一种可聚拢水面垃圾的打捞无人船及其使用方法

技术领域

本发明涉及水面垃圾打捞设备领域，具体为一种可聚拢水面垃圾的打捞无人船及其使用方法。

背景技术

无人船在打捞水面垃圾作业时通常是带动打捞设备向垃圾靠近并对垃圾进行拾取，但是由于水面宽阔，受到风力、水流等自然因素的作用通常会使得水面垃圾较为分散，因此使得无人船在打捞水面垃圾时需要行逐个对分散的垃圾进行追捕，因此造成行进轨迹曲折往复，增加行程，而且垃圾打捞效率低，能耗高，鉴于此，我们提出一种可聚拢水面垃圾的打捞无人船及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可聚拢水面垃圾的打捞无人船及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可聚拢水面垃圾的打捞无人船，包括用于围捕水面垃圾的围捕网，还包括第一船体和第二船体，第一船体的外侧壁上设置有可以调节高度的收放机构，收放机构上设置有围捕网并用来对围捕网进行收卷操作，收放机构上设置有自动对围捕网清洁的刷条，第一船体上海设置有伸缩机构，伸缩机构通过围捕网驱动收放机构对围捕网进行放卷伸长，第二船体上设置有可以调节高度并与收放机构相对应的卡紧机构，伸缩机构驱动卡紧机构将围捕网的自由端与第二船体固定连接。

优选的，第一船体的外侧壁上定轴转动连接有螺杆一，螺杆一上螺纹连接有升降座一，升降座一与第一船体的外侧壁贴合并仅能够上下滑动，收放机构和伸缩机构均设置有升降座一上，第二船体的外侧壁上定轴转动连接有螺杆二，螺杆二上螺纹连接有升降座二，升降座二与第二船体的外侧壁贴合并仅能够上下滑动。

优选的，收放机构包括固定在升降座一上的支架一，支架一上定轴转动连接有转轴，转轴通过卷簧与支架一进行相连接，围捕网的一端固定在转轴上并在卷簧的作用下卷绕在转轴上，围捕网的另一端固定有顶块，伸缩机构可与顶块传动连接，顶块通过推挤卡紧机构使得卡紧机构固定连接围捕网和第二船体。

优选的，支架一上固定有导向套，导向套内滑动连接有多棱杆一，且多棱杆一竖直方向设置，多棱杆一的上端固定有拨杆，转轴的上端固定有转筒，转筒的外周壁上开设有环槽，环槽沿转筒的圆周走向设置，且环槽所在平面与转筒的数值中心轴线成45°--60°夹角，拨杆远离多棱杆一的一端滑动连接在环槽内，多棱杆一的下端固定有刷条，刷条与围捕网的表面贴合并能够相对滑动。

优选的，伸缩机构包括定制转动连接在升降座一上的丝杠以及固定在升降座一上的电机，电机与丝杠的一端传动连接，丝杠上设置有两段旋向相反的螺纹，且两个所述外螺纹上均通过螺纹连接滑块二，且滑块二与升降座一贴合并仅能够进行上下移动。

优选的，伸缩机构还包括活动架，活动架的两侧分别固定有多棱杆二和电磁板，电磁板可与铁板通过电磁吸力固定连接，且铁板固定在顶块上，多棱杆二上滑动连接有两个滑块一，丝杠和多棱杆二之间设置有剪叉杆组，剪叉杆组朝向丝杠的两个端头分别定轴转动连接在对应的两个滑块二上，剪叉杆组朝向多棱杆二的两个端头分别定轴转动连接在对应的两个滑块一上。

优选的，卡紧机构包括固定在升降座二上的滑筒以及固定在顶块上与滑筒对应的顶杆，滑筒内滑动连接有滑杆，滑杆指向顶杆的一端固定有推板，顶杆靠近顶块的一端两侧对称式开设有卡槽。

优选的，滑筒远离升降座二的一端两侧对称式固定有支架二，且支架二与卡槽一一对应，支架二远离滑筒的一端定轴转动连接夹杆的中部，夹杆的一端固定有卡块，另一端通过弹性拉绳与滑筒的外侧壁相连接，卡块可卡扣在对应的卡槽内，滑筒的外侧壁上开设有与支架二相对应的通槽，通槽内滑动连接有凸杆，凸杆一端固定在滑杆上，另一端通过连杆与夹杆远离卡块的一端铰接。

优选的，滑筒的外侧壁上垂直并固定连接有柱筒，柱筒内滑动连接有锁杆，锁杆的一端通过弹簧与电磁块相连接，另一端贯穿滑筒的侧壁，电磁块固定在柱筒内部远离滑筒的一端，且电磁块可对锁杆施加电磁吸力，锁杆指向滑筒内部的一端楔形端，且楔形面背离升降座二，滑杆上开设有与锁杆的楔形端相适配的扣槽。

另外本申请还提出一种可聚拢水面垃圾的打捞无人船的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：通过伸缩机构驱动收放机构对围捕网放卷，并驱动卡紧机构使得围捕网与第二船体固定连接；

步骤二：通过卡紧机构使得围捕网与第二船体分离，并且收放机构自动对围捕网收卷；

步骤三：收放机构在对围捕网收放的同时自动对围捕网进行清洁。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，通过伸缩机构驱动收放机构对围捕网放卷，从而能够使得第一船体和第二船体之间保持足够的距离，避免第一船体和第二船体靠的过近在水流压强的作用下发生碰撞，从而流出第一船体和第二船体之间的安全距离，确保作业安全性，并通过伸缩机构驱动卡紧机构使得围捕网与第二船体固定连接，从而通过第一船体和第二船体的行进带动围捕网将水面散落的垃圾聚拢在一起，一方面便于进行垃圾的清理，另一方面降低第一船体和第二船体的行程，提高垃圾打捞效率，降低能耗；通过卡紧机构使得围捕网与第二船体分离，并且收放机构自动对围捕网收卷，省时省力；收放机构在对围捕网收放的同时自动对围捕网进行清洁，一方面避免围捕网在收卷时裹挟垃圾，另一方面避免垃圾对围捕网网孔的堵塞。

附图说明

图1为本发明的总装结构俯视图一；

图2为本发明的总装结构俯视图二；

图3为本发明的总装结构俯视图三；

图4为图1中的A-A截面结构示意图；

图5为图1中的B-B截面结构示意图；

图6为图2中的卡紧机构结构示意图。

图中：1、第一船体；2、第二船体；3、螺杆一；4、螺杆二；5、升降座一；6、升降座二；7、支架一；8、转轴；9、卷筒；10、卷簧；11、刷条； 12、围捕网；13、伸缩机构；14、顶块；15、铁板；16、卡紧机构；17、转筒；18、环槽；19、导向套；20、多棱杆一；21、拨杆；22、丝杠；23、电机；24、剪叉杆组；25、活动架；26、多棱杆二；27、滑块一；28、电磁板； 29、顶杆；30、卡槽；31、滑筒；32、通槽；33、凸杆；34、滑杆；35、推板；36、支架二；37、夹杆；38、卡块；39、连杆；40、柱筒；41、电磁块； 42、弹簧；43、锁杆；44、扣槽；45、弹性拉绳；46、滑块二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种可聚拢水面垃圾的打捞无人船，包括用于围捕水面垃圾的围捕网12，还包括第一船体1和第二船体2，第一船体1的外侧壁上设置有可以调节高度的收放机构，收放机构上设置有围捕网12并用来对围捕网12进行收卷操作，收放机构上设置有自动对围捕网12清洁的刷条11，第一船体1上海设置有伸缩机构13，伸缩机构13 通过围捕网12驱动收放机构对围捕网12进行放卷伸长，第二船体2上设置有可以调节高度并与收放机构相对应的卡紧机构16，伸缩机构13驱动卡紧机构16将围捕网12的自由端与第二船体2固定连接。

本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，第一船体1的外侧壁上定轴转动连接有螺杆一3，螺杆一3上螺纹连接有升降座一5，升降座一5与第一船体1的外侧壁贴合并仅能够上下滑动，收放机构和伸缩机构13均设置有升降座一5上，第二船体2的外侧壁上定轴转动连接有螺杆二4，螺杆二4上螺纹连接有升降座二6，升降座二6与第二船体2的外侧壁贴合并仅能够上下滑动。

本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，收放机构包括固定在升降座一5上的支架一7，支架一7上定轴转动连接有转轴8，转轴8通过卷簧10 与支架一7进行相连接，围捕网12的一端固定在转轴8上并在卷簧10的作用下卷绕在转轴8上，围捕网12的另一端固定有顶块14，伸缩机构13可与顶块14传动连接，顶块14通过推挤卡紧机构16使得卡紧机构16固定连接围捕网12和第二船体2。

本实施例中，如图4所示，支架一7上固定有导向套19，导向套19内滑动连接有多棱杆一20，且多棱杆一20竖直方向设置，多棱杆一20的上端固定有拨杆21，转轴8的上端固定有转筒17，转筒17的外周壁上开设有环槽 18，环槽18沿转筒17的圆周走向设置，且环槽18所在平面与转筒17的数值中心轴线成45°--60°夹角，拨杆21远离多棱杆一20的一端滑动连接在环槽18内，多棱杆一20的下端固定有刷条11，刷条11与围捕网12的表面贴合并能够相对滑动。

本实施例中，如图1、图2、图3和图5所示，伸缩机构13包括定制转动连接在升降座一5上的丝杠22以及固定在升降座一5上的电机23，电机 23与丝杠22的一端传动连接，丝杠22上设置有两段旋向相反的螺纹，且两个所述外螺纹上均通过螺纹连接滑块二46，且滑块二46与升降座一5贴合并仅能够进行上下移动。

本实施例中，如图5所示，伸缩机构13还包括活动架25，活动架25的两侧分别固定有多棱杆二26和电磁板28，电磁板28可与铁板15通过电磁吸力固定连接，且铁板15固定在顶块14上，多棱杆二26上滑动连接有两个滑块一27，丝杠22和多棱杆二26之间设置有剪叉杆组24，剪叉杆组24朝向丝杠22的两个端头分别定轴转动连接在对应的两个滑块二46上，剪叉杆组 24朝向多棱杆二26的两个端头分别定轴转动连接在对应的两个滑块一27上。

本实施例中，如图1、图2、图3和图6所示，卡紧机构16包括固定在升降座二6上的滑筒31以及固定在顶块14上与滑筒31对应的顶杆29，滑筒 31内滑动连接有滑杆34，滑杆34指向顶杆29的一端固定有推板35，顶杆 29靠近顶块14的一端两侧对称式开设有卡槽30。

本实施例中，如图6所示，滑筒31远离升降座二6的一端两侧对称式固定有支架二36，且支架二36与卡槽30一一对应，支架二36远离滑筒31的一端定轴转动连接夹杆37的中部，夹杆37的一端固定有卡块38，另一端通过弹性拉绳45与滑筒31的外侧壁相连接，卡块38可卡扣在对应的卡槽30 内，滑筒31的外侧壁上开设有与支架二36相对应的通槽32，通槽32内滑动连接有凸杆33，凸杆33一端固定在滑杆34上，另一端通过连杆39与夹杆 37远离卡块38的一端铰接。

本实施例中，如图6所示，滑筒31的外侧壁上垂直并固定连接有柱筒40，柱筒40内滑动连接有锁杆43，锁杆43的一端通过弹簧42与电磁块41相连接，另一端贯穿滑筒31的侧壁，电磁块41固定在柱筒40内部远离滑筒31 的一端，且电磁块41可对锁杆43施加电磁吸力，锁杆43指向滑筒31内部的一端楔形端，且楔形面背离升降座二6，滑杆34上开设有与锁杆43的楔形端相适配的扣槽44。

本发明的使用方法和优点：该种可聚拢水面垃圾的打捞无人船在进行垃圾的聚拢作业时，工作过程如下：

步骤一：如图3所示，初始状态下，卷筒9对围捕网12进行收卷，伸缩机构13处于收缩状态，此时在围捕网12处于收卷状态时刚好电磁板28能够与铁板15贴合接触，卡紧机构16中的两个夹杆37在弹性拉绳45的拉力作用带动两个卡块38相互远离；

在水面垃圾分散，需要进行水面垃圾聚拢时，通过转动第一船体1上的螺杆一3在螺纹传动的作用下使得升降座一5的位置升高或降低，以便调节围捕网12上侧边与水面的高度，并且通过转动第二船体2上的螺杆二4在螺纹传动的作用下使得升降座二6的位置升高或降低，并与升降座一5的高度相对应，以便伸缩机构13能够推动顶块14与卡紧机构16对应接触，使得围捕网12与第二船体2固定连接；

在调整好围捕网12的位置后，如图1、图5和图6所示，启动电机23和电磁板28，使得电磁板28通电后与铁板15通过电磁吸力吸合固定连接，电机23工作后带动丝杠22转动，并在两个旋向相反的螺纹作用下使得两个滑块二46相互靠近，进而使得剪叉杆组24左侧的两个端部相互靠近，使得剪叉杆组24的组成杆趋向于水平状态，从而增加水平方向的长度，进而使得剪叉杆组24在水平方向上通过滑块一27、多棱杆二26和活动架25推动电磁板 28向第二船体2靠近，在电磁板28向第二船体2靠近的过程中通过铁板15 同步带动顶块14向第二船体2靠近，从而使得顶块14将围捕网12从卷筒9 上拉出，实现对围捕网12的放卷，并围捕网12在放卷的过程中带动卷筒9 转动，从而通过卷筒9带动转轴8转动，进而使得转轴8对卷簧10施加扭力，使得卷簧10发生形变并获得一个恢复力，卷簧10的恢复力便于对围捕网12 进行自动收卷；

在顶块14向第二船体2靠近的过程中同步带动顶杆29向推板35靠近如图6所示，当顶杆29余推板35抵扣接触时，并通过推板35推动滑杆34向滑筒31内部移动，滑杆34的移动通过凸杆33和连杆39对对应的夹杆37远离卡块38的一端施加推力，并对弹性拉绳45拉伸，使其获得一个恢复力，根据杠杆原理可知，两个所述夹杆37带动卡块38向对应的卡槽30内移动，从而使得卡块38与卡槽30插接，并且滑杆34向滑筒31内移动的过程中通过楔形面使得锁杆43向柱筒40内移动并压缩弹簧42使得弹簧42获得一个恢复力，当锁杆43的楔形端与滑杆34上的扣槽44相对应时，此时在弹簧42 的恢复力作用下使得锁杆43的楔形端插入扣槽44内部，此时推板35余滑筒 31的端部抵扣接触，从而对滑杆34产生限制作用，并使得滑杆34不能够向滑筒31外部移动，进而确保卡块38能够与卡槽30稳定连接，从而实现通过卡紧机构16将围捕网12与第二船体2固定连接，通过伸缩机构13推动围捕网12的端部与第二船体2固定连接，从而能够使得第一船体1和第二船体2 之间保持足够的距离，避免第一船体1和第二船体2靠的过近在水流压强的作用下发生碰撞，从而流出第一船体1和第二船体2之间的安全距离，确保作业安全性；

在围捕网12与第二船体2固定连接后，控制电机23反向转动，并停止电磁板28供电，如图2所示，电机23反向转动，并同步带动丝杠22反向转动，并在两个旋向相反的螺纹作用下使得两个滑块二46相互远离，进而使得剪叉杆组24左侧的两个端部相互远离，使得剪叉杆组24的组成杆趋向于竖直状态，从而降低水平方向的长度，进而使得剪叉杆组24在水平方向上通过滑块一27、多棱杆二26和活动架25带动电磁板28收缩至初始状态，这样降低第一船体1和第二船体2在行进时的阻力，并且避免水流作用使得伸缩机构13与升降座一5的连接处受到应力作用发生损伤，然后通过第一船体1和第二船体2的行进带动围捕网12将水面散落的垃圾聚拢在一起，一方面便于进行垃圾的清理，另一方面降低第一船体1和第二船体2的行程，提高垃圾打捞效率，降低能耗；

步骤二：在围捕网12对垃圾聚拢后，并需要对围捕网12收卷时，如图6 所示，控制电磁块41通电，电磁块41通电后对锁杆43施加电磁吸力，从而使得锁杆43与扣槽44脱离，并向柱筒40内收缩，同时压缩弹簧42使得弹簧42获得一个恢复力，在锁杆43与扣槽44脱离后对滑杆34无限制作用，从而在弹性拉绳45的恢复力作用下使得夹杆37远离卡块38的一端向滑筒31 靠近，并使得卡块38与对应的卡槽30脱离，从而解除卡块38与卡槽30对顶块14的固定，从而使得围捕网12余第二船体2脱离，并在卷簧10的恢复力作用下使得转轴8带动卷筒9反向转动，并对围捕网12进行收卷，从而在对水面垃圾聚拢结束后实现对围捕网12的自动收卷，省时省力；

步骤三：如步骤一和步骤二，所述围捕网12的收放均与刷条11产生相对运动，如图1、图3和图4所示，在水平方向上，围捕网12刷条11的移动使得刷条11在水平方向上对围捕网12的两侧进行清洁，从而去除围捕网12 上粘接的垃圾，在转轴8转动的过程中同步带动转筒17转动，进而在环槽18 和拨杆21的作用下带动多棱杆一20上下移动，从而使得多棱杆一20同步带动刷条11上下移动，进而使得刷条11在竖直方向上对围捕网12的两侧进行清理，从而进一步提高对围捕网12的清理效果，一方面避免围捕网12在收卷时裹挟垃圾，另一方面避免垃圾对围捕网12网孔的堵塞。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，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仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，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。