一种双船爪式小型水上垃圾打捞装置的制作方法

本发明属于水上打捞机器人领域，尤其是涉及一种双船爪式小型水上垃圾打捞装置。

背景技术：

随着我国经济的发展，在日常生活中，一些居民或游客没有养成良好的卫生习惯，直接把垃圾扔进景观水池等小型水域中。目前水上打捞机构都是针对江河湖泊等大型水域进行设计的，由于体型过大，不适合在小区域水域作业；大多数打捞机构都是倾斜的网状结构或是链传动结构，打捞时网状结构或是链传动结构的前端总要伸入水中，与水的接触面较大，在打捞时水面波动太大，不易于打捞。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自动化程度高、水体扰动小、打捞效率高、结构紧凑、运行稳定、使用灵活的双船爪式小型水上垃圾打捞装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双船爪式小型水上垃圾打捞装置，包括漂浮运动组件及设置在漂浮运动组件上的打捞执行组件和控制组件，所述的打捞执行组件包括从前到后顺次设置的双爪打捞机构和垃圾回收盒，所述的双爪打捞机构包括同步反向转动的下打捞手和上打捞手，各打捞手均由转轴以及绕转轴周向设置的多排打捞指组成，下打捞手和上打捞手的打捞指沿转轴的轴向交错设置，所述的垃圾回收盒顶部敞口，前侧壁设有与下打捞手的打捞指相匹配的过槽。

进行打捞作业时，通过控制组件控制漂浮运动组件的运动以及打捞执行组件的运行，本发明创造性的采用双爪打捞机构，通过下打捞手将水面的垃圾捞起来，下打捞手在打捞时与水的接触面更小，对水体的扰动也更小，从而不易产生对漂浮物的扰动，打捞效率高，下打捞手捞起垃圾后继续转动，将垃圾倒入位于双爪打捞机构后方的垃圾回收盒中，在倒入垃圾回收盒的过程中，上打捞手的打捞指插入下打捞手的打捞指的空隙中，并同步反向转动运动，将下打捞手的垃圾拨入垃圾回收盒中，保证了下打捞手的每一排打捞指在下一次打捞前，没有垃圾附着，避免了附着的垃圾增大该装置对水体的扰动，进一步提高了垃圾打捞的效率，垃圾回收盒的前侧壁设有与下打捞手的打捞指相匹配的过槽，使得倒完垃圾的下打捞手能够继续转动，穿过垃圾回收盒的前侧壁，进行下一次垃圾打捞。

双爪打捞机构相对于网状结构或链传动结构，在长度上大大减小，更有利于装置的紧凑。

作为优选的技术方案，所述的下打捞手的打捞指为前弯式打捞指，上打捞手的打捞指为后弯式打捞指。

下打捞手的打捞指采用前弯式，能有效的承载垃圾，提高垃圾捞起效率，上打捞手的打捞指采用后弯式，能够避免其将下打捞手的垃圾拨入垃圾回收盒的过程中，指端勾住垃圾，造成运行的不稳定。

作为优选的技术方案，各打捞手均设有两排打捞指，两排打捞指设置在转轴周向对称的位置处。

在转轴周向对称的位置处设置两排打捞指是在考虑打捞时对水体的扰动的基础上保证打捞效率的情况下得到的最优解。打捞指的排数越多，下打捞手每转动一周与水体接触的次数就越多，虽然对垃圾的打捞机会增多，但这样对水体的扰动也会变大，不利于打捞效率的提高，打捞指的排数越少，例如只有一排的情况下，能够降低对水体的扰动，但是这种情况下，下打捞手每转动一周，仅进行一次打捞，两次打捞的间隔时间较长，这时候整个装置在水面上运行了一段距离，容易错过垃圾，还要再返回去或等再次运行到的时候进行打捞，下次打捞过程中继续错过该垃圾的概率依然很高，可见仅采用一排打捞指，反而效率会降低，综上，两排打捞指是在考虑打捞时对水体的扰动的基础上保证打捞效率的情况下得到的最优解。而且两排打捞指对称设置，方便生产和安装。

作为优选的技术方案，上打捞手的打捞指的自由端与下打捞手的转轴表面间隙配合。

也就是两个打捞手的转轴之间的距离略大于上打捞手的指端与上打捞手的转轴之间的距离，这样能保证上打捞手的打捞指将下打捞手从指根到指端的垃圾都拨入到垃圾回收盒中。

作为优选的技术方案，上打捞手和下打捞手的打捞指的长度相等。

上打捞手和下打捞手的打捞指的长度相等，使得制作方便，成本低，而且拨下垃圾的效率更高。

作为优选的技术方案，所述的垃圾回收盒的前侧壁的顶端与下打捞手的转轴表面贴合。

通过上述设置，能够避免捞起的垃圾在倒入垃圾回收盒的过程中再次漏到水中，提高了打捞效率。

作为优选的技术方案，所述的垃圾回收盒的前侧壁从底端到顶端倾斜向前设置。

前侧壁从底端到顶端倾斜向前设置，形成斜坡，使得垃圾落入垃圾回收盒中后，能够顺着斜坡继续向后滑落如垃圾回收盒底部，从而防止垃圾在垃圾回收盒前端聚集，影响下打捞手的转动。同时，设置在前侧壁的过槽能够使垃圾在滑落过程中进一步沥出水分，减小垃圾重量和体积，提高装置的空间利用率，使之更加紧凑。

作为优选的技术方案，所述的下打捞手和上打捞手通过同步传动机构进行同步反向转动，所述的同步传动机构包括电机、设置在下打捞手的转轴上的第一传动齿轮以及与上打捞手的转轴通过皮带传动连接的第二传动齿轮，所述的电机与控制组件通讯连接，所述的第一传动齿轮和第二传动齿轮相互啮合，电机与下打捞手的转轴通过皮带传动连接。

通过相互啮合的齿轮，使得上打捞手和下打捞手实现了同步反向转动，结构简单，传动效率高。上打捞手的转轴通过皮带与第二传动齿轮传动连接，使得不必采用很大的传动齿轮，就能满足上打捞手的和下打捞手的转轴之间的距离要求。

作为优选的技术方案，所述的漂浮运动组件包括双体船以及设置在双体船上并与控制组件通讯连接的推进机构和避障传感器，所述的打捞执行组件设置在双体船的两个船体之间，所述的推进机构为设置在双体船上的风机，所述的避障传感器设置在双体船的两个船体的前端。

采用双体船，并将打捞执行组件设置在双体船的两个船体之间，使得打捞过程中，对水体的扰动大大变小，而且整个装置的对称性更好，结构更加紧凑。

推进机构采用风机代替螺旋桨，推进过程中不与水接触，对水体的扰动小。作为优先的技术方案，本发明在双体船的两个船体的尾部上方均设置一个风机。不仅能增大推进效率，而且能够简单的通过控制各风机转速实现转弯等，避免常规的采用转向舵造成的对水体的扰动。

本发明具备自动巡航模式和手动模式共两种工作模式，当水面垃圾较多时，采用自动巡航模式，操作人员通过无线信号驱动控制组件工作，控制组件自动控制风机转动，使双体船运动，避障传感器和双爪打捞机构同时启动，进入自动巡航模式，自行打捞垃圾，避障传感器可以保证双爪打捞机构自主避障；当水面垃圾较少时，采用手动模式，操作人员通过无线信号驱动控制组件工作，控制组件在无线信号的指令下，控制双体船运动到垃圾处，然后通过无线信号的指令启动双爪打捞机构，进行垃圾的打捞，手动模式下避障传感器不工作。

为了使打捞效率更高，同时减小行驶阻力，双体船的船体的前部逐渐收缩。

作为优选的技术方案，所述的双体船的两个船体内均设有用于在垃圾打捞过程中引导水流从船头向船尾定向流动的抽水引流机构，所述的抽水引流机构与控制组件通讯连接，并与打捞执行组件同步运行。

该抽水引流机构由依次连接的进水管、水泵和出水管组成，所述的进水管的进水口穿出船体，并与两个船体前部之间的水面接触，出水管的出水口伸入船体尾部的水中。水泵运行时，即可引导水流从船头向船尾定向流动，使漂浮物易于被双爪打捞机构打捞。

与现有技术相比，本发明具有自动化程度高、水体扰动小、打捞效率高、结构紧凑、运行稳定、使用灵活等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖面结构示意图；

图3为本发明的打捞执行组件的连接示意图；

图4为本发明的下打捞手的俯视结构示意图。

图中，11为双体船，12为推进机构，13为避障传感器，21为双爪打捞机构，211为下打捞手，212为上打捞手，213为转轴，214为打捞指，22为垃圾回收盒，221为前侧壁，222为过槽，231为电机，232为第一传动齿轮，233为第二传动齿轮，234为皮带，235为皮带轮，4为控制组件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种双船爪式小型水上垃圾打捞装置，如图1～3所示，包括漂浮运动组件及设置在漂浮运动组件上的打捞执行组件和控制组件4，打捞执行组件包括从前到后顺次设置的双爪打捞机构21和垃圾回收盒22，双爪打捞机构21包括同步反向转动的下打捞手211和上打捞手212，各打捞手均由转轴213以及绕转轴213周向设置的多排打捞指214组成，下打捞手211和上打捞手212的打捞指214沿转轴213的轴向交错设置，垃圾回收盒22顶部敞口，前侧壁221设有与下打捞手211的打捞指214相匹配的过槽222。

进行打捞作业时，通过控制组件4控制漂浮运动组件的运动以及打捞执行组件的运行，本发明创造性的采用双爪打捞机构21，通过下打捞手211将水面的垃圾捞起来，下打捞手211在打捞时与水的接触面更小，对水体的扰动也更小，从而不易产生对漂浮物的扰动，打捞效率高，下打捞手211捞起垃圾后继续转动，将垃圾倒入位于双爪打捞机构21后方的垃圾回收盒22中，在倒入垃圾回收盒22的过程中，上打捞手212的打捞指214插入下打捞手211的打捞指214的空隙中，并同步反向转动运动，将下打捞手211的垃圾拨入垃圾回收盒22中，保证了下打捞手211的每一排打捞指214在下一次打捞前，没有垃圾附着，避免了附着的垃圾增大该装置对水体的扰动，进一步提高了垃圾打捞的效率，垃圾回收盒22的前侧壁221设有与下打捞手211的打捞指214相匹配的过槽221，使得倒完垃圾的下打捞手211能够继续转动，穿过垃圾回收盒22的前侧壁221，进行下一次垃圾打捞。

打捞指214的形式可以根据实际需要选择合适的形状，本实施例中，如图1～4所示，下打捞手211的打捞指214为前弯式打捞指，打捞效率更高，上打捞手212的打捞指214为后弯式打捞指，防止垃圾挂在下打捞手211的指端，打捞手的打捞指的排数可以根据需要设置，但是考虑到打捞时对水体的扰动，进而上保证打捞效率，各打捞手均设有两排打捞指214，两排打捞指214设置在转轴213周向对称的位置处。两个打捞手的转轴之间的距离略大于上打捞手212的指端与上打捞手212的转轴213之间的距离，使得上打捞手212的打捞指214的自由端与下打捞手211的转轴213表面间隙配合，能保证上打捞手212的打捞指214将下打捞手211从指根到指端的垃圾都拨入到垃圾回收盒中。上打捞手212和下打捞手211的打捞指214的长度相等，方便制造，降低成本。

本实施例中的下打捞手211和上打捞手212通过同步传动机构进行同步反向转动，如图3所示，同步传动机构包括电机231、设置在下打捞手211的转轴213上的第一传动齿轮232以及与上打捞手212的转轴213通过皮带234传动连接的第二传动齿轮233，电机231与控制组件4通讯连接，第一传动齿轮232和第二传动齿轮233相互啮合，电机231与下打捞手211的转轴213通过皮带234传动连接，第二传动齿轮233连接有皮带轮235，皮带234一端套设在皮带轮235上，另一端套设在上打捞手212的转轴213上。

本实施例中将垃圾回收盒22的前侧壁221的顶端与下打捞手211的转轴213表面贴合，如图2～3所示，防止捞起的垃圾再次漏入水中。垃圾回收盒22的前侧壁221从底端到顶端倾斜向前设置，防止垃圾在垃圾回收盒22前部堆积，影响下打捞手211转动，同时有利于进一步对垃圾进行沥水。

本实施例的漂浮运动组件包括双体船11以及设置在双体船11上并与控制组件4通讯连接的推进机构12和避障传感器13，如图1所示，打捞执行组件设置在双体船11的两个船体之间，推进机构12为设置在双体船11上的风机，避障传感器13设置在双体船11的两个船体的前端。

本发明具备自动巡航模式和手动模式共两种工作模式，当水面垃圾较多时，采用自动巡航模式，操作人员通过无线信号(例如蓝牙、wifi等)驱动控制组件工作，控制组件自动控制风机转动，使双体船运动，避障传感器和双爪打捞机构同时启动，进入自动巡航模式，自行打捞垃圾，避障传感器可以保证双爪打捞机构自主避障；当水面垃圾较少时，采用手动模式，操作人员通过无线信号驱动控制组件工作，控制组件在无线信号的指令下，控制双体船运动到垃圾处，然后通过无线信号的指令启动双爪打捞机构，进行垃圾的打捞，手动模式下避障传感器不工作。

为了使漂浮物易于被打捞，双体船11的两个船体内均设有用于在垃圾打捞过程中引导水流从船头向船尾定向流动的抽水引流机构，该抽水引流机构由依次连接的进水管、水泵和出水管组成，所述的进水管的进水口穿出船体，并与两个船体前部之间的水面接触，出水管的出水口伸入船体尾部的水中。抽水引流机构与控制组件4通讯连接，并与打捞执行组件同步运行。