一种集垃圾收集粉碎压缩一体式水上装置

本发明涉及设计生态修复领域，一种基于集垃圾收集粉碎压缩一体式水上装置。

背景技术

进入海洋的塑料垃圾难以被降解，从而使得海洋中塑料垃圾产生积累效应，据估计有26万吨的塑料垃圾在全球海洋中漂浮。就海洋中的塑料垃圾而言，据美国五环流所研究人员在PLOSONE发文称，全球海洋中至少有4.24万亿个塑料碎片，其中小于4mm的塑料碎片在2004年被英国科学家Thompson首次在《Science》刊文中定义为微塑料。微塑料尺寸小且密度小，难以实现回收和清理，在2014年微塑料污染被联合国环境大会列入环境与生态科学研究领域的第二大科学问题。

在技术层面，现有的采取人工打捞或人工与机械相结合的打捞方式效率低下，不仅需要大量的人力物力而且打捞面积较小、还可能造成二次污染、治理效果不佳。现有的水上环境检测装置种类多，但是功能单一、智能化水平低、存在一定地缺陷，运行成本高，难以广泛推广，并不能均衡全面地实现河海治理。

该作品的创新点较强，其工作的高智能化、能源自主性为人们的环境护理工作节省了大量的时间精力、财力，应用前景广阔

发明内容

一种集垃圾收集粉碎压缩一体式水上装置，其特征在于：该装置包括顶部收集层（1）、中部压缩传动层（2），所述顶部收集层由四根垃圾收集管（12）环状插入垃圾收集管支撑（13）的圆孔内，所述中部压缩传动层（2）通过多级齿轮传动结构（21）和内部粉碎装置（24）组成。

根据权利要求1所述的一种集垃圾收集粉碎压缩一体式水上装置，其特征在于：所述装置整体外壳包括垃圾收集管（12）、垃圾收集管支撑（13）、顶盖（41）、上盖（42）、轴承1号（43）、亚克力板（44）、中上层外壳（45）、连接圆管（46）、中下层外壳（47）、灯管连接件（48）、L形管（49）、透明塑料管（410）、圆形支撑（411）、水下推进器连接件（412）、蜂窝半球（413）、门（414）、水下推进器（415），所述灯管连接件（48）通过尾部的孔与轴承1号（43）连接，另一端插入L形管（49）中，L形管（49）外部套上透明塑料管（410），透明塑料管（410）另一端插入圆形支撑（411），所述中上层外壳（45）通过连接圆管（46）与中下层外壳（47）连接在一起，所述连接圆管（46）通过四块板与水下推进器连接件（412）贴合，所述水下推进器连接件（412）通过螺丝将中下层外壳（47）与蜂窝半球（413）连接在一起，门（414）通过两根圆棒与蜂窝半球（413）相连接。

根据权利要求1所述的一种集垃圾收集粉碎压缩一体式水上装置，其特征在于：所述垃圾收集管（12）包括球状仓(121)、小星轮（122）、小型内侧单向棘轮（123）、小型外侧单向棘轮（124）、圆状支撑（125）、大星轮（126）、大型内侧单向棘轮（127）、大型外侧单向棘轮(128)、轴承2号（129）和圆锥齿轮杆（1210），所述大星轮（126）圆孔较小的一端先嵌入大型外侧单向棘轮(128),再嵌进大型内侧单向棘轮（127），另一端嵌入轴承2号（129），所述小星轮（122）圆孔较小的一端先嵌入小型外侧单向棘轮(124),再嵌进大型内侧单向棘轮（127），所述圆锥齿轮杆（1210）带有齿轮的一端圆孔处嵌进轴承，另一端按顺序大星轮（126）先嵌入，圆状支撑（125）再嵌入，小星轮（122)再嵌入,最后球状仓（121）嵌入。

根据权利要求1所述的一种集垃圾收集粉碎压缩一体式水上装置，其特征在于：所述多级齿轮传动结构（21）包括上层齿轮传动部分（22）和舵机传动部分（23），所述上层齿轮传动部分（22）包括中间引流（221）、传动伞齿轮（222）、封闭圆柱（223）、滚动轴承（224）、圆柱齿轮（225）、传动圆柱（226）、亚克力板（44）、轴承1号（43），所述传动伞齿轮（222）从上往下塞进封闭圆柱（223）中，通过传动伞齿轮（222）与封闭圆柱孔孔相对连接固紧，所述滚动轴承（224）从下往上嵌入封闭圆柱（223）并嵌进传动伞齿轮（222）的凹槽中，所述轴承1号（43）从下往上嵌入封闭圆柱（223）中，所述亚克力板（44）从下往上嵌入封闭圆柱（223）中，所述圆柱齿轮（225）从下往上嵌入封闭圆柱（223）中并通过多个孔与之连接。

根据权利要求1所述的一种集垃圾收集粉碎压缩一体式水上装置，其特征在于：所述舵机传动部分（23）包括舵机支撑（231）、轴承3号（232）、轴承4号（233）、双层齿轮杆（234）、舵机（235）、舵机传动齿轮（236）、连接齿轮（237），所述舵机传动部分（23）中间通过螺丝连接舵机（235），所述轴承3号（232）、轴承4号（233）先后嵌进舵机支撑（231）的圆孔中，所述双层齿轮杆（234）插入轴承3号（232）和轴承4号（233）的孔中，所述连接齿轮（237）从下往上嵌入双层齿轮杆（234）中。

根据权利要求1所述的一种集垃圾收集粉碎压缩一体式水上装置，其特征在于：所述内部粉碎装置（24）包括粉碎刀（241）、扇形支撑（242）、轴承5号（243）、粉碎杆（244）、粉碎行星齿轮（245）、粉碎太阳齿轮（246），所述粉碎刀（241）和扇形支撑（242）相互堆叠并通过粉碎杆（244）串在一起，所述粉碎行星齿轮（245）从下往上嵌入粉碎杆（244）中，一共是四根，所述轴承5号（243）从上往下卡进粉碎杆（244）中，所述粉碎太阳齿轮（246）与四个粉碎行星齿轮（245）啮合，所述传动圆柱（226）的小口与四个粉碎行星齿轮（245）啮合。

根据权利要求1所述的一种集垃圾收集粉碎压缩一体式水上装置，其特征在于：所述垃圾收集仓（32）包括轴承6号（321）、打包中间外圈（322）、打包中间部分（323）、虹膜结构（324）、圆柱齿轮（325）、垃圾桶（326）、齿条（327）、滑块（328）、滑轨（329）、导轨连接桥（3210）、垃圾桶传动齿轮（3211）、门啮合齿轮（3212）、垃圾桶传动舵机（3213），所述轴承6号（321）通过螺丝与打包中间外圈（322）相连接，所述打包中间部分（323）以小端指内并以五个相贴拼成圆形，再通过孔孔相对与虹膜结构（324）上方贴合，圆柱齿轮（325）从下方与虹膜结构（324）孔孔相对连接，垃圾桶（326）从下方与圆柱齿轮（325）孔孔相对连接，导轨连接桥（3210）通过四个支柱与垃圾桶（326）底部孔相对连接，导轨连接桥（3210）上方贴上滑轨（329），滑轨（329）上卡入滑块（328），齿条（327）通过螺丝连接在滑块（328）上。

根据权利要求1所述的一种集垃圾收集粉碎压缩一体式水上装置，其特征在于：所述垃圾收集仓（33）整体通过导轨连接桥（3210）与蜂窝半球（413）连接，垃圾桶传动舵机（3213）固定于蜂窝半球（413）低处的方形缺口处，、门啮合齿轮（3212）装在垃圾桶传动舵机（3213）上，垃圾桶传动舵机（3213）固定在高处的方形缺口处，门啮合齿轮（3212）装在垃圾桶传动舵机（3213）上。

附图说明

图1为本发明所提供的水上装置内部部分结构

图2为本发明所提供的水上装置外部结构

图3为本发明所提供的水上装置俯视图

图4为本发明所提供的多级齿轮传动图

图5为本发明所提供的舵机传动图

图6为本发明所提供的垃圾桶正视图

图7为本发明所提供的垃圾桶仰视图

图8为本发明所提供的小星轮斜视图（1）

图9为本发明所提供的小星轮斜视图（2）

图10为本发明所提供的内部粉碎压缩图

图中：顶部收集层（1）、中部压缩传动层（2）、垃圾收集管（12）、垃圾收集管支撑（13）、球状仓(121)、小星轮（122）、小型内侧单向棘轮（123）、小型外侧单向棘轮（124）、圆状支撑（125）、大星轮（126）、大型内侧单向棘轮（127）、大型外侧单向棘轮(128)、轴承2号（129）、圆锥齿轮杆（1210）、中部压缩传动层（2）、多级齿轮传动结构（21）、上层齿轮传动部分（22）、舵机传动部分（23）、内部粉碎装置（24）、中间引流（221）、传动伞齿轮（222）、封闭圆柱（223）、滚动轴承（224）、圆柱齿轮（225）、传动圆柱（226）、舵机支撑（231）、轴承3号（232）、轴承4号（233）、双层齿轮杆（234）、舵机（235）、舵机传动齿轮（236）、连接齿轮（237）、粉碎刀（241）、扇形支撑（242）、轴承5号（243）、粉碎杆（244）、粉碎行星齿轮（245）、粉碎太阳齿轮（246）、垃圾收集仓（32）、轴承6号（321）、打包中间外圈（322）、打包中间部分（323）、虹膜结构（324）、圆柱齿轮（325）、垃圾桶（326）、齿条（327）、滑块（328）、滑轨（329）、导轨连接桥（3210）、垃圾桶传动齿轮（3211）、门啮合齿轮（3212）、垃圾桶传动舵机（3213）顶盖（41）、上盖（42）、轴承1号（43）、亚克力板（44）、中上层外壳（45）、连接圆管（46）、中下层外壳（47）、灯管连接件（48）、L形管（49）、透明塑料管（410）、圆形支撑（411）、水下推进器连接件（412）、蜂窝半球（413）、门（414）、水下推进器（415）。

具体实施方法

本发明的工作原理是垃圾通过垃圾收集管的转动带动小星轮和大星轮的单向转动以类似水车舀水的运动将垃圾收集进垃圾收集管的管道内，顺着水流进入中间引流口，通过内部粉碎装置进行垃圾粉碎，再在传动圆柱内进行压缩，最后通过虹膜进行打包封口，由推送板推出。

位于上部的舵机带动多级齿轮运动，进而带动水平大伞齿轮转动；四个垃圾收集管通过垂直分布的小伞齿轮与大伞齿轮啮合实现运动；收集管外部套有的单向棘轮结构通过水波以及收集管转动进行单向转动，带动碗口结构旋转收集垃圾。由上部舵机带动与垃圾收集同步运行，通过多级差速齿轮内外啮合、多压缩刀片错位运作实现垃圾的压缩。底层搭载四个水下推动器，实现装置的自动调皮、自主巡航。压缩传动部分设计了五级齿轮传动。舵机同时驱动上下两处机构旋转，利用齿轮差速，在两处机构之间实现转速差，且利用行星减速齿轮结构在转速差位置实现垃圾压缩；上部机构利用单向齿轮、棘轮结构制作垃圾收集管道，让机器实现可控单向旋转，使装置既能在水力作用下完成垃圾收集、压缩，也能在没有水力时由一个舵机驱动完成所有上述工作。齿轮的多级差速、单向传动，使得该作品的工作能耗大大降低，实现了装置的长久续航。