【CN109853500A】一种水上漂浮物清理装置及其清理方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910204326.9(22)申请日 2019.03.18(71)申请人 南京灵雀智能制造有限公司地址 211000 江苏省南京市江宁区麒麟科技创新园智汇路304号(72)发明人 王晨露 (74)专利代理机构 南京泰普专利代理事务所(普通合伙) 32360代理人 窦贤宇(51)Int.Cl.E02B 15/10(2006.01)E02B 15/04(2006.01)B63B 35/32(2006.01)
(54)发明名称一种水上漂浮物清理装置及其清理方法(57)摘要本发明公开了一种水上漂浮物清理装置及其清理方法，属于环保器械。包括：基础组件、收集组件、清理组件和固定组件四部分。基础组件包括设置船体之间的水流通道，设置在水流通道上过滤筛板，设置在船体的外侧的漂浮栅栏；收集组件包括第一伺服电机，通过传动组件与所述第一伺服电机相连接旋转叶片；清理组件包括与第一伺服电机连接的螺纹滚筒；固定组件包括船体底部的多个收缩式船锚。本发明通过收缩式船锚和固定缆绳将清理装置固定在狭窄的水域，利用该水域水流的流动性，对垃圾进行聚集、收集；或通过牵引船带动收集装置在污染区域进行“S”形往复运动，实现对垃圾进行聚集、收集。解决了
小型水域的漂浮垃圾清理的问题。
权利要求书2页 说明书6页 附图3页CN 109853500 A2019.06.07
CN 109853500
A1.一种水上漂浮物清理装置，其特征在于，包括：基础组件，包括连接板，通过连接板连接在一起的第一船体和第二船体，由所述连接板、第一船体和第二船体之间留有的空间组成的水流通道，设置在所述水流通道上中部和尾部的第一过滤筛板和第二过滤筛板，以及分别设置在所述第一船体和第二船体的外侧且呈“V”字形的漂浮栅栏；收集组件，包括设置在所述第一船体内的第一伺服电机，通过皮带与所述第一伺服电机输出轴相连接且其两端分别通过轴承固定在所述第一船体和第二船体前端的旋转轴，通过相互啮合的齿轮副与所述旋转轴相连接的第一旋转叶和第二旋转叶片；清理组件，包括通过皮带与所述收集组件中的第一伺服电机输出轴连接且设置在所述第一过滤筛板前方的螺纹滚筒，以及设置在所述第二船体上的垃圾回收槽；固定组件，包括分别设置在所述第一船体和第二船体底部的多个收缩式船锚，连接所述收缩式船锚和船体之间的减震弹簧，以及一端与漂浮栅栏相连接、另一端固定于岸边、且其主体漂浮于水面上的固定缆绳。2.根据权利要求1所述的水上漂浮物清理装置，其特征在于，所述齿轮副包括：分别位于所述旋转轴的两端的第一锥齿轮组和第二锥齿轮组，输入端与第一锥齿轮组和第二锥齿轮组输出齿轮固定连接且输出端与所述第一旋转叶和第二旋转叶片相连接的第一传动齿轮组和第二传动齿轮组；其中，第一传动齿轮组的齿轮个数为奇数，第二传动齿轮组为偶数。3.根据权利要求1所述的水上漂浮物清理装置，其特征在于，所述螺纹滚筒包括：滚筒轴、外螺纹部、皮带连接部，端点固定部；皮带连接部通过皮带或齿条与所述第一伺服电机输出轴连接，所述皮带连接部设置滚筒轴一侧，外螺纹部与所述滚筒轴固定连接，且所述外螺纹部为右旋螺纹，其外螺纹由滚筒轴与第一船体连接处延伸至滚筒轴与第二船体连接处，螺纹截面为月牙形，月牙凹槽部朝向所述第二船体一侧，设置在所述端点固定部与所述滚筒轴的另一端固定连接。4.根据权利要求1所述的水上漂浮物清理装置，其特征在于，所述第二过滤筛板上设置有多层吸油海绵片，其中，所述吸油海绵片采用厚度为3～5cm的聚氨酯海绵薄片作为基质，在其表层和过滤孔洞内均覆盖有氧化石墨烯涂层。5.根据权利要求1所述的水上漂浮物清理装置，其特征在于，所述收缩式船锚有伸缩杆和固定装置两部分组成；其中，所述伸缩杆包括：多个同轴套装的活动杆，设置在每组活动杆底部和顶部两侧的三个定滑轮，设置在所述活动杆顶部的收线辊，以及一端固定于最内层活动杆底部、另一端固定于所述收线辊且其主体依次有外至内依次穿过定滑轮的钢丝绳；所述固定装置包括：设置在所述活动杆的底部的电机箱，固定安装在所述电机箱内的第二伺服电机，以及与所述第二伺服电机输出轴相连接的圆锥形钻头。6.根据权利要求1所述的水上漂浮物清理装置，其特征在于，所述清理装置还包括驱动组件；其中驱动组件可以为设置为船体尾部的螺旋推进器，还可以为：设置在所述清理装置前端的控制方向和提供动力的两个牵引船，且所述牵引船与所述漂浮栅栏之间通过固定缆绳连接，且固定缆绳漂浮于水面上。7.根据权利要求1所述的水上漂浮物清理装置，其特征在于，所述清理装置还包括侦查组件；其中，所述侦查组件的主体为四旋翼无人机，还包括：图像收集模块、
图像处理模块、权 利 要 求 书1/2页
2CN 109853500 A
撇渣器工作原理
撇渣器（Slag skimmer）是一种用于从液态金属表面上清除浮渣的设备。其工作原理基于浮
力和表面张力的相互作用。
撇渣器通常由一个具有开口的金属框架和一个可移动的滑板组成。当金属在液态状态下，其
中的杂质和浮渣会浮在金属表面上形成一层薄膜。撇渣器的滑板通常通过机械手或其他装置
放置在浮渣层的上方。
当滑板缓慢地降低到浮渣层的表面时，由于滑板与浮渣之间的接触面积较大，液态金属会通
过表面张力的作用被牵引到滑板上。同时，由于滑板与液态金属之间的接触面积较小，浮渣
则会留在金属表面上。
当滑板上的浮渣达到一定程度后，滑板会被提升或倾斜，使得浮渣从滑板上离开。清理后的
滑板可以再次被放置到金属表面上进行下一次的浮渣清除过程。
撇渣器利用浮力和表面张力的相互作用，通过放置滑板在液态金属表面上，使得浮渣被吸附
到滑板上，从而实现对浮渣的清除。
水上垃圾清理机器人设计
水上垃圾清理机器人设计
发布时间：2021-05-17T07:31:44.148Z 来源：《学习与科普》2021年2期 作者： 季远1 张晶晶2 任明3
[导读] 为解决目前缺少简单方便、高效率、高安全系数的水上垃圾清理设备，提出设计一款水面垃圾清理机器人的思路尤为重要。该模型
能实现清理机器人自动巡航、远程控制的收集模式，节约大量的人力和物力资源，切实解决水域垃圾打捞难题。模型包括机械结构设计、
控制系统设计，通过提出设计产品的设计要求，为进一步机器人的设计提供依据。
季远1 张晶晶2 任明3
杭州职业技术学院 浙江省杭州市 310018
摘要：为解决目前缺少简单方便、高效率、高安全系数的水上垃圾清理设备，提出设计一款水面垃圾清理机器人的思路尤为重要。该
模型能实现清理机器人自动巡航、远程控制的收集模式，节约大量的人力和物力资源，切实解决水域垃圾打捞难题。模型包括机械结构设
计、控制系统设计，通过提出设计产品的设计要求，为进一步机器人的设计提供依据。
1 引言
随着工业和社会的快速发展，我国水体污染问题日渐突出，其中越来越多的水面垃圾则是污染问题的重要体现。尤其是与人们生活息
息相关的城市河道、景观河和水上游乐场等小水域，水面垃圾不仅对水体生态造成严重威胁，破环生态景观，影响居民用水，由于其往往
大量聚集，难以清除，给居民的正常工作与生活带来困扰。
针对现有的水面垃圾清理装置在小型水域中由于体积大，难以灵活工作；多使用柴油机，噪音大同时易产生空气污染；笨重不易运
输，操作人员的安全得不到保障；操作复杂，耗时耗力等缺点，同时针对小型水域深度浅、面积不大、且分布不集中、外观形状不规则等
特点，本论文提出设计一种外形小巧、工作灵活、自动化程度高、能较长时间稳定工作的水面垃圾清理装置的设计思路。
2 机械结构设计要求
（1）设计机器人不仅在小型水域中也可以稳定来回的工作，而且可以在陆地上稳定快速行走。避免同类水面垃圾清理机器人需要人工
【CN209779593U】一种河道环境保护用漂浮物清理装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920400826.5(22)申请日 2019.03.27(73)专利权人 马凤金地址 150046 黑龙江省哈尔滨市香坊区进乡街130号玉翠秀府3栋402室(72)发明人 马凤金 张华一 (74)专利代理机构 北京劲创知识产权代理事务所(普通合伙) 11589代理人 陆滢炎(51)Int.Cl.E02B 15/10(2006.01)
(54)实用新型名称一种河道环境保护用漂浮物清理装置(57)摘要本实用新型公开了一种河道环境保护用漂浮物清理装置，包括拉杆和浮壳，所述拉杆一端设置有防滑套，所述防滑套外围侧壁上设置有防滑条，所述拉杆另一端设置有顶杆，所述顶杆外围设置有所述浮壳，所述顶杆下端两侧焊接有伸缩杆，所述伸缩杆上部设置有伸缩头，所述伸缩头内设置有弹簧。有益效果在于：本实用新型通过设置浮壳，使得装置在河道水面上具有一定的浮力，从而减小了人工的手持用力，节省了人工的劳动强度，通过设置伸缩杆，使得网兜的开口可根据实际需要清理需要进行自动调节，使得装置在一定清理过程中能够收集更多的漂浮物，确
保了漂浮物的清理效率。
权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 209779593 U2019.12.13
CN 209779593
U1.一种河道环境保护用漂浮物清理装置，其特征在于：包括拉杆(7)和浮壳(1)，所述拉杆(7)一端设置有防滑套(6)，所述防滑套(6)外围侧壁上设置有防滑条(5)，所述拉杆(7)另一端设置有顶杆(10)，所述顶杆(10)外围设置有所述浮壳(1)，所述顶杆(10)下端两侧焊接有伸缩杆(3)，所述伸缩杆(3)上部设置有伸缩头(15)，所述伸缩头(15)内设置有弹簧(13)，所述弹簧(13)底端设置有伸缩柄(14)，所述伸缩杆(3)底端设置有底杆(4)，所述顶杆(10)以及所述顶杆(10)上均设置有挂钩(9)，所述浮壳(1)上靠近所述挂钩(9)处设置有通孔(12)，所述浮壳(1)内中部设置有卡固槽(11)，所述浮壳(1)一侧设置有网兜(2)，所述网兜(2)的入口处设置有连接绳(8)。2.根据权利要求1所述的一种河道环境保护用漂浮物清理装置，其特征在于：所述防滑套(6)与所述拉杆(7)通过嵌套的方式相连，所述防滑条(5)与所述防滑套(6)粘接，所述防滑条(5)以及所述防滑套(6)均采用橡胶制成。3.根据权利要求1所述的一种河道环境保护用漂浮物清理装置，其特征在于：所述挂钩(9)与所述顶杆(10)以及所述底杆(4)均为焊接，所述连接绳(8)与所述网兜(2)通过缝制连接，所述网兜(2)通过所述连接绳(8)与所述挂钩(9)相连，所述网兜(2)采用尼龙绳制成，所述网兜(2)采用多孔结构。4.根据权利要求1所述的一种河道环境保护用漂浮物清理装置，其特征在于：所述卡固槽(11)以及所述通孔(12)均成型于所述浮壳(1)上，所述浮壳(1)采用泡沫制成。5.根据权利要求1所述的一种河道环境保护用漂浮物清理装置，其特征在于：所述伸缩杆(3)与顶杆(10)以及所述底杆(4)均为焊接，所述伸缩杆(3)的数量为两个。6.根据权利要求1所述的一种河道环境保护用漂浮物清理装置，其特征在于：所述伸缩头(15)以及所述伸缩柄(14)均成型于所述伸缩杆(3)上，所述底杆(4)、所述顶杆(10)以及所述伸缩杆(3)均采用钢条制成。7.根据权利要求1所述的一种河道环境保护用漂浮物清理装置，其特征在于：所述弹簧(13)与所述伸缩头(15)以及所述伸缩柄(14)均为焊接，
一种船式垃圾收集装置设计
机械与动力工程河南科技HenanScienceandTechnology总第817期第23期2023年12月
收稿日期：2023-05-26基金项目：2022年福建省本科高校教育教学研究重大项目（FBJG20220051）；武夷学院教育教学改革研究项目（TSB202245SC）；国家级大学生创新训练项目（202310397024）。作者简介：杜加福（1999—），男，本科生，研究方向：机械设计制造。通信作者：林权（1980—），男，硕士，副教授，研究方向：机械设计制造。一种船式垃圾收集装置设计杜加福苏光富何晨旭庄忠猛何德强林权（武夷学院，福建武夷山354300）摘要：【目的】针对传统人工打捞和机动船只打捞水面垃圾漂浮物存在效率低、成本高、作业范围有限的问题，研发设计出一种船式垃圾收集装置。【方法】该装置动力部分采用水下电机驱动螺旋桨来实现三自由度运动，传动部分采用链式传动与带式传动互补结合，依靠输送带完成垃圾输送，收集部分采用超声波测距控制结合曲柄摇杆机构来完成垃圾收集清洁工作，并通过太阳能追光模块，为装置实时供能。【结果】经实践检验，该装置成功解决了水环境传统治理方式的缺点，并具有智能化、便捷性、多功能性等特点。【结论】该装置的应用，不仅节约了人力和物力，还提高了工作效率，拓宽了工作范围，为投入实际生产研发奠定坚实基础。关键词：垃圾收集；水面漂浮物；便携式；多功能；智能遥控；节能中图分类号：TH122文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）23-0047-04DOI：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.23.010DesignofaShiplikeGarbageCollectionDeviceDUJiafuSUGuangfuHEChenxuZHUANGZhongmengHEDeqiangLINQuan(WuyiUniversity,Wuyishan354300,China)Abstract:[Purposes]Aimingattheproblemsoflowefficiency,highcostandlimitedoperationscopeoftraditionalmanualsalvageandmotorboatsalvageofsurfacegarbagefloats,ashiplikegarbagecollectiondevicewasdesigned.[Methods]Thepowerpartofthedeviceusesunderwatermotortodrivethepropel⁃lertoachievethreedegreesoffreedommovement,thetransmissionpartuseschaintransmissioncom⁃binedwithbelttransmissioncomplementarycombination,relyingontheconveyorbelttocompletethegarbagetransportation;thecollectionpartusesultrasonicdistancecontrolcombinedwithacrankrockermechanism,tocompletethegarbagecollectionandcleaningwork,andthroughthesolarlighttrackingmodule,real-timeenergysupplyforthedevice.[Findings]Throughpracticetest,thedevicehassuccess⁃fullysolvedtheshortcomingsofthetraditionalwaterenvironmentmanagementmode,andhasthecharac⁃teristicsofintelligence,convenience,multi-functionality.[Conclusions]Thedevicenotonlysavesman⁃powerandmaterialresources,butalsoimprovestheworkefficiency,broadensthescopeofwork,layingasolidfoundationfortheactualproduction,researchanddevelopment.Keywords:garbagecollection;waterfloater;portable;multifunctional;intelligentremotecontrol;energysaving0引言近年来，城市公园水域、乡镇池塘、湖泊、水产养殖场等小型水域的垃圾污染日趋严重，许多景区的人工湖泊、河流、湖海及邻边水域受到矿泉水瓶、枯树叶、塑料袋等水面漂浮垃圾的影响，对水质造·48·第23期杜加福，等.一种船式垃圾收集装置设计成严重破坏，甚至破坏生态平衡，给人民的日常生活带来很大隐患［1-3］。国内外对大型水域水面垃圾收集方式的研究和相关机械产品有很多，但对小型水域的水面垃圾收集装置的研究和开发相对较少［4-7］。本研究研发出一种自适应能力强、便于携带、结构简单、装拆调整方便、工作效率高、控制灵活的水面垃圾收集装置，具有非常重要的现实意义。1船式垃圾收集装置总体结构船式垃圾收集装置总体结构如图1所示，主要由动力部分、传动部分、收集器、动力源及辅助部分构成。动力部分作为动力源，实现船体水下推进器三自由度的运动形式。隔离板辅助部分通过开合动作辅助收集水面漂浮物，从而提高垃圾进入船口速度，提高收集效率。恒温箱体辅助部分主要用于保护装置全部电路。太阳能追光辅助部分将太阳能实时转化为电能，为装置提供能源。传动部分将输送带收集到的水面漂浮物传送至收集器内，完成对水面漂浮物的收集工作。
一种水面垃圾智能清理无人船的设计方案
河南科技
HenanScienceandTechnology机械与动力工程总第800期第6期
2023年3月
一种水面垃圾智能清理无人船的设计方案
伍玲密梅奇铠蔡宏业
（浙江安防职业技术学院，浙江温州325016）
摘要：【目的目的】针对目前水面垃圾清理以人工作业为主、设备原始且效率低、可能破坏水域植
物等问题，本研究提出一种水面垃圾智能清理无人船的设计方案。【方法方法】利用价值与作用分
析方法中的Pieuvre图表法对无人船的设计需求进行分析，并利用CATIAV5软件对无人船的
结构进行三维建模。【结果结果】本研究从无人船的设计需求分析出发，对无人船的机械结构进行
设计，实现无人船的垃圾收集、压缩和打包等主要功能，以及观察、漂浮、避障、动力和控制等
辅助功能。【结论结论】该设计方案具有一定的创新性和可行性，对水面垃圾的自动清理设备的研
发具有一定的工程指导意义。
关键词：无人船；结构设计；自动清理
中图分类号：U664文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）06-0049-04DOI：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.06.009
TheSchemeDesignofUnmannedVesselforIntelligentCleaningof
AquaticGarbage
WULingmiMEIQikaiCAIHongye
(ZhejiangCollegeofSecurityTechnology,Wenzhou325016,China)
Abstract:[Purposes]Aimingattheproblemsofthelowefficiencyofmanualoperationaswellasprimi⁃tiveequipment,andpossibledamagetoaquaticplantsinthecurrentwatersurfacegarbagecleaning,this
水面垃圾自动打捞船的设计（毕业设计）
⽔⾯垃圾⾃动打捞船的设计（毕业设计）
摘要
⽔⾯垃圾⾃动打捞船针对⽔⾯环境污染的问题，主要致⼒于中⼩型湖泊河流等⽔域的固体垃圾清理，如塑料袋、饮料瓶，树枝树叶以及其它易清理的⽔⾯垃圾。实现⽔⾯垃圾清理的机械化与⾃动化，整个打捞过程⽆需⼈⼯参与，安全性⾮常好，效率⼤约是⼈⼯打捞的⼏百倍，⽔⾯越⼤、风浪越⼤效果越显著。
本⽂主要对⽔⾯垃圾⾃动打捞船进⾏了船体结构、动⼒装置、打捞及传输装置、垃圾存储装置以及其他零部件的设计、计算及校核等。分析了⽔⾯垃圾⾃动打捞船需要实现的功能要求，在实际环境背景下，研究了⽔⾯垃圾⾃动打捞船的系统构成及功能、各零部件的的设计⽅法以及系统的实现⽅式。
此设计除了动⼒装置与其他船类⼤体相似，实现打捞和传输的装置以及垃圾存储装置都有⼀定的创新性设计。采⽤链齿轮与链条的传动带动传输带的形式，以及船体前⽅挡板引导装置和叶轮的设计都使得⽔⾯垃圾的收集更加有效率。此外，垃圾存储装置采⽤的是三个可替换式的存储箱，其底部设计为多孔式，使得⽔⾯垃圾的收集更加⽅便，可执⾏性有所加强。
本⽂还附有部分⽔⾯垃圾收集船的结构图，装配图，零件图，以便详细的说明设计过程。
关键字：⽔⾯垃圾⾃动打捞船环境保护结构设计Abstract
An autonomous ship for cleaning the garbage floating on a lake is designed for the water pollution problems,mainly to solid waste on smalland medium sized lakes , rivers and other waters,such as plastic bags,bottles,leaves,twigs,and other surface trash which is easy to clean. Toachieve clean the water garbage mechanized and automatically , the entire salvage process without human intervention , security is very good, efficiency is about hundreds of times than artificial salvage. The greater the surface and more significant storms, the greater the effect is.
二沉池出水堰和浮渣挡板清理装置[实用新型专利]
专利名称：二沉池出水堰和浮渣挡板清理装置
专利类型：实用新型专利
发明人：闫坤鹏
申请号：CN201620913841.6
申请日：20160822
公开号：CN205925090U
公开日：
20170208专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种二沉池出水堰和浮渣挡板清理装置，包括主安装于刮吸泥机行走架上的主支架机构，
包括连接板、长竖杆、短竖杆、横杆、加强杆、弹簧支架、其长竖杆上焊接两个侧冷弯角铁、横杆上
焊接一个上冷弯角铁。侧清理机构安装于侧冷弯角铁上，包括侧薄弹簧钢板、角钢、侧橡胶刮板、侧
压板。上清理机构安装于上冷弯角铁上，包括上薄弹簧钢板、定位螺栓、上支撑板、上橡胶刮板、上
压板、拉力弹簧。内清理机构安装于主支架短竖杆上，包括左右调整螺杆、L型支架、上下调整螺
杆、内冷弯角铁、内壁薄弹簧钢板、内壁刷子、浮渣挡板薄弹簧钢板、浮渣挡板刷子。用于清理出水
堰和浮渣挡板上的青苔和附着物。结构维修简单，保养方便，清理效果好。
申请人：江苏方洋水务有限公司
地址：222000 江苏省连云港市徐圩新区纳潮河以南226省道以西
国籍：CN
代理机构：连云港润知专利代理事务所
代理人：王彦明
更多信息请下载全文后查看