基于小型水域自动清洁蓄电智能小船

1.本发明涉及水域清洁技术领域，特别是基于小型水域自动清洁蓄电智能小船。


背景技术：

2.水域，是指江河、湖泊、运河、渠道、水库、水塘及其管理范围和水工设施，不包括海域和在耕地上开挖的鱼塘，但由于小型水域随着时间的推移，水面上会漂浮大量的漂浮物垃圾，现有技术中，大多使用人工打捞船对漂浮拉进行打捞操作，人工打捞存在较大的风险和较高的成本，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述问题，设计了基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，解决了现有的背景技术问题。
4.实现上述目的本发明的技术方案为：基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，包括两个船体，两个所述船体内部设置有动力驱动结构，两个所述船体后侧设置有垃圾收集结构，两个所述船体顶部安装有太阳能收集结构，两个所述船体前端分别安装有辅助收集结构；
5.两个所述辅助收集结构，其中一个包含有：横杆、垃圾收集板、竖杆、调节组件、撞击感应器、调节套、导流块、第一驱动件以及刀片；
6.所述调节组件设置于所述船体上侧，所述横杆一端插入到所述船体内部，并与所述调节组件下侧连接，所述垃圾收集板安装于所述横板底部，所述竖杆安装于所述横杆另一端，所述撞击感应器安装于所述竖杆顶部，所述调节套套设于所述竖杆上，所述导流块与所述调节套焊接，所述第一驱动件安装于船体内部，且所述第一驱动件驱动端从船体底部伸出并与所述刀片连接；
7.所述调节组件包含有：开口、圆形槽、若干限位槽、伸缩杆、连接座、限位片以及旋钮；
8.所述开口开设于所述船体前端，所述圆形槽开设于船体顶部，若干所述限位槽开设于所述圆形槽内侧，所述伸缩杆底部贯穿圆形槽底部壁面与所述横杆一端焊接，所述连接座安装于所述伸缩杆顶部，所述限位片安装于所述连接座前端，所述旋钮安装于所述连接座顶部。
9.所述开口以及所述横杆插接处设置有封堵块，且所述调节套上设置有两个螺纹孔，所述调节套通过固定螺栓与所述竖杆连接。
10.所述动力驱动结构包含有：第二驱动件、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、第一转轴、第二转轴、若干输送轮、第一动力叶轮、第三驱动件以及第二动力叶轮；
11.所述第二驱动件安装于两个所述船体其中一个内部，所述第一锥形齿轮与所述第二驱动件驱动端连接，所述第一转轴一端从两个所述船体其中一个一端伸出，另一端伸入到两个所述船体其中另一个内部，所述第二锥形齿轮套设于所述第一转轴上，所述第二转
轴两端分别伸入到两个所述船体内部，若干所述输送轮分别设置于所述第一转轴以及第二转轴上，所述第一动力叶轮与所述第一转轴一端连接，所述第三驱动件安装于两个所述船体中另一个内部，且所述第三驱动件驱动端从船体内部伸出，所述第二动力叶轮与所述第三驱动件驱动端连接。
12.所述第一转轴以及第二转轴均通过两个同步带以及四个同步轮进行连接，且所述第一转轴以及所述第二转轴上的若干输送轮相互交错设置。
13.所述垃圾收集结构包含有：四个固定环、垃圾收集筐、两个插杆以及若干卡接组件；
14.四个所述固定环两两安装在两个船体后侧，两个所述插杆分别安装于所述垃圾收集筐前端连接，且两个所述插杆分别与四个所述固定环插接，若干所述卡接组件分别设置于两个所述插杆内部，且若干所述卡接组件分别与四个所述固定环相互卡接；
15.若干所述卡接组件，其中一个包含有：开槽、移动卡块以及复位弹簧；
16.所述开槽开设于所述插杆内部，所述移动卡块下侧与所述开槽内壁转动连接，所述复位弹簧一端与所述开槽内壁连接，另一端与所述移动卡块一侧连接。
17.太阳能收集结构包含有：旋转固定座、第四驱动件、支架、电动推杆、旋转支点、光伏板以及太阳高度角感应器；
18.所述旋转固定座安装于两个所述船体顶部，所述第四驱动件安装于所述旋转固定座底部，且第四驱动件驱动端贯穿所述旋转固定座与所述支架底部连接，所述电动推杆驱动端安装于所述支架顶部，所述光伏板底部一侧通过旋转支点与所述支架顶部连接，所述光伏板底部另一侧与所述电动推杆输出端顶部铰接，所述太阳高度角感应器安装于所述光伏板顶部。
19.两个所述船体顶部设置有安装有两个锂电池组。
20.两个所述船体之间设置有垃圾通道，且两个船体外侧均覆盖有无锡自抛光防污涂料。
21.所述导流块上开设有若干导流槽。
22.所述垃圾收集筐以及两个垃圾收集板上均设置有若干通孔。
23.利用本发明的技术方案制作的基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，有益效果：
24.1、智能蓄电，动力自给；基于本课题的清理小船集成有蓄电模块，可以利用光能给锂电池组充电，然后用锂电池的电供系统运行，无需外接电源，节能环保；
25.2、光伏板随太阳高度角变化而转动；光伏板上集成有太阳能高度角感应器，实现太阳能光伏板跟随太阳高度角的变化自动调整自身方位α和与地面的倾角θ，始终保持光线垂直照射到太阳能光伏板；
26.3、智能避绕障碍物，垃圾收集板头部安装有撞击感应器，当撞击到硬性障碍物时自动改变方向进行绕避，而且在垃圾收集板中部安装密封的缓冲装置，减小撞击对船体的损伤；
27.4、自动切割缠绕在船体的水草或杂物，船头底部安装有快速旋转的刀叶，用来切割缠绕在船体的水草或杂物，切割掉的水草或杂物漂浮到水面随着垃圾一起沿着垃圾收集通道进入垃圾筐。
附图说明
28.图1为本发明所述基于小型水域自动清洁蓄电智能小船的整体结构示意图。
29.图2为本发明所述基于小型水域自动清洁蓄电智能小船的侧视结构示意图。
30.图3为本发明所述基于小型水域自动清洁蓄电智能小船的仰视结构示意图。
31.图4为本发明所述基于小型水域自动清洁蓄电智能小船的局部放大结构示意图。
32.图5为本发明所述基于小型水域自动清洁蓄电智能小船的工作原理示意图。
33.图6为本发明所述基于小型水域自动清洁蓄电智能小船的局部主视结构示意图。
34.图7为本发明所述基于小型水域自动清洁蓄电智能小船的导流块三维结构示意图。
35.图8为本发明所述基于小型水域自动清洁蓄电智能小船的调节套三维结构示意图。
36.图中：1、船体，2、横杆，3、垃圾收集板，4、竖杆，5、撞击感应器，6、调节套，7、导流块，8、第一驱动件，9、刀片，10、开口，11、圆形槽，12、限位槽，13、伸缩杆，14、连接座，15、限位片，16、旋钮，17、封堵块，18、第二驱动件，19、第一锥形齿轮，20、第二锥形齿轮，21、第一转轴，22、第二转轴，23、输送轮，24、第一动力叶轮，25、第三驱动件，26、第二动力叶轮，27、固定环，28、垃圾收集筐，29、插杆，30、开槽，31、移动卡块，32、复位弹簧，33、旋转固定座，34、第四驱动件，35、支架，36、电动推杆，37、旋转支点，38、光伏板，39、太阳高度角感应器，40、锂电池组，41、垃圾通道，42、导流槽。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-8。
38.通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。
39.实施例：基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，包括两个船体1，两个船体1内部设置有动力驱动结构，两个船体1后侧设置有垃圾收集结构，两个船体1顶部安装有太阳能收集结构，两个船体1前端分别安装有辅助收集结构；
40.根据说明书附图1-8可知，两个辅助收集结构，其中一个由横杆2、垃圾收集板3、竖杆4、调节组件、撞击感应器5、调节套6、导流块7、第一驱动件8以及刀片9组成，其连接关系以及位置关系如下：
41.调节组件设置于船体1上侧，横杆2一端插入到船体1内部，并与调节组件下侧连接，垃圾收集板3安装于横板底部，竖杆4安装于横杆2另一端，撞击感应器5安装于竖杆4顶部，调节套6套设于竖杆4上，导流块7与调节套6焊接，第一驱动件8安装于船体1内部，且第一驱动件8驱动端从船体1底部伸出并与刀片9连接；
42.在具体实施过程中，船体1内部arduino主板为电路母板，并在arduino主板顶部分别设置有传感器模块、蓄电模块以及动力模块，其中传感器模块与撞击传感器存在信号连接，蓄电模块以及动力模块分别与太阳能收集结构以及动力收集结构存在电连接，在使用前，首先操作人员通过调节组件以及横杆2配合，可以对垃圾收集板3角度进行调节，在使用
时，通过动力驱动结构来带动装置进行移动，并在移动过程中，水流会携带垃圾通过两个船体1之间的垃圾通道41进入到垃圾收集结构内部，进行垃圾收集，垃圾收集板3可以起到聚拢的作用，并在船体1在水域水面的移动过程中，部分水面垃圾会暂时吸附到垃圾收集板3前端，并随着船体1的不断运动，导流块7会将船体1移动过程中的水流冲刷在垃圾收集板3表面，进而可以将暂时吸附在垃圾收集板3表面的垃圾移动，若干导流槽42可以增加冲刷效果，并沿垃圾通道41进行移动，最终进入到垃圾收集结构内部进行收集，横杆2内部内置弹簧，可以增加横杆2的缓冲能力，并在撞击感应器5撞击障碍物时，撞击感应器5会接收到撞击信号，并将撞击信号转换为具体电信号传输给arduino微处理系统，arduino微处理系统接收到撞击信号会立即发放调转船头指令来绕避障碍物，第一驱动件8可以带动刀片9进行转动，进而可以切割缠绕在船体1的水草或杂物，切割掉的水草或杂物漂浮到水面随着垃圾一起沿着垃圾通道41进入垃圾筐，防止出现水草影响船体1移动，调节套6用于固定导流块7；
43.根据说明书附图1-8可知，调节组件由开口10、圆形槽11、若干限位槽12、伸缩杆13、连接座14、限位片15以及旋钮16组成，其连接关系以及位置关系如下：
44.开口10开设于船体1前端，圆形槽11开设于船体1顶部，若干限位槽12开设于圆形槽11内侧，伸缩杆13底部贯穿圆形槽11底部壁面与横杆2一端焊接，连接座14安装于伸缩杆13顶部，限位片15安装于连接座14前端，旋钮16安装于连接座14顶部；
45.在具体实施过程中，首先操作人员可以通过旋钮16将连接座14以及限位片15从圆形槽11内部拔出，并转动旋钮16，带动连接座14以及限位片15进行转动，进而可以通过伸缩杆13带动横杆2以及垃圾收集板3进行角度调节，并在调节结束后，按下旋钮16，使连接座14插入到圆形槽11内部，同时限位片15会插入到限位槽12内部，进行固定，并在固定结束后，将封堵块17插入到开口10内部，防止船体1在移动过程中，水会通过开口10进入到船体1内部。
46.根据说明书附图1-8可知，动力驱动结构由第二驱动件18、第一锥形齿轮19、第二锥形齿轮20、第一转轴21、第二转轴22、若干输送轮23、第一动力叶轮24、第三驱动件25以及第二动力叶轮26组成，其连接关系以及位置关系如下：
47.第二驱动件18安装于两个船体1其中一个内部，第一锥形齿轮19与第二驱动件18驱动端连接，第一转轴21一端从两个船体1其中一个一端伸出，另一端伸入到两个船体1其中另一个内部，第二锥形齿轮20套设于第一转轴21上，第二转轴22两端分别伸入到两个船体1内部，若干输送轮23分别设置于第一转轴21以及第二转轴22上，第一动力叶轮24与第一转轴21一端连接，第三驱动件25安装于两个船体1中另一个内部，且第三驱动件25驱动端从船体1内部伸出，第二动力叶轮26与第三驱动件25驱动端连接；
48.在具体实施过程中，在船体1运行时，控制第二驱动件18运行，可以通过第一锥形齿轮19以及第二锥形齿轮20配合，带动第一转轴21转动，并由于第一转轴21以及第二转轴22均通过两个同步带以及四个同步轮进行连接，进而在第一转轴21转动时，第二转轴22同样可以进行转动，进而可以带动若干输送轮23转动，从而可以辅助在垃圾通道41内部移动的垃圾快速移动到垃圾收集结构内部，且第二驱动件18以及第三驱动件25运行，可以通过第一动力叶轮24以及第二动力叶轮26带动两个船体1进行移动，并在船体1撞击障碍物时，arduino微处理系统会收到撞击信号，并通过控制第二驱动件18以及第三驱动件25来使船
体1原理障碍物。
49.根据说明书附图1-8可知，垃圾收集结构由四个固定环27、垃圾收集筐28、两个插杆29以及若干卡接组件组成，其连接关系以及位置关系如下：
50.四个固定环27两两安装在两个船体1后侧，两个插杆29分别安装于垃圾收集筐28前端连接，且两个插杆29分别与四个固定环27插接，若干卡接组件分别设置于两个插杆29内部，且若干卡接组件分别与四个固定环27相互卡接；
51.在具体实施过程中，垃圾收集筐28整体采用金属材质，且整体设为网状，可以对水中垃圾进行收集，且垃圾收集筐28通过两个插杆29与四个固定环27配合，固定在两个船体1后侧，并在两个插杆29与四个固定环27插接后，若干卡接组件可以增加固定的强度；
52.根据说明书附图1-8可知，若干卡接组件，其中一个由开槽30、移动卡块31以及复位弹簧32组成，其连接关系以及位置关系如下：
53.开槽30开设于插杆29内部，移动卡块31下侧与开槽30内壁转动连接，复位弹簧32一端与开槽30内壁连接，另一端与移动卡块31一侧连接；
54.在具体实施过程中，两个插杆29插入到固定环27内部时，固定环27内壁会对移动卡块31下侧进行挤压，并对复位弹簧32进行挤压，并在移动块不在受到固定环27内壁挤压时，复位弹簧32推动移动卡块31复位，可以使移动卡块31上沿与固定环27下沿相互卡住，进而可以对插杆29进行固定。
55.根据说明书附图1-8可知，太阳能收集结构由旋转固定座33、第四驱动件34、支架35、电动推杆36、旋转支点37、光伏板38以及太阳高度角感应器39组成，其连接关系以及位置关系如下：
56.旋转固定座33安装于两个船体1顶部，第四驱动件34安装于旋转固定座33底部，且第四驱动件34驱动端贯穿旋转固定座33与支架35底部连接，电动推杆36驱动端安装于支架35顶部，光伏板38底部一侧通过旋转支点37与支架35顶部连接，光伏板38底部另一侧与电动推杆36输出端顶部铰接，太阳高度角感应器39安装于光伏板38顶部；
57.旋转固定座33上设置支架35，电动推杆36以及第四驱动件34配合太阳高度角感应器39，可以使光伏板38随着太阳光高度角的变化自动调整自身的方位α和与倾角θ，尽可能多的让太阳能光线垂直照射到太阳能光伏板38，而后通过光伏板38将光能转换为电能给锂电池组40充电，进行能源储存，且α∈0
°
～360
°
，θ∈0
°
～80
°
，进而即使在阴天或晚上，本智能垃圾清理小船仍可以用锂电池组40中储存的电能前进收集垃圾，使用十分方便，不受天气因素的影响。
58.上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，包括两个船体，其特征在于，两个所述船体内部设置有动力驱动结构，两个所述船体后侧设置有垃圾收集结构，两个所述船体顶部安装有太阳能收集结构，两个所述船体前端分别安装有辅助收集结构；两个所述辅助收集结构，其中一个包含有：横杆、垃圾收集板、竖杆、调节组件、撞击感应器、调节套、导流块、第一驱动件以及刀片；所述调节组件设置于所述船体上侧，所述横杆一端插入到所述船体内部，并与所述调节组件下侧连接，所述垃圾收集板安装于所述横板底部，所述竖杆安装于所述横杆另一端，所述撞击感应器安装于所述竖杆顶部，所述调节套套设于所述竖杆上，所述导流块与所述调节套焊接，所述第一驱动件安装于船体内部，且所述第一驱动件驱动端从船体底部伸出并与所述刀片连接；所述调节组件包含有：开口、圆形槽、若干限位槽、伸缩杆、连接座、限位片以及旋钮；所述开口开设于所述船体前端，所述圆形槽开设于船体顶部，若干所述限位槽开设于所述圆形槽内侧，所述伸缩杆底部贯穿圆形槽底部壁面与所述横杆一端焊接，所述连接座安装于所述伸缩杆顶部，所述限位片安装于所述连接座前端，所述旋钮安装于所述连接座顶部。2.根据权利要求1所述的基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，其特征在于，所述开口以及所述横杆插接处设置有封堵块，且所述调节套上设置有两个螺纹孔，所述调节套通过固定螺栓与所述竖杆连接。3.根据权利要求1所述的基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，其特征在于，所述动力驱动结构包含有：第二驱动件、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、第一转轴、第二转轴、若干输送轮、第一动力叶轮、第三驱动件以及第二动力叶轮；所述第二驱动件安装于两个所述船体其中一个内部，所述第一锥形齿轮与所述第二驱动件驱动端连接，所述第一转轴一端从两个所述船体其中一个一端伸出，另一端伸入到两个所述船体其中另一个内部，所述第二锥形齿轮套设于所述第一转轴上，所述第二转轴两端分别伸入到两个所述船体内部，若干所述输送轮分别设置于所述第一转轴以及第二转轴上，所述第一动力叶轮与所述第一转轴一端连接，所述第三驱动件安装于两个所述船体中另一个内部，且所述第三驱动件驱动端从船体内部伸出，所述第二动力叶轮与所述第三驱动件驱动端连接。4.根据权利要求3所述的基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，其特征在于，所述第一转轴以及第二转轴均通过两个同步带以及四个同步轮进行连接，且所述第一转轴以及所述第二转轴上的若干输送轮相互交错设置。5.根据权利要求1所述的基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，其特征在于，所述垃圾收集结构包含有：四个固定环、垃圾收集筐、两个插杆以及若干卡接组件；四个所述固定环两两安装在两个船体后侧，两个所述插杆分别安装于所述垃圾收集筐前端连接，且两个所述插杆分别与四个所述固定环插接，若干所述卡接组件分别设置于两个所述插杆内部，且若干所述卡接组件分别与四个所述固定环相互卡接；若干所述卡接组件，其中一个包含有：开槽、移动卡块以及复位弹簧；所述开槽开设于所述插杆内部，所述移动卡块下侧与所述开槽内壁转动连接，所述复位弹簧一端与所述开槽内壁连接，另一端与所述移动卡块一侧连接。
6.根据权利要求1所述的基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，其特征在于，太阳能收集结构包含有：旋转固定座、第四驱动件、支架、电动推杆、旋转支点、光伏板以及太阳高度角感应器；所述旋转固定座安装于两个所述船体顶部，所述第四驱动件安装于所述旋转固定座底部，且第四驱动件驱动端贯穿所述旋转固定座与所述支架底部连接，所述电动推杆驱动端安装于所述支架顶部，所述光伏板底部一侧通过旋转支点与所述支架顶部连接，所述光伏板底部另一侧与所述电动推杆输出端顶部铰接，所述太阳高度角感应器安装于所述光伏板顶部。7.根据权利要求1所述的基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，其特征在于，两个所述船体顶部设置有安装有两个锂电池组。8.根据权利要求1所述的基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，其特征在于，两个所述船体之间设置有垃圾通道，且两个船体外侧均覆盖有无锡自抛光防污涂料。9.根据权利要求1所述的基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，其特征在于，所述导流块上开设有若干导流槽。10.根据权利要求5所述的基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，其特征在于，所述垃圾收集筐以及两个垃圾收集板上均设置有若干通孔。

技术总结
本发明公开了基于小型水域自动清洁蓄电智能小船，包括两个船体，其特征在于，两个船体内部设置有动力驱动结构，两个船体后侧设置有垃圾收集结构，两个船体顶部安装有太阳能收集结构，两个船体前端分别安装有辅助收集结构，两个辅助收集结构，其中一个包含有：横杆、垃圾收集板、竖杆、调节组件、撞击感应器、调节套、导流块、第一驱动件以及刀片，本发明的有益效果是，智能蓄电，动力自给；光伏板随太阳高度角变化而转动；智能避绕障碍物；自动切割缠绕在船体的水草或杂物。体的水草或杂物。体的水草或杂物。


技术研发人员：王鹏亮 张红卓 夏永祥 李琼 张鹏飞 段淑萍 裴海瑞
受保护的技术使用者：甘肃机电职业技术学院(甘肃省机械工业学校、甘肃省机械高级技工学校)
技术研发日：2022.09.08
技术公布日：2023/5/11