水域垃圾清理装置及方法

水利;给水;排水工程装置的制造及其处理技术1.本发明涉及一种清理装置及方法，尤其是一种水域垃圾清理装置及方法。背景技术：2.随着工业和社会的快速发展，水体污染的问题日渐突出，越来越多的水面漂浮垃圾则是水体污染的重要体现。水面漂浮垃圾具体是指漂浮在各种水体(湖泊、河道、景观水域等)上层的、恶化水体水质、并对公众造成视觉影响的各种废弃物，其主要包括而向水体中丢弃的各种生活杂物，如食品包装袋、塑料袋、塑料瓶等物品、水面航行的船只抛弃的各类船上用品，如渔网、浮标等物品、由于下雨或刮风等冲刷到水体的地表植被；污染致死的鱼虾、腐烂蔬果等等物体。因此，水面漂浮垃圾可分为有型垃圾和无形垃圾、大垃圾和小垃圾、硬质垃圾和软质垃圾、有机垃圾和无机垃圾等，这些垃圾不予清除会加剧水质污染，影响感官。3.水面漂浮垃圾不仅对水体生态造成严重威胁，破坏生态景观，影响居民用水，由于其往往大量聚集，难以清除，有时甚至会影响河道、水坝的正常运行，给居民的正常工作与生活带来困扰。4.目前，对小型水域水面漂浮物的清理办法主要是采用手持式网兜等传统工具进行清除，存在清理不干净、耗时长、效率低、劳动强度大等弊端。市场上存在的水面垃圾清理设备,往往是大型水域垃圾打捞船，或水面清扫船，其结构复杂、体型庞大、成本高昂，非常不适合在小型水域中使用。因此，针对水面垃圾的复杂多样的特点，如何有效实现水面垃圾的清理，提高清理的便捷性等时目前急需解决的难题。技术实现要素：5.本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种水域垃圾清理装置及方法，其结构紧凑，能有效实现对水面垃圾的清理与分类，提高清理的效率与便捷性，降低清理成本，安全可靠。6.按照本发明提供的技术方案，所述水域垃圾清理装置，包括7.清理主架体，漂浮于待垃圾清理的水域；8.清理动力装置，装配于所述清理主架体内，用于提供清理主架体在水域内运动的动力；9.垃圾清理传送装置，与所述清理主架体适配连接，用于拾取清理主架体所在水域水面上的水面漂浮垃圾，并将所拾取的水面漂浮垃圾输送至分类处理装置；10.分类处理装置，与所述清理主架体适配连接，用于对垃圾清理传送装置输送的水面漂浮垃圾进行类型识别，并根据所识别水面漂浮垃圾的类型，将所述水面漂浮垃圾拨动至清理主架体内相应的垃圾收纳仓内。11.所述垃圾清理传送装置包括呈倾斜分布的清理传送带、若干设置于清理传送带上的拾取支撑机构以及用于驱动清理传送带转动的清理传送带动力机构，所述拾取支撑机构组跟随清理传送带运动；12.清理传送带的第一端位于所述清理传送带第二端的下方，清理传送带的第二端邻近分类处理装置，拾取支撑机构跟随清理传送带运动时，利用一组拾取支撑机构拾取并托住水面漂浮垃圾，直至将所拾取托住的水面漂浮垃圾输送至分类处理装置。13.所述拾取支撑机构包括若干拾取支撑钩，同一拾取支撑机构内的拾取支撑钩在清理传送带上呈平行分布；14.沿清理传送带的第一端指向所述清理传送带第二端的方向运动时，所述拾取支撑钩的内弧面指向所述清理传送带的第二端。15.在清理传送带第二端的上方设置输送定位分离连接板，输送定位分离连接板上设置若干贯通输送定位分离连接板的分离连接板槽；16.输送定位分离连接板上分离连接板槽的数量不少于清理传送带上任一拾取支撑机构内拾取支撑钩的数量，且分离连接板槽允许拾取支撑钩穿过；拾取支撑机构内的拾取支撑钩穿过相应的分离连接板槽时，拾取支撑机构所托住的水面漂浮垃圾通过输送定位分离连接板输送至分类处理装置。17.所述清理传送带包括若干贯通所述清理传送带的带体镂空孔。18.所述分类处理装置包括呈水平分布的分类传送带、用于驱动分类传送带转动的分类传送带动力机构、位于分类传送带上方的垃圾类型识别装置以及用于拨动分类传送带上水面漂浮垃圾的拨动机构；19.通过垃圾类型识别装置获取分类传送带上水面漂浮垃圾的类型，根据垃圾类别识别装置所识别水面漂浮垃圾的类别，控制拨动机构将水面漂浮垃圾拨动至相应的垃圾收纳仓内。20.所述拨动机构包括呈竖直分布的拨动板以及用于驱动拨动板转动的拨动板驱动装置，拨动板的下端邻近分类传送带，通过拨动板将分类传送带上的水面漂浮垃圾拨动至所述分类传送带两侧相应的垃圾收纳仓内。21.所述清理动力装置包括用于控制清理主架体在水域内转向的转向动力机构以及用于提供清理主架体在水域内行走的行走动力机构；22.所述转向动力机构与清理主架体上的喷头适配连接，通过转向动力机构驱动喷头在清理主架体上摆动；行走动力机构抽取清理主架体下方的水经喷头喷出。23.所述行走动力机构包括喷水泵、设置于喷头内的扇叶头以及用于驱动扇叶头在喷头内转动的扇叶转动驱动机构，喷水泵的进液口位于清理主架体的下表面，喷水泵的出液口与喷头对应且连通。24.一种水域垃圾清理方法，利用上述所述的水域垃圾清理装置进行水面漂浮垃圾的清理。25.本发明的优点：利用垃圾清理传送装置拾取清理主架体1所在水域水面上的水面漂浮垃圾，并将所拾取的水面漂浮垃圾输送至分类处理装置；通过分类处理装置对垃圾清理传送装置输送的水面漂浮垃圾进行类型识别，并根据所识别水面漂浮垃圾的类型，将所述水面漂浮垃圾拨动至清理主架体1内相应的垃圾收纳仓内，能有效实现对水面垃圾的清理与分类，提高清理的效率与便捷性，降低清理成本，安全可靠。附图说明26.图1为本发明的立体图。27.图2为本发明的结构示意图。28.图3为本发明的剖视图。29.图4为本发明清理传送带在清理主架体内上的正视图。30.图5为本发明清理动力装置的示意图。31.图6为本发明清理传送带与分类传送带之间配合的示意图。32.附图标记说明：1-清理主架体、2-垃圾第一收纳仓、3-垃圾第二收纳仓、4-清理传送带、5-拾取支撑钩、6-输送定位分离连接板、7-分离连接板槽、8-清理传送带板、9-上顶板、10-拨动板、11-拨动板驱动装置、12-清理传送带电机、13-清理传送从动轴、14-清理传送从动齿轮、15-清理传送主动齿轮、16-分类传送带、17-清理动力装置、18-分类传送带电机、19-带体镂空孔、20-防水舵机、21-舵机连杆、22-扇叶电机、23-喷头、24-喷水泵、25-行走动力座以及26-清理传送主动轴。具体实施方式33.下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。34.如图1、图2和图3所示：为了能有效实现对水面垃圾的清理与分类，提高清理的效率与便捷性，本发明包括35.清理主架体1，漂浮于待垃圾清理的水域；36.清理动力装置18，装配于所述清理主架体1内，用于提供清理主架体1在水域内运动的动力；37.垃圾清理传送装置，与所述清理主架体1适配连接，用于拾取清理主架体1所在水域水面上的水面漂浮垃圾，并将所拾取的水面漂浮垃圾输送至分类处理装置；38.分类处理装置，与所述清理主架体1适配连接，用于对垃圾清理传送装置输送的水面漂浮垃圾进行类型识别，并根据所识别水面漂浮垃圾的类型，将所述水面漂浮垃圾拨动至清理主架体1内相应的垃圾收纳仓内。39.具体地，清理主架体1需采用可漂浮于待垃圾清理水域的材料制成，即在清理水域水面漂浮垃圾时，清理主架体1能漂浮于水域上，起到类似船体的作用。清理动力装置18提供清理主架体1在水域内运动的动力，清理主架体1在水域内的运动包括转向、前进或后退，通过清理动力装置18提供的动力，能驱动清理主架体1运动至所需的区域位置。40.垃圾清理传送装置能跟随清理主架体1在水域内运动，当需要清理水面漂浮垃圾时，通过垃圾清理传送装置拾取清理主架体1所在水域水面上的水面漂浮垃圾，然后将所拾取的水面漂浮垃圾输送至分类处理装置。41.分类处理装置同样能跟随清理主架体1内水域内运动，在垃圾清理传送装置将拾取的水面漂浮垃圾输送至分类处理装置后，通过所述分类处理装置能实现对接收水面漂浮垃圾的类型识别，在识别确定水面漂浮垃圾的类型后，根据所识别水面漂浮垃圾的类型，将所述水面漂浮垃圾拨动至清理主架体1内相应的垃圾收纳仓内。一般地，在清理主架体1内具有至少两个垃圾收纳仓，利用不同的垃圾收纳仓收纳相应分类的水面漂浮垃圾，从而能有效实现对水面垃圾的清理与分类，提高清理的效率与便捷性。42.如图1、图2和图6所示，所述垃圾清理传送装置包括呈倾斜分布的清理传送带4、若干设置于清理传送带4上的拾取支撑机构以及用于驱动清理传送带4转动的清理传送带动力机构，所述拾取支撑机构组跟随清理传送带4运动；43.清理传送带4的第一端位于所述清理传送带4第二端的下方，清理传送带4的第二端邻近分类处理装置，拾取支撑机构跟随清理传送带4运动时，利用一组拾取支撑机构拾取并托住水面漂浮垃圾，直至将所拾取托住的水面漂浮垃圾输送至分类处理装置。44.为了能实现对水面漂浮垃圾的拾取与输送，本发明实施例中，垃圾清理传送装置包括呈倾斜分布的清理传送带4，其中，清理传送带4呈倾斜分布，具体是指清理传送带4的两端不在同一水平高度，具体地，清理传送带4的第二端位于所述清理传送带4第一端的上方，且清理传送带4的第二端邻近分类处理装置。具体工作时，清理传送带4的第一端位于水面下，清理传送带4的第二端位于水面上方。45.通过清理传送带动力机构驱动清理传送带4运动工作时，清理传送带4转动，清理传送带4转动过程中，拾取支撑机构会从水面下方向清理传送带4的第二端方向运动，从而可以拾取水面上的水面漂浮垃圾，并将所拾取的水面漂浮垃圾托住，直至输送至分类处理装置。46.通过拾取支撑机构对所拾取水面漂浮垃圾向分类处理装置输送的托举，避免水面漂浮垃圾的掉落，确保对水面漂浮垃圾输送的可靠性。具体工作时，随着清理传送带4的不断转动输送，利用拾取支撑机构能不断拾取水面漂浮垃圾并输送至分类处理装置上。47.本发明的一种实施例中，清理主架体1可以采用框架结构，具体以能满足漂浮在所在水域为准。在清理主架体1上设置清理传送带板8，所述清理传送带8分布于清理传送带4的两侧。清理传送带动力机构包括清理传送从动轴13、清理传送主动轴26以及用于驱动清理传送主动轴26转动的清理传送带电机12，清理传送从动轴13上设置若干与清理传送带4适配的清理传送从动齿轮14，在清理传送主动轴26上设置若干与所述清理传送带4适配的清理传送主动齿轮15。48.通过清理传送带电机12驱动清理传送主动轴26转动后，通过清理传送主动齿轮15以及清理传送从动齿轮14的转动，能驱动清理传送带4转动。由图3可知，清理传送主动轴26位于清理传送带4的第二端，清理传送从动轴13位于清理传送带4的第一端，清理传送带电机12固定装配于清理主架体1。当然，清理传送主动轴26以及清理传送从动轴13均穿过清理传送带板8，清理传送主动轴26以及清理传送从动轴13能相对所述清理传送带板8转动。49.进一步地，所述拾取支撑机构包括若干拾取支撑钩5，同一拾取支撑机构内的拾取支撑钩5在清理传送带4上呈平行分布；50.沿清理传送带4的第一端指向所述清理传送带4第二端的方向运动时，所述拾取支撑钩5的内弧面指向所述清理传送带4的第二端。51.本发明的一种实施例中，拾取支撑机构可以包括若干拾取支撑钩5，拾取支撑机构内拾取支撑钩5的数量可以根据需要选择，一般与清理传送带4的宽度等相关，以能满足对水面漂浮垃圾的拾取与托举为准。52.同一拾取支撑机构内的拾取支撑钩5相互平行，具体实施时，拾取支撑钩5呈板状，且拾取支撑钩5内侧面呈弧面；拾取支撑钩5的内侧面，具体是指沿清理传送带4的第一端指向所述清理传送带4第二端的方向运动时，拾取支撑钩5邻近分类处理装置的侧面，如图3所示。将拾取支撑钩5的内侧面设置为弧面时，能提高对水面漂浮垃圾托取的稳定性与可靠性。53.如图1、图4和图6所示，所述清理传送带4包括若干贯通所述清理传送带4的带体镂空孔19。由上述说明可知，工作时，清理输送带4会进入清理主架体1所在水域的水面下，为了避免影响清理输送带4的工作，在清理输送带4上设置若干带体镂空孔19，利用带体镂空孔19能快速将水体疏离所述清理输送带4，确保清理输送带4循环工作时的稳定性与可靠性。54.进一步地，在清理传送带4第二端的上方设置输送定位分离连接板6，输送定位分离连接板6上设置若干贯通输送定位分离连接板6的分离连接板槽7；55.输送定位分离连接板6上分离连接板槽7的数量不少于清理传送带4上任一拾取支撑机构内拾取支撑钩5的数量，且分离连接板槽7允许拾取支撑钩5穿过；拾取支撑机构内的拾取支撑钩5穿过相应的分离连接板槽7时，拾取支撑机构所托住的水面漂浮垃圾通过输送定位分离连接板6输送至分类处理装置。56.本发明的一种实施例中，在清理传送带4第二端上方设置一输送定位分离连接板6，输送定位分离连接板6在清理传送带4第二端上方，以不影响清理传送带4的具体工作为准。当然，输送定位分离连接板6也需要与分类处理装置对应。为了能与拾取支撑机构内的拾取支撑钩5配合，在输送定位分离连接板6上设置若干分离连接板槽7，所述分离连接板槽7贯通输送定位分离连接板6，且分离连接板槽7贯通输送定位分离连接板6外侧的端部，以便方便拾取支撑钩5穿过。57.由上述说明可知，通过拾取支撑机构拾取并托住的水面漂浮垃圾后，需要将所述水面漂浮垃圾输送至分类处理装置。通过拾取支撑机构托住水面漂浮垃圾向清理传送带4邻近分类处理装置时，拾取支撑钩5逐渐处于竖直分布状态，此时，托住的水面漂浮垃圾会在自身重力下落在输送定位分离连接板6上，并在惯性作用下运动至分类处理装置上。当水面漂浮垃圾与拾取支撑钩5分离时，拾取支撑钩5穿过分离连接板槽7，并向清理传送带4的第一端方向运动，完成一次水面漂浮垃圾的拾取后输送。58.进一步地，所述分类处理装置包括呈水平分布的分类传送带16、用于驱动分类传送带16转动的分类传送带动力机构、位于分类传送带16上方的垃圾类型识别装置以及用于拨动分类传送带16上水面漂浮垃圾的拨动机构；59.通过垃圾类型识别装置获取分类传送带16上水面漂浮垃圾的类型，根据垃圾类别识别装置所识别水面漂浮垃圾的类别，控制拨动机构将水面漂浮垃圾拨动至相应的垃圾收纳仓内。60.本发明的一种实施例中，清理传送带4将所拾取的水面漂浮垃圾输送至分类处理装置，具体是指所述水面漂浮垃圾通过输送定位分离连接板6过渡分离后位于分类传送带16上，分类传送带16呈水平分布，即通过分类传送带16能实现对水面漂浮垃圾的水平输送。通过分类传送带动力机构能提供分类传送带16运动的动力，分类输送带16对位于所述分类输送带16上水面漂浮垃圾的水平输送方向为向远离清理输送带4第二端的方向输送。图2中示出了分类传送带动力机构采用分类传送带电机18的情况，通过分类传送带电机18驱动分类传送带16的具体工作方式，可以参考清理传送带电机12驱动清理传送带4的具体实施情况说明，此处不再赘述。61.具体实施时，水面漂浮垃圾位于分类传送带16上后，即可实现对所述水面漂浮垃圾进行类型识别，具体对所述水面漂浮垃圾类型识别的方式包括且不限于图像识别的方式。当采用图像识别方式时，垃圾类别识别装置至少包括一图像传感器以及识别处理器，通过图像传感器获取分类传送带16上水面漂浮垃圾的图像，通过识别处理器对水面漂浮垃圾的图像识别处理，以确定所述水面漂浮垃圾的类型。具体确定水面漂浮垃圾的类型可以根据需要选择，如罐状类与非罐状类，或可回收类与不可回收类等类型。确定要识别水面漂浮垃圾的待识别类型后，可采用本技术领域常用的技术手段实现水面漂浮垃圾的类型识别。62.确定水面漂浮垃圾的类型后，通过波动机构可以将分类传送带16上类型识别后的水面漂浮垃圾拨动至相应的垃圾收纳仓内。垃圾收纳仓位于清理主架体1内，清理主架体1内垃圾收纳仓的数量可以根据需要选择，具体以能满足对分类后水面漂浮垃圾的收纳为准。63.进一步地，所述拨动机构包括呈竖直分布的拨动板10以及用于驱动拨动板10转动的拨动板驱动装置11，拨动板10的下端邻近分类传送带16，通过拨动板10将分类传送带16上的水面漂浮垃圾拨动至所述分类传送带16两侧相应的垃圾收纳仓内。64.本发明的一个实施例中，波动机构包括拨动板10，拨动板10呈竖直分布，即拨动板10与分类传送带16的输送面垂直。分类传送带16对水面漂浮垃圾输送至，具体是指输送至拨动板10处，利用拨动板10能对水面漂浮垃圾的输送进行定位与限位，以在确定水面漂浮垃圾的类型后，通过拨动板10将水面漂浮垃圾拨动至相应的垃圾收纳仓内。65.具体实施时，在清理主架体1的上方设置上顶板9，拨动板10位于所述上顶板9下方，在上顶板9上设置拨动板驱动装置11，通过拨动板驱动装置11能驱动拨动板10在上顶板9下方以及分类传送带16上方转动，通过拨动板10的转动，能将分类传送带16上的水面漂浮垃圾拨动至所述分类传送带16两侧相应的垃圾收纳仓内。66.图1和图2中，示出了清理主架体1内设置两个垃圾收纳仓的情况，所述两个垃圾收纳仓分别为垃圾第一收纳仓2以及垃圾第二收纳仓3，垃圾第一收纳仓2与垃圾第二收纳仓3分别位于分类传送带16的两侧，当然，也位于清理传送带4的两侧。当然，在具体实施时，还可以在清理主架体1内设置更多数量的垃圾收纳仓，具体以能满足对垃圾收纳为准。上顶板9通过上顶板支撑柱装配于清理主架体1上，拨动板驱动装置11可以采用现有的驱动形式，如采用电机转动的驱动形式，具体驱动形式可以根据需要选择确定，以能满足拨动板10的转动驱动与转动后复位为准，不再一一举例说明。67.进一步地，所述清理动力装置包括用于控制清理主架体1在水域内转向的转向动力机构以及用于提供清理主架体1在水域内行走的行走动力机构；68.所述转向动力机构与清理主架体1上的喷头23适配连接，通过转向动力机构驱动喷头23在清理主架体1上摆动；行走动力机构抽取清理主架体1下方的水经喷头23喷出。69.本发明的一个实施例中，清理动力装置位于清理主架体1内，清理动力装置包括转向动力机构以及行走动力机构；清理主架体1内的转向，具体是指驱动清理主架体1在水域内向不同的方向，行走动力机构的行走，具体是指向目标方向前进。70.为了能实现转向与行走驱动，在清理主架体1上设置喷头23，喷头23与清理传送带4位于在清理主架体1的两个相应端面。一般地，喷头23可采用柔性等形式，或者，可满足在清理主架体1上摆动的实施形式。喷头23在摆动后，行走动力机构抽取清理主架体1下方的水经喷头23喷出，以实现转向后的行走驱动。71.如图5所示，转向动力机构包括防水舵机20以及与所述防水舵机20的输出轴适配连接的舵机连杆21，舵机连杆21的一端与防水舵机20的一端连接，舵机连杆21的另一端与喷头23连接。通过防水舵机20输出轴的转动，能驱动舵机连杆21的直线运动，利用舵机连杆21的运动，能拉动喷头23，以达到驱动喷头23在清理主架体1上摆动的目的。72.进一步地，所述行走动力机构包括喷水泵24、设置于喷头23内的扇叶头以及用于驱动扇叶头在喷头23内转动的扇叶转动驱动机构，喷水泵24的进液口位于清理主架体1的下表面，喷水泵24的出液口与喷头23对应且连通。73.在工作时，喷头23位于水域内，在喷头23内设置扇叶头，所述扇叶头类似电风扇扇叶转动，通过扇叶转动驱动机构能驱动扇叶头在喷头23内转动。在转动时，喷水泵24通过进液口抽取清理主架体1下方的水，喷水泵24抽取的水通过出液口以及喷头23喷出，利用喷出的水，实现驱动整个清理主架体1在水域内的行走。喷水泵24可以采用现有常用的形式，以能实现具体喷水驱动行走即可。74.具体实施时，扇叶转动驱动机构可以采用扇叶电机22，即采用电机对扇叶头的驱动，当然，也可以采用其他常用的驱动形式，具体可以根据需要选择，以能满足驱动扇叶头的转动为准。扇叶电机22、喷水泵24以及防水舵机20均安装于行走动力座25上，行走动力座25位于清理主架体1内。75.综上，可得到本发明的水面垃圾清理方法，即利用上述所述的水域垃圾清理装置进行水面漂浮垃圾的清理。76.具体实施时，对水面垃圾清理时，利用垃圾清理传送装置拾取清理主架体1所在水域水面上的水面漂浮垃圾，并将所拾取的水面漂浮垃圾输送至分类处理装置；通过分类处理装置对垃圾清理传送装置输送的水面漂浮垃圾进行类型识别，并根据所识别水面漂浮垃圾的类型，将所述水面漂浮垃圾拨动至清理主架体1内相应的垃圾收纳仓内。









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