[0001] 本发明涉及水面垃圾清理技术领域，尤其涉及一种水面垃圾清理船。

[0002] 河流、湖泊、港口等水域表面存在着大量的漂浮垃圾，包括塑料袋、油污、泡沫、水藻、树叶等，造成了水域环境的严重破坏。为解决水面垃圾污染问题，以往主要通过人工利用网兜、长竹竿等打捞工具打捞垃圾，劳动强度较大、作业环境恶劣、受环境气候等的影响较严重且效率也十分低下。

[0003] 目前，市面上也出现了垃圾打捞船，其主要用于大范围的水面垃圾收集，结构复杂、体积庞大、价格昂贵，且需要专业人士多人进行协调操作，无法进入小型区域实施打捞作业，不能适用于城市河道和风景区水域的垃圾收集作业。此外，大型的垃圾打捞船主要采用液压机械手进行垃圾收集，收集系统需要有液压装置、输送带装置和收集舱等，系统复杂造价高，对船体空间占用较高；且采用打捞方式将垃圾打捞到船舱垃圾收集舱存储内，受船体结构所限制，当船上装满垃圾时，船头容易翘起，进而导致船的重心不稳，特别是有大风时，有可能发生翻船事故，安全性较低，无法适用于大江大河及近海区域使用，适用范围窄。

[0026] 为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

[0027] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

[0028] 请参阅图1至图7，本发明提供了一种水面垃圾清理船100，用以清理水面垃圾200(如塑料袋、油污、泡沫、水藻、树叶等)，以解决各种水域的水面垃圾污染问题。具体的，本发明的水面垃圾清理船100包括船体1、用于驱动船体1的动力装置2以及用于控制动力装置2的控制装置3；其中，船体1的左右两侧分别接有导流结构4及用于收集垃圾200的收集件5，收集件5接于导流结构4的后侧，借由船体1行进过程中形成的吸引流场将垃圾200吸引至船体1的前侧，而船体1行进过程中的迎面作用力又会将垃圾200分向两侧，而后借由导流结构4的导向作用将垃圾200导入至收集件5内，从而实现垃圾收集。

[0029] 具体的，动力装置2包括喷水推进泵21，借由喷水推进泵21给船体1提供行进动力；而且，喷水推进泵21驱动船体1行进时，是通过吸入水进行加压后再将水高速向船体1的后侧喷出来驱动船体1的，从而可以在喷水推进泵21和船体1行进所产生的水压差的共同作用下形成吸引流场，增大了吸引流场对垃圾200的吸引力。具体而言，喷水推进泵21包括推进泵本体、进水管道及喷口，水流入进水管道后，通过推进泵本体使其总能增大，然后以大于船速的速度从喷口向船体1的后侧喷出，故而船体1行进过程中，进水管道的进口侧会形成一个相对低压区，对进口侧前方及附近的水面垃圾200有一定的吸附作用，从而利用吸引流场实现垃圾200的自动汇聚。当然，在一些实施例中，也可以仅利用船体1行进过程中船体1的方向和行进速度的配合产生的水流压力形成吸引流场，故不应以此为限。进一步地，喷水推进泵21的进水管道的进口侧设置有挡网(图未示)，通过挡网防止垃圾200进入喷水推进泵21中。

[0030] 在一实施例中，动力装置2仅包括一喷水推进泵21’，该喷水推进泵21’设置在船体1后下方的中间位置(如图2所示)，通过该喷水推进泵21’给船体1提供行进动力。在另一实施例中，动力装置2包括有两个喷水推进泵21”，两个喷水推进泵21”对称设置在左右两侧的导流结构4中的导流箱42的后下方(如图3所示)，通过两个喷水推进泵21”协同给船体1提供行进动力。进一步地，船体1优选为双体船，以提高水面垃圾清理船100的运动稳定性，且双体船具有较高的航速、排水体积小、吃水较浅、耐波性好，能较好地适应各种航道以及海况的航行，便于快速完成垃圾收集；当然，船体1也可以为单体船。

[0031] 具体的，动力装置2还包括用于调整船体1的方向的两螺旋桨22，两螺旋桨22左右对称设置在船体1的后侧。在水面垃圾清理船100的作业过程中，可以借由喷水推进泵21驱动船体1行进，依靠每个螺旋桨22的转换角度来驱动船体1调向，无需使用转向舵机，且双螺旋桨22的差动推力可以轻松实现船体1的原地转动，更加灵活、效率更高。当然，还可以通过喷水推进泵21配合螺旋桨22进行转向，在此不再赘述。

[0032] 在一些实施例中，收集件5为隔水的轻质垃圾桶，收集件5的底部设有抽水机51，通过抽水机51将收集件5内的水分抽出，从而减少收集件5的载荷，且垃圾桶本身的浮力也有助于增加垃圾收集载荷能力。在一些实施例中，收集件5为收集网兜，无需装设抽水机，而是直接利用垃圾200的浮力将垃圾200整体浮起，因而在增加了垃圾收集量的情况下也不会增加船体1的载重，且船体1也更加稳定。具体实施中，可以根据需要收集的垃圾大小选择网孔大小不同的收集网兜，当收集网兜的网孔足够密集时，甚至可以用来收集石油、水面泡沫及其它微小悬浮物。

[0033] 请继续参阅图1，具体的，两导流结构4呈左右对称设置在船体1的两侧，每一导流结构4分别包括导流板41和设于导流板41的后侧的硬质导流箱42，两导流板41形成向前敞开的喇叭状，收集件5连接在导流箱42的后端，导流箱42的通流截面面积小于收集件5的通流截面面积。通过导流板41将船头11的左右两侧的垃圾200分别拨向两导流箱42的入口端，垃圾200经过导流箱42后由其出口端进入收集件5，而导流箱42较小的通流横截面积可以防止收集件5内的垃圾200倒流流出收集件5，同时，对于软质的收集件5(如收集网兜)而言，导流箱42还提供了一个方便垃圾200顺利流入收集件5的通道。

[0034] 优选的，每一导流箱42的外侧均设有防撞结构(图未示)，防撞结构可以为防撞气垫等，借由防撞结构来保护船体1，可以防止船体1由于撞击而毁坏。此外，可以通过设计船体1的自重来调整船体1的吃水深度，在一实施例中，当船体1置于水中时，导流箱42低于水面20-30cm，以方便垃圾200进入导流箱42；当然，具体实施中不以此为限制。

[0035] 进一步地，导流结构4还包括两导流滚筒43，两导流滚筒43分别设置在两个导流箱42的入口端，每一导流滚筒43均连接至动力驱动机构(图未示)，通过动力驱动机构来驱动导流滚筒43转动而助力垃圾200流入导流箱42并流向收集件5，同时导流滚筒43也可以起到防止垃圾200逆向流出的作用。

[0036] 请参阅图4至图6，在一实施例中，导流箱42的后端相对的两侧分别设有导轨421，收集件5相对的两前杆52分别插设在两导轨421，收集件5的前端还设有锁定件53，借由锁定件53将收集件5与导流箱42锁定。如图4所示，导流箱42的上下两侧分别设有导轨421，当需要将收集件5固定在导流箱42的后侧时，将收集件5的前杆52从左往右对应插在导轨421中，而后，将导流箱42的侧扣422拉下锁住导轨421(如图5所示)，最后，将收集件5的锁定件53与导流箱42锁定，即可实现收集件5与导流箱42的锁定。当收集件5收满垃圾200后，控制装置3控制动力装置2驱动船体1运动到岸边，在将锁定件53与导流箱42释锁后，把收集件5由导流箱42拆下，而后将新的收集件5重新安装在导流箱42即可，收集件5的装卸简单方便，也便于维修及垃圾收集满后的清理。优选的，锁定件53为插销，通过将插销53插入导流箱42的导轨421实现收集件5与导流箱42的紧固连接。进一步地，收集件5的前端还设有吊钩(图未示)，以方便将收集件5吊上岸。

[0037] 请参阅图1和图7，具体的，两导流箱42的下方分别装设有平衡传感器6(如重力传感器)，两平衡传感器6分别用于感测两收集件5的垃圾负荷，并将感测信息传送至控制装置3，控制装置3于船体1左右两侧的不平衡达到预设程度时输出报警信号，可以确保船体1不会因为某一侧的垃圾收集量过大而倾斜，提高了水面垃圾清理船100的作业安全性。

[0038] 具体的，水面垃圾清理船100还包括摄像装置7，船体1上设有摄像杆(图未示)，摄像装置7设置在船体1的摄像杆的上部，通过摄像装置7采集水面图像信息并将水面图像信息传送至控制装置3，控制装置3对水面图像信息进行图像分析获取到水面垃圾200的位置信息，并控制动力装置2调整船体1的运动路径以运动到垃圾200所在的位置进行垃圾收集，实现了自动寻找垃圾200并进行垃圾收集，提高了垃圾收集的效率。

[0039] 借由摄像装置7和控制装置3的设计，水面垃圾清理船100可以通过图像识别技术对垃圾200和障碍物进行识别，再结合导航定位信息进行收集路径规划，可以实现自主进行垃圾200清理，既改善了操作人员的作业环境，也可以提高清理效率；当然，也可以通过遥控器等辅助水面垃圾清理船100进行作业，还可以通过网络进行远程监控作业等。例如，当水面垃圾清理船100自主清理垃圾出现问题时，可以自动进入人工辅助模式，并提示操作人员进行接管控制。

[0040] 具体的，船体1具有位于导流箱42和收集件5的上方的水翼(图未示)，水翼上安装有太阳能板8，太阳能板8的输出端与控制装置3的电源连接以给控制装置3供电。通过充分利用船体1的面积来设置太阳能板8，从而可以给控制装置3供电，更加清洁环保。更具体的，船体1和控制装置3整体主要通过柴油发电机23提供电能，而控制装置3还设有蓄电池(图未示)，利用蓄电池来收集太阳能板8的电能。

[0041] 与现有技术相比，本发明利用了船体1行进过程中产生的吸引流场将垃圾200吸引至船体1的前侧(船头区域)，而船体1行进过程中船头11产生的攻角迎面压力又会将垃圾200分向两侧，通过在船体1的左右两侧设置导流结构4和收集件5，借由导流结构4的导向作用将垃圾200导入至收集件5内，从而实现垃圾200收集。本发明无需通过打捞设备将垃圾
200打捞至船体1内，而是采用与船体1连接在一起的独立收集件5，充分利用了吸引流场和垃圾200的浮力，使得船体1无需负载垃圾200，提高了船体1在作业过程中的安全性和稳定性，减小了船体1的制作成本和使用能耗。此外，由于本发明采用模块化设计将收集件5与船体1独立开，可以简化船体1的结构，使得船体1更加小巧灵活，既可以适用于大型区域的水面垃圾清理，也可以应用在小型连续水面的垃圾清理，通用性更好。

[0042] 以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。