線信號的指令下，控制雙體船運動到垃圾處，然后通過無線信號的指令啟動雙爪打撈機構，進行垃圾的打撈，手動模式下避障傳感器不工作。

為了使漂浮物易于被打撈，雙體船11的兩個船體內均設有用于在垃圾打撈過程中引導水流從船頭向船尾定向流動的抽水引流機構，該抽水引流機構由依次連接的進水管、水泵和出水管組成，所述的進水管的進水口穿出船體，并與兩個船體前部之間的水面接觸，出水管的出水口伸入船體尾部的水中。抽水引流機構與控制組件4通訊連接，并與打撈執行組件同步運行。