[发明专利]一种水面垃圾自动收集装置及收集方法

权利要求书

1.一种水面垃圾自动收集装置，其特征在于：包括固定架(1)、安装在固定架(1)上的收集筒(2)、设置在固定架(1)上的电源控制系统(3)、设置在收集筒(2)内的水质检测系统(4)和潜水泵(5)，还包括与潜水泵(5)相连的曝气装置(9)，所述收集筒(2)包括外筒(21)，设置在外筒(21)内部的内筒(22)，以及设置在内筒(22)内部的垃圾收集网(23)，所述外筒(21)上端沿外筒(21)入口外圆周方向设置有可围绕外筒(21)外圆周旋转的盘卷机构(28)，所述盘卷机构(28)由卷盘条(281)卷绕而成，所述盘卷机构(28)与齿轮驱动器和电源控制系统(3)相连。

2.根据权利要求1所述的一种水面垃圾自动收集装置，其特征在于：当齿轮驱动器顺时针旋转时，卷盘条(281)散开并围绕外筒(21)顺时针旋转，当齿轮驱动器逆时针旋转时，卷盘条(281)卷绕在一起并围绕外筒(21)逆时针旋转，所述卷盘条(281)为扁平形状，卷盘条(281)为空心铝合金材质。

3.根据权利要求2所述的一种水面垃圾自动收集装置，其特征在于：所述固定架(1)上部设置有安装支架(11)，固定架(1)下部设置有自动升降装置(12)，自动升降装置(12)与收集筒(2)相连，可控制收集筒(2)的升降，所述外筒(21)壁上部设置有进水网孔(24)，内筒壁下部设置有出水口(25)，垃圾收集网(23)本体为网孔状，垃圾收集网(23)上部设置有提手(26)，所述外筒(21)壁上还设置有与安装支架(11)固定连接的安装片(13)。

4.根据权利要求3所述的一种水面垃圾自动收集装置，其特征在于：所述内筒(22)底部和外筒(21)底部之间有空腔(27)，所述潜水泵(5)设置在空腔(27)内，潜水泵(5)前端与空腔(27)相连，潜水泵(5)后端连接排水出口(51)，排水出口(51)设置在外筒(21)下部，与曝气装置(9)相连通。

5.根据权利要求4所述的一种水面垃圾自动收集装置，其特征在于：所述曝气装置(9)包括依次相连的曝气池(91)、进水管道(92)、进水阀(93)、流量计(94)、曝气器(95)、反冲洗泵(96)、出水管道(97)，所述排水出口(51)与进水管道(92)连通，所述曝气器(95)设置有至少2个，所述曝气器(95)为叶轮或者叶片。

6.根据权利要求5所述的一种水面垃圾自动收集装置，其特征在于：所述水质检测系统(4)包括检测腔(41)、电磁阀(42)、数据处理与传输单元(43)，所述检测腔(41)至少包括5个传感器模块(44)，所述传感器模块(44)分别为溶解氧检测传感模块(441)、PH值检测传感模块(442)、重金属检测传感模块(443)、有机污染物检测传感模块(444)、微生物检测传感模块(445)。

7.根据权利要求6所述的一种水面垃圾自动收集装置，其特征在于：所述水质检测系统(4)设置在空腔(27)内，所述检测腔(41)前端连接进水分流装置(45)，检测腔(41)后端连接排水腔(46)，所述排水腔(46)与空腔(27)相连。

8.根据权利要求7所述的一种水面垃圾自动收集装置，其特征在于：所述电源控制系统(3)由锂离子电池或者太阳能电池板供电，所述水质检测系统(4)、潜水泵(5)、自动升降装置(12)、检测腔(41)、电磁阀(42)、数据处理与传输单元(43)、曝气装置(9)、盘卷机构(28)均与电源控制系统(3)相连，检测腔(41)、流量计(94)与数据处理与传输单元(43)连接。

9.根据权利要求8所述的一种水面垃圾自动收集装置，其特征在于：所述自动升降装置(12)、电磁阀(42)、潜水泵(5)、曝气装置(9)和盘卷机构(28)均与外部控制面板电连接，所述水面垃圾自动收集装置还包括远程监控系统(6)、GPS定位系统(7)及无线通讯系统(8)。

10.一种水面垃圾自动收集方法，其特征在于：利用权利要求9所述的水面垃圾自动收集装置，根据以下步骤操作完成：

步骤一：根据需收集的漂浮垃圾的位置调整自动升降装置以及安装支架的位置，再将外筒上的安装片安装到自动升降装置上，适时控制收集筒的升高和降低；调节进水管道的长度和位置来调整曝气装置在水体中的位置；

步骤二：打开潜水泵，潜水泵的抽吸力造成负压，带有漂浮垃圾的水体首先被吸入到垃圾收集网内部，经过垃圾收集网的过滤，漂浮垃圾被留在了垃圾收集网内部，剩余水体进入内筒中，经过内筒壁下部的出水口流入外筒中，此时内筒在抽吸力的作用下继续向下运动，当内筒下降到水面以下时，大量水体从内筒涌入外筒中，同时外部水体从进水网孔进入到外筒内部，此时进入外筒内的水体慢慢增加，外筒内增加的水量大于潜水泵抽吸的水量，内筒的浮力增大，内筒开始向上运动，直到内筒口超过水面，此时外筒内部的水量减少，内筒的浮力减小，内筒在潜水泵的抽吸力的作用下继续向下运动，这样内筒周而复始地上下运动达到自动收集水面漂浮垃圾的效果；

步骤三：打开盘卷机构，将齿轮驱动器顺时针旋转，卷盘条散开并围绕外筒顺时针旋转，将远处水面上的漂浮垃圾收拢到收集筒附近；当无需收集远处的漂浮垃圾时，将齿轮驱动器逆时针旋转，卷盘条卷绕在一起并围绕外筒逆时针旋转；当垃圾收集网收集满时或者达到设定的收集时间时，工作人员在岸上用工具提起提手将收集到的垃圾进行集中处理；

步骤四：当需要进行水质监测时，开启水质检测系统，检测人员选择不同的检测传感器，或者选择多种检测传感器相结合，通过控制系统设定选择检测的参数后，分流装置中与选择的参数对应的所述电磁阀开启，水样通过分流器的分流，经与选择的参数对应的所述电磁阀进入所述检测腔中，检测完毕后水样通过排水腔排出，由数据处理与传输单元通过通讯单元传输到无线终端，根据水质检测结果确定哪些指标超标；

步骤五：当需要向水中充氧时，打开曝气装置，曝气装置排出的水能推动水面漂浮垃圾向收集筒靠拢，同时潜水泵从收集筒内抽出来的水体通过进水管道进入到曝气装置内部，装设在曝气池内的叶轮或涡轮曝气器转动，剧烈地翻动水面，使水体不断循环流动混合，并使空气中的氧溶于水中，增大水体的含氧量。