一种将废料仓压缩排水并充气拖拽在船后的清理船的制作方法

本发明属于一种水上船舶增容设备，具体的涉及一种将废料仓压缩排水并充气拖拽在船后的清理船。

背景技术：

现阶段的水面清理类船只在灵活性经济型与废料载重的权衡上存在一定问题。例如：拥有长作业时间就必须要更大的储存空间，从而限制了船只的灵活性。拥有小巧灵活的船身就要以废料储存舱的减小作为代价，从而导致需要频繁往返回收区与卸料区，造成能源的浪费。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种将废料仓压缩排水并充气拖拽在船后的清理船，本发明利用将废料打包-排出水分-充入空气-抛出船外浮在水上-拖拽携带这一方式有效解决了小体积船只的废料储存量问题。其次储存舱可在运输时保存封闭状态，不会造成脏污或异味泄露，在运送至处理厂时可集中处理。处理仓可重复使用。

本发明采用的技术方案如下：

一种将废料仓压缩排水并充气拖拽在船后的清理船，包括：

船体，在所述船体的前部、中部和后部均设有浮力舱，且在船体后部还设有螺旋桨；

废料收集装置总成，用于收集海里的废料，其包括卷动齿传送带、驱动装置i、收集箱和水下导料板，所述的卷动齿传送带由驱动装置i驱动，用于将海里的废料送入到收集箱内，所述的水下导料板设置在卷动齿传送带下方，用于导料；

切碎装置总成，用于对废料进行粉碎，其包括两个粉碎桶，两个粉碎桶入口与收集箱的出料口相连；

储存舱挤压和抛送总成，包括储存舱和挤压抛送装置；所述的储存舱与两个粉碎桶的出口通过出料管相连，所述的挤压抛送装置实现对储存舱的挤压和对储存舱的抛送；

备用舱总成，包括多个压缩状态的备用舱和驱动装置ii，所述的备用舱设置在储存舱挤压总成的顶部，所述的驱动装置ii驱动备用舱到达储存舱所在位置；

定位和探测总成，用于对海里的环境进行探测，且将探测信号发送给控制系统；

控制系统，用于规划和控制整个船体按照设定的行进路线行进，且控制吸入装置总成、切碎装置总成、储存舱挤压和抛送总成和备用舱总成。

进一步的，所述的两个粉碎桶通过一个电机和两套传动系统同时驱动其旋转，两个粉碎桶的一端与收集箱后端的出料口相连；两个粉碎桶的另一端通过导料管送入到存储仓。

进一步的，所述的储存舱具有的一定的弹力，可以压缩，也可以再自动伸开；储存舱前端设有废料进口，后端设有液体出口，废料进口和液体出口设置有单向阀，且废料进口也作为进气口使用。

进一步的，所述的挤压抛送装置包括两个设置在储存舱底部的挤压抛送杆，所述的挤压抛送杆两端卡在储存舱的端部，在储存舱的两侧设有液压缸，所述的液压缸的活塞杆与挤压抛送杆相连，驱动挤压抛送杆向前或者向后移动；挤压抛送杆向前移动时，压缩储存舱；所述的挤压抛送杆向后移动时，储存舱张开，挤压抛送杆继续向前推时，将储存舱抛出。

进一步的，所述的备用舱与储存舱的结构完全相同，多个压缩状态的备用舱和储存舱通过绳子串联在一起；多个压缩状态的备用舱安装在一个支架上，支架上设置有导轨和所述的驱动装置ii，所述的驱动装置ii推动备用舱沿着设定的导轨到达储存舱原先所在的位置，然后自动撑开，作为新的储存舱使用。

进一步的，在所述的储存舱与粉碎桶的接口位置设有定位装置，实现储存舱的准确定位。

进一步的，所述的船体后部还设有储存舱滑架，在船体侧面设有排水口，在船体中心的后部位置设有凸起块，所述的凸起块为一个高度逐渐增高的楔形块结构，且凸起块的最高高度高于挤压抛送杆卡在储存舱端部的高度；所述的储存舱在向后抛出的过程中，储存舱沿着凸起块向后移动，高度逐渐提高，最后脱离了挤压抛送杆，实现了储存舱的抛出。

进一步的，所述的定位和探测总成包括超声波探测模块、风速检测模块、风向检测模块、气压检测模块、海况检测模块、360°摄像头、天线与雷达总成。

进一步的，所述的船体上还设有红绿航行灯。

本发明利用将废料打包-排出水分-充入空气-抛出船外浮在水上-拖拽携带这一方式有效解决了小体积船只的废料储存量问题。其次储存舱可在运输时保存封闭状态，不会造成脏污或异味泄露，在运送至处理厂时可集中处理。处理仓可重复使用。

工作时，由控制系统根据定位和探测总成的监测状况规划的行驶路线，避开礁石、浅滩、其他船只等障碍，行驶至清理区后由探测部分探测要清理的植物范围，结合风向、水流方向等影响因素自动规划清理路径。工作时首先将浒苔等水面植物被兜入水下导料板，后经传送钩带卷动齿、收入盒送入切碎总成，由于这类植物中含有大量水分，所以由管道将切碎后的植物碎屑浆通过一个单向门添入储存舱。当一个储存舱填满后，挤压抛送装置开始工作，挤压储存舱，储存舱外有轨道固定，不会因内容物密度不均导致受力不平衡将储存舱挤弯，只会沿着挤压方向均匀压缩。储存舱受挤压后，舱内的水从带有细密过滤网的单向出水口挤出(单向出水口很大如果被部分堵塞不会影响其工作)。水分被排出后挤压抛送装置将储存舱拉回原长度，在拉伸的过程中由进料门吸入空气，使储存舱拥有较大浮力，更有利于小型船只的拖拽。随后挤压抛送装置配合船体上的凸起块将储存舱推出船外，由缆机总成中的绳索拖拽。随后备用舱总成启动将储存在上方的备用备用舱由下放滑轨滑下与粉碎机出口管道对接，重复以上流程。

储存舱在运输时保持密闭，不会泄露脏污或异味，避免污染道路和环境。至处理厂后集中处理，且储存舱可重复利用。

本发明的有益效果如下：

全球范围内淡水与咸水的富营养化趋势加强导致清理工作强度急剧加大，其中以浒苔为例：浒苔会遮蔽阳光，影响海底藻类生长。还会漂浮聚集到岸边，阻塞航道。同时浒苔大量堆积后腐烂繁殖后需要消耗大量氧气，并散发恶臭，破坏海洋生态系统，严重危害沿海渔业、旅游业发展。沿海发电厂多以海水作为机组的冷却用水。在夏季往往要投入大量人力物力来进行人工打捞，以避免浒苔进入到循环水系统。传统的船只加人工的工作方式存在清理规划不科学、人员体力限制、效率低下、安全性差等弊端，并且船只灵活程度与清理能力的矛盾难以解决。

该船外增容设备解决了船只灵活性与运输能力的矛盾，使小体型的清洁船只也能够拥有像大型清理船一样的清理能力，节省了频繁往返造成的能源以及时间损失。

无人清理船节省了传统清理船上的人工投入，节省了人力，船上的人员休息舱与驾驶舱空间被节省，可以携带更多的燃料，增长工作时间。船外拖拽式的收集物携带方式使其拥有更大的储存能力。没有人员疲劳限制，在水面状况允许的情况下可以全天候作业。

可循环利用的封闭储存舱可保证在运输的途中不会泄露脏污或异味，避免污染道路和环境。且储存舱可重复利用，避免类似于传统一次性打包袋的浪费。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的整体外观结构图；

图2为本发明的整体内部结构图；

图3为本发明的后示视图；

图4、图5、图6、图7为本发明的整体内部结构图；

图8、图9为本发明的废料收集装置总成示意图；

图10、图11为切碎装置总成示意图；

图12、图13、图14、图15为储存舱挤压和抛送总成示意图；

图16为备用舱总成示意图；

图17、图18、图19为船舱部分结构示意图；

图20、图21为后面拖拽存储舱的整体外观结构图；

图中：1船首航灯，2超声波探测模块，3水下导料板，4海水过滤出口，5前部浮力腔，6侧散热片，7前方180度探测器，8-1左红绿航灯，8-2右红绿航灯，9风速、风向、气压海况检测器总成，10360°摄像头，11天线与雷达总成，12后部浮力舱，13中部浮力舱，14后航灯，15螺旋桨，16储存舱滑架，17被动齿，18传送带，19驱动电机，20收集箱，21散热器，22粉碎桶，23驱动电机，24液压缸，25活塞杆，26下放滑轨，27备用舱,28存储舱；29挤压抛送杆，30存储舱拖拽缆及总成；31电动机驱动粉碎桶的减速皮带、32粉碎桶入口、33导料管、34储存仓接口；35活塞杆与挤压抛送杆的连接件，36挤压抛送杆与存储舱卡接的端部；37废料进口,38定位结构；39定位结构，40收集箱的出料口，41排水道船外开口，42排水道船内开口,43凸起块，44备用液压缸，45推动装置。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现阶段的水面清理类船只在灵活性经济型与废料载重的权衡上存在一定问题。例如：拥有长作业时间就必须要更大的储存空间，从而限制了船只的灵活性。拥有小巧灵活的船身就要以废料储存舱的减小作为代价，从而导致需要频繁往返回收区与卸料区，造成能源的浪费，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种将废料仓压缩排水并充气拖拽在船后的清理船。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图4所示，一种将废料仓压缩排水并充气拖拽在船后的清理船，包括内部结构和外部结构；

如图5-图7所示，内部结构具体的包括废料收集装置总成、切碎装置总成、备用舱总成和控制系统。

废料收集装置总成如图8和图9所示，用于收集海里的废料，其包括随动齿轮1、卷动齿传送带2、驱动电机3、收集箱4，卷动齿传送带2由驱动电机3驱动，用于将海里的废料送入到收集箱4内，所述的水下导料板3设置在卷动齿传送带2下方，用于导料；

如图10和图11所示，切碎装置总成，用于对废料进行粉碎，其包括两个粉碎桶22，两个粉碎桶入口32与收集箱的出料口40相连；两个粉碎桶22通过一个驱动电机23和两套传动系统同时驱动其旋转，两个粉碎桶的一端与收集箱20后端的出料口相连；两个粉碎桶的另一端通过导料管33送入到存储仓28，具体的通过储存仓接口34相连；储存仓接口34位置还设有定位结构39，用于与储存舱28之间的定位。

进一步的，为了使废料可以更顺畅的进入到储存舱28，可以在导料管33内增加抽吸泵。

如图12、图13、图14、图15所示，储存舱挤压和抛送总成，包括储存舱28和挤压抛送装置；所述的储存舱28与两个粉碎桶22的出口通过导料管33相连，所述的挤压抛送装置实现对储存舱的挤压和对储存舱的抛送；

储存舱28具有的一定的弹力，可以压缩，也可以再自动伸开；储存舱前端设有废料进口37，后端设有液体出口(图中未显示)，废料进口和液体出口设置有单向阀，且废料进口也作为进气口使用；

进一步的，在储存舱与储存仓接口34连接的端部也设有定位结构38，定位结构38和定位结构39相互配合，可以是常见的凸起与凹槽的卡接结构。

挤压抛送装置包括两个设置在储存舱28底部的挤压抛送杆29，所述的挤压抛送杆29两端卡在储存舱28的端部，在储存舱28的两侧设有液压缸24，所述的液压缸的活塞杆25与挤压抛送杆29通过活塞杆与挤压抛送杆的连接件35相连，驱动挤压抛送杆29向前或者向后移动；挤压抛送杆向前移动时，压缩储存舱；所述的挤压抛送杆向后移动时，储存舱张开，挤压抛送杆继续向前推时，将储存舱抛出；在储存舱抛出过程中，配合设置在船体中心的后部的凸起块43，所述的储存舱在向后抛出的过程中，储存舱沿着凸起块43向后移动，凸起块43为一个高度逐渐增高的楔形块结构，且凸起块43的最高高度高于挤压抛送杆卡在储存舱端部的高度，在储存舱向船体外逐渐外移的过程中，储存舱逐渐脱离挤压抛送杆的端部，最后从储存舱抛出。

进一步的，在船体上还设有备用液压缸44，在液压缸24出现故障是，备用液压缸44工作。

如图16所示，备用舱总成，包括多个压缩状态的备用舱27和推动装置45，所述的备用舱27设置在储存舱挤压总成的顶部，所述的推动装置45驱动备用舱到达储存舱所在位置；

备用舱与储存舱的结构完全相同，多个压缩状态的备用舱和储存舱通过绳子串联在一起，通过存储舱拖拽缆及总成30进行拖拽，具体见图20和图21后面拖拽存储舱的整体外观结构图；

多个压缩状态的备用舱安装在一个支架上，支架上设置有下放滑轨26和推动装置45，所述的推动装置45推动备用舱沿着设定的导轨到达储存舱原先所在的位置，然后自动撑开，作为新的储存舱使用。

推动装置45可以选择现有的推动小车，或者气缸、液压缸等。

控制系统，用于规划和控制整个船体按照设定的行进路线行进，且控制吸入装置总成、切碎装置总成、储存舱挤压和抛送总成和备用舱总成。

如图1所示，船体的外部结构包括船体，如图17、图18、图19所示，船体后部还设有储存舱滑架16和螺旋桨15，在船体侧面设有排水口(具体见图中的排水道船外开口41，排水道船内开口42)，在船体中心的后部位置设有凸起块43，所述的储存舱在向后抛出的过程中，储存舱沿着凸起块向后移动，高度逐渐提高，最后脱离了挤压抛送杆，实现了储存舱的抛出。

如图1所示，船外部设有定位和探测总成，用于对海里的环境进行探测，且将探测信号发送给控制系统；定位和探测总成如下：

超声波探测模块2：用于监测即将进入卷动齿传送带的浒苔数量，从而调整卷动齿的卷动速度，浒苔层薄时加快卷动速度，提高清除速度，浒苔层厚时减慢卷入速度避免进料过多造成堵塞。

风速检测模块、风向检测模块、气压检测模块、海况检测模块都归属于自动驾驶总成，这四个模块互相配合，进行计算，预算海况与水文状况，既可保证船只航行安全；又可预算浒苔未来的漂流信息；具体的可以参考现有航船的控制系统。

360度摄像头用于检测海面信息，为船只自动驾驶进行图像采集，岸上工作人员也可随时使用其查看船只工作状态。

天线与雷达总成：雷达探测附近海区的障碍分布情况(包含在自动驾驶总成内)天线用于与岸上传输实时图像、船只状态、海况状态等信息，并且接收定位信息

前方180度探测器：内置多个长焦监视器与广角监视器，可覆盖前方180度范围内远近距离的浒苔探测，引导船只进行清洁路径规划与实时监控浒苔动向(工作时先由导航系统引导船只至工作海区，再由180度探测器进行精确的探测与监控)

进一步的，在船体上还设有红绿航行灯，具体的见图中的船首航灯1、左红绿航灯8-1、右红绿航灯8-2、后航灯14；

进一步的，在所述船体的前部、中部和后部均设有浮力舱，具体见前部浮力腔5、后部浮力舱12和中部浮力舱13；

进一步的，在所述船体还设有侧散热片6，用于船体的散热；

进一步的，在所述船体还设有海水过滤出口4；用于使经过前方通过卷动齿传送带过滤后的海水排出。

工作时，由控制系统根据定位和探测总成的监测状况规划的行驶路线，避开礁石、浅滩、其他船只等障碍，行驶至清理区后由探测部分探测要清理的植物范围，结合风向、水流方向等影响因素自动规划清理路径。工作时首先将浒苔等水面植物被兜入水下导料板，后经传送钩带卷动齿、收入盒送入切碎总成，由于这类植物中含有大量水分，所以由管道将切碎后的植物碎屑浆通过一个单向门添入储存舱。当一个储存舱填满后，挤压抛送装置开始工作，挤压储存舱，储存舱外有轨道固定，不会因内容物密度不均导致受力不平衡将储存舱挤弯，只会沿着挤压方向均匀压缩。储存舱受挤压后，舱内的水从带有细密过滤网的单向出水口挤出(单向出水口很大如果被部分堵塞不会影响其工作)。水分被排出后挤压抛送装置将储存舱拉回原长度，在拉伸的过程中由进料门吸入空气，使储存舱拥有较大浮力，更有利于小型船只的拖拽。随后挤压抛送装置配合船体上的凸起块将储存舱推出船外，由缆机总成中的绳索拖拽。随后备用舱总成启动将储存在上方的备用备用舱由下放滑轨滑下与粉碎机出口管道对接，重复以上流程。

储存舱在运输时保持密闭，不会泄露脏污或异味，避免污染道路和环境。至处理厂后集中处理，且储存舱可重复利用。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。