一种全自动垃圾打捞船的制作方法

本实用新型涉及船舶，特别是涉及一种全自动垃圾打捞船。

背景技术：

目前很多地区还是采用传统的垃圾打捞方式——人工打捞，这种打捞水面垃圾的作业方式劳动强度大、工作环境恶劣，效率也十分低下，而且人在夏天高温、冬天低温、恶臭、水泡等环境下工作，对这类人群身体健康影响极大，所以在当今社会愿意从事此行业的人逐年减少，现行业中劳作者多为中、老年人，对于有些湖泊、河流具有垃圾分布区域广、打捞作业面积极大，这对垃圾清理工作带来了极大困难。

技术实现要素：

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种全自动垃圾打捞船，其具有结构简单并能通过识别垃圾而自动打捞的优点。

一种全自动垃圾打捞船，包括船体、打捞输送机构以及识别控制系统；所述打捞输送机构包括电机驱动的链板传送带以及多个刮板，所述链板传送带倾斜设置在所述船体上，且所述链板传送带的前端位于所述船体的底部，末端位于所述船体的上部；所述船体上有一收集腔，该收集腔位于所述链板传送带的输送末端的下方；所述刮板设置在所述链板传送带上并能跟随所述链板传送带运动；

还包括电机驱动的螺旋桨，该螺旋桨设置在所述船体的底部；

所述识别控制系统与所述船体连接，所述识别控制系统包括控制器、摄像头以及处理器；所述摄像头设置在所述船体的前端并与所述处理器电连接，所述电机和所述处理器分别与所述控制器电连接。

本实用新型所述的全自动垃圾打捞船，通过摄像头获取水面的物体图像，并将图像传输给处理器，处理器提取出漂浮物位于水面甚至水面附近的轮廓，并计算出船体与漂浮物之间的距离，然后将这些信息传输至控制器，控制器根据预设程序，控制船体上的螺旋桨转动，从而靠近漂浮物。然后通过链板传送带带动刮板运转，链板传送带靠近漂浮物并到达物体下方的水中，在链板传送带斜向上运动时，刮板将漂浮物勾住并斜向上提升，链板传送带带动刮板上升的过程中，被刮板提升的水能够从链板传送带上的空隙处流回水域内，而漂浮物会留在链板传送带上。当漂浮物被输送到链板传送带的最上方之后，会落入收集腔内，这样，水面的垃圾就会被逐一清理而进入收集腔，并在收集腔内逐一堆积，从而实现自动的垃圾打捞。本实用新型的全自动垃圾打捞船能够实现无人自动化打捞，可用于一般湖泊的垃圾打捞，也可适用于大范围的水域清理垃圾，结构简单，实现容易。

进一步地，还包括信号采集组件，该信号采集组件包括GPS导航仪和陀螺仪，该GPS导航仪和该陀螺仪分别设置在所述船体上，且所述GPS导航仪和所述陀螺仪分别与所述控制器电连接。在对水域打捞操作之前，需要先对水域的情况进行整理和规划，确定出水域的范围和经纬度，GPS导航仪用于确定船体所在经纬度，而陀螺仪用于确定船体的姿态，并通过控制器对电机进行闭环控制，保证船体的姿态稳定以及控制的稳定。从而保证船体能在既定的区域内进行打捞作业。

进一步地，所述信号采集组件还包括测距红外仪、超声波探测仪以及限位开关，所述限位开关、所述测距红外仪以及所述超声波探测仪分别设置在所述船体的四周，所述测距红外仪、所述超声波探测仪以及所述限位开关分别与所述控制器电连接；当所述测距红外仪和所述超声波探测仪检测到物体靠近时，将该探测信号传输至控制器。测距红外仪和超声波探测仪主要用于探测船体周围的物体以及它们与船体之间的距离，然后传输至控制器，控制器控制船体运行方向和速度，以保证船体运行的安全和稳定。而且也能检测物体与船体的距离，从而当船体靠近物体时停止前进。

进一步地，所述识别控制系统还包括无线路由器，该无线路由器与所述摄像头电连接，且所述处理器上设置有无线传输模块，所述摄像头通过所述无线路由器与所述处理器无线数据传输。摄像头抓取的信号通过无线无路器进行无线传输，并无线传输至处理器处理，处理后的数据再传输给控制器，控制器再控制相关部件运行。

进一步地，还包括收集箱，该收集箱设置在所述收集腔内，并承接所述链板传送带输送的物料。收集箱用于收集打捞上来的垃圾。

进一步地，还包括压缩机构，该压缩机构包括驱动电机、压板以及丝杆，所述驱动电机设置在所述收集箱底部并与所述控制器电连接，所述驱动电机通过所述丝杆驱动所述压板横向往复运动。当垃圾打捞进收集箱内，驱动电机驱动丝杆转动，丝杆转动带动压板横向运动，压板逐渐靠近收集箱的侧面，然后压板与该侧面间距逐渐缩小，压板与该侧面挤压收集箱内的垃圾，一方面能够挤出垃圾中的大部分水分，另一方面缩小垃圾的占用空间。挤压完成之后驱动电机反转，驱动丝杆反转，然后压板逐渐远离该侧面，直至复位。

进一步地，所述收集箱的侧壁开口，且该开口处设置有收集箱开闭板和开闭板驱动器，所述收集箱开闭板活动盖设在所述收集箱的侧壁开口处，所述开闭板驱动器与所述收集箱连接，所述开闭板驱动器与所述收集箱开闭板连接并驱动其相对所述收集箱开闭。收集箱开闭板设置在收集箱的侧板，当收集箱开闭板相对于收集箱打开时，垃圾就能从收集箱内卸出，而关闭收集箱开闭板，收集箱就是一个四周闭合的箱体，容纳垃圾。而收集箱的一个开口可以提供垃圾进入。

进一步地，还包括水箱和水泵，所述水箱设置在所述船体的底部，所述水泵的一端口与所述水箱连接，另一端设置在所述水箱外，所述水泵与所述控制器电连接。水箱和水泵主要用于调节船体的吃水深度，因为在打捞垃圾的过程中，收集箱内的垃圾越来越多，而船体的吃水深度会逐渐增加，船体下沉，而一旦船体下沉，控制器控制水泵将水箱内的水排出，从而达到船体的吃水深度保持稳定，进而保证了船体的正常运行。船体的吃水深度可以通过所述测距红外仪或超声波探测仪来探测，并传导至所述控制器。

进一步地，所述船体的船头的外形为弧面。弧面的船头能够减小船体前进时与水之间的阻力，并且水能提供船头向上的提升作用，保证船体在水面的良好运行。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型的全自动垃圾打捞船的立体结构示意图；

图2为图1的切除局部船体的立体结构示意图；

图3为本实用新型的全自动垃圾打捞船的另一视角的立体结构示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图3的一种全自动垃圾打捞船，包括船体10、打捞输送机构以及识别控制系统；所述打捞输送机构包括电机驱动的链板传送带21以及多个刮板22，所述链板传送带21倾斜设置在所述船体10上，且所述链板传送带21的前端位于所述船体10的底部，末端位于所述船体10的上部；所述船体10上有一收集腔，该收集腔位于所述链板传送带21的输送末端的下方；所述刮板22设置在所述链板传送带21上并能跟随所述链板传送带21运动；

还包括电机驱动的螺旋桨30，该螺旋桨30设置在所述船体10的底部；

所述识别控制系统与所述船体10连接，所述识别控制系统包括控制器(图未示)、摄像头40以及处理器(图未示)；所述摄像头40设置在所述船体10的前端并与所述处理器电连接，所述电机和所述处理器分别与所述控制器电连接。所述识别控制系统还包括转动电机，该转动电机设置在船体10上，并与摄像头40连接，转动电机驱动摄像头40横向自转，实现左右摇头的功能。

还包括信号采集组件，该信号采集组件包括GPS导航仪(图未示)和陀螺仪(图未示)，该GPS导航仪和该陀螺仪分别设置在所述船体10上，且所述GPS导航仪和所述陀螺仪分别与所述控制器电连接。

所述信号采集组件还包括测距红外仪80、超声波探测仪(图未示)以及限位开关(图未示)，所述测距红外仪80以及所述超声波探测仪分别设置在所述船体10的四周，所述测距红外仪80、所述超声波探测仪以及所述限位开关分别与所述控制器电连接；当所述测距红外仪80和所述超声波探测仪检测到物体靠近时，将该探测信号传输至控制器；所述限位开关设置在所述收集腔内，当限位开关检测到所述收集腔内移动部件触碰极限位置时，限位开关将该触碰信号传输至控制器，控制器作出对相应部件的控制调节，防止收集腔内的移动部件超程引起零件损坏。

所述识别控制系统还包括无线路由器(图未示)，该无线路由器与所述摄像头40电连接，且所述处理器上设置有无线传输模块(图未示)，所述摄像头40通过所述无线路由器与所述处理器无线数据传输。

还包括收集箱50，该收集箱50设置在所述收集腔内，并承接所述链板传送带21输送的物料。

还包括压缩机构，该压缩机构包括驱动电机61、压板63以及丝杆62，所述驱动电机61设置在所述收集箱50底部并与所述控制器电连接，所述驱动电机61通过所述丝杆62驱动所述压板63横向往复运动。所述收集箱50内还设置有限位开关(图未示)，该限位开关设置在所述压板63的正对面的收集箱50的侧壁上，当压板63靠近收集箱50的侧壁时，压板63会触碰到限位开关，限位开关与控制器电连接并将该信号传导至控制器，控制器控制驱动电机61停止运转。

所述收集箱50的侧壁开口，且该开口处设置有收集箱开闭板51和开闭板驱动器(图未示)，所述收集箱开闭板51活动盖设在所述收集箱50的侧壁开口处，所述开闭板驱动器与所述收集箱连接，所述开闭板驱动器与所述收集箱开闭板连接并驱动其相对所述收集箱开闭。

还包括水箱72和水泵71，所述水箱72设置在所述船体10的底部，所述水泵71的一端口与所述水箱72连接，另一端设置在所述水箱72外，所述水泵71与所述控制器电连接。

所述船体10包括船头12和船身11，所述船头12与所述船身11连接，所述船头12的外形为弧面。

所述识别控制系统还包括存储器(图未示)，该存储器与所述处理器电连接。存储器用于存储数据，并且能够对处理器的数据进行存储。这样，可以通过预先存储一些垃圾的轮廓，从而处理器在处理和比对摄像头抓取的数据的轮廓进行匹配，匹配成功则打捞该物体；就可以做到垃圾的识别和判断。另外，存储器还可以存储一些非垃圾物体的图像和轮廓，例如水域内养殖箱和浮球，这些不是水域内漂浮的垃圾，就可以在设置时添加到控制系统中，并存储在存储器内。当摄像头抓取的图像的轮廓与这些存储的非垃圾物体匹配一致时，处理器识别到该物体非打捞的对象，就会传输该信号至控制器，控制器就不会控制打捞该物体。

本实用新型的全自动垃圾打捞船的工作原理：

首先设定控制程序，并设置好预定打捞以及不打捞的物体的轮廓和形状，在投入水域之前，对水域的范围和位置进行设定，明确水域的界限以及经纬度。便可以将本全自动垃圾打捞船投入该水域中进行作业。

然后摄像头40能够实时采集打捞水域中的漂浮物的图像，并实时传输至处理器，处理器对图像信息快速进行处理，并将漂浮物的轮廓进行提取，然后比对数据库中的内容，如果符合数据库中的轮廓，就判断该物体为垃圾，需要进行打捞；如果提取的轮廓与数据库中的不符，则判断为非垃圾，就不需要打捞。

当判断为垃圾并准备进行打捞时，处理器会将提取到的垃圾的信息进行处理，并判断出垃圾所在位置和距离，然后控制器控制螺旋桨30和转向舵运动，直到到达垃圾所在位置。船体10到达指定位置后，链板传送带21带动刮板22斜向上运转，刮板22从水下将垃圾斜向上提升，直到垃圾掉落进收集箱50中。在收集箱50中的垃圾被压板63挤压并缩小体积，控制器自动控制船体10的吃水深度，并控制水泵71及时将水箱72内的水排出到船体10外，保证船体10的吃水深度。

当完成一个点的垃圾打捞之后，处理器会将该点的位置信息存储，并且将已经打捞过的水域的信息存储，船体10继续前进或者转向，直到完成设定的整个水域的打捞。

本实用新型的全自动垃圾打捞船能够自动识别水中的垃圾并及时进行打捞，而且能够对一片水域进行自动打捞，实现无人化作业。而且本打捞船结构相对于现有的大船而言，结构简单，实现容易，成本低。控制上，采用测距红外仪80探测障碍物，避免船体10与其他船或河岸发生碰撞而造成人员伤亡和经济损失。利用摄像头40采集图像，再对图像进行处理，获得垃圾位置信息，从而控制船体10对垃圾进行精确打捞，降低了人工参与程度，提高了智能化水平，实现无人化自动打捞水面垃圾。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。