一种静水域垃圾吸纳装置的制作方法

本实用新型涉及水域处理技术领域，具体是指一种静水域垃圾吸纳装置，适用于水流条件较平缓的湖泊、人工湖、水库、河流等水域。

背景技术：

随着生产力度的扩大，在水库、湖泊、河流人工湖等水域中生活、工业垃圾也越来越多。而现有的人工清洁或自动清洁装置成本较高，容易产生失误并且覆盖面积较小，无法提供很好的水域清洁效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种静水域垃圾吸纳装置，通过模仿龟体的流线型结构，可以将垃圾收入舱部，并且通过网状传送带进行垃圾和水的分离，在降低精度与成本要求时，大大提高的垃圾收集的效率。

为了实现上述目的，本实用新型具有如下构成：

本实用新型提供了一种静水域垃圾吸纳装置，所述装置为龟形结构，所述龟形结构包括位于所述装置的前方的头部和位于所述装置的后方的尾部，所述头部和尾部之间设置有舱部，所述尾部设置有螺旋桨和螺旋桨驱动电机，所述头部设置有开口，所述开口处设置有开关阀门，所述开关阀门包括阀门挡板和挡板驱动电机，所述挡板驱动电机驱动所述阀门挡板遮挡或露出所述开口，所述舱部的内部设置有位于所述舱部的上方的垃圾仓和位于所述舱部的下方的储水仓，所述垃圾仓和所述储水仓之间设置有一网状传送带。

可选地，所述开口为长方形中空开口，所述开口的宽度为20cm，高度为15cm，所述阀门挡板为长方形挡板。

可选地，所述头部于所述开口的上方的位置设置有弧形表面。

可选地，所述网状传送带倾斜设置，从所述网状传送带的前部至所述网状传送带的后部依次向上倾斜。

可选地，所述龟形结构包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体合并形成所述龟形结构；

所述网状传送带从前端到后端朝向上方倾斜。

可选地，所述上壳体的上方设置有开合式的把手门，所述把手门包括两个门板，所述两个门板之间通过合页相连接，且所述两个门板的连接处上方设置有把手。

可选地，所述头部还设置有视觉识别设备，所述视觉识别设备为双目识别设备，所述双目识别设备包括两个摄像头，所述两个摄像头高于水面设定高度设置；

所述装置的内部还设置有控制芯片，所述控制芯片分别与所述视觉识别设备和所述挡板驱动电机相连接。

可选地，所述垃圾仓的内壁设置有至少一个激光测距仪，所述激光测距仪与所述控制芯片相连接。

可选地，所述储水仓的内壁设置有至少一个水位传感器，所述水位传感器与所述控制芯片相连接。

可选地，所述储水仓的内部还设置有一隔膜水泵，所述控制芯片与所述隔膜水泵相连接。

可选地，所述装置还设置有无线通信模块，所述无线通信模块与无线遥控器进行无线通信，且所述无线通信模块与所述控制芯片相连接。

本实用新型所提供的静水域垃圾吸纳装置，具有如下有益效果：

本实用新型采用仿生龟结构，龟体头部通过舵机调节阀门开启的角度大小，尾部的螺旋桨推动装置前进从而收集垃圾，垃圾和水进入装置内部后，通过一条上坡型网状传送带，水顺势流入传送带下方的凹槽中，而垃圾则由传送带传送至垃圾仓储存，因此整个装置可以将垃圾收入舱部，并且通过网状传送带进行垃圾和水的分离；进一步地，该装置中可以增加视觉识别设备，自动寻找最近的垃圾，并判断垃圾坐标，前往垃圾标记处，完成收集垃圾的工作，并可通过传感器完成智能排水的需求及利用激光测距模块完成垃圾盈余的自检，发出垃圾盈满信号，工作人员便可通过无线遥控装置控制装置返岸。大大减少了人力人本，符合国家智能制造的发展规划。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的静水域垃圾吸纳装置的俯视图；

图2为本实用新型一实施例的静水域垃圾吸纳装置的侧视图；

图3是本实用新型一实施例的静水域垃圾吸纳装置的前视图；

图4为本实用新型一实施例的静水域垃圾吸纳装置的后视图；

图5为图4中A-A方向的剖视图；

图6为本实用新型一实施例的静水域垃圾吸纳装置的开口处的结构示意图；

图7为本实用新型一实施例的网状传送带的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1～7所示，为了解决现有技术中的技术问题，本实用新型提供了一种静水域垃圾吸纳装置，所述装置为龟形结构，所述龟形结构包括位于所述装置的前方的头部3和位于所述装置的后方的尾部6，所述头部3和尾部6之间设置有舱部，所述尾部6设置有螺旋桨和螺旋桨驱动电机，所述头部3设置有开口31，所述开口31处设置有开关阀门，所述开关阀门包括阀门挡板和挡板驱动电机，所述挡板驱动电机驱动所述阀门挡板遮挡或露出所述开口31，所述舱部的内部设置有位于所述舱部的前部的垃圾仓4和位于所述舱部的后部的储水仓5，所述垃圾仓4和所述储水仓5之间设置有一网状传送带42。

因此，本实用新型采用仿生龟结构，龟体头部通过舵机调节阀门开启的角度大小，尾部的螺旋桨推动装置前进从而收集垃圾，垃圾和水进入装置内部后，通过一条上坡型网状传送带，水顺势流入传送带下方的凹槽中，而垃圾则由传送带传送至垃圾仓储存，因此整个装置可以将垃圾收入舱部，并且通过网状传送带进行垃圾和水的分离。

如图5所示，所述网状传送带42倾斜设置，具体地，从所述网状传送带42的前部至所述网状传送带42的后部依次向上倾斜。因此，垃圾进入垃圾吸纳装置之后，有一个逐渐向上走的趋势，可以更好地实现垃圾和水的分离。

在该实施例中，所述头部3还设置有视觉识别设备32，所述装置的内部还设置有控制芯片7，所述控制芯片7分别与所述视觉识别设备32和所述挡板驱动电机相连接。控制芯片7可以采用Raspberry Pi 3B+(树莓派芯片)，但本实用新型不限于此。龟形结构还可以包括设置于舱部两侧的两个摆臂8。

挡板驱动电机可以通过一个或多个齿轮副与所述阀门挡板相连接，驱动所述阀门挡板绕一中心轴旋转。所述阀门挡板可以旋转至相对于开口31向外倾斜开启，此时开口31露出，垃圾可以随着水流进入舱部，并且在阀门挡板从向外倾斜的状态逐渐向开口侧壁旋转时，也可以进一步带动水流或垃圾向舱部方向移动。阀门挡板呈长方体，厚度为0.5CM。挡板驱动电机和齿轮副组成一个舵机。

在该实施例中，所述视觉识别设备32为双目识别设备，所述双目识别设备包括两个摄像头，所述两个摄像头高于水面设定高度设置，在一个实施例中，高于水面37CM，但本实用新型不限于此。双目识别设备通过两个摄像头分别采集图像，并且两个摄像头之间的间距已知，根据两个图像不仅可以确定垃圾的平面坐标，也可以获得深度信息，因此可以获得垃圾的三维坐标。双目识别设备利于探测水面情况，进行垃圾定位和图像采集。在控制芯片7中经过opencv进行图像预处理之后，图像自动与样本集进行验证，通过tensorflow中的训练好的垃圾识别模型进行目标检测。垃圾识别模型可以采用多种垃圾图像来进行垃圾特征识别，采用深度学习或其他类似机器学习的算法训练可以识别垃圾和非垃圾的收敛模型。

在该实施例中，所述垃圾仓4的内壁设置有至少一个激光测距仪41，所述激光测距仪41利用激光无障碍时的直线传播原理测量前方障碍物的距离，其与所述控制芯片7相连接，所述控制芯片7接收所述激光测距仪41的测量数据，如果所述激光测距仪41测量到障碍物的距离小于预设距离阈值且持续时间大于预设时间阈值，则所述控制芯片7判定所述垃圾仓4已存满。例如，初始设定激光的距离为壳体的直径。当垃圾盈满时，垃圾挡住激光的直射，则激光所测射程自然减短。计时器开始计时，维持20秒距离不变则确定垃圾已满。

在该实施例中，所述装置还设置有无线通信模块，所述无线通信模块与无线遥控器进行无线通信，且所述无线通信模块与所述控制芯片7相连接。

对应地，在该实施例中，所述静水域垃圾吸纳装置的控制方法还包括如下步骤：

所述激光测距仪41每隔预设时间测量前方障碍物的距离，并将测量数据发送至所述控制芯片7；

所述控制芯片7接收所述激光测距仪41的测量数据，如果所述激光测距仪41测量到障碍物的距离小于预设距离阈值且持续时间大于预设时间阈值，则所述控制芯片7判定所述垃圾仓4已存满；

如果所述控制芯片7判定所述垃圾仓4已存满，则所述控制芯片7通过所述无线通信模块与所述无线遥控器进行通信；

所述控制芯片7通过所述无线通信模块接收所述无线遥控器的遥控信号，并根据所述遥控信号控制所述螺旋桨驱动电机，驱使所述装置返回至初始位置。

因此，该实施例的整个吸纳装置可以自动寻找最近的垃圾，并判断垃圾坐标，前往垃圾标记处，完成收集垃圾的工作，并可通过传感器完成智能排水的需求及利用激光测距模块完成垃圾盈余的自检，发出垃圾盈满信号，工作人员便可通过无线遥控装置控制装置返岸。

在该实施例中，所述储水仓5的内壁设置有至少一个水位传感器52，例如，储水仓内开口下沿5cm处安装水压传感器，所述水位传感器52与所述控制芯片7相连接，所述控制芯片7根据所述水位传感器52的检测数据判断水位是否达到预设水位阈值。

在该实施例中，所述储水仓5的内部还设置有一隔膜水泵51，所述控制芯片7判定水位达到预设水位阈值时，启动所述隔膜水泵51，对所述储水仓5进行排水，由此可实现垃圾清洁装置的自动排水，通过导线线迹的测量，确定储水仓的水位，当水位达到预设值时，传递信号启动隔膜水泵，抽出水已保证龟头运行的稳定性。

在该实施例中，所述龟形结构包括上壳体1和下壳体2，所述上壳体1和下壳体2合并形成所述龟形结构。所述龟形结构的头部3成长方体中空形设置，在一实施例中，开口的直径为20CM，高度为15CM，有利于垃圾的吸入，但本实用新型不限于此。所述头部3的外表面呈弧形表面33，减少垃圾卡住的可能。

如图7所示，网状传送带42上开设有多个滤水孔。进入龟体中的垃圾被传送带带动进入垃圾仓，而水则因为重量势能通过滤孔向下流入仓体中。网状传送带42可以采用涤纶材质。

在该实施例中，所述上壳体1的上方设置有开合式的把手门11，所述把手门11包括两个门板，所述两个门板之间通过合页相连接，且所述两个门板的连接处上方设置有把手。把手门11打开之后，可以便于吸纳装置内部的电路原件的安装。

本实用新型所提供的静水域垃圾吸纳装置，具有如下有益效果：

本实用新型采用仿生龟结构，龟体头部通过舵机调节阀门开启的角度大小，尾部的螺旋桨推动装置前进从而收集垃圾，垃圾和水进入装置内部后，通过一条上坡型网状传送带，水顺势流入传送带下方的凹槽中，而垃圾则由传送带传送至垃圾仓储存，因此整个装置可以将垃圾收入舱部，并且通过网状传送带进行垃圾和水的分离；进一步地，该装置中可以增加视觉识别设备，自动寻找最近的垃圾，并判断垃圾坐标，前往垃圾标记处，完成收集垃圾的工作，并可通过传感器完成智能排水的需求及利用激光测距模块完成垃圾盈余的自检，发出垃圾盈满信号，工作人员便可通过无线遥控装置控制装置返岸。大大减少了人力人本，符合国家智能制造的发展规划。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。