一种自由移动式水面垃圾收集系统

1.本发明主要涉及水域生态清洁技术领域，具体涉及一种自由移动式水面垃圾收集系统。


背景技术：

2.伴随着我国对于环境问题的日益重视，有关地域对于相应的垃圾处理问题也越来越成为我们政府和普通百姓需要重视的问题，而如今，路面垃圾分类因其政策的优越和举措的合理得到了合理的改善。
3.经检索，申请号为cn201710546085.7的专利提供了一种水面垃圾收集器，该收集器可自动收集水面的漂浮垃圾，降低劳动成本，提高生产效率，但该收集器只能固定在一个位置，通过液位差来吸收附近水面的飘浮垃圾，该种方式清理范围较小，清理水面垃圾的效率较低，无法对一个河面的大部分区域进行清理，实用性较低。


技术实现要素：

4.本发明主要提供了一种自由移动式水面垃圾收集系统用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
5.本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
6.一种自由移动式水面垃圾收集系统，包括：
7.飘浮装载体模块，作为各系统模块的载体，用于飘浮在水面，完成后续水面垃圾收集工作；
8.能源收集存储模块，安装在飘浮装载体模块的顶部，用于对太阳能进行收集并将其转化为电能并储存，用于对其他系统模块进行供电；
9.悬浮检测模块，用于对监测水域内风速、风向、温湿度、溶解氧、氨氮参数进行实时监测，并将信息进行传递至云服务器内进行分析处理；
10.水域监控模块，安装在飘浮装载体模块的顶部前侧，用于监测附近水域的情况，并将实时画面信息传递至云服务器内进行分析处理；
11.水下推进模块，安装在飘浮装载体模块的底部，用于使飘浮装载体模块可能在水面前进，并可调节方向；
12.垃圾收集模块，安装在飘浮装载体模块的末端，用于对水面上的垃圾进行收集处理，并完成对河水的过滤；
13.信号传输模块，安装在飘浮装载体模块顶部，用于将各模块的数据信号通过5g网传输至云服务器内。
14.进一步的，所述飘浮装载体模块由承载壳体和两个飘浮气囊所组成，所述承载壳体整体为倒置的u型结构，两个所述飘浮气囊安装在承载壳体的两侧，所述承载壳体的顶部为安装板。
15.进一步的，所述承载壳体的顶部两侧均安装有闪光灯带。
16.进一步的，所述能源收集存储模块包括有太阳能板和蓄电池，所述太阳能板斜向设置在承载壳体的顶部，所述蓄电池安装在太阳能板内部的承载壳体上，所述太阳能板与蓄电池实现电性连接。
17.进一步的，所述悬浮检测模块包括有风速传感器、溶解氧传感器、温湿度传感器、氨氮传感器。
18.进一步的，所述水域监控模块为监测摄像头，所述信号传输模块为信号发射器。
19.进一步的，所述水下推进模块包括有两个旋转电机，两个所述旋转电机分别安装在承载壳体的两侧底端内部，两个所述旋转电机的输出轴上安装有桨叶框架，所述桨叶框架的内部安装有电控桨叶。
20.进一步的，两个所述桨叶框架的前侧和后侧内部均安装有过滤网，所述过滤网与桨叶框架固定焊接。
21.进一步的，所述垃圾收集模块包括有除油膜式过滤网袋，所述除油膜式过滤网袋的一端设置有开口，且所述除油膜式过滤网袋的开口处顶部和底部均安装有加重杆。
22.进一步的，所述承载壳体的后端安装有网袋开口调节机构，所述网袋开口调节机构包括有横栏架，所述横栏架与承载壳体后端固定连接，所述横栏架的顶部两侧均安装有电动推杆，所述横栏架的后侧两边均安装有与加重杆适配的固定夹，所述电动推杆的输出轴上均安装有与加重杆适配的活动夹。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
24.本发明通过水域监控模块对水域进行监控检测，判断出垃圾位置后，再通过水下推进模块使飘浮装载体模块位移至垃圾所处位置，将垃圾收入垃圾收集模块内进行分离，可有效对水域进行大面积的垃圾收集工作，提升水面垃圾清理效率和效果；
25.同时通过能源收集存储模块可将太阳能作为该装置的动力来源，极大程度提高环保程度，节约能源的同时保护环境；
26.通过悬浮检测模块可对水域其他信息进行监测，通过人工智能和物联网的手段来尽可能的使得我们浅水域的垃圾清理任务得到一个便携化的改善，方便运维人员进行设备远程运维，建立完整的生态管理体系，保护水体生态环境。
27.以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
28.图1为本发明的系统整体结构示意图；
29.图2为本发明的系统整体(去垃圾收集模块)第一视角结构示意图；
30.图3为本发明的系统整体(去垃圾收集模块)第二视角结构示意图；
31.图4为本发明的网袋开口调节机构结构示意图；
32.图5为本发明的水域监控模块爆炸结构示意图；
33.图6为本发明的垃圾收集模块结构示意图。
34.图中：10、飘浮装载体模块；11、承载壳体；12、飘浮气囊；13、闪光灯带；20、能源收集存储模块；21、太阳能板；22、蓄电池；30、悬浮检测模块；40、水域监控模块；50、水下推进模块；51、桨叶框架；52、电控桨叶；53、旋转电机；54、过滤网；60、垃圾收集模块；61、除油膜式过滤网袋；62、加重杆；70、网袋开口调节机构；71、横栏架；72、电动推杆；73、固定夹；74、
活动夹；80、信号传输模块。
具体实施方式
35.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
36.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
37.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
38.实施例，请参照附图1-6，一种自由移动式水面垃圾收集系统，包括：
39.飘浮装载体模块10，作为各系统模块的载体，用于飘浮在水面，完成后续水面垃圾收集工作；
40.能源收集存储模块20，安装在飘浮装载体模块10的顶部，用于对太阳能进行收集并将其转化为电能并储存，用于对其他系统模块进行供电；
41.悬浮检测模块30，用于对监测水域内风速、风向、温湿度、溶解氧、氨氮参数进行实时监测，并将信息进行传递至云服务器内进行分析处理；
42.水域监控模块40，安装在飘浮装载体模块10的顶部前侧，用于监测附近水域的情况，并将实时画面信息传递至云服务器内进行分析处理；
43.水下推进模块50，安装在飘浮装载体模块10的底部，用于使飘浮装载体模块10可能在水面前进，并可调节方向；
44.垃圾收集模块60，安装在飘浮装载体模块10的末端，用于对水面上的垃圾进行收集处理，并完成对河水的过滤；
45.信号传输模块80，安装在飘浮装载体模块10顶部，用于将各模块的数据信号通过5g网传输至云服务器内。
46.需要说明的是，在本实施例中，云服务器与远程控制终端相连接，可通过终端远程操控该装置，同时信号传输模块80处安装有常规可编程控制器，该可编程控制器与该系统的各模块电元件均实现电性连接。
47.具体的，请着重参照附图1和附图2以及附图3，飘浮装载体模块10由承载壳体11和两个飘浮气囊12所组成，承载壳体11整体为倒置的u型结构，两个飘浮气囊12安装在承载壳体11的两侧，承载壳体11的顶部为安装板；
48.需要说明的是，在本实施例中，承载壳体11作为载体，可为各系统模块提供安装平台，且通过两个飘浮气囊12可完成在水面上的飘浮，配合其他模块完成水面移动和垃圾收集。
49.进一步的，承载壳体11的顶部两侧均安装有闪光灯带13；
50.需要说明的是，在本实施例中，闪光灯带13可在电力充足时，处于闪烁状态，便于周围人更好的观察到该装置，便于在回收该装置时，可快速确认位置，同时可在闪光灯带13附近安装gps定位器，便于传输该装置的准确位置至远程控制终端处，便于后续回收和清理垃圾收集模块60。
51.进一步的，能源收集存储模块20包括有太阳能板21和蓄电池22，太阳能板21斜向设置在承载壳体11的顶部，蓄电池22安装在太阳能板21内部的承载壳体11上，太阳能板21与蓄电池22实现电性连接；
52.需要说明的是，在本实施例中，太阳能板21可将太阳能转化为电能，之后再将电能储存至蓄电池22内，蓄电池22与该系统的其他电元件实现电连接，从而完成其他电元件的供电运作，而太阳能十分环保，可节约能源消耗，降低使用成本。
53.进一步的，悬浮检测模块30包括有风速传感器、溶解氧传感器、温湿度传感器、氨氮传感器；
54.需要说明的是，在本实施例中，通过悬浮检测模块30可对监测水域的风速、风向、温湿度、溶解氧、氨氮等参数实时监测，并将该数据传递至云服务器内进行分析处理，方便运维人员进行设备远程运维，建立完整的生态管理体系，保护水体生态环境。
55.进一步的，水域监控模块40为监测摄像头，信号传输模块80为信号发射器；
56.需要说明的是，在本实施例中，监测摄像头可对该系统装置所处的区域水域进行监控，并将画面传递至云服务器，云服务器对监控画面的水面进行分析扫描，并确定垃圾位置，再对水下推进模块50下达移动命令。
57.具体的，请着重参照附图1和附图5，水下推进模块50包括有两个旋转电机53，两个旋转电机53分别安装在承载壳体11的两侧底端内部，两个旋转电机53的输出轴上安装有桨叶框架51，桨叶框架51的内部安装有电控桨叶52；
58.需要说明的是，在本实施例中，旋转电机53可调节桨叶框架51和电控桨叶52的运作方向，从而使该装置朝不同方向区域进行移动，完成对垃圾的收集，而电控桨叶52通过驱动器完成旋转，可起到推动作用。
59.进一步的，两个桨叶框架51的前侧和后侧内部均安装有过滤网54，过滤网54与桨叶框架51固定焊接；
60.需要说明的是，在本实施例中，过滤网54可防止飘浮的杂物或垃圾以及藻类卡入电控桨叶52内，导致电控桨叶52无法转动，进而导致该装置无法移动，无法完成垃圾收集和回收。
61.具体的，请着重参照附图1和附图4以及附图6，垃圾收集模块60包括有除油膜式过滤网袋61，除油膜式过滤网袋61的一端设置有开口，且除油膜式过滤网袋61的开口处顶部和底部均安装有加重杆62；
62.需要说明的是，在本实施例中，除油膜式过滤网袋61不仅可过滤河水和垃圾，使垃圾被除油膜式过滤网袋61收集，河水从除油膜式过滤网袋61内流出，同时可对河水中的油质进行过滤，使河水中的油质被除油膜式过滤网袋61收集，增加水质净化的效果。
63.进一步的，承载壳体11的后端安装有网袋开口调节机构70，网袋开口调节机构70包括有横栏架71，横栏架71与承载壳体11后端固定连接，横栏架71的顶部两侧均安装有电动推杆72，横栏架71的后侧两边均安装有与加重杆62适配的固定夹73，电动推杆72的输出
轴上均安装有与加重杆62适配的活动夹74；
64.需要说明的是，在本实施例中，在该装置进行移动收集垃圾时，电动推杆72处于下放状态，此时两个加重杆62处于最大分开间距，从而使除油膜式过滤网袋61的开口处于最大状态，此时在承载壳体11进行移动时，垃圾会通过承载壳体11中间进入除油膜式过滤网袋61内部进行收集，而当承载壳体11处于禁止状态或需要进行转向移动时，电动推杆72会进行上升，从而带动下端的加重杆62朝上端的加重杆62靠近，从而闭合住除油膜式过滤网袋61的开口，使除油膜式过滤网袋61内的垃圾不会飘出，增加了垃圾收集的有效程度。
65.本发明的具体操作方式如下：
66.水域监控模块40对该系统装置所处的区域水域进行监控，并将画面传递至云服务器，云服务器对监控画面的水面进行分析扫描，并确定垃圾位置，云服务器计算完毕后，可编程控制器对水下推进模块50下达运作命令，此时旋转电机53小幅度转动调节运作方向，电控桨叶52启动，飘浮装载体模块10会朝垃圾所处位置进行移动，当位移至垃圾所处位置后，垃圾从承载壳体11中间进入除油膜式过滤网袋61内部进行收集，垃圾和河水进入除油膜式过滤网袋61内部后，会完成过滤分离，垃圾留在除油膜式过滤网袋61内部，而河水被排出，且由于承载壳体11不断移动，垃圾会朝除油膜式过滤网袋61的后面进行移动，不会飘出除油膜式过滤网袋61外，同时在承载壳体11处于禁止状态或需要进行转向移动时，电动推杆72会进行上升，从而带动下端的加重杆62朝上端的加重杆62靠近，从而闭合住除油膜式过滤网袋61的开口，当收集一定量垃圾后，可通过远程控制终端控制该装置移动至河边，将加重杆62与固定夹73和活动夹74分离，从而完成除油膜式过滤网袋61的拆卸，之后对除油膜式过滤网袋61内的垃圾进行处理即可。
67.上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种自由移动式水面垃圾收集系统，其特征在于，包括：飘浮装载体模块(10)，作为各系统模块的载体，用于飘浮在水面，完成后续水面垃圾收集工作；能源收集存储模块(20)，安装在飘浮装载体模块(10)的顶部，用于对太阳能进行收集并将其转化为电能并储存，用于对其他系统模块进行供电；悬浮检测模块(30)，用于对监测水域内风速、风向、温湿度、溶解氧、氨氮参数进行实时监测，并将信息进行传递至云服务器内进行分析处理；水域监控模块(40)，安装在飘浮装载体模块(10)的顶部前侧，用于监测附近水域的情况，并将实时画面信息传递至云服务器内进行分析处理；水下推进模块(50)，安装在飘浮装载体模块(10)的底部，用于使飘浮装载体模块(10)可能在水面前进，并可调节方向；垃圾收集模块(60)，安装在飘浮装载体模块(10)的末端，用于对水面上的垃圾进行收集处理，并完成对河水的过滤；信号传输模块(80)，安装在飘浮装载体模块(10)顶部，用于将各模块的数据信号通过5g网传输至云服务器内。2.根据权利要求1所述的一种自由移动式水面垃圾收集系统，其特征在于，所述飘浮装载体模块(10)由承载壳体(11)和两个飘浮气囊(12)所组成，所述承载壳体(11)整体为倒置的u型结构，两个所述飘浮气囊(12)安装在承载壳体(11)的两侧，所述承载壳体(11)的顶部为安装板。3.根据权利要求2所述的一种自由移动式水面垃圾收集系统，其特征在于，所述承载壳体(11)的顶部两侧均安装有闪光灯带(13)。4.根据权利要求2所述的一种自由移动式水面垃圾收集系统，其特征在于，所述能源收集存储模块(20)包括有太阳能板(21)和蓄电池(22)，所述太阳能板(21)斜向设置在承载壳体(11)的顶部，所述蓄电池(22)安装在太阳能板(21)内部的承载壳体(11)上，所述太阳能板(21)与蓄电池(22)实现电性连接。5.根据权利要求1所述的一种自由移动式水面垃圾收集系统，其特征在于，所述悬浮检测模块(30)包括有风速传感器、溶解氧传感器、温湿度传感器、氨氮传感器。6.根据权利要求1所述的一种自由移动式水面垃圾收集系统，其特征在于，所述水域监控模块(40)为监测摄像头，所述信号传输模块(80)为信号发射器。7.根据权利要求2所述的一种自由移动式水面垃圾收集系统，其特征在于，所述水下推进模块(50)包括有两个旋转电机(53)，两个所述旋转电机(53)分别安装在承载壳体(11)的两侧底端内部，两个所述旋转电机(53)的输出轴上安装有桨叶框架(51)，所述桨叶框架(51)的内部安装有电控桨叶(52)。8.根据权利要求7所述的一种自由移动式水面垃圾收集系统，其特征在于，两个所述桨叶框架(51)的前侧和后侧内部均安装有过滤网(54)，所述过滤网(54)与桨叶框架(51)固定焊接。9.根据权利要求2所述的一种自由移动式水面垃圾收集系统，其特征在于，所述垃圾收集模块(60)包括有除油膜式过滤网袋(61)，所述除油膜式过滤网袋(61)的一端设置有开口，且所述除油膜式过滤网袋(61)的开口处顶部和底部均安装有加重杆(62)。
10.根据权利要求9所述的一种自由移动式水面垃圾收集系统，其特征在于，所述承载壳体(11)的后端安装有网袋开口调节机构(70)，所述网袋开口调节机构(70)包括有横栏架(71)，所述横栏架(71)与承载壳体(11)后端固定连接，所述横栏架(71)的顶部两侧均安装有电动推杆(72)，所述横栏架(71)的后侧两边均安装有与加重杆(62)适配的固定夹(73)，所述电动推杆(72)的输出轴上均安装有与加重杆(62)适配的活动夹(74)。

技术总结
本发明提供了一种自由移动式水面垃圾收集系统，包括：飘浮装载体模块，能源收集存储模块，悬浮检测模块，水域监控模块，水下推进模块，垃圾收集模块，信号传输模块，本发明通过水域监控模块对水域进行监控检测，判断出垃圾位置后，再通过水下推进模块使飘浮装载体模块位移至垃圾所处位置，将垃圾收入垃圾收集模块内进行分离，可有效对水域进行大面积的垃圾收集工作，提升水面垃圾清理效率和效果；同时通过能源收集存储模块可将太阳能作为该装置的动力来源，极大程度提高环保程度，节约能源的同时保护环境。时保护环境。时保护环境。


技术研发人员：肖凌云 谢雨欣 李凌馨 王梦娇 张丹龙
受保护的技术使用者：安徽信息工程学院
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/6/7