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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 小型水面漂浮垃圾快速打撈裝置
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 針對(duì)水面上的塑料袋瓶、紙屑等漂浮垃圾，設(shè)計(jì)小型水面漂浮垃圾快速打撈裝置。整個(gè)裝置由前導(dǎo)篩、打撈傳送機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、垃圾收集筐、浮筒等組成；打撈裝置在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下前進(jìn)，水面漂浮垃圾涌入前導(dǎo)篩，打撈機(jī)構(gòu)將垃圾撈起并傳送到收集框中，實(shí)現(xiàn)垃圾的打撈與收集，從而節(jié)省人力勞動(dòng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本裝置，針對(duì)水面上的塑料袋瓶、紙屑等漂浮垃圾，設(shè)計(jì)小型水面漂浮垃圾快速打撈裝置。整個(gè)裝置由前導(dǎo)篩、打撈傳送機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、垃圾收集筐、浮筒等組成；打撈裝置在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下前進(jìn)，水面漂浮垃圾涌入前導(dǎo)篩，打撈機(jī)構(gòu)將垃圾撈起并傳送到收集框中，實(shí)現(xiàn)垃圾的打撈與收集，從而節(jié)省人力勞動(dòng)。 1.工作原理 在由電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置前進(jìn)的過程中，水面漂浮垃圾或水生植物大量涌入前導(dǎo)篩中，并不斷地向垃圾打撈與傳送裝置的前滾輪處靠近，同時(shí)電機(jī)帶動(dòng)傳送帶工作，將垃圾收集起，傳送到垃圾收集筐，實(shí)現(xiàn)垃圾的最終打撈與收集，待收集筐裝滿后，遙控將整個(gè)裝置帶回岸邊，由岸上人員將收集筐內(nèi)的垃圾取出，處理。 2.主要部分說明 （1）打撈部分 打撈作業(yè)主要通過電機(jī)帶動(dòng)后滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，后滾筒通過傳送帶帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，借助傳送帶將水中垃圾撈起送入垃圾收集筐中來實(shí)現(xiàn)。傳送帶的張緊程度通過前滾筒左右兩邊的張緊機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)，其中，張緊機(jī)構(gòu)包括撐桿頭、螺桿、螺帽、擋塊、軸承等五部分組成，傳送帶安裝有一排釘子，用于在水面抓取和固定傳送帶上的垃圾，以使垃圾能跟著同步帶一起運(yùn)動(dòng)，最終掉入垃圾收集筐中。 （2）浮力裝置 打撈裝置的船體設(shè)計(jì)成雙體型，整個(gè)裝置的浮力由底板底部的兩個(gè)浮筒提供，兩浮筒通過螺栓固定在裝置底板的下面，工作時(shí)浮筒沉入水中，為整個(gè)裝置提供浮力。 （3）動(dòng)力推進(jìn)裝置 動(dòng)力推進(jìn)采用直流電機(jī)帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)前后推進(jìn)，并配合打舵來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。為了保證電機(jī)不與水接觸，將電機(jī)進(jìn)行一定的密封處理后，連同傳動(dòng)軸、螺旋槳同時(shí)置于水面之下。 （4）運(yùn)動(dòng)與打撈控制模塊 整個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)及打撈裝置的打撈控制都是通過運(yùn)動(dòng)與控制模塊來完成的。運(yùn)動(dòng)與打撈控制模塊由打撈傳動(dòng)電機(jī)控制模塊、推進(jìn)電機(jī)控制模塊及舵片控制模塊等三部分組成。其基本原理是通過遙控器及接收器直接控制起開關(guān)作用的舵機(jī)1、2、3的偏轉(zhuǎn)，將電機(jī)與電源接通或斷開，或者拉動(dòng)舵片使得舵片偏轉(zhuǎn)一定角度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)裝置運(yùn)動(dòng)及打撈的進(jìn)行或停止等功能。舵機(jī)2通過控制其左右兩個(gè)開關(guān)，使得推進(jìn)電機(jī)與電源正向接通或反向接通，可分別實(shí)現(xiàn)裝置的前進(jìn)或后退。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明目的和基本思路： 隨著社會(huì)的進(jìn)步和物質(zhì)文明的高度發(fā)達(dá)，人們的生產(chǎn)生活都有了質(zhì)的飛躍，特別是工業(yè)革命以來，人們的物質(zhì)生活空前提高。但是，與此同時(shí)也帶來了各種各樣的環(huán)境問題，湖泊、河流中隨處可見的垃圾污染，成了亟待解決的問題。本作品針對(duì)小水域或淺水域等地方的水面漂浮垃圾，發(fā)明水面打撈裝置，該裝置小巧、靈活，僅需一個(gè)人在岸上遙控即可方便的操作，改變傳統(tǒng)的人劃小船的作業(yè)方式，安全、高效。 創(chuàng)新點(diǎn)： 本作品針對(duì)湖面或者淺水域河道的漂浮垃圾，設(shè)計(jì)出低成本、高效率的快速打撈裝置，能夠無人駕駛就可以實(shí)現(xiàn)垃圾的快速打撈與收集，外形較小，吃水較淺，工作連續(xù)可靠，工作效率高，采用電動(dòng)力推進(jìn)，無污染，低噪音，由一個(gè)人在岸上即可控制整個(gè)裝置的工作，安全性高，運(yùn)行及維護(hù)成本低。 技術(shù)關(guān)鍵： （1） 要實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)打撈，打撈機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)成為關(guān)鍵，針對(duì)漂浮垃圾的特點(diǎn)（輕、滑等）設(shè)計(jì)出能夠“帶動(dòng)”這些垃圾到達(dá)收集框中的打撈機(jī)構(gòu)是非常重要的。 （2）低能耗設(shè)計(jì)，本作品力求節(jié)能，所以在設(shè)計(jì)控制算法時(shí)考慮在有垃圾和沒有垃圾的水面上，可以有不同的工作方式，在選材上也選用輕質(zhì)材料，減小推進(jìn)器功率的要。 主要技術(shù)指標(biāo)： （1）打撈裝置最大尺寸為1.5×0.8×0.5 m，重量14Kg左右，直航前進(jìn)時(shí)速度為0.8m/s，轉(zhuǎn)彎半徑1m； （2）可實(shí)現(xiàn)湖泊或河道垃圾的快速打撈。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 先進(jìn)性與科學(xué)性： 目前，雖然也有各種水面垃圾清理船，但是它們一般是依靠燃油驅(qū)動(dòng)，存在空氣污染、噪聲污染和油污污染等問題，體積較大、運(yùn)行成本高、能耗大，不容易推廣普及，尤其是在水域范圍較小或較淺的情況下，此裝置成功的解決這些問題，既能夠在水庫等大的水域打撈，也能在公園湖泊等處的小水域作業(yè)，不需人工駕駛，可操作性強(qiáng)，簡(jiǎn)單方便。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年6月通過西北工業(yè)大學(xué)第四屆“航海杯”學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收，并獲得二等獎(jiǎng)； 2010年7月通過西北工業(yè)大學(xué)研究生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中心驗(yàn)收，并被評(píng)為優(yōu)秀項(xiàng)目。
作品所處階段
- 演示階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 有償轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品，圖紙，現(xiàn)場(chǎng)演示，圖片，錄像，樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 功能說明： 打撈裝置在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下前進(jìn)，打撈機(jī)構(gòu)將垃圾撈起并傳送到收集框中，實(shí)現(xiàn)垃圾的連續(xù)打撈與收集，節(jié)省人力勞動(dòng)。 技術(shù)特點(diǎn)： 本裝置含電機(jī)、船體、控制單元等部分，集機(jī)械電子、控制驅(qū)動(dòng)為一體。主要零件選材輕巧靈便，船體由浮力材料搭建，推進(jìn)靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)向由舵實(shí)現(xiàn)，打撈傳送通過傳送帶完成，收集部分有垃圾收集筐。整個(gè)設(shè)計(jì)操作靈活簡(jiǎn)單，適應(yīng)各種環(huán)境的漂浮垃圾打撈。 使用范圍和優(yōu)勢(shì)： 本作品主要適用于水庫公園湖泊、池塘或河道等地方的漂浮垃圾打撈；優(yōu)勢(shì)是無需人工駕駛，操作簡(jiǎn)便，噪聲小，連續(xù)作業(yè)效率高，能耗小易推廣。 市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)效益分析： 目前，池塘或湖泊或多或少的都存在著人為的垃圾污染，其中很多質(zhì)輕又難降解的垃圾則一直漂浮在水面上，既污染環(huán)境又影響美觀。而由于現(xiàn)有的水面漂浮垃圾清理裝置多為建立在大型水面艦船的基礎(chǔ)上的，對(duì)于這種小水域或淺水域不適用，而傳統(tǒng)的人工收集又存在效率低、費(fèi)用高和安全性差等缺點(diǎn)，所以，本裝置的研制及推廣，定能在社會(huì)上產(chǎn)生不錯(cuò)的社會(huì)效益，具有很高的使用價(jià)值。
同類課題研究水平概述
- 公園等處的湖泊或者池塘的水面上一般都有塑料袋、紙屑等水面垃圾，影響景觀，污染環(huán)境。 現(xiàn)在，雖然也有各種水面垃圾清理船，但是它們一般是依靠燃油驅(qū)動(dòng)，存在空氣污染、噪聲污染和油污污染等問題，體積較大、運(yùn)行成本高、能耗大，不容易推廣普及，尤其是在水域范圍較小或較淺的情況下。而且現(xiàn)有的垃圾清理船基本都是采用在船首加裝一個(gè)垃圾打撈鏟的方式來收集垃圾，其收集的過程是間斷的，無法連續(xù)收集，這也在很大程度上影響了垃圾清理的效率。雖然也有人設(shè)計(jì)出了類似吸塵器的垃圾收集裝置，但此類裝置消耗的功率大、清理效率低，而且對(duì)于體形大的垃圾無法達(dá)到清理的目的。目前大多數(shù)公園一般還是采用人工駕駛小船進(jìn)行水面垃圾清理，而這種垃圾清理方式存在效率低、費(fèi)用大和安全性差的問題。 針對(duì)上述這些問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種小型水面漂浮垃圾快速打撈裝置。整個(gè)裝置主要由垃圾打撈與傳送機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、垃圾收集筐、船體等幾部分組成，船體采用雙體型設(shè)計(jì)，工作時(shí)具有較高的穩(wěn)定性。其工作過程為：水面漂浮垃圾涌入打撈與傳送機(jī)構(gòu)的前滾輪處，同時(shí)電機(jī)帶動(dòng)垃圾打撈與傳送帶工作，將垃圾或水生植物收集起，傳送到垃圾收集筐后掉入筐內(nèi)，實(shí)現(xiàn)垃圾的最終打撈與收集，待收集筐裝滿后，由外部驅(qū)動(dòng)力將整個(gè)裝置帶回岸邊，由岸上人員將收集筐內(nèi)的垃圾取出處理。整個(gè)的打撈過程是連續(xù)進(jìn)行的，除非收集筐裝滿或有其它特殊情況，否則整個(gè)裝置可以一直工作，工作效率高。同時(shí)，由于整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，運(yùn)行成本低，也非常適用于小水域或淺水域的場(chǎng)合。因此，本作品具有很高的實(shí)用價(jià)值，非常適用于小面積水域和淺水域范圍的垃圾清理作業(yè)。
