海洋漂浮物打捞及综合探测装置的制作方法

本发明涉及漂浮物打捞技术领域，尤其涉及一种海洋漂浮物打捞及综合探测装置。

背景技术：

随着社会的快速发展，人们的生活水平不断提高，城市化程度得到了快速提高，但是在发展的同时，也不可避免地产生了人与自然之间的“冲突”，大量日常垃圾随江水入海从而形成海洋垃圾，海洋垃圾不仅影响海洋景观，威胁航行安全，并严重影响海洋生态系统，特别是对生活在海洋里的小型动物，属于公认杀手。在日常清理海洋水中漂浮物主要靠人力打捞，或者用大型清漂船或者清理船进行大规模的垃圾清理，人力打捞费时费力，清漂船或清理船结构复杂、体型大、成本高，同时需要能源消耗，且往往是在漂浮物大量堆积水面才采用清漂船或清理船进行清理，不适合散射分布的广域打捞。

随着科技发展，目前海洋调查中已广泛应用遥感、遥控、水声、深潜、浮标、电子计算机等尖端技术，如何在对海洋漂浮物进行打捞的同时对海洋进行探测已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种海洋漂浮物打捞及综合探测装置，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

海洋漂浮物打捞及综合探测装置，包括转向控制机构、排水驱动机构、水漏、打捞箱体、漂浮控制机构、收集网及蓄能探测机构，其中，打捞箱体整体安装于漂浮控制机构上部前端，收集网设置于漂浮控制机构下部后端，水漏设置于打捞箱体底端，排水驱动机构设置于水漏两侧，转向控制机构设置于水漏底端，蓄能探测机构设置于转向控制机构底端，具体结构如下：

转向控制机构中，转向连接体上端与水漏连接，转向连接体下端与转向控制套连接，转向控制套内设置有用于转向控制螺塞旋入的内螺纹，深沟球轴承与角接触轴承上下重叠安装于转向控制套的内孔中，转向控制螺塞内侧中部设置有用于与转向控制电机配合的内花键，转向控制电机设置于转向控制轴内，转向控制轴同时安装于深沟球轴承与角接触轴承内，且转向控制轴与蓄能探测机构连接；

排水驱动机构中，左驱动管道与右驱动管道结构相同，且左驱动管道与右驱动管道关于水漏的水漏圆柱部左右对称设置，左驱动管道设置于水漏圆柱部左侧，并通过水漏左驱安装孔使得左排水通道与水漏圆柱内通道接通，右驱动管道设置于水漏圆柱部右侧，并通过水漏右驱安装孔使得右排水通道与水漏圆柱内通道接通；左驱动管道上设置有左驱螺旋桨、左驱支架、左一驱阀门及左二驱阀门，右驱动管道上设置有右驱螺旋桨、右驱支架、右一驱阀门及右二驱阀门；

水漏由水漏上面板、用于形成水漏锥形内通道的水漏锥部、用于形成水漏圆柱内通道的水漏圆柱部组合拼接而成，水漏锥部位于水漏上面板底部，水漏圆柱部位于水漏锥部底部，水漏梳齿板设置于水漏上面板上，且水漏梳齿板上平面与水漏上面板上平面处于同一平面内，沿水漏上面板边缘周向均布设置有用于将水漏安装于箱体底板底部的水漏上安装孔，且水漏位于箱体漂浮物通道前端，水漏圆柱部下端沿周向均布设置有用于安装转向连接体的水漏下安装孔，水漏圆柱部两侧设置有水漏左驱安装孔与水漏右驱安装孔，水漏内侧设置有用于对水漏内水位监测的液位传感器；

打捞箱体中，箱体第一侧板、箱体底板、箱体第二侧板、箱体第三侧板组合拼接成打捞箱体的主体，箱体吊钩分别设置在箱体第一侧板和箱体第二侧板的上端，箱体挡板控制轴一端安装在箱体第一侧板上，箱体挡板控制轴另一端安装在箱体第二侧板上，箱体电机支架设置在箱体第一侧板上，箱体驱动电机安装在箱体电机支架上，箱体挡板控制轴与箱体驱动电机连接；并在箱体底板靠近箱体第三侧板端设置有箱体漂浮物通道，箱体底板远离箱体第三侧板端设置有箱体底板斜面，且位于箱体底板斜面一侧设置有箱体固定轴，箱体固定轴一端安装在箱体第一侧板上，箱体固定轴另一端安装在箱体第二侧板上，箱体挡板一端与箱体挡板控制轴固定连接，箱体挡板另一端设置有梳齿，箱体挡板在箱体挡板控制轴的带动下可围绕箱体挡板控制轴回转中心旋转；

同时，在位于漂浮控制机构和打捞箱体外部全覆盖设置有太阳能电板；

漂浮控制机构包括漂浮圈体与充气放气阀，漂浮圈体为圆弧形中空可充气橡胶体，通过充气放气阀对漂浮圈体进行充气和放气；

蓄能探测机构包括与蓄能主体连接的探测器，太阳能电板与蓄能主体连接，蓄能主体内设置有控制器，转向控制电机、左驱螺旋桨、左一驱阀门、左二驱阀门、右驱螺旋桨、右一驱阀门、右二驱阀门、液位传感器、箱体驱动电机、充气放气阀分别与控制器连接。

在本发明中，转向连接体关于自身上下对称设置有配合外圆、密封沟槽和安装螺纹孔，转向连接体上端通过配合外圆与水漏圆柱部内孔配合且通过防水圈密封，并由螺钉紧固，转向连接体下端通过配合外圆与转向控制套内孔配合且通过防水圈密封，并由螺钉紧固。

在本发明中，转向控制套内部从上至下依次设置有与转向连接体配合的内孔、与转向控制螺塞配合的内孔、用于转向控制螺塞旋入的内螺纹、与深沟球轴承和角接触轴承配合的内孔、对角接触轴承限位的台阶。

在本发明中，转向控制螺塞上设置有用于拆装的沉孔。

在本发明中，转向控制螺塞下端外部设置有外螺纹，外螺纹与转向控制套的内螺纹配合紧固连接。

在本发明中，转向控制螺塞上部外圆设置有密封沟槽，密封沟槽内设置有防水圈。

在本发明中，转向控制轴内设置有用于对转向控制电机进行紧固定位的转向电机紧固螺塞，转向电机紧固螺塞通过螺纹与转向控制轴紧固连接。

在本发明中，左驱动管道由直管与弯管组成，弯管一端设置有接通直管，另一端设置有排水直管，且接通直管和排水直管相互垂直，接通直管与水漏圆柱部连接，排水直管分别与箱体第一侧板、箱体第二侧板平行，同时该段直管出水方向位于漂浮圈体后端，左驱支架设置于排水直管内，左驱螺旋桨设置于左驱支架内侧，左一驱阀门与左二驱阀门设置于排水直管内且位于左驱支架外侧，通过电磁控制左一驱阀门和左二驱阀门的启闭，从而打开和关闭排水直管的通道。

在本发明中，箱体第一侧板和箱体第二侧板位于箱体底板的两侧，箱体第三侧板位于箱体底板后端，箱体第一侧板、箱体第二侧板及箱体第三侧板同时与箱体底板垂直，箱体第一侧板与箱体第二侧板相互平行，且箱体第一侧板、箱体第二侧板分别与箱体第三侧板垂直。

在本发明中，漂浮圈体前端开设有用于安装打捞箱体的缺口。

有益效果：

1）本发明在装置底部排水口，将打捞装置前方的水吸收并将水从底部排出，从而起到将水面漂浮物吸引到打捞装置周围的功能；

2）本发明动力设计则采用电机作为动力，太阳能作为动力源，通过电机转动带动排水口的桨叶旋转，从而起到排水的作用；同时通过电机转动带动桨叶旋转，从而起到航行作用，电机转动能源由太阳能提供，有效降低对环境的污染，同时为装置可持续性运行提供保障，有效降低能源消耗；

3）本发明设置有探测器，可将侦测的相关信息和数据实时传输至监控端，监控端实时获得数据及整机的运行状态，以利于对海底地形、洋流变化、能源储备、鱼群等进行侦测；

4）本发明具有结构简单、使用方便、移动方便等优点，适合散射分布的广域打捞，方便清理水域中的漂浮物，提高水域清洁度，同时也降低人力打捞的劳动强度。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。

图2为图1中a-a处剖视图。

图3为本发明的较佳实施例中的转向控制机构结构示意图。

图4为本发明的较佳实施例中的打捞箱体与水漏安装示意图。

图5为本发明的较佳实施例中的打捞箱体与漂浮控制机构安装示意图。

图6为本发明的较佳实施例中的水漏、打捞箱体与漂浮控制机构安装示意图。

图7为本发明的较佳实施例中的水漏主视图。

图8为本发明的较佳实施例中的水漏俯视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1～图8的海洋漂浮物打捞及综合探测装置，包括转向控制机构1、排水驱动机构2、水漏3、打捞箱体4、漂浮控制机构5、收集网6、蓄能探测机构7、通讯定位信号x、障碍物探测信号y及综合侦测信号z，打捞箱体4整体安装于漂浮控制机构5上部前端，收集网6设置于漂浮控制机构5下部后端，水漏3设置于打捞箱体4底端，排水驱动机构2设置于水漏3两侧，转向控制机构1设置于水漏3底端，蓄能探测机构7设置于转向控制机构1底端，具体结构如下：

转向控制机构1包括转向连接体1-1、转向控制螺塞1-2、深沟球轴承1-3、角接触轴承1-4、防水轴封1-5、转向控制电机1-6、转向电机紧固螺塞1-7、转向控制轴1-8及转向控制套1-9，转向连接体1-1关于自身上下对称设置有配合外圆、密封沟槽和安装螺纹孔，密封沟槽内设置有防水圈，转向连接体1-1上端通过配合外圆与水漏圆柱部3-6内孔配合且通过防水圈密封，并由螺钉紧固，转向连接体1-1下端通过配合外圆与转向控制套1-9内孔配合且通过防水圈密封，并由螺钉紧固，转向控制套1-9内部从上至下依次设置有与转向连接体1-1配合的内孔、与转向控制螺塞1-2配合的内孔、用于转向控制螺塞1-2旋入的内螺纹、与深沟球轴承1-3和角接触轴承1-4配合的内孔、对角接触轴承1-4限位的台阶、与防水轴封1-5配合的内孔、用于安装对防水轴封1-5限位的内挡圈的内槽，转向控制螺塞1-2上设置有用于拆装的沉孔，转向控制螺塞1-2内侧中部设置有内花键，用于与转向控制电机1-6的电机轴配合，转向控制螺塞1-2下端外部设置有外螺纹，外螺纹与转向控制套1-9的内螺纹配合紧固连接，转向控制螺塞1-2上部外圆设置有密封沟槽，密封沟槽内设置有防水圈，防水圈与转向控制套1-9内孔配合密封，深沟球轴承1-3与角接触轴承1-4上下重叠安装于转向控制套1-9的内孔中，且角接触轴承1-4位于深沟球轴承1-3下方，深沟球轴承1-3上端通过转向控制螺塞1-2限位，角接触轴承1-4下端通过转向控制套1-9的台阶限位，防水轴封1-5套装于转向控制轴1-8上且设置于转向控制套1-9内，防水轴封1-5通过设置于转向控制套1-9内的孔用挡圈限位，转向控制轴1-8同时安装于深沟球轴承1-3和角接触轴承1-4内，转向控制轴1-8下端通过轴肩与角接触轴承1-4接触限位，转向控制轴1-8上端通过设置于其上的轴用挡圈与深沟球轴承1-3接触限位，转向控制电机1-6设置于转向控制轴1-8内并通过转向电机紧固螺塞1-7紧固定位，转向电机紧固螺塞1-7通过螺纹与转向控制轴1-8紧固连接，且转向电机紧固螺塞1-7上设置有用于拆装的沉孔，转向控制轴1-8与蓄能主体7-2上部通过锥体配合安装并通过螺钉紧固连接；

排水驱动机构2包括左驱动管道2-1、左排水通道2-2、左驱螺旋桨2-3、左驱支架2-4、左一驱阀门2-5、左二驱阀门2-6、右驱动管道2-7、右排水通道2-8、右驱螺旋桨2-9、右驱支架2-10、右一驱阀门2-11及右二驱阀门2-12，左驱动管道2-1一端设置于水漏圆柱部3-6左侧并通过水漏左驱安装孔3-9使得左排水通道2-2与水漏圆柱内通道3-8接通，右驱动管道2-7一端设置于水漏圆柱部3-6右侧并通过水漏右驱安装孔3-10使得右排水通道2-8与水漏圆柱内通道3-8接通，左驱动管道2-1与右驱动管道2-7关于水漏圆柱部3-6左右对称设置，左驱动管道2-1包括设置于左驱动管道2-1上的左驱螺旋桨2-3、左驱支架2-4、左一驱阀门2-5及左二驱阀门2-6，右驱动管道2-7包括设置于右驱动管道2-7上的右驱螺旋桨2-9、右驱支架2-10、右一驱阀门2-11及右二驱阀门2-12，以左驱动管道2-1为例说明：左驱动管道2-1由直管与弯管组成，弯管一端设置有接通直管，另一端设置有排水直管，且接通直管和排水直管相互垂直，接通直管与3-6连接，排水直管分别与箱体第一侧板4-1、箱体第二侧板4-9平行，且该段直管出水方向位于5-1后端，左驱支架2-4设置于排水直管内，左驱螺旋桨2-3设置于左驱支架2-4内侧，左一驱阀门2-5与左二驱阀门2-6设置于排水直管内，且位于左驱支架2-4外侧，通过电磁控制左一驱阀门2-5和左二驱阀门2-6的启闭，从而打开和关闭排水直管的通道；

水漏3包括水漏上面板3-1、水漏梳齿板3-2、水漏锥形内通道3-3、水漏上安装孔3-4、水漏锥部3-5、水漏圆柱部3-6、水漏下安装孔3-7、水漏圆柱内通道3-8、水漏左驱安装孔3-9、水漏右驱安装孔3-10及液位传感器3-11，水漏3由水漏上面板3-1、水漏锥部3-5、水漏圆柱部3-6组合拼接而成，水漏锥部3-5位于水漏上面板3-1底部，水漏圆柱部3-6位于水漏锥部3-5底部，水漏梳齿板3-2设置于水漏上面板3-1上，且水漏梳齿板3-2上平面与水漏上面板3-1上平面处于同一平面内，沿水漏上面板3-1边缘周向均布设置有水漏上安装孔3-4，安装螺钉通过水漏上安装孔3-4将水漏3安装于箱体底板4-3底部，且水漏3位于箱体漂浮物通道4-6前端，水漏圆柱部3-6下端沿周向均布设置有水漏下安装孔3-7，水漏锥部3-5形成水漏锥形内通道3-3，水漏圆柱部3-6形成水漏圆柱内通道3-8，水漏圆柱部3-6两侧设置有水漏左驱安装孔3-9与水漏右驱安装孔3-10，于水漏3内侧设置有液位传感器3-11用于对水漏3内水位的监测；

打捞箱体4包括箱体第一侧板4-1、箱体电机支架4-2、箱体底板4-3、箱体固定轴4-4、箱体挡板4-5、箱体漂浮物通道4-6、箱体挡板控制轴4-7、箱体吊钩4-8、箱体第二侧板4-9、箱体第三侧板4-10、箱体底板斜面4-11及箱体驱动电机4-12，箱体第一侧板4-1、箱体底板4-3、箱体第二侧板4-9、箱体第三侧板4-10组合拼接成打捞箱体4的主体，箱体第一侧板4-1和箱体第二侧板4-9位于箱体底板4-3的两侧，箱体第三侧板4-10位于箱体底板4-3后端，箱体第一侧板4-1、箱体第二侧板4-9和箱体第三侧板4-10同时与箱体底板4-3垂直，箱体第一侧板4-1与箱体第二侧板4-9相互平行，且箱体第一侧板4-1、箱体第二侧板4-9分别与箱体第三侧板4-10垂直，箱体吊钩4-8分别设置于箱体第一侧板4-1和箱体第二侧板4-9的上端，箱体挡板控制轴4-7两端分别通过轴承和轴承座安装于箱体第一侧板4-1和箱体第二侧板4-9上，箱体电机支架4-2位于箱体挡板控制轴4-7一端且设置于箱体第一侧板4-1上，箱体驱动电机4-12安装于箱体电机支架4-2上且箱体驱动电机4-12用于驱动箱体挡板控制轴4-7旋转，箱体底板4-3靠近箱体第三侧板4-10端设置有箱体漂浮物通道4-6，箱体底板4-3远离箱体第三侧板4-10端设置有箱体底板斜面4-11，且位于箱体底板斜面4-11一侧设置有箱体固定轴4-4，箱体固定轴4-4两端分别通过轴承和轴承座安装于箱体第一侧板4-1和箱体第二侧板4-9上，箱体挡板4-5一端与箱体挡板控制轴4-7固定连接，箱体挡板4-5另一端设置有梳齿，箱体挡板4-5在箱体挡板控制轴4-7的带动下可围绕箱体挡板控制轴4-7回转中心旋转；

同时，在位于漂浮控制机构5和打捞箱体4外部全覆盖设置有太阳能电板；

漂浮控制机构5包括漂浮圈体5-1与充气放气阀5-2，漂浮圈体5-1为圆弧形中空可充气橡胶体，并在漂浮圈体5-1前端开设有缺口用于安装打捞箱体4，漂浮圈体5-1后端上部设置有充气放气阀5-2，通过充气放气阀5-2对漂浮圈体5-1进行充气和放气；

蓄能探测机构7包括与蓄能主体7-2连接的探测器7-1，太阳能电板与蓄能主体7-2连接，蓄能主体7-2内设置有控制器，转向控制电机1-6、左驱螺旋桨2-3、左一驱阀门2-5、左二驱阀门2-6、右驱螺旋桨2-9、右一驱阀门2-11、右二驱阀门2-12、液位传感器3-11、箱体驱动电机4-12、充气放气阀5-2与控制器连接；

使用时，将本装置置于海洋中，太阳能电板对蓄能主体7-2充电蓄能，以驱动左驱螺旋桨2-3、右驱螺旋桨2-9旋转，控制器通过电磁控制打开左一驱阀门2-5、左二驱阀门2-6、右一驱阀门2-11及右二驱阀门2-12，同时通过充气放气阀5-2对漂浮圈体5-1充气，使整个装置处于漂浮状态，且使得箱体底板4-3始终处于水平面下一定位置，控制器控制箱体驱动电机4-12驱动箱体挡板控制轴4-7旋转并带动箱体挡板4-5抬起，海水沿着箱体底板4-3进入打捞箱体4内，经水漏梳齿板3-2过滤后通过水漏锥形内通道3-3流入水漏圆柱内通道3-8内，随经水漏左驱安装孔3-9进入左排水通道2-2内、经水漏右驱安装孔3-10进入右排水通道2-8内，并分别由左驱螺旋桨2-3、右驱螺旋桨2-9驱动排出，从而推动整个装置前进，根据航行速度需要控制器增加或降低左驱螺旋桨2-3和右驱螺旋桨2-9的转速，随着排水量的增加，液位传感器3-11对水漏圆柱内通道3-8内的水位进行检测，当水位低于最低设定值时，控制器控制充气放气阀5-2对漂浮圈体5-1排气，以下沉装置获得更大吃水量，从而增加单位时间内进入水漏圆柱内通道3-8内的水量，随着排水量的降低，液位传感器3-11监测进入水漏锥形内通道3-3内的水位高出设定值时，控制器控制充气放气阀5-2对漂浮圈体5-1充气，以上升装置降低吃水量，从而减小单位时间内进入水漏锥形内通道3-3的水量，当整体装置需要转向时，控制器根据需要分别控制左驱螺旋桨2-3和右驱螺旋桨2-9的转速，使排水驱动机构2两侧产生速差，从而达到调整方向，当整体装置处于悬浮状态时，控制器控制左驱螺旋桨2-3和右驱螺旋桨2-9停止转动，且同时控制左一驱阀门2-5、左二驱阀门2-6、右一驱阀门2-11及右二驱阀门2-12关闭；

在整机航行过程中，漂浮物随着海水沿着箱体底板4-3进入打捞箱体4内，漂浮物经水漏梳齿板3-2滤水后通过箱体漂浮物通道4-6进入收集网6内，当收集网6内达到设定储量值时，控制器控制箱体驱动电机4-12带动箱体挡板控制轴4-7旋转，放下箱体挡板4-5阻止漂浮物的进一步进入，此时只有海水经箱体挡板4-5下端的梳齿进入打捞箱体4内；

在航行过程中，控制器控制转向控制电机1-6旋转，从而带动蓄能探测机构7围绕转向控制轴1-8旋转，探测器7-1为集成设备，其发出的障碍物探测信号y可对周围的漂浮物、岛屿礁石、船只等进行侦测后反馈至控制器，控制器根据反馈信息调整本装置的运行方向，探测器7-1发出的通讯定位信号x用于将侦测的相关信息和数据实时传输至监控端，监控端可实时获得数据及整机的运行状态，探测器7-1发出的综合侦测信号z可对海底地形、洋流变化、能源储备、鱼群等进行侦测，并将数据实时传至监控端。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。