水面垃圾清理装置

技术领域

本申请涉及环境清洁技术领域，尤其涉及一种水面垃圾清理装置。。

背景技术

随着生活水平的提高，塑料等生活垃圾也越多，这些垃圾不可避免的会进入河流、湖泊、公园水池等，形成漂浮在水面的漂浮物，漂浮垃圾的增多，不仅影响美观，还会造成严重的水源污染。水面垃圾清理装置是为了解决各种河道、景区或公园内的湖泊水面上漂浮的垃圾及油污清理问题。目前，由于气候变化和地壳运动导致水平面升降，各个水域的水位一直处于变化之中，在现有技术中的水面垃圾清理装置，不能自动的调整收集装置的高度使其到达最佳工作地点，因此无法保证水面垃圾清理装置的收集效率。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提出了一种水面垃圾清理装置，以解决现有技术中垃圾收集效率低的问题。

为了实现上述目的，本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水面垃圾清理装置，所述水面垃圾清理装置包括：固定结构、升降机构、收集桶、增压结构和液位传感器；所述固定结构包括第一平台、第二平台和支撑杆，所述支撑杆的一端与所述第一平台固定连接，另一端与所述第二平台滑动连接；所述升降机构的固定端设置在所述第一平台，所述升降机构的移动端与所述第二平台连接，从而通过移动端带动第二平台沿着支撑杆相对于第一平台升降移动；所述增压结构位于所述第二平台；所述收集桶两端为进水口和出水口，所述出水口固定设置过滤结构，所述出水口位于所述增压结构上方，当所述增压结构启动时，所述收集桶内涌入水流，外部水流由进水口端流向出水口端，其中，所述出水口的过滤结构对水流中的垃圾进行收集；所述液位传感器与所述收集桶的进水口高度对应设置，所述液位传感器与所述升降机构电连接，其中，所述升降机构可以根据所述液位传感器的导通而启动，当所述液位传感器导通时，所述升降机构带动所述第二平台上下移动，使得所述收集桶的进水口与水面平齐或处于水面下方。

本申请的更进一步优选方案是：所述水面垃圾清理装置还包括：所述水面垃圾清理装置还包括：移动机构和存放桶；所述移动机构位于所述第一平台和所述第二平台之间，并与所述支撑杆连接，所述存放桶位于所述第二平台上；所述收集桶与所述移动机构相连接，所述移动机构用于控制所述收集桶向所述存放桶中倾倒收集的垃圾。

本申请的更进一步优选方案是：所述移动机构包括气缸组件；所述气缸组件包括第一气缸、第二气缸和旋转气缸；

所述旋转气缸与所述收集桶连接，所述第一气缸分别与所述旋转气缸和所述第二气缸相连接，所述第二气缸与支撑杆连接；其中，所述旋转气缸带动收集桶旋转，并使收集桶的开口朝向存放桶的开口倾斜；所述第一气缸和所述第二气缸通过带动所述收集桶在水平和竖直方向上靠近存放桶，与旋转气缸配合倾倒垃圾。

本申请的更进一步优选方案是：所述第一气缸和所述第二气缸均为无杆气缸；所述第一气缸为横向无杆气缸、所述第二气缸为纵向无杆气缸，或者，所述第一气缸为纵向无杆气缸、所述第二气缸为横向无杆气缸。

本申请的更进一步优选方案是：所述液位传感器包括浮球液位开关或电子感应开关；所述液位传感器通过定位架与第二平台相连接，所述浮球液位开关包括两个浮子，所述两浮子分别为高液位传感器和低液位传感器，所述高液位传感器和所述低液位传感器分别设置在液面上方和下方，所述两浮子均与所述电机电连接。

本申请的更进一步优选方案是：所述第二平台上设置螺纹结构；所述升降机构包括电机和丝杆，所述丝杆的一端与所述电机连接，另一端与所述螺纹结构连接，电机带动丝杆转动，从而带动第二平台上下移动；其中，所述电机通过电机安装座固定设置在所述第一平台上。

本申请的更进一步优选方案是：所述电机包括减速电机。

本申请的更进一步优选方案是：所述水面垃圾清理装置还包括：吸油海绵，所述吸油海绵设置在所述收集桶过滤结构的上侧或下侧。

本申请的更进一步优选方案是：所述固定结构还包括：底座；所述底座与所述支撑杆远离所述第一平台的一端固定连接，所述丝杆远离所述第一平台的一端与所述第三平台相接触。

本发明的有益效果在于，本水面垃圾清理装置实现了装置随水面高低变化进而灵活自动调整收集桶高度，使得所述收集桶到达最佳工作地点实现高效的垃圾收集；以及本水面垃圾清理装置在收集满垃圾时可以及时将垃圾排出收集桶以便再次运转清理水面垃圾。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本申请实施例提供的一种水面垃圾清理装置的结构示意图；

图2为图1中的第二平台的结构示意图；

图3为图1中收集桶加过滤结构形成的过滤桶示意图；

图4为图1中的所示的电机安装座示意图；

图5为本申请实施例提供的一种水面垃圾清理装置的收集存放效果示意性结构图；

图6为图5的镜面对称图；

图7为一种水面垃圾清理装置的收集存放效果后视图；

图8为图5中箍扎安装块示意图；

图9为图5中收集桶夹具示意图；

图10为图5中上下移气缸安装板示意图；

图11为图5中左右移气缸安装板示意图；

图12为图5中气缸直立支撑板示意图；

图13为水面垃圾清理装置的I/O接线电路图；

图14为水面垃圾清理装置的电气原理图；

图15为本申请实施例提供的一种水面垃圾清理装置的另一实施例结构示意图；

具体实施方式

下面以具体的实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

随着科学技术的不断发展，环境污染问题不断恶化。例如，河流、湖泊和海洋等水域中漂浮的生活垃圾不断增加，造成环境污染。水面垃圾清理装置是为了解决各种河道、景区或公园内的湖泊水面上漂浮的垃圾及油污清理问题。但是目前，由于气候变化和地壳运动导致水平面升降，水域的水位一直处于变化之中，在现有技术中的水面垃圾清理装置，不能自动的调整收集装置的高度使其到达最佳工作地点，因此无法保证水面垃圾清理装置的收集效率。

因此，本申请实施例提出一种水面垃圾清理装置，通过将该水面垃圾清理装置固定在水域中，并随着水面高低的变化不断调整用于收集垃圾的收集桶300的高度，使得水流始终可以在增压结构400的作用下流向收集桶300，从而通过收集桶300过滤结构310对水流中的垃圾进行过滤收集，可以提高对水域中的垃圾进行打捞的效率。

下述先对本申请实施例提供的一种水面垃圾清理装置所涉及的打捞场景进行介绍。

水面垃圾清理装置所涉及的打捞场景可以包括：水域和水面垃圾清理装置，其中水面垃圾清理装置设置在水域。当水面垃圾清理装置放置在水域时，启动增压结构400后，水流经过收集桶300向增压结构400所在方向流动，收集桶300通过内部的过滤结构310可以对水流中的垃圾进行收集，为了使收集桶300与水面平齐，到达最佳工作位置点，在水面上升或者下降后，浮球液位传感器500导通，使得升降机构200带动第二平台120上的收集桶300上移或者下移，以此确保水面垃圾清理装置的收集桶300的进水口端与水面接近保持平齐位置。

需要说明的是，上述仅以水域中的一个水面垃圾清理装置为例进行说明，而在实际应用中，可以在水域中设置多个分布在不同区域的水面垃圾清理装置，本申请实施例对水面垃圾清理装置的数量以及位于水域中的位置不做具体限定。

以下对上述打捞场景中的水面垃圾清理装置进行进一步介绍。

如图1至图4所示，本申请提供一种水面垃圾清理装置的优选实施例。

一种水面垃圾清理装置，水面垃圾清理装置包括：固定结构100、升降机构200、收集桶300、增压结构400和液位传感器500。其中，固定结构100包括第一平台110、第二平台120和支撑杆130，支撑杆130的一端与第一平台110固定连接，另一端与第二平台120滑动连接，通过支撑杆130可以将第一平台110和第二平台120固定连接，并在两平台之间留出空间用来放置与第二平台连接的其他部件。参见图2，图2所示为第二平台120的结构示意图，其四个角处的通孔一121可以供支撑杆130穿设连接，中部设有几个缺口一122是为了减少第二平台120的重量，防止该水面垃圾清理装置下沉，中部的孔位一123和孔位二124分别是为了固定增压结构400和丝杆220。另外，该第二平台上还设有几个螺孔，方便对后续安装的其他部件进行固定连接。

第二平台120上还设有增压结构400和收集桶300，增压结构400与收集桶300叠层放置。其中，增压结构400可以包括水泵或稳压泵等使液体增压从而定向输送液体的设备。收集桶300两端为进水口和出水口，收集桶300的出水口端固定设置过滤结构310；收集桶300的出水口位于增压结构400上方，当增压结构400启动时，收集桶300内涌入水流，外部水流由进水口端经过收集桶300流向出水口端，再通过出水口的过滤结构310可以对水流中的垃圾进行吸附收集。

优选的，过滤结构310可以包括小型过滤器或者简单的滤网311等可以对水流中垃圾进行吸附阻拦的设备。优选的，收集桶300的过滤结构310上侧或下侧还可以设置吸油海绵320从而对水流中的油污进行收集，进一步地优化水资源。参见图3，图3所示为收集桶300加过滤结构310形成的过滤桶示意图，该过滤结构310如盆装，设置在收集桶300内部并紧贴收集桶300内壁，过滤结构310的底部和侧面均设有通孔，可以供外部水流通过，并保存水流中的垃圾。其中，不同的过滤结构310其通孔尺寸形状大小不一致，因此可以通过更换不同的过滤结构310来实现对不同类别垃圾的收集，有利于进一步净化水域。

升降机构200的固定端设置在第一平台110，升降机构200的移动端与第二平台120连接，从而通过其移动端带动第二平台120沿着支撑杆130相对于第一平台110升降移动。需要强调的是，当升降机构200带动第二平台120上下移动至最大行程时，第一平台110与第二平台120之间形成的空间足以放置安装在第二平台120上的存放桶700和叠放在增压结构400上的收集桶300。

更进一步的，第二平台120上设置螺纹结构；升降机构200包括电机210和丝杆220，丝杆220的一端与电机210连接，丝杆220通过与电机210连接结合设置在第一平台110，丝杆220的另一端与螺纹结构连接。升降机构200的移动端是丝杆220和螺纹结构连接的端口；当升降机构200开启后，电机210带动丝杆220转动，从而通过丝杆220与升降机构200的移动端的连接关系，丝杆220带动第二平台120可以进行上下移动。其中，电机210通过电机安装座230固定设置在第一平台110的上下任一侧面上，进一步保证电机210工作的稳定性。例如，图1所示为电机210安装座设置在第一平台110上表面。

参见图4，图4为电机安装座230的结构示意图，该电机安装座230包括两凸台231和一支架234，支架234两侧分别与一凸台231固定连接，支架234中部设有供电机210穿设的开口234，通过该开口234，电机210与电机安装座230卡扣连接，电机安装座230的两凸台231上设有螺孔，可以将电机安装座230与第一平台110固定连接，为电机210稳定工作提供工作环境。优选的，电机210包括减速电机，即减速机和电机210的集成体，这种电机210结构简单、重量小，可以节省空间和减少对水面垃圾清理装置的压力。

更进一步的，液位传感器500与收集桶300的进水口高度对应设置，液位传感器500与升降机构200进行电连接，具体地，升降机构200可以根据液位传感器500的导通而启动，当液位传感器500导通时，升降机构200根据水平面的上升或者下降使得电机210运行带动丝杆220旋转，此时，与丝杆220连接的第二平台120沿着丝杆220相对于第一平台110进行上下移动，使得第二平台120上放置的收集桶300的进水口与水面接近平齐或者处于水面略下方，致使收集桶300达到最佳工作地点，从而保证水面垃圾清理装置工作的最大效率。

在一种可选实施例中，如图5至图7所示，本申请提供设置水面垃圾清理装置的较佳方案。

水面垃圾清理装置还包括：移动机构600和存放桶700；移动机构600位于第一平台110和第二平台120之间，并与支撑杆130连接，存放桶700位于第二平台120上，收集桶300与移动机构600相连接，移动机构600用于控制收集桶300向存放桶700中倾倒收集的垃圾。为了保证收集桶300中的垃圾能够最大化的倒入存放桶700中，存放桶700与收集桶300应该保证两者中心位于同一条水平线上，当然，收集桶300和存放桶700的形状均需要满足是任何规则形状的桶。

需要说明的是，移动机构600可以是气缸组件610。具体地，气缸组件610包括第一气缸611、第二气缸612和旋转气缸613；旋转气缸613与收集桶300连接，第一气缸611分别与旋转气缸613和第二气缸612相连接，第二气缸612与支撑杆130连接。其中，旋转气缸613可以带动收集桶300旋转，并使收集桶300的开口朝向存放桶700的开口倾斜，从而使得垃圾能够倾倒进存放桶700中；而第一气缸611和第二气缸612通过带动收集桶300在水平和竖直方向上靠近存放桶700，最终与旋转气缸613配合保证垃圾的倾倒效率。

更进一步的，旋转气缸613一端设有箍扎安装块6130,参见图8，图8所示为箍扎安装块6130的结构示意图，箍扎安装块6130一面为平面，另一面为凹面，箍扎安装块6130的凹面与收集桶300连接，平面与旋转气缸613连接，箍扎安装块6130朝向收集桶300的一端设有多个通孔二6131，用来固定连接收集桶300与旋转气缸613，箍扎安装块6130两侧面的通孔三6132用来固定连接收集桶夹具6140，通过设置收集桶夹具6140可以进一步固定收集桶300，从而使得旋转气缸613更精确的控制收集桶300运动。例如，图9为收集桶夹具6140的示意图，箍扎安装块6130两侧面均设置一个收集桶夹具6140，该收集桶夹具6140由一弓形板6143和两侧板6144构成，该弓形板的半径尺寸略大于收集桶300半径尺寸，因此，该弓形板6143可以紧贴收集桶300外部，该收集桶夹具6140的侧板6144设有螺孔一6141，螺孔一6141使得收集桶夹具6140与箍扎安装块6130固定连接，另一侧板6144上设有螺孔二6142可以与另外一个收集桶夹具6140的相应一侧板固定连接，进一步将收集桶300固定在收集桶夹具6140与箍扎安装块6130之间。

具体地，第一气缸611和第二气缸612均为无杆气缸。第一种情况是：第一气缸611为横向无杆气缸、第二气缸612为纵向无杆气缸，第二种情况是：第一气缸611为纵向无杆气缸、第二气缸612为横向无杆气缸。这两种情况设置确定了无杆气缸带动收集桶300运动的路径方向。例如，第一种情况确定了无杆气缸先带动收集桶300在水平方向上贴近存放桶700，进而无杆气缸带动收集桶300上移，至少保证收集桶300出水口端高度大于存放桶700高度，再继续配合旋转气缸613就可以将收集桶300中的垃圾倒入存放桶700中；同理，第二种情况是无杆气缸先带动收集桶300上移，然后在水平方向上靠近存放桶700最终配合旋转气缸613倾倒垃圾。

与第一种情况对应的气缸组件610带动收集桶300工作状态为：当收集桶300内的垃圾到达10公斤时，水面垃圾清理装置通升降机构200的带动上移，待装置移出高于水面,横向无杆气缸带动收集桶300水平移动靠近存放桶700，到达水平限位位置后，纵向无杆气缸继续带动收集桶300上移，至少使得收集桶300出水口端面高于存放桶700开口端面，当纵向无杆气缸继续带动收集桶300上移到达上限位位置后，旋转气缸613带动收集桶300向存放桶700所在方向水平旋转，使得收集桶300内的垃圾倒入存放桶700内，当倒完垃圾后在按照原路径反向操作使得收集桶300回归原位。

与第二种情况对应的气缸组件610带动收集桶300工作状态为：当收集桶300内的垃圾到达10公斤时，水面垃圾清理装置通过升降机构200的带动上移，待装置移出高于水面,纵向无杆气缸带动收集桶300上移，到达上限位位置后，横向无杆气缸继续带动收集桶300在水平方向上靠近存放桶700，当收集桶300到达水平限位位置时，旋转气缸613带动收集桶300向存放桶700所在方向旋转，使得收集桶300内的垃圾倒入存放桶700内，当倒完垃圾后在按照原路径反向操作使得收集桶300归位。

进一步地，纵向无杆气缸安装在上下移气缸安装板6120上，横向无杆气缸安装在左右移气缸安装板6110上，上下移气缸安装板6120与左右移气缸安装板6110一端固定连接，进而使得纵向无杆气缸和横向无杆气缸相互配合工作时移动位置更精确。更优的是，左右移气缸安装板6110另一端与支撑杆130固定连接，并且左右移气缸安装板6110背向垃圾存放桶700的一侧中部设有气缸直立支撑板140，气缸直立支撑板140另一端与第二平台120固定连接，从而增加气缸在带动收集桶300工作时的稳定性。

参见图10、图11和图12，图10、图11和12分别为上下移气缸安装板6120、左右移气缸安装板6110和气缸直立支撑板140的结构示意图。上述三安装板中部均含有较大的缺口二141，这是为了减少安装板的重量，进而减少第二平台120承受的压力，即可以防止第二平台120上的重量过多，升降机构200通过带动丝杆220转动，并不能使得第二平台120实现升降移动，又可以防止整个水面垃圾清理装置太重，存在下沉的风险；此外上述三安装板设还设有孔位三142和孔位四143，分别为了固定安装气缸组件610以及实现三安装板之间的连接关系和气缸直立支撑板140与第二平台120的固定连接关系。

如图5至图7所示，本申请提供液位传感器500的较佳实施例。

液位传感器500包括浮球液位开关和电子感应开关，液位传感器500通过定位架与第二平台120相连接。具体地，浮球液位开关包括两个浮子，两浮子分别为高液位传感器510和低液位传感器520，高液位传感器510和低液位传感器520分别设置在液面上方和下方，两浮子均与电机210电连接。当水位无明显变化时，高液位传感器510处于断开状态，低液位传感器520处于接通状态；当水位上升时，高液位传感器510被接通，电机210正转使水面垃圾清理装置上升；水位下降时，高低液位传感器510都会断开，电机210反转使水面垃圾清理装置下降，以此确保水面垃圾清理装置的收集桶300与水面保持平齐位置，实现了装置随水面高低变化进而灵活自动调整和高效的垃圾收集。

整个水面垃圾清理装置通过升降机构200的电机210和丝杆220来调节收集桶300进水口端口高度的过程和通过气缸组件610实现收集桶300向存放桶700倒入垃圾以及倒完垃圾后复位的过程的I/O接线电路图如图13所示，I/O端口分配表格如下所示：

电路运行原理为：当高液位传感器510(B1)被接通，电机210正传接触器KM1导通使水面垃圾清理装置上升，使得收集桶300与水面平齐，在水泵的作用下继续收集垃圾；同理，当低液位传感器520(B2)被接通，电机210反传接触器KM2导通使水面垃圾清理装置下降，从而使得收集桶300与水面平齐，在水泵的作用下继续收集垃圾。

该水面垃圾清理装置的PLC电气原理图如图14所示，当水泵开启后产生吸力将水面垃圾吸入到收集桶300中，待垃圾收集到一定程度后，桶内垃圾达到10公斤时，感应器触发开关，启动按钮SB0自动接通，电机210正转，水面垃圾清理装置通过丝杆220的带动上移，待装置移出高于水面后，电磁阀A接通，纵向无杆气缸带着收集桶300上移；碰到上限位SQ3；电磁阀B接通，横向无杆气缸右移；碰到右限位SQ2后，电磁阀C接通，旋转气缸613旋转180°，收集桶300里面的垃圾会被清倒在存放桶700中，清倒垃圾的时间持续十秒后，电磁阀C断电，旋转气缸613复位；碰到0°限位后，电磁阀B断电，横向无杆气缸左移复位，移动到左限位SQ1处时，电磁阀A断电，纵向无杆气缸下移复位，当碰到下限位SQ4时，电机210反转，收集装置下移至低于水面处再继续收集垃圾。

如图15所示，本申请提高水面垃圾清理装置的较佳实施例。

水面垃圾清理装置的固定结构100还包括底座150，底座150与支撑杆130远离第一平台110的一端固定连接，丝杆220远离第一平台110的一端与第三平台相接触，此设置可以实现当水面垃圾清理装置工作时，增强整个装置的稳定性，使得装置的稳定工作的时间更长，垃圾收集效率越高。

最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。