一种小型水面除污船的制作方法

本实用新型是一种小型的可遥控的水面除污船，具体为一种小型水面除污船，通过人的控制，可以在小型的水面收集树叶、矿泉水瓶等垃圾，属于机械自动控制领域。

背景技术：

随着社会的进步和发展，人们的生活水平有了极大的提升，但与此同时社会的环境污染也因生活的质量提高而越来越严重，导致公园和校园湖泊、河流表面垃圾遍布。因此设计一种小型湖泊、景区的垃圾除污船对各个地区的环境保护有着重大意义。

针对水面污染问题以及对环境保护问题，国内外对其船体的技术发展也有各不相同的研究和发展，传统的打捞方式为人工站在打捞船上，用网兜的捕捞方式进行对水面垃圾的打捞作业，效率低且从业人员承担一定风险。

武汉大学研制的环保型水面垃圾清理收集船采用人工操作，船体尺寸为3500mm*3310mm*1600mm，以变翼偏心收集轮聚拢水面垃圾，可以针对一般水库进行清扫，但功率较大，且聚拢装置无法适应不规则的湖岸，而湖岸区域恰为树叶、矿泉水瓶垃圾聚集较多区域，此区域的垃圾处理依然存在较大问题。

专利号为201220186129.2、专利名称为移动式河道清渣船的实用新型专利（简称对比文件1），该专利使用卷齿筒上的圆弧卷齿条收集河面垃圾，但水中垃圾种类较多，收集条件也各不相同，如水中树叶由于长期浸泡在水中，容易腐烂，在齿条作用下容易破碎，加大收集难度的同时会引起水质的进一步恶化，而塑料瓶、易拉罐也容易和卷尺发生碰撞甚至串在卷尺上，引发设备的故障。

专利号为200910061675.6、专利名称为太阳能水面遥控除污船的发明专利（简称对比文件2），该专利使用升降臂来收集垃圾，可以收集种类不同的垃圾，具有很强的普适性，但要保证完整清扫一个水域，升降臂每次升降过程中除污船不能移动，故需要除污船和升降臂均进行间歇运动，降低了除污的效率，同时升降臂每次升降均会产生一定的转矩，会在水面产生波纹，一些较轻的漂浮垃圾会被波纹推开，同时对整个船身产生振动，影响装置的平稳性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是设计一款由人为操控、以太阳能为动力、功能完善、结构简单的轻型水面除污装置—一种小型水面除污船。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种小型水面除污船，包括由两个单船体组成的双体船、位于水面下方的簸箕，簸箕置于双体船前方，其特征是，设有支架、输送带，支架首尾两端分别安装有轴Ⅰ、轴Ⅳ，两个单船体的内侧将轴Ⅰ两端夹持固定，支架可绕轴Ⅰ转动，轴Ⅰ与轴Ⅳ转向相同，轴Ⅰ、轴Ⅳ、输送带、支架构成运输垃圾的带传动机构，所述簸箕安装于支架末端；所述轴Ⅳ上方设有带滚筒的轴Ⅲ，轴Ⅳ、轴Ⅲ之间通过一对相互啮合的齿轮连接，轴Ⅲ与轴Ⅳ转向相反，滚筒与输送带配合将簸箕中的垃圾扫上输送带。

所述带传动机构下方设有控制机构，该机构包括弹簧、连杆、与连杆连接的浮筒、轴Ⅱ，所述轴Ⅱ位于带传动机构中部，并与支架连接，连杆一端与轴Ⅱ连接，另一端通过弹簧与双体船连接；连杆与轴Ⅱ形成转动副，浮筒带动弹簧变形，同时带动连杆和支架转动，调整簸箕的位置，使其始终在水面下方运动，且吃水深度控制在5cm。

所述控制机构还包括L型金属丝, L型金属丝长段端部与弹簧一端连接, L型金属丝短段端部与连杆一端共同连接于轴Ⅱ，连杆另一端与L型金属丝中部连接。

设有太阳能动力模块，该模块设有两弧形太阳能罩，两太阳能罩分别安装在两单船体外侧。

所述支架前端设有储存仓，储存仓顶部用亭台进行配重，保证船尾部的船桨在水面下。

所述储存仓四侧壁设有防水层，底部为敞开式结构，并装有可拆卸网兜。

所述簸箕后端至前端，其宽度逐渐增大；簸箕前端两侧分别与对应位置的单船体中心线相交，簸箕后端宽度与支架长度相同，方便将除污船行径轨迹上的垃圾汇集到输送带上。

所述簸箕后端底部置于水面下，该处与簸箕和支架连接处的距离为5cm；簸箕可绕支架进行转动，簸箕底面与支架间的夹角为150°-160°，便于输送带收集簸箕中的垃圾。

所述输送带由2根V带、连接两V带的橡胶带构成，所述橡胶带由多根平行而置的表面粗糙的薄橡胶带拼接而成，相邻两根薄橡胶带间留有1-2mm间隙，在不减少输送带工作面积的前提下，减少了输送带的自身载荷，可选用功率更低的电机，减轻了太阳能发电装置的发电需求，降低水面除污船的整体能耗。

所述带传动机构设有张紧轮，输送带的安装靠张紧轮进行张紧，张紧轮通过一根短杆过盈安装于轴Ⅱ上。安装时首先安装输送带，然后用扳手调节张紧轮的位置完成张紧，拆卸时首先拆开张紧轮，然后拆卸输送带。

还设有控制船体前行的遥控模块。

本实用新型以太阳能为动力（太阳能电池发电）的远程遥控小型水面除污装置，通过遥控装置控制船的自由移动，利用弹簧与四杆机构（轴Ⅰ、轴Ⅱ、支架、连杆）连接浮筒，控制收集装置没入水中的深浅，通过簸箕聚集垃圾，滚筒将垃圾滚入输送带，垃圾由输送带传送到收集桶中。

本实用新型相对于对比文件1，采用了簸箕加橡胶带来收集垃圾，对于性质不同的垃圾更加具有普适性。本实用新型相对于对比文件2，收集装置和船体均进行连续运动，效率更高，且簸箕一直在水下运动，整个装置运动更加平稳。

本实用新型由动力模块、遥控模块、除污模块三个模块组成，工作时，船体在水面行进作业，前端的簸箕形机构进行垃圾收集工作，其入水的深浅由一个包含弹簧、浮筒在内的四杆机构调节。由于船体向前推动，簸箕遇到树叶或水瓶等垃圾时，垃圾自动进入“簸萁”中，由收集装置上方的滚筒将垃圾“扫”到输送带上，由输送带运送到储存仓中。本实用新型结构简单，功能多样，市场广阔。

附图说明

图1（a）为本实用新型的侧视结构示意图；

图1（b）为本实用新型的俯视结构示意图；

图1（c）为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型中垃圾收集装置结构示意图；

图3（a）为本实用新型中储存仓的结构示意图；

图3（b）为图3（a）的俯视图；

图4（a）为本实用新型中输送带的结构示意图；

图4（b）为本实用新型中V带的结构示意图；

图5为本实用新型中L型金属丝的结构示意图；

图中：1储存仓、2太阳能罩、3簸箕、4输送带、5滚筒、6浮筒、7船桨、8轴Ⅰ、9支架、10轴Ⅱ、11齿轮、12轴Ⅲ、13轴Ⅳ、14连杆、15弹簧、16张紧轮、17可拆卸网兜、18 V带、19橡胶带、20 L型金属丝、21 L型金属丝长段、22 L型金属丝短段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明:

一种小型水面除污船，如图1（a）、（b）、（c）所示，船体结构包括两个单船体构成，还包括太阳能罩1、储存仓2、簸箕3、输送带4、浮筒5、滚筒6、船桨7。两太阳能罩1安装在双体船的两侧（即置于两单船体外侧），储存仓安装于船体中部，顶部用亭台等建筑模型进行配重，保证船尾部的船桨7在水面下，输送带4安装于船体前，滚筒安装于输送带上方。

如图2所示，轴Ⅰ、轴Ⅱ、轴Ⅲ、轴Ⅳ相互平行，轴Ⅰ8固定于两侧船身上（即两单船体夹持轴Ⅰ），支架9起支撑固定作用，连接轴Ⅱ10与轴Ⅳ13，输送带4连接轴Ⅰ8与轴Ⅳ13，构成带传动机构运输垃圾，并靠张紧轮16张紧，轴Ⅳ13通过齿轮11（齿轮副）带动轴Ⅲ12与滚筒5。

簸箕3与支架9连接，连杆14通过轴Ⅱ与支架9连接，浮筒6安装与连杆14末端，弹簧15一端固定于船体，一端与连杆14连接。弹簧前部装有L型金属丝，分别与连杆两端固定，加强控制机构强度，弹簧后部安装于双体船中间底部。连杆与轴Ⅱ形成转动副，浮筒带动弹簧变形，同时带动连杆和支架转动，调整簸箕的位置，使其始终在水面下方运动，且吃水深度控制在5cm左右。

输送带4和簸箕3构成收集装置，两者的连接处凹陷处位于水面之下（即簸箕与支架连接处位于水面之下），由于船体向前移动，垃圾进入位于水面下的簸箕中，等待滚筒5将其扫入输送带进行运输。

簸箕前端较宽，最宽处与两侧单船体中心线相交；其后端较窄，与支架长度相同，方便将除污船行径轨迹上的污染物汇集到支架处。簸箕后端较深，簸箕底部距输送带约5cm，簸箕可绕支架进行转动一定角度，根据除污船运行状态及水面风浪变化，簸箕底面与支架间夹角在150°至160°之间转动，便于输送带收集簸箕中的垃圾。

齿轮、轴、滚筒组成卷垃圾装置，输送4带动轴Ⅳ13，通过齿轮11带动轴Ⅲ12，轴Ⅰ8与轴Ⅳ13转向相同，组成带传动运输垃圾，轴Ⅲ12与轴Ⅳ13转向向反，滚筒5与输送带4配合将垃圾扫上输送带4。

支架9、轴Ⅱ10、连杆14、浮筒6、弹簧15组成的控制机构，支架9可绕轴Ⅰ8转动，连杆14与轴Ⅱ10形成转动副，连杆14另一端通过弹簧15固定于船体，浮筒6与连杆14连接，随着工作过程中重力和其他外界条件的变化，浮筒6带动弹簧15变形，同时带动连杆14和支架9转动，调整簸箕3的位置，使其始终在水面下方运动。

人在岸边操纵遥控装置，船体在水面行进作业。行进时由双马达提供前进动力，前端的簸箕对除污船前方的污染物进行聚拢，其在水面下的位置由支架9、轴Ⅱ10、连杆14、浮筒6、弹簧15组成的控制机构控制，保证其始终没入水面之下，当遇到树叶或水瓶等垃圾时，由于船体向前推动，垃圾自动进入“簸萁”中。船仓内的电动机在太阳能罩的工作下，带动输送带和轴Ⅰ8，并通过输送带4带动轴Ⅳ13，通过齿轮11带动轴Ⅲ12，使得轴Ⅰ8与轴Ⅳ13转向相同，组成带传动运输垃圾轴Ⅲ12与轴Ⅳ13转向相反，滚筒5与输送带4配合将垃圾扫上输送带4。输送带后方为垃圾储存仓，可以暂时存放收集的垃圾，储存仓上方为亭台等建筑模型，可根据水域所在环境的不同进行订制，既满足发扬文化的需要，也满足配重的需要，保证除污船尾部船桨始终没入水中。