一种水面垃圾清理装置的制作方法

本实用新型属于环境保护技术领域，特别涉及一种水面垃圾清理装置，主要针对城市人工湖、旅游景点小型水域中游客丢弃的漂浮垃圾以及落叶等进行清理。

背景技术：

随着我国城市建设的飞速发展，城市环境的改善，作为美化城市的重要内容之一，全国各大中小城市纷纷兴建城市公园，并在园内建起人工湖，人工湖作为城市空间的重要组成部分，具有调节小气候、维持生物多样性等生态功能；此外，作为城市区域内开放空间，可为城市提供更为舒适、稳定可持续的发展条件，亦可为民众提供了良好的游憩场所；一些旅游景点人工湖的修建吸引来了大量的游客。统计国内人工湖的实例，一般平均水深在1.6～4m之间，占地面积都比较小，人流量大，不免有许多游客把一些垃圾丢到人工湖里。到秋天，人工湖周围的树叶大量落到水中，而由于水源补给条件差，换水周期长，导致水质标准低、入湖污染物多。大型的水面垃圾清理船无法进行清理，并且其清理时要投入很大的财力，所以现在的人工湖垃圾清理主要靠人工打捞，人工清理费时费力费财，且比较危险。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种水面垃圾清理装置，通过较为小型的船体，利用风机高速运转，使收集装置中的压强小于外界的压强，将垃圾成功吸入到收集装置中，在收集装置中，通过滤网对水和垃圾进行分离，并将水通过水泵排出，清理效果明显，且成本较低；同时，还能通过WiFi模块遥控操作，更加方便。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种水面垃圾清理装置，包括船体，其特征在于，在船体中设置有风机和收集装置，所述风机位于风机外壳中，风机外壳的尾部有风机排风口，所述收集装置为带有水平的滤网的竖向管道结构，其上端接风机外壳的前方，下端封闭，且在滤网的下方设置有水泵，水泵的排水管道出口位于船体外，所述收集装置通过气流管道连接设置于船体前方的开口朝下的吸嘴且接口位于滤网的上方，所述船体的尾部设置有并排的左螺旋桨和右螺旋桨，左螺旋桨连接清理船驱动电机一，右螺旋桨连接清理船驱动电机二。

所述船体的长为1米，宽40厘米，高30厘米。

所述船体的前方设置有两个角度可调的集中筛网，每个集中筛网分别连接一个集中筛网驱动电机，所述吸嘴位于两个集中筛网之间，所述集中筛网的筛面竖直。

所述气流管道架设于支架装置上，所述支架装置包括水平的U型支架，U型支架的U形开口内设置有舵机一和舵机二，其中舵机二位于舵机一的上方。

所述收集装置与风机外壳通过衔接螺纹结构连接，收集装置与气流管道的衔接口处设置有半U型挡片，所述衔接口和半U型挡片均位于风机外壳中的风机进风口的外部。

所述风机进风口处设置有挡片。

所述船体内设置接有WiFi模块的单片机，所述单片机与各电功能设备连接，通过WiFi模块发送检测数据并接收远程指令，实现远程控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型船体不需要载人，因此体积较为小巧，可到达水面的各个位置。

2、本实用新型利用风机收集垃圾，收集效果比传统的划扫聚拢方式要好。

3、本实用新型船前端设有集中装置，提高了清理效果。

4、本实用新型整个清理过程还可以通过手机APP在岸边遥控来完成，所以保证了清理人员的安全。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型支架装置解剖图。

图3是本实用新型收集装置解剖图。

图4是本实用新型风机及气流通道解剖图。

图5为本实用新型远程控制的手机APP控制界面示意图。

图6是本实用新型电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。

如图1所示，本实用新型一种水面垃圾清理装置，主要应用于城市人工湖和一些旅游区的小型水域，包括船体，船体以聚丙烯为主要材料，长为1米，宽40厘米，高30厘米，船身整体采用快艇式结构，减小了船在水中的阻力，使船更加灵活。在船体中设置有风机1和收集装置7，风机1位于风机外壳15中，风机外壳15的尾部有风机排风口14，收集装置7通过气流管道2连接设置于船体前方的开口朝下的吸嘴5。船体的前方设置有两个角度可调的间距为40厘米的集中筛网4，每个集中筛网4分别连接一个集中筛网驱动电机3，吸嘴5位于两个集中筛网4之间，集中筛网4的筛面为竖直面，其作用是将船两侧的垃圾集中到船前端，便于吸嘴5吸收。

船体的尾部设置有并排的左螺旋桨11和右螺旋桨12，左螺旋桨11连接清理船驱动电机一10，右螺旋桨12连接清理船驱动电机二13，船体上设置有所有用电设备的总开关8。

如图2所示，气流管道2架设于支架装置6上，支架装置6包括水平的U型支架16，船体采用2自由度舵机，由舵机一17和舵机二18组成，设置在U型支架16的U形开口内，其中舵机二18位于舵机一17的上方。可根据漂浮垃圾高出水面的情况调整吸嘴5的高度，使垃圾收集更有效。

由于吸入的垃圾中带有大量的水，所以要将垃圾和水在收集装置7中进行分离，不能让水接触到电机及内部线路，否则会触电烧坏设备。具体地，如图3所示，收集装置7为带有水平的滤网19的竖向管道结构，其上端接风机外壳15的前方，下端封闭，且在滤网19的下方设置有水泵20，水泵20的排水管道9出口位于船体外。

风机外壳15的设计需达到防水的效果，同时保证吸附力只能沿着收集装置7。具体地，如图4所示，收集装置7与风机外壳15通过衔接螺纹结构22连接，收集装置7与气流管道2的衔接口21处设置有半U型挡片23，衔接口21和半U型挡片23均位于风机外壳15中的风机进风口24的外部，其中风机进风口24处设置有两块挡片25。

该结构下，风机1在上层，收集装置7在下层，垃圾进入收集装置7后，风机1高速旋转，产生强大的气流，气流从上层进入的口即风机进风口24要尽量小，并且在风机进风口24中插放的两块挡片25，可确保水尽可能少地进入到上层。

同时，由于设置了半U型挡片23，因此气流、垃圾、水进入收集装置7时在其中高速旋转，由于收集的垃圾和水的密度比气流的大，所以垃圾和水不容易从风机进风口24进入上层。

供电系统采用两组12v的航模电池，一组给风机1和水泵20供电，另外一组给其他部分供电。清理船驱动电机一10和清理船驱动电机二13采用直流电机，作为清理船的驱动部分，当船前进时两个电机同时工作，左转时清理船驱动电机一10转动，清理船驱动电机二13停止，右转时则相反。

根据以上结构，本发明的原理是：

风机1高速旋转，使风机外壳15内部和收集装置7以及外界产生压强差，形成从吸嘴5进入的气流，进而将垃圾吸到收集装置7中，在收集装置7中进行分离，将垃圾留在滤网19上层，水通过水泵20抽出，经排水管道9排到船外，收集完毕以后使船靠岸，取出风机外壳15和收集装置7，将二者分离，倒掉垃圾。

为便于遥控操作，本实用新型还可进一步设置配备WiFi模块的单片机，将船上各电子电力设备连接于单片机，通过WiFi模块发送检测数据并接收远程指令，实现远程控制。

图5是远程控制的手机APP控制界面示意图，控制模式下，控制界面上至少需设置单片机总开关26、第二组航模电池电量27、第一组航模电池电量28、船的控制按键29、风机和水泵开关键30以及舵机控制按键31。

单片机与各设备的连接如图6所示，采用STC12C5A6052单片机，其p1.0和p1.1分别接舵机一17和舵机二18，通过L298电机驱动模块连接左螺旋桨11和右螺旋桨12，两个集中筛网驱动电机3分别由p2.7和p2.5口输出控制，p2.6口输出控制风机1和水泵20。

整个过程可通过手机APP遥控操作，并且在手机APP上随时可以观察电池组一和电池组二的电量，以免发生在清理过程中没电的情况。

WiFi模式下，可以在80米距离内进行遥控操作。其主要指令包括：调速控制、方向控制以及各种清洁指令操控。

供电系统采用航模电池供电，船上的电源总开关8上电以后，其他的工作都可由手机APP完成，在水面上搜寻垃圾时，只有驱动电机工作，风机1和水泵20不工作，对垃圾进行收集时，通过手机APP上的开关键，远程遥控开始收集，同时，当没有垃圾收集时，再一次按下开关键，便可停止收集。

在遥控操作模式下，工作过程如下：

将船体放入要清理的水域，按下电源总开关8，再开启APP界面上的单片机总开关26，通过APP上的上下左右形式的舵机控制按键31控制船体到达垃圾所在地，按下风机和水泵开关键30，风机1、水泵20和集中筛网驱动电机3开始工作，

，通过控制船的控制按键29和舵机控制按键31，对左螺旋桨11、右螺旋桨12、舵机一17和舵机二18进行控制，调整U型支架16的位置，进而调整吸嘴5的位置，同时集中筛网4会在集中筛网驱动电机3的带动下将船周围的垃圾集中到吸嘴5附近，使垃圾能够从吸嘴5中尽可能多的进入，经过气流管道2之后到达收集装置7与气流管道2的衔接口21处处，在半U型挡片23的作用下，水和垃圾进入收集装置7内时高速旋转，然后在滤网19的作用下，水和垃圾分离，水流到滤网19的下层，水泵20将水通过排水管道9从船尾排出。而垃圾留在滤网19的上层，气流则从风机进风口24进入，由于安装了挡片25，大大防止了水分子从风机进风口24进入，进入的气流会从风机排风口14排出。当垃圾清理完毕以后，按下手机APP上的风机和水泵开关键30，只控制船的控制按键29使船靠岸，靠岸之后从船中拿出风机外壳15和收集装置7，从风机外壳15与收集装置7连接部分的衔接螺纹结构22将二者分离，然后把收集装置7中的垃圾倒掉，完成整个收集任务。

本实用新型的船体采用聚乙烯为主要材料，制作成本低、方便，清理利用了吸附力，清理方式新颖，船前端设有集中装置，提高了清理效果。整个清理过程还可以通过手机APP在岸边遥控来完成，所以保证了清理人员的安全。手机APP遥控简单方便，安装以后随时随地都可使用。