一种水上垃圾回收船的制作方法

1.本技术涉及水上垃圾回收技术领域，更具体地说，涉及一种水上垃圾回收船。


背景技术：

2.随着水面资源的开发利用，水面光伏、渔光互补等得到了发展。但这些水面资源利用由于需要在水面上排布光伏设备等，因此，给水面垃圾清理带来的很大的难度。
3.目前，主要是依据简单机械的周期性工作，通过人工进行垃圾捕捞，这种方式劳动强度大、效率低且存在安全隐患，并且人工打捞技术已经疲于应对日益增加的水面垃圾。
4.综上所述，如何提高垃圾回收效率和安全性，降低垃圾回收的人力消耗，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术的目的是提供一种水上垃圾回收船，用于提高垃圾回收效率和安全性，降低垃圾回收的人力消耗。
6.为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
7.一种水上垃圾回收船，包括遥控装置、船体，还包括：
8.设置在所述船体上，用于接收所述遥控装置的遥控信号的控制舱；
9.设置在所述船体上，用于在所述控制舱控制下提供动力，以使所述船体进行运动的动力装置；
10.设置在所述船体上，用于对垃圾进行捕捞的捕捞机构；
11.设置在所述船体上，且与所述捕捞机构相连，用于对所述捕捞机构捕捞的垃圾进行储存的垃圾储存舱。
12.优选的，所述动力装置包括搭载在所述船体上的支架、设置在所述支架内的防水无刷电机、与所述防水无刷电机相连且设置在所述船体外侧的螺旋桨叶；所述防水无刷电机与所述控制舱中包含的电机驱动板相连；
13.所述动力装置包括还包括设置在所述船体外侧且对称布置的叶轮、设置在所述船体内且与所述叶轮一一对应的直流电动机；所述直流电动机与所述控制舱中包含的电机驱动板相连。
14.优选的，所述船体包括船体框架、对称安装在所述船体框架两侧的浮箱。
15.优选的，所述浮箱两端为v字型结构。
16.优选的，所述捕捞机构包括垃圾收集机构、与所述垃圾收集机构及所述垃圾储存舱相连的传动带。
17.优选的，所述垃圾收集机构包括转轴、设置在所述转轴上的多个轮齿。
18.优选的，还包括：
19.设置在所述船体上，且与所述控制舱相连的第一电源；其中，所述第一电源包括太阳能板、与所述太阳能板相连的充电组件。
20.优选的，所述遥控装置中设置有第二电源、遥杆、与所述第二电源及所述摇杆相连的主控制器、与所述主控制器相连的第一无线传输组件；
21.所述控制舱中设置有第二无线传输组件、与所述第二无线传输组件及所述第一电源相连的从控制器、与所述从控制器相连的电机驱动板。
22.优选的，还包括与所述第一电源相连的稳压组件。
23.优选的，所述垃圾储存舱的开口面设置有单向开关门。
24.本技术提供了一种水上垃圾回收船，包括遥控装置、船体，还包括：设置在船体上，用于接收遥控装置的遥控信号的控制舱；设置在船体上，用于在控制舱控制下提供动力，以使船体进行运动的动力装置；设置在船体上，用于对垃圾进行捕捞的捕捞机构；设置在船体上，且与捕捞机构相连，用于对捕捞机构捕捞的垃圾进行储存的垃圾储存舱。
25.本技术公开的上述技术方案，所设置的水上垃圾回收船包括供人工使用的遥控装置，以由人工选择需要清洁的区域并进行垃圾位置的确定，从而便于提高垃圾回收效率，降低垃圾收集的资源消耗。水上垃圾回收船还包括船体及设置在船体上的控制舱、动力装置、捕捞机构和垃圾储存舱。人工可以通过操纵遥控装置来向船体上的控制舱发送遥控信号，然后，控制舱可以根据遥控信号来对动力装置进行控制，以使得船体进行运动，具体可在人工操纵遥控装置下使得船体到达水面垃圾位置处。在船体到达水面垃圾位置时可以通过操纵遥控装置来使控制舱控制捕捞机构对垃圾进行捕捞，并由捕捞机构将捕捞到的垃圾传输至垃圾储存舱进行储存，从而实现对水面垃圾的回收。通过本技术所提供的水上垃圾回收船进行垃圾捕捞和回收时只需人工操纵遥控装置，然后由水上垃圾回收船中的控制舱自动控制船体进行运动和垃圾回收即可，而无需由人工进行垃圾捕捞，因此，可以降低垃圾回收过程中的人力消耗，提高垃圾回收效率，且可以提高垃圾回收的安全性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
27.图1为本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船的结构示意图；
28.图2为本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船的工作原理图；
29.图3为本技术实施例提供的其中一视角的动力装置示意图；
30.图4为本技术实施例提供的另一视角的动力装置示意图；
31.图5为本技术实施例提供的船体的结构示意图；
32.图6为本技术实施例提供的另一种水上垃圾回收船的工作原理图；
33.图7为本技术实施例提供的单向开关门的结构示意图。
具体实施方式
34.随着水面资源的开发利用，水面光伏、渔光互补等得到了发展。但这些水面资源利用由于需要在水面上排布光伏设备等，因此，给水面垃圾清理带来的很大的难度。以渔光互补为例，其是利用广阔的水面，在水面上安装光伏来发电，采用光伏面板支架立体布置于水
面上方及沿岸，或者采用漂浮式光伏板在水面上等方式建设。渔光互补光伏设备在水面上的排布给水面垃圾人工清理带来很大难度。
35.对于上述场景中的水面垃圾处理，目前为止还是依据简单机械的周期性工作，通过人力方式对水面上的垃圾进行捕捞和回收，这种垃圾回收方式劳动强度大，效率低，存在安全隐患。
36.为此，本技术提供一种水上垃圾回收船，用于提高垃圾回收效率和安全性，降低垃圾回收的人力消耗。
37.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.参见图1和图2，其中，图1示出了本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船的结构示意图，图2示出了本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船的工作原理图。本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船，可以包括遥控装置1、船体2，还可以包括：
39.设置在船体2上，用于接收遥控装置1的遥控信号的控制舱3；
40.设置在船体2上，用于在控制舱3控制下提供动力，以使船体2进行运动的动力装置4；
41.设置在船体2上，用于对垃圾进行捕捞的捕捞机构5；
42.设置在船体2上，且与捕捞机构5相连，用于对捕捞机构5捕捞的垃圾进行储存的垃圾储存舱。
43.本技术所提供的水上垃圾回收船可以包括遥控装置1以及船体2，还包括设置在船体2上的控制舱3、动力装置4、捕捞机构5及垃圾储存舱。其中，对于船体2而言，为了增强密封性能和美观性，整个船体2外壁可覆盖无毒害的白色防水聚氯乙烯亚光膜，使得装置不被水侵蚀，能够在污染严重的水域中长时间工作。且本技术可以采用2.4g协议的无线遥控方式来进行无线遥控，也即本技术所提供的遥控装置1具体可以为采用2.4g协议的无线遥控方式进行遥控的无线电遥控装置，其可以实现无线操纵和根据人的意愿控制船体2上相应的部件完成相应的操作。另外，本技术中的垃圾储存舱的长度可以为 500mm，宽度可以为380mm，高度可以为300mm，则垃圾储存舱的体积即为 v＝lsh＝500mm*380mm*300mm＝0.057m3。当然，也可以根据实际需要而对垃圾储存舱的尺寸进行调整，本技术对垃圾储存舱的尺寸不做限定。需要说明的是，垃圾储存舱设置在船体2中间，且该垃圾储存舱可与船体2分离，整个垃圾储存舱底部两侧安装有包塑轴承，可以通过船体2上的滚轮滑道将垃圾储存舱固定在船体2内部，并且可以自动滑动。
44.设置在船体2上的控制舱3可以接收遥控装置1所发送的遥控信号，并根据遥控信号对船体2上相应的部件进行控制，其中，为了保证控制舱3的安全性及延长控制舱3的使用寿命，则控制舱3可以设置在船体2的顶部，且为了提高控制舱3的防水性，则可以将其形状设置为水平放置的长方体。设置在船体2 上的动力装置4可以在控制舱3的控制下为船体2在水中的运动提供动力，以使得船体2可以在水中进行运动。设置在船体2上的捕捞机构5可以在控制舱3的控制下对水面上的垃圾进行捕捞，并可以将捕捞到的垃圾传输到与之相连的垃圾储存舱，由垃圾储存舱对垃圾进行储存。其中，水上垃圾回收船的工作过程大致可以
为：人工确定垃圾位置处并对遥控装置1进行操纵，以使得遥控装置1向控制舱3发送与船体2运动对应的遥控信号，然后，控制舱3可以控制动力装置4提供动力，以使得船体2进行运动，并使得船体2运动到垃圾位置处。在船体2到达垃圾位置处之后，人工可以通过操纵遥控装置1而向控制舱3发送与捕捞动作对应的遥控信号，控制舱3则控制设置在船体2上的捕捞机构5对垃圾进行捕捞，并将捕捞到的垃圾发送至垃圾储存舱进行储存。其中，由于水面垃圾的分布通常较为分散，位置变化较大，采用人工遥控的方式则可以实现人为选择需要清洁的区域，使操作过程更为高效，并可以节省大量能源。
45.其中，在采用2.4g协议的无线遥控方式来进行无线遥控时，遥控装置1可以定义不同的状态对应不同的字符常量，具体来讲：w代表前进；e代表后退； r代表左转；右快坐满t代表右转；o代表捕捞动作；p代表捕捞机构5恢复初始状态。在进行无线遥控时，由人工通过操纵遥控装置1设置不同的状态，遥控装置1将读取到的状态转换为字符常量，并发送至船体2上的控制舱3，控制舱3进行识别处理，按照已经定义的相应器件及控制舱3的引脚执行作业中对应的动作。具体而言，本技术所提供的水上垃圾回收船在水面寻找并捕捞垃圾的控制过程具体如下：船体2由初始状态出发后向前行进，在行进的过程中由操作者判断是否偏离了航线，如果没有偏离，则动力装置4快速推进船体2 运动；如果偏离，则通过遥控装置1降低动力装置4的转速，并控制动力装置4 带动船体2进行转向，进而调整前进方向，如此循环，直至到达水面垃圾处，进行垃圾的捕捞和收集。需要说明的是，本技术所提供的水上垃圾回收船不仅可以进行水面垃圾的清理，还可以收集水草等浮生植物，即本技术所提供的水上垃圾回收船的清理对象较为广泛。
46.通过上述过程可知，在利用本技术提供的水上垃圾回收船进行垃圾回收时，只需人工操纵遥控装置1，然后，由船体2上的控制舱3通过控制动力装置 4来使得船体2进行运动，并通过控制捕捞机构5来进行垃圾回收和储存，而无需由人工进行垃圾捕捞，因此，可以降低垃圾回收过程中的消耗，提高垃圾回收效率及垃圾回收的安全性。
47.本技术公开的上述技术方案，所设置的水上垃圾回收船包括供人工使用的遥控装置，以由人工选择需要清洁的区域并进行垃圾位置的确定，从而便于提高垃圾回收效率，降低垃圾收集的资源消耗。水上垃圾回收船还包括船体及设置在船体上的控制舱、动力装置、捕捞机构和垃圾储存舱。人工可以通过操纵遥控装置来向船体上的控制舱发送遥控信号，然后，控制舱可以根据遥控信号来对动力装置进行控制，以使得船体进行运动，具体可在人工操纵遥控装置下使得船体到达水面垃圾位置处。在船体到达水面垃圾位置时可以通过操纵遥控装置来使控制舱控制捕捞机构对垃圾进行捕捞，并由捕捞机构将捕捞到的垃圾传输至垃圾储存舱进行储存，从而实现对水面垃圾的回收。通过本技术所提供的水上垃圾回收船进行垃圾捕捞和回收时只需人工操纵遥控装置，然后由水上垃圾回收船中的控制舱自动控制船体进行运动和垃圾回收即可，而无需由人工进行垃圾捕捞，因此，可以降低垃圾回收过程中的人力消耗，提高垃圾回收效率，且可以提高垃圾回收的安全性。
48.参见图3和图4，其中，图3示出了本技术实施例提供的其中一视角的动力装置示意图，图4示出了本技术实施例提供的另一视角的动力装置示意图。本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船，动力装置4可以包括搭载在船体2上的支架、设置在支架内的防水无刷电机、与防水无刷电机相连且设置在船体2 外侧的螺旋桨叶；防水无刷电机与控制舱3中包含的电机驱动板相连；
49.动力装置4可以包括还可以包括设置在船体2外侧且对称布置的叶轮、设置在船体2内且与叶轮一一对应的直流电动机；直流电动机与控制舱3中包含的电机驱动板相连。
50.在本技术中，为了在解决避免水草缠绕问题的同时保持行进时的驱动力和精确的转向控制，水上垃圾回收船采用叶轮和螺旋桨叶两套推进系统组成双动力装置。
51.具体地，本技术所提供的动力装置4包括搭载在船体2上的支架(具体可以在船体2两侧搭载一副支架)，并在支架内部放置防水无刷电机，且防水无刷电机可以与设置在船体2外侧的螺旋桨叶相连，以通过防水无刷电机带动螺旋桨叶进行运动。其中，螺旋桨叶与防水无刷电机一一对应，螺旋桨叶的个数就是正常驱动个数即可，且螺旋桨叶具体可以为四翼螺旋桨叶，当然，也可以为其他结构的螺旋桨叶。另外，防水无刷电机还与控制舱3中所包含的电机驱动板连接。在进行作业时，遥控装置1通过控制电机驱动板改变防水无刷电机的速度来提供前行的动力。
52.另外，本技术所提供的动力装置4还包括设置在船体2外侧且对称布置的叶轮，其中，叶轮的个数具体可以为4，也即4个叶轮对称布置在船体2的外侧，当然，也可以根据需求而对叶轮的个数进行调整。并且可以在船体2内部设置与叶轮一一对应的直流电动机(直流电动机对称放置)，且直流电动机与控制舱3中包含的电机驱动板相连，以通过电机驱动板来驱动叶轮进行工作。作业时，遥控装置1通过控制电机驱动板来控制直流电动机的转速，从而达到向前或向后转。当船体2向左转时，可以通过遥控装置1控制电机驱动板，以使右侧叶轮转速大于左侧叶轮转速从而达到左转的目的。
53.通过上述过程可知，本技术利用螺旋桨叶和叶轮组成双动力装置，以保障船体2能够正常工作的同时避免水草缠绕，且可以通过双动力装置实现精准控制。在水草较多的区域作业时或需要精确转向时，只使用叶轮进行水面驱动；在无水草的区域作业或需要快速推进时，则使用螺旋桨叶和叶轮同时驱动的方式。另外，在船体2进行的过程中，如果操作者判断出船体2没有偏离航线，则控制螺旋桨叶和叶轮这两套动力装置4全部开动快速推进；如果偏离航线，则通过遥控装置1降低螺旋桨叶转速，并分别控制各个叶轮的转速进行转向，进而调整前进方向，如此循环，直至到达水面垃圾处。
54.另外，本技术中的防水无刷电机和/或直流电动机还可以与捕捞机构5相连，以利用防水无刷电机和/或直流电动机来对捕捞机构5进行操控，当然，也可以另外设置与捕捞机构5相连的船体负载电机，以通过所设置的船体负载电极来对捕捞机构5进行操控，使得捕捞机构5进行工作。而且在本技术的提供的船体内部还可以设置有与直流电动机一一对应的电机驱动板(具体可以为 l298驱动板)，当经过计算确定垃圾储存舱所储存的垃圾重量超过限定重量时，也即如果出现垃圾承重过限，则可以利用船体内部设置的电机驱动板驱动直流电动机，以利用直流电动机驱动叶轮，从而给船体提供一定的动力，让船体上浮而便于进行垃圾回收。
55.需要说明的是，本技术可以采用12v直流电机(具体防水无刷电机以及直流电动机均可以采用12v直流电机)，当然，也可以采用其他类型的电机，本技术对此不做限定。其中，防水无刷电机和直流电动机可以连接控制舱3中的同一电机驱动板，当然，控制舱3中也可以包含多个电机驱动板，每个电机(包括防水无刷电机以及直流电动机)分别连接一个电机驱动板，以更好地进行控制。另外，具体可以使用l298n作为控制舱3中的电机驱动板(即利用l298n 作为主驱动芯片)，其具有驱动能力强，发热量低，抗干扰能力强的特点，且该模块
使用大容量滤波电容，续流保护二极管，可以提高可靠性。
56.参见图5，其示出了本技术实施例提供的船体的结构示意图。本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船，船体2可以包括船体框架21、对称安装在船体框架21两侧的浮箱22。
57.在本技术中，船体2可采用两侧双浮箱22对称结构，具体地，可以在船体 2所包含的船体框架21的两侧对称安装浮箱22，且两个浮箱22与船体框架21可以通过自攻螺丝连接和固定。通过双浮箱22不仅可以给船体2提供浮力，使得粗汉提能够漂浮在水面，而且可以利用双浮箱22结构形成双体船结构，双体船载重小，船中部形成一条贯通整船的天然流道，为捕捞机构5和垃圾储存舱提供理想的安装位置。当船体2在侧向受风时，双体船比相同受风面积的单体船横向漂移小，船身可利用面积大，便于安装其功能模块。
58.其中，船体框架21可以选用铝型材，浮桶可采用pvc(polyvinyl chloride，聚氯乙烯)管道，且pvc管道是浮力来源。且船体2总长可以为850mm，总宽可以为700mm，总高可以为450mm，相应地，所占空间约为0.27m3。当然，也可以根据需求而对船体2的尺寸进行调整，本技术对此不做限定。
59.另外，在上述结构的基础上，动力装置4所包含的直流电动机具体可以对称设置在浮桶内部的泡沫中，以通过浮桶对直流电动机起到保护的作用，从而保证直流电动机的可靠性和延长直流电动机的使用寿命。另外，船体内部所设置的电机驱动板具体可以对称放置在浮桶内部，以作为一个保险装置，从而在出现垃圾承重过限时，利用浮桶内部的电机驱动板给浮桶提供一定动力，让其上浮。
60.本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船，浮箱22两端为v字型结构。
61.在本技术中，每个浮箱22的两端均为v字型结构，也即浮箱22可以看作是两端为正三棱柱结构、中间为长方体结构构成。通过将浮箱22两端设置为v字型结构可以减小船体2在水中行进的阻力。其中，双浮桶完全入水浮力可以达到6kg，双体船总浮力可达到12kg，有效负重可以在7～8kg之间。当然，也可以根据实际需要而对浮力以及有效负重进行调整，本技术对此不做限定。
62.本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船，捕捞机构5可以包括垃圾收集机构、与垃圾收集机构及垃圾储存舱相连的传动带。
63.在本技术中，捕捞机构5可以包括垃圾收集机构、与垃圾收集机构及垃圾储存舱相连的传动带，也即采用带传动式作为捕捞机构5，其外形如同履带。在进行清理垃圾时不需停下，能连续作业，收集效率高，且带传动式收集方式能够进行较为彻底的清理。另外，可以将传动带收集前端设计为一定坡度向下的斜面，具体地，可以将垃圾收集机构以及与垃圾收集机构相连的前端传动带均设置为预设坡度向下的斜面，通过这种设计使得垃圾收集机构以及传动带收集前端可以插入水中，以更好地将水中的垃圾收集到传动带上并最终被传送到垃圾储存舱，并方便垃圾尽快进入垃圾储存舱，防止垃圾堵塞。
64.另外，需要说明的是，当是防水无刷电机和/或直流电动机对捕捞机构5 进行操控时，则防水无刷电机和/或直流电动机具体可以与垃圾收集机构相连，以对垃圾收集机构的垃圾捕捞进行操控。当是另外设置的船体负载电机与捕捞机构5相连而对捕捞机构5进行操控时，则船体负载电机具体可以与垃圾收集机构相连，以对垃圾收集机构的垃圾捕捞进行操控。
65.本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船，垃圾收集机构可以包括转轴、设置在
转轴上的多个轮齿。
66.在本技术中，垃圾收集机构可以转轴以及设置在转轴上的多个轮齿，其中，轮齿的密度以及轮齿的旋向可以根据实际需要进行改装和设计。另外，轮齿之间的间隙可以不同，以通过间隙不同而多方面的针对不同垃圾进行抓取和分类。
67.本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船，还可以包括：
68.设置在船体2上，且与控制舱3相连的第一电源；其中，第一电源可以包括太阳能板、与太阳能板相连的充电组件。
69.在本技术，还可以在船体2上设置与控制舱3相连的第一电源，以利用第一电源为控制舱3进行供电，从而保证控制舱3控制的可靠性。
70.另外，船体2上所设置的第一电源具体可以包括太阳能板(太阳能电池板具体可以设置在船体2顶部)以及与太阳能板相连的充电组件(具体可以为锂电池、锂离子电池等蓄电池作为充电组件)，以利用充电组件对太阳能板所发电量进行储存，且为控制舱3进行供电，其中，充电组件的容量具体可以为 3200mah，当然，也可以根据实际需要而对充电组件的容量进行调整，本技术对此不做限定。通过利用太阳能板作为第一电源可以实现节能无污染，且可以持续为控制舱3进行供电。
71.在一具体实施例中，本技术具体可以采用12v太阳能电池板通过 cn3791-mppt(maximum power point tracking，最大功率点跟踪)太阳能充电组件给予电机充足电力。在此，本技术采用的是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。光-电直接转换方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光-电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。再通过mppt太阳能充电器从太阳能电池板或其他光伏设备中获取尽可能多的电能，并装入可充电的锂电池中，即可保证电力供应。太阳能最大功率跟踪点(mppt)可确保光强度发生变化以及光伏电池输出最大功率，以充分利用太阳能。当输入电源的电流输出能力降低时，cn3791内部电路能够自动跟踪太阳能板的最大功率点，不需要考虑最坏情况，可最限度地利用太阳能板的输出功率，非常适合利用太阳能板供电的应用，从而做到真正的节能减排。
72.本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船，遥控装置1中设置有第二电源、遥杆、与第二电源及摇杆相连的主控制器、与主控制器相连的第一无线传输组件；
73.控制舱3中设置有第二无线传输组件、与第二无线传输组件及第一电源相连的从控制器、与从控制器相连的电机驱动板。
74.在本技术中，遥控装置1中可以设置有用于为主控制器供电的第二电源、摇杆、与第二电源以及摇杆相连的主控制器、与主控制器相连的第一无线传输组件。具体地，遥控装置1可以选用ps2摇杆扩展板，该摇杆扩展板主要包括arduino控制器(也即遥控装置1中的主控制器具体可以为arduino控制器)、摇杆和apc220无线通信模块(也即遥控装置1中的第一无线传输组件具体可以为apc220无线通信模块)，具体可以参见图6，其示出了本技术实施例提供的另一种水上垃圾回收船的工作原理图。主控制器定义ps2遥感扩展板的引脚，对遥感范围进行划分，不同的状态对应不同的字符常量，具体来讲：w 代表前进；e代表后退；r代表左转；右快坐满t代表右转；o代表捕捞动作； p代表捕捞机构5恢复初始状态。
75.另外，在本技术中，控制舱3具体可以包括第二无线传输组件、与第二无线传输组件及第一电源相连的从控制器、与从控制器相连的电机驱动板，其中，电机驱动板还与动力装置4中相应的电机相连。另外，控制舱3中还可以包括电子调速模块，以用于控制船体2速度。需要说明的是，在遥控装置1选用ps2摇杆扩展板的基础上，则控制舱3可以选用arduinouno模块作为从控制器，利用apc220无线通信模块作为第二无线传输组件，以利用apc220无线通信模块完成遥控装置1中的主控制器与控制舱3中的从控制器之间的无线通信。具体地，可以利用apc220无线通信模块接收到指令协议和遥控装置1无线通信，以叶轮的直流电动机控制为例，则采用l298电机驱动板驱动叶轮的直流电动机，通过pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)调速模块 (即上述提及的电子调速模块)控制直流电动机旋转速度，完成船前进和转弯等行进动作的控制(其中，螺旋桨叶的防水无刷电机的控制与叶轮的直流电动机的上述控制过程相同)。将遥控装置1的控制器定义为主控制器，船的控制器定义为从控制器，采用apc220无线通信模块完成2个主从arduino控制单元之间的无线通信。在进行实际工作中，遥控装置1将读取到的遥感状态转换为字符常量，通过第一无线传输组件发送到第二无线传输组件，并通过第二无线传输组件传输至从控制器，从控制器进行识别处理，按照已经定义的电机及控制舱3的引脚执行作业中的对应动作。
76.其中，apc220无线通信模块是目前比较流行的无线通信模块之一，有了它，可以脱离繁杂的连线传输数据，使方案更加智能化，更具趣味性。apc220 无线通信模块是高度集成半双工微功率无线数据传输模块，其嵌入高速单片机和高性能射频芯片。创新的采用高效的循环交织纠检错编码，抗干扰和灵敏度都大大提高，最大可以纠24bits连续突发错误，达到业内的领先水平。 apc220无线通信模块提供了多个频道的选择，能够透明传输任何大小的数据，而用户无须编写复杂的设置与传输程序，并提供uart(universalasynchronous receiver/transmitter，通用异步收发传输器)/ttl(transistortransistor logic，晶体管-晶体管逻辑)接口。同时小体积，宽电压运行，较远传输距离，丰富便捷的软件编程设置功能，使apc220模块能够应用与非常广泛的领域。
77.本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船，还可以包括与第一电源相连的稳压组件。
78.在本技术中，为了防止突然接入12v的电源而导致电路损坏，则可以在船体2上设置与第一电源相连的稳压组件，以利用稳压组件对第一电源所提供的电压起到稳压作用，从而向设备提供稳压的电压，确保设备正常运行。
79.本技术实施例提供的一种水上垃圾回收船，垃圾储存舱的开口面设置有单向开关门。
80.在本技术中，垃圾储存舱具体可以由4根长度分别为30cm、40cm、50cm 的条形管构成，也即由12根条形管构成长方体结构，且条形管具体可以为铝型材。在长方体结构中，除开口面外，其余5个面均可由网孔塑料封闭，且开口面可以设置单向开关门，具体可以参见图7，其示出了本技术实施例提供的单向开关门的结构示意图。单向开关门可以在垃圾储存舱储存的垃圾重量达到重量峰值时关闭，停止工作，以避免对垃圾储存舱超重而对船体2造成影响等。
81.另外，本技术可以对水上垃圾回收船的排水量及吃水深度进行计算：
82.船的排水量是用来表示船尺度大小的重要指标，船的排水量的计算也是为计算船
在一定载重条件下的最大吃水深度做准备的。船的排水量又可分为轻排水量，重排水量和实际排水量。
83.(一)轻排水量(lightdisplacement)，又称空船排水量，是船舶本身加上船员和必要的给养物品三者重量的总和，是船舶最小限度的重量。
84.(二)重排水量(fullloaddisplacement)，又称满载排水量，是船舶载客，载货后吃水达到最高载重线时的重量，即船舶最大限度的重量。
85.(三)实际排水量(actualdisplacement)，是船舶每个航次载货后实际的排水量。
86.在设计该水上垃圾回收船时，重点考虑的就是该船在满载的情况下，最大的排水量是多少，从而计算出此时的最大吃水深度，进而来判断船体的高度设计是否合适。故在这里要研究的就是该船的重排水量。
87.由前述计算估算出船体的体积v≈0.27m3。
88.船是由浮箱，铝型材，打印件，电路材料，塑料板组成。
89.其中，
①
浮箱为完全相同的两个，两侧的浮箱形状为v字型，即每一根浮箱有长方体与正三棱柱体构成，长方体长60cm，宽15cm，高12cm，三棱柱底边长15cm，高度12cm。故体积v＝0.6
×
0.15
×
0.12+1/2
×
0.15
×
0.12
×
0.12＝1.188
ꢀ×
10-2m3，质量m＝ρ*v≈1.188
×
10-2
×1×
102＝1.188kg。
90.②
铝型材有12根，其中长度为30cm、40cm、50cm的分别4根，每根铝型材底面积为188.37mm2，故总体积v＝1.8837
×
10-4m2
×4×
(0.3+0.4+0.5)＝9.04
ꢀ×
10-4m3，铝的密度为2.7
×
103kg/m3，所以铝型材质量为m＝ρ*v＝2.7
×ꢀ
103kg/m3
×
9.04
×
10-4m3＝2.4408kg。
91.③
打印件约0.5kg。
92.④
电路材料约0.5kg。
93.⑤
塑料板总共有5块，各边面积为93980mm2
×
2、45936mm2、44440mm2、101000mm2，每块厚度均为5mm,故体积为v＝9.398
×
10-2m2
×5×
10-3m
×ꢀ
2+4.444
×
10-2m2
×5×
10-3m+4.5936
×
10-2m2
×5×
10-3m+0.101
×5×
10-3m ≈1.90
×
10-3m3，其中ρ＝1.3
×
103kg/m3，故质量m＝ρv＝1.3
×
103kg/m3
×
1.90
ꢀ×
10-3m3＝2.47kg。
94.故船体总质量m≈
①
+
②
+
③
+
④
+
⑤
＝1.188+2.4408+0.5+0.5+2.47≈7kg。
95.重排水量的计算：
96.船在满载时的总质量m总＝m船+m垃圾，其中船体的重量约为7kg，所能存储的垃圾的最大重量约为1kg，故总质量m总≈8kg。由公式ρ水gv＝g船＝mg(其中ρ水＝1*103kg/m3，g＝9.8m/s2)可得v排＝m总g/gρ水＝8*9.8/(9.8*1*103)＝8
×
10-3m3，该船的重排水量为ρv＝1x103
×8×
10-3＝8kg。
97.最大吃水深度的计算：
98.该船的面积由数学公式可得a≈0.595m，由公式v＝ah可得船的最大吃水深度为h吃＝v/a＝8
×
10-3/0.595≈23.45mm，该船的最大吃水深度为23.45mm，而浮箱的高度为120mm，故船体的高度满足需求。
99.需要说明的是，上述仅是一个实施例来对水上垃圾回收船的排水量及吃水深度进行计算，并不对水上垃圾回收船的尺寸进行限定，在实际应用中还可以根据实际需要而对水上垃圾回收船的尺寸进行调整。
100.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本技术实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
101.对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种水上垃圾回收船，其特征在于，包括遥控装置、船体，还包括：设置在所述船体上，用于接收所述遥控装置的遥控信号的控制舱；设置在所述船体上，用于在所述控制舱控制下提供动力，以使所述船体进行运动的动力装置；设置在所述船体上，用于对垃圾进行捕捞的捕捞机构；设置在所述船体上，且与所述捕捞机构相连，用于对所述捕捞机构捕捞的垃圾进行储存的垃圾储存舱。2.根据权利要求1所述的水上垃圾回收船，其特征在于，所述动力装置包括搭载在所述船体上的支架、设置在所述支架内的防水无刷电机、与所述防水无刷电机相连且设置在所述船体外侧的螺旋桨叶；所述防水无刷电机与所述控制舱中包含的电机驱动板相连；所述动力装置包括还包括设置在所述船体外侧且对称布置的叶轮、设置在所述船体内且与所述叶轮一一对应的直流电动机；所述直流电动机与所述控制舱中包含的电机驱动板相连。3.根据权利要求1所述的水上垃圾回收船，其特征在于，所述船体包括船体框架、对称安装在所述船体框架两侧的浮箱。4.根据权利要求3所述的水上垃圾回收船，其特征在于，所述浮箱两端为v字型结构。5.根据权利要求1所述的水上垃圾回收船，其特征在于，所述捕捞机构包括垃圾收集机构、与所述垃圾收集机构及所述垃圾储存舱相连的传动带。6.根据权利要求5所述的水上垃圾回收船，其特征在于，所述垃圾收集机构包括转轴、设置在所述转轴上的多个轮齿。7.根据权利要求1所述的水上垃圾回收船，其特征在于，还包括：设置在所述船体上，且与所述控制舱相连的第一电源；其中，所述第一电源包括太阳能板、与所述太阳能板相连的充电组件。8.根据权利要求7所述的水上垃圾回收船，其特征在于，所述遥控装置中设置有第二电源、遥杆、与所述第二电源及所述摇杆相连的主控制器、与所述主控制器相连的第一无线传输组件；所述控制舱中设置有第二无线传输组件、与所述第二无线传输组件及所述第一电源相连的从控制器、与所述从控制器相连的电机驱动板。9.根据权利要求7所述的水上垃圾回收船，其特征在于，还包括与所述第一电源相连的稳压组件。10.根据权利要求1所述的水上垃圾回收船，其特征在于，所述垃圾储存舱的开口面设置有单向开关门。

技术总结
本申请公开了一种水上垃圾回收船，包括遥控装置、船体，还包括：设置在船体上，用于接收遥控装置的遥控信号的控制舱；设置在船体上，用于在控制舱控制下提供动力，以使船体进行运动的动力装置；设置在船体上，用于对垃圾进行捕捞的捕捞机构；设置在船体上，且与捕捞机构相连，用于对捕捞机构捕捞的垃圾进行储存的垃圾储存舱。本申请公开的上述技术方案，通过本申请所提供的水上垃圾回收船进行垃圾捕捞和回收时只需人工操纵遥控装置，然后由水上垃圾回收船中的控制舱自动控制船体进行运动和垃圾回收即可，而无需由人工进行垃圾捕捞，因此，可以降低垃圾回收过程中的人力消耗，提高垃圾回收效率，且可以提高垃圾回收的安全性。且可以提高垃圾回收的安全性。且可以提高垃圾回收的安全性。


技术研发人员：李昂 潘巧波 何梓瑜 上官炫烁 唐梓彭
受保护的技术使用者：华电电力科学研究院有限公司
技术研发日：2022.06.17
技术公布日：2023/3/20