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申请/专利权人：上海海洋大学

摘要：本发明公开了一种智能化水面漂浮垃圾收集装置及其控制方法。收集装置包括船体支撑结构、能源驱动系统、活塞往复结构和垃圾收集倾倒结构和控制器。所述能源驱动系统包括风力驱动装置和光能驱动装置，所述光能驱动装置提供运行动力，活塞往复结构用于引导水流与垃圾分离，所述风力驱动装置与活塞推杆连接。垃圾收集倾倒结构将分离后的垃圾倒入垃圾收集框。本发明可自动实现垃圾的过滤收集和垃圾的倾倒，较常规船型收集装置上的带传动而言，大大减小了装置体积，实现装置的灵活性和小型性。采用风力驱动和光能驱动相结合的方式，有效实现了装置能源的清洁性，并大大降低了能耗。

主权项：1.一种智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：包括船体支撑结构、能源驱动系统、活塞往复结构和垃圾收集倾倒结构和控制器，所述船体支撑结构包括浮子平台、安装于浮子平台上、下端的上平台及下平台，所述上平台上安装信号接收天线，所述浮子平台具有空腔和作为水流涵道的下凹腔体，浮子平台在前端和尾部分别安装由第一电机驱动的转轮和垃圾收集框，浮子平台外安装有由第二电机驱动的推进器，所述垃圾收集框内安装第二重量传感器，所述能源驱动系统包括安装在上平台上的风力驱动装置和光能驱动装置，所述光能驱动装置为船体支撑结构提供运行动力，活塞往复结构安装在下平台内，用于引导水流与垃圾分离，所述风力驱动装置与活塞推杆连接，所述垃圾收集倾倒结构，包括放置在下凹腔体内的镂空的垃圾收集篮和6根安装在上平台与下平台之间的丝杠，各丝杠分别由安装在上平台上对应处的电机控制，6根丝杠分左、中、右三组，每组前、后两根，每个丝杠上各安装一螺母，所述垃圾收集篮内安装有第一重量传感器，垃圾收集篮包括左篮体和右篮体，左、右篮体分别连接在相邻两排丝杠的螺母之间，两个篮体之间开设供活塞推杆穿过的圆孔，每个丝杠上各安装两个限位开关，三组丝杠上端的限位开关的位置依次下降，位于下端的限位开关的位置呈中间低两边高的V字形，所述控制器分别与光能驱动装置、第一、第二电机、控制丝杠的所有电机、限位开关及两个重量传感器相连接。

全文数据：一种智能化水面漂浮垃圾收集装置及控制方法技术领域本发明涉及一种智能化水面漂浮垃圾收集装置及其控制方法，尤其是指，一种能够实现智能化运行的小型无人水面漂浮垃圾收集装置及其控制方法，属于水面垃圾清理技术领域。背景技术随着人们对塑料制品的依赖，在众多旅游景区湖面、河道甚至海洋区域都出现了严重的塑料漂浮垃圾，这不仅严重影响环境美观，更因塑料的难以降解以及所处位置的特性，严重威胁了水生生物的生存，进而影响着人们的生活和健康。因此，如何清除这些水面漂浮垃圾已经成为世界各国急需解决的难题。从目前的垃圾清理手段来看，我国主要还是靠人工打捞的形式：通过人工驾驶小船，携带长竹竿网进行打捞。此种方式主要依赖于人力，并因水上作业的难度，大大增加了劳动者的工作强度和安全隐患。从各国现存的自动化垃圾收集装置来看，主要有两种形式：其一是船载水泵形式，通过将一个桶状水泵携挂在船边缘，并将其沉没在水面以下，通过抽吸水，促使水具有流动性，进而将漂浮垃圾引入水泵中，此种方式可以有效的收集水面垃圾，但因其自身需要船只的搭运，在垃圾收集成本和能耗方面将大大增加；其二则是双体船结构形式，该装置整体而言包含垃圾收集装置、垃圾运输和垃圾处理装置，其中，该装置将垃圾从水面运输到垃圾收集装置中，往往采用具有一点倾斜安装的带传动形式，该传递形式因为占用较大空间而体型较为庞大，在应对小范围的景区湖泊、河道的垃圾治理，显得尤为不合适。因此，开发一种节能、智能化且小型的水面漂浮垃圾的清理装置，将是现在社会应对水面环境治理的有效手段。发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种智能化水面漂浮垃圾收集装置，能够有效利用风能和光能作为驱动系统，实现对垃圾的收集和倾倒。为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种智能化水面漂浮垃圾收集装置，包括船体支撑结构、能源驱动系统、活塞往复结构和垃圾收集倾倒结构和控制器，所述船体支撑结构包括浮子平台、安装于浮子平台上、下端的上平台及下平台，所述上平台上安装信号接收天线，所述浮子平台具有空腔和作为水流涵道的下凹腔体，浮子平台在前端和尾部分别安装由第一电机驱动的转轮和垃圾收集框，浮子平台外安装有由第二电机驱动的推进器，所述垃圾收集框内安装第二重量传感器，所述能源驱动系统包括安装在上平台上的风力驱动装置和光能驱动装置，所述光能驱动装置为船体支撑结构提供运行动力，活塞往复结构安装在下平台内，用于引导水流与垃圾分离，所述风力驱动装置与活塞推杆连接，所述垃圾收集倾倒结构，包括放置在下凹腔体内的镂空的垃圾收集篮和6根安装在上平台与下平台之间的丝杠，各丝杠分别由安装在上平台上对应处的电机控制，6根丝杠分左、中、右三组，每组前、后两根，每个丝杠上各安装一螺母，所述垃圾收集篮内安装有第一重量传感器，垃圾收集篮包括左篮体和右篮体，左、右篮体分别连接在相邻两排丝杠的螺母之间，两个篮体之间开设供推杆穿过的圆孔，每个丝杠上各安装两个限位开关，三组丝杠上端的限位开关的位置依次下降，位于下端的限位开关的位置呈中间低两边高的V字形，所述控制器分别与光能驱动装置、第一、第二电机、控制丝杠的所有电机、限位开关及两个重量传感器相连接。上述智能化水面漂浮垃圾收集装置，第一电机工作，浮子平台前端的转轮将垃圾导入作为水流涵道的下凹腔体内，然后水流从垃圾收集篮流入下平台内的活塞往复结构中，此时，漂浮在水中的垃圾将停留在垃圾篮内。风力驱动装置带动活塞推杆往复运动，将进入活塞往复结构的水排出。垃圾收集篮的初始位置成V字形。当控制丝杠的电机反转时，丝杠上的螺母带动左、右篮体的位置发生改变，并最终成倾倒状态，垃圾顺着重力因素滚落到垃圾收集框。当控制丝杠的电机正转，并完成垃圾收集篮的位置复原成初始状态的V字形。当垃圾收集框底部的第二重量传感器达到设定值时，则触发第二电机转动，进而带动推进器沿着规定路径返回到岸边，人工将收集框替换后，又开始初始化，离开岸站进行垃圾收集。进一步，所述风力驱动装置包括风机和齿轮系统，齿轮系统包括齿轮箱和齿轮齿条结构，所述齿轮箱通过中空立柱安装在上平台上，所述齿轮齿条结构包括与风机同轴连接的主齿轮、位于主齿轮两侧并与其相啮合的左从动齿轮、右从动齿轮以及竖向安装在中空立柱内的双边直齿条，所述双边直齿条与活塞推杆的顶端通过联轴器连接，所述左、右从动齿轮分别同轴安装有左、右扇形齿轮，所述双边直齿条位于左、右扇形齿轮之间，两个扇形齿轮的初始位置错开一定角度，当主齿轮转动时，两个扇形齿轮间歇性的与双边直齿条的一侧啮合，带动双边直齿条进行往复运动，进而带动活塞推杆的往复运动，所述光能驱动装置包括安装在空腔内的蓄电池、光伏控制器、第一电机、第二电机和安装在上平台上的太阳能电池板，所述蓄电池的输入端依次连接光伏控制器和太阳能电池板，蓄电池的输出端与位于空腔内的控制器相连接。进一步，所述活塞往复结构包含活塞缸、活塞推杆、上端盖和方形台，所述活塞缸位于下凹腔体的下方，所述上端盖与活塞缸固定配合，所述方形台设置在活塞缸上且为中空结构，所述上端盖安装有第一电磁单向阀，活塞缸上室侧壁通过管道与第二电磁单向阀连接，两个电磁单向阀各由不同的继电器控制，活塞缸上室侧壁及活塞缸底部分别安装有限位块,，活塞缸下室通过管道与设置在下平台中的弹性气囊连接，所述丝杠的底端安装在方形台上。上述活塞往复结构的原理是，活塞推杆受双边直齿条的驱动上下运动，当活塞触碰到上室侧壁的限位块时，第一电磁单向阀打开，水流进入活塞缸上腔室，随着活塞推杆下移，下腔体的空气受压缩进入弹性气囊；当活塞触碰到底部的限位块时，第二电磁单向阀打开，第一电磁单向阀关闭，水流从上室侧壁连接的管道开始流出，接着，活塞推杆上移，活塞上方的水流不断流出，弹性气囊的气体进入下腔体。这样不断往复运动，实现水流的不断排出。进一步，所述浮子平台包括两个对称设置的长圆柱空腔浮子，每个空腔浮子的中段在外周设有方形平台，两个空腔浮子的前端、后端分别设有挡板和钢丝网挡板，所述空腔位于空腔浮子内，所述下凹腔体由两个空腔浮子与挡板及钢丝挡板围成，所述转轮位于挡板的上方，转轮转动时将水面垃圾导入下凹腔体内，当转轮停止转动，阻挡下凹腔体内的垃圾外溢。进一步，所述转轮包括长轴、安装在长轴上的长轴套和沿长度方向固定在长轴套周面上的三个长方形叶片，所述船体支撑结构的最大吃水线位于长方形叶片转动至上方呈竖直状态时的中间位置。采用这种结构，在转轮转动的时候，可将外侧垃圾以收割机方法收集到水流涵道区域；当转轮停止转动时，又可防止收集的垃圾向外侧流出。进一步，所述下平台为倒置的棱台结构，它由中部具有开口圆形的上板、4块侧板和底板构成，下平台内部中心处设有圆柱形侧壁，所述圆柱形侧壁将下平台的空间分隔成放置活塞缸的活塞室和位于活塞室外的密封室，所述弹性气囊位于密封室内，密封室内填充有配重块。进一步，为了方便电机的安装固定和加固上平台，所述上平台由上板和竖向固接在上板底部两侧的2块挡板组成，所述上板的上表面按左、中、右依次设置3组用于安装电机的电机凸台，每个挡板外侧分别固接3根立柱，所述立柱安装在浮子平台上。进一步，所述垃圾收集框为双层套装结构，包括中空的方形外箱和无上盖的方形内箱，所述外箱套装在内箱外，外箱顶端靠近浮子平台的一侧设有垃圾导入口，外箱与内箱的四周均为镂空结构，所述第二重量传感器安装在内箱的底部，内箱底部还安装有限位块,所述第二重量传感器和限位块通过柔性防腐膜包覆。本发明还公开了上述智能化水面漂浮垃圾收集装置的控制方法，包括以下步骤：S1、信号接收天线读取岸边信号源发出的信号，并将信号传送给控制器，控制器规划巡航线路，第二电机根据巡航指令工作，S2、控制器发出工作指令，第一电机工作，控制转轮将水面垃圾导入垃圾收集篮内，继电器KM通电，控制丝杠的各电机正转，当丝杠上的螺母碰到丝杠下端的限位块时，所有控制丝杠的各电机停转，此时垃圾收集篮呈V字形，进入步骤S3；S3、控制器发出延时通电指令，继电器延时通电，然后控制丝杠的各电机反转，当丝杠上的螺母碰到丝杠上端的限位块时，第一电机和控制丝杠的各电机停转，此时垃圾收集篮展开并呈左高右低的“\”型，篮中垃圾因重力作用滚落到垃圾收集框中，第一重力传感器数值归零，若第二重量传感器数值小于设定阈值则重复步骤S2，若第二重量传感器数值达到设定阈值，则进入步骤S4；S4、第二电机读取返航线路信息，推动船体支撑结构返回岸边处理垃圾。进一步，为了引导推进器按照规划的路线巡航，所述信号源在河岸两边的位置分布呈V字形。综上，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明的智能化水面漂浮垃圾收集装置可自动将水面表层漂浮垃圾自动过滤在垃圾收集篮内，并可自动实现垃圾的过滤收集和垃圾的倾倒，较常规船型收集装置上的带传动而言，大大减小了装置体积，实现装置的灵活性和小型性。2、能源驱动系统采用风力驱动和光能驱动相结合的方式，有效实现了装置能源的清洁性，采用风机、齿轮齿条结构、活塞往复式三者结合的驱动结构，类似泵的原理，但却大大降低了能耗。3、本发明的控制方法通过智能收集垃圾、智能巡航返航，实现了无人化操作。附图说明图1为本发明智能化水面漂浮垃圾收集装置的整体结构示意图。图2a为本发明智能化水面漂浮垃圾收集装置的俯视图。图2b为图2a沿A-A处的剖视图。图3a为本发明中浮子平台1的结构示意图。图3b为图3a的俯视图。图3c为本发明中长圆柱空腔浮子11的内部结构示意图。图4为本发明中转轮的结构示意图。图5a为本发明中下平台的结构示意图。图5b为本发明中下平台的内部结构示意图。图6为本发明中上平台的结构示意图。图7a为本发明中风力驱动装置的结构示意图。图7b为风力驱动装置中风机与齿轮齿条结构相配合的结构示意图。图7c为图7b的俯视图。671-左轴；672-右轴。图7d为风力驱动装置中左右从动齿轮与左右扇形齿轮相结合的结构示意图。图8a为本发明中垃圾收集篮的结构示意图。图8b为本发明中垃圾收集篮的装配示意图。图8c为本发明中垃圾收集篮处于垃圾收集状态的示意图。图8d为本发明中垃圾收集篮处于垃圾倾倒状态的示意图。图9a为本发明中活塞往复结构的结构示意图。图9b为本发明中活塞往复结构的立体图无弹性气囊。图10a垃圾收集框的外箱结构示意图。图10b垃圾收集框的整体结构示意图。图11a本发明中活塞往复结构的控制原理图。图11b本发明中垃圾收集倾倒结构的控制原理图。图中表示三组电机b。图11c本发明中的船体支撑结构巡航、返航的控制原理图。T2为比较器。图12本发明的工作流程图。图中表示三组电机b。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。根据下面的说明，本发明的目的、技术方案和优点将更加清楚。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的优选实施例，而不是全部的实施例。结合图1至图3c所示，一种智能化水面漂浮垃圾收集装置，包括船体支撑结构、能源驱动系统、活塞往复结构8和垃圾收集倾倒结构9和控制器H。如图1、图2a所示，所述船体支撑结构包括浮子平台1、安装于浮子平台1上、下端的上平台3及下平台2，所述上平台3上安装信号接收天线f2。如图3a、3b、3c所示，所述浮子平台1的主要功能是为整个装置提供浮力支持和仪器存放空间。它具有空腔A和作为水流涵道的下凹腔体B，浮子平台1在前端和尾部分别安装由第一电机b1驱动的转轮13和垃圾收集框10，浮子平台1外安装有由第二电机b2驱动的推进器17，控制第二电机b2的启、停，实现整个装置的前进、后退、转弯等功能。所述垃圾收集框10内安装第二重量传感器P2参考图10b。作为优选，所述浮子平台1包括两个对称设置的长圆柱空腔浮子11，每个空腔浮子11的中段在外周设有方形平台12，两个方形平台之间可通过连接杆15连接。两个空腔浮子11的前端、后端分别设有挡板14和钢丝网挡板16，所述空腔A位于空腔浮子11内，所述下凹腔体B由两个空腔浮子11与挡板14及钢丝挡板16围成。所述转轮13位于挡板14的上方，转轮13转动时将水面垃圾7导入下凹腔体B内，当转轮13停止转动，阻挡下凹腔体B内的垃圾外溢。空腔A也可以根据情况分隔为几个腔室，比如前腔、中腔和尾腔，用于放置不同的设备或配重块。参考图4，作为优选方案，所述转轮13包括长轴131、安装在长轴上的长轴套132和沿长度方向固定在长轴套132周面上的三个长方形叶片133，所述船体支撑结构的最大吃水线位于长方形叶片133转动至上方呈竖直状态时的中间位置。当转轮13转动时，可将外侧垃圾收集到作为水流涵道的下凹腔体B内；当转轮13停止转动时，又可防止垃圾向外侧流出。所述能源驱动系统包括风力驱动装置5和光能驱动装置4，所述光能驱动装置4为船体支撑结构提供运行动力，活塞往复结构安装在下平台2内，用于引导水流与垃圾分离，所述风力驱动装置5与活塞推杆82连接。结合图8a、8b、8c、8d所示，所述垃圾收集倾倒结构，包括放置在下凹腔体B内的镂空的垃圾收集篮90和6根安装在上平台3与下平台2之间的丝杠91，6根丝杠分左、中、右三组，每组前、后两根，上平台3上对应各丝杠处安装有电机b，用于控制各丝杠91的运转。每个丝杠91上各安装一螺母92，所述垃圾收集篮9内安装有第一重量传感器P1，垃圾收集篮90包括半工字形的左篮体90a、右篮体90b。左、右篮体的顶角分别连接在相邻两排丝杠的螺母92之间，两个篮体底部的四个顶角分别连接在螺母92上，两个篮体之间开设供推杆82穿过的圆孔6c，每个丝杠91上各安装两个限位块S上、S下，每组前后两个丝杠上限位块的安装位置高度一致。从左往右三组丝杠位于上端的限位块S上的位置依次下降的斜面”\”型，位于下端的限位块S下的位置呈中间低两边高的V字形。作为优选方案，所述左篮体90a、右篮体90b均由两个半工字型结构的镂空篮901构成，其中一镂空篮的底部两侧设有导杆902，另一镂空篮的底部两侧设有与所述导杆902相配合的导杆槽903,所述导杆902的长度与导杆槽903一致，当镂空篮901随着丝杠的运转而角度发生变化时，导杆902沿着导杆槽903移动。所述控制器H分别与光能驱动装置4、第一电机b1、第二电机b2、控制丝杠的所有电机b、限位开关S及两个重量传感器P1、P2相连接。结合图1、图2a和图3c，所述光能驱动装置4包括安装在空腔A内的蓄电池c、光伏控制器e、第一电机b1、第二电机b2和安装在上平台3上的太阳能电池板4a，所述蓄电池c的输入端依次连接光伏控制器e和太阳能电池板4a，蓄电池c的输出端与位于空腔A内的控制器H相连接。空腔A内还可根据情况放置配重块27。结合图7a-7d,所述风力驱动装置5包括风机50和齿轮系统6，齿轮系统6包括齿轮箱62和位于齿轮箱62内的齿轮齿条结构，所述齿轮箱62通过中空立柱63安装在上平台3上。所述齿轮齿条结构包括与风机50同轴连接的主齿轮64、位于主齿轮64两侧并与其相啮合的左从动齿轮641、右从动齿轮642以及竖向安装在中空立柱63内的双边直齿条66。所述左、右从动齿轮641,642与主齿轮64为相同型号的齿轮。所述双边直齿条66与活塞推杆82的顶端通过联轴器68连接。所述左、右从动齿轮分别同轴安装有左、右扇形齿轮651、652。所述双边直齿条66位于左、右扇形齿轮之间，双边直齿条66两侧的齿形与左、右扇形齿轮651、652相吻合。左、右两个扇形齿轮的初始位置错开一定角度，当主齿轮64转动时，两个扇形齿轮间歇性的与双边直齿条66的一侧啮合，即在当主齿轮64转动过程中，双边直齿条66只有一侧正好与其中一个扇形齿轮啮合，也就是说，当左扇形齿轮651与双边直齿条66进入啮合状态时，右扇形齿轮652恰好脱离双边直齿条66。左扇形齿轮651与右扇形齿轮652带动双边齿条66的运动方向正好相反。以此双边直齿条66带动活塞推杆82进行往复运动。结合图5a、图5b所示，所述下平台2为倒置的棱台结构，它由中部具有开口圆形的上板21、4块侧板22和底板23构成，下平台内部中心处设有圆柱形侧壁24，所述圆柱形侧壁24将下平台的内部空间分隔成放置活塞缸81的活塞室B1和位于活塞室B1外的密封室B2，所述弹性气囊26位于密封室B2内，密封室B2底部填充有配重块27，弹性气囊26内填充气体。结合图6所示，所述上平台3由上板31和竖向固接在上板31底部两侧的2块镂空挡板33组成，上板31中空，用于活塞推杆82的往复运动，所述上板的上表面按左、中、右依次设置3组用于安装电机b的电机凸台34，每个挡板33外侧分别固接3根立柱32，所述立柱安装在浮子平台1上。结合图9a、9b所示，所述活塞往复结构包含活塞缸81、活塞推杆82、上端盖83和方形台84，所述活塞缸81位于下凹腔体B的下方，所述上端盖83与活塞缸81相配合，所述方形台84设置在活塞缸81上且为中空结构，方形台84四周高、中空部分低，四周设有向中间延伸的斜面842，有利于水流进入活塞缸81内。所述上端盖83安装有第一电磁单向阀Q1，为了防水，通过柔性防水薄膜86覆盖。活塞缸上室侧壁通过刚性管道85与第二电磁单向阀Q2连接，两个电磁单向阀各由不同的继电器控制，活塞缸上室侧壁安装第一限位块S1,活塞缸底部安装有第二限位块S2，活塞缸下室通过管道与设置在下平台2中的弹性气囊26连接，所述丝杠的底端安装在方形台84上。第一限位块S1与第二限位块S2之间的高度与齿轮箱中双边直齿条66可以运行的高度一致。参考图11a，通过活塞触及第一限位块S1第二限位块S2，通过关联的第一继电器KM1第二继电器KM2来控制一电磁单向阀Q1第二电磁单向阀Q2。活塞推杆82受双边直齿条66的驱动上下运动，当活塞触碰到上室侧壁的第二限位块S2时，第一电磁单向阀Q1打开，水流进入活塞缸上腔室，随着活塞推杆82下移，活塞下腔体的空气受压缩进入弹性气囊26；当活塞触碰到底部的第二限位块S2时，第二电磁单向阀Q2打开，第一电磁单向阀Q1关闭，水流从上室侧壁连接的管道85开始流出，接着，活塞推杆82上移，活塞上方的水流不断流出，同时弹性气囊26的气体进入下腔体。这样不断往复运动，实现水流的不断排出。结合图10a、10b所示，所述垃圾收集框10为双层套装结构，包括中空的方形外箱101和无上盖的方形内箱102，所述外箱101套在内箱102外，外箱101顶端靠近浮子平台1的一侧设有垃圾导入口104，外箱与内箱的四周均为镂空结构，所述第二重量传感器P2安装在内箱102的底部，内箱102底部还设有限位块S,所述第二重量传感器P2和限位块S通过柔性防腐膜103包覆。上述智能化水面漂浮垃圾收集装置的控制方法，包括以下步骤：S1、信号接收天线f1读取岸边信号源f2发出的信号，并将信号传送给控制器H，控制器H规划巡航线路，第二电机b2根据巡航指令工作，S2、控制器H发出工作指令，第一电机b1工作，控制转轮13将水面垃圾导入垃圾收集篮9内，控制各电机b的继电器KM通电，各电机b正转，当丝杠上的螺母92碰到丝杠下端的限位块S下时，所有控制丝杠的电机b停转，此时垃圾收集篮9呈V字形，进入步骤S3；S3、控制器H发出延时通电指令，控制各电机b的继电器KM延时通电，然后控制丝杠的各电机b反转，当丝杠上的螺母92碰到丝杠上端的限位块S上时，第一电机b1和各电机b都停转，此时原呈“V”字形的垃圾收集篮9展开并呈左高右低的“\”型，篮中垃圾因重力作用滚落到垃圾收集框10中，第一重力传感器P1数值归零，若第二重量传感器P2数值小于设定阈值则重复步骤S2，若第二重量传感器P2数值达到设定阈值，则进入步骤S4；S4、第二电机b2读取返航线路信息，推动船体支撑结构返回岸边处理垃圾。以上所述，仅是本发明优选实施例的描述说明，并非对本发明保护范围的限定，显然，任何熟悉本领域的技术人员基于上述实施例，可轻易想到替换或变化以获得其他实施例，这些均应涵盖在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：包括船体支撑结构、能源驱动系统、活塞往复结构和垃圾收集倾倒结构和控制器，所述船体支撑结构包括浮子平台、安装于浮子平台上、下端的上平台及下平台，所述上平台上安装信号接收天线，所述浮子平台具有空腔和作为水流涵道的下凹腔体，浮子平台在前端和尾部分别安装由第一电机驱动的转轮和垃圾收集框，浮子平台外安装有由第二电机驱动的推进器，所述垃圾收集框内安装第二重量传感器，所述能源驱动系统包括安装在上平台上的风力驱动装置和光能驱动装置，所述光能驱动装置为船体支撑结构提供运行动力，活塞往复结构安装在下平台内，用于引导水流与垃圾分离，所述风力驱动装置与活塞推杆连接，所述垃圾收集倾倒结构，包括放置在下凹腔体内的镂空的垃圾收集篮和6根安装在上平台与下平台之间的丝杠，各丝杠分别由安装在上平台上对应处的电机控制，6根丝杠分左、中、右三组，每组前、后两根，每个丝杠上各安装一螺母，所述垃圾收集篮内安装有第一重量传感器，垃圾收集篮包括左篮体和右篮体，左、右篮体分别连接在相邻两排丝杠的螺母之间，两个篮体之间开设供推杆穿过的圆孔，每个丝杠上各安装两个限位开关，三组丝杠上端的限位开关的位置依次下降，位于下端的限位开关的位置呈中间低两边高的V字形，所述控制器分别与光能驱动装置、第一、第二电机、控制丝杠的所有电机、限位开关及两个重量传感器相连接。2.根据权利要求1所述的智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：所述风力驱动装置包括风机和齿轮系统，齿轮系统包括齿轮箱和齿轮齿条结构，所述齿轮箱通过中空立柱安装在上平台上，所述齿轮齿条结构包括与风机同轴连接的主齿轮、位于主齿轮两侧并与其相啮合的左从动齿轮、右从动齿轮以及竖向安装在中空立柱内的双边直齿条，所述双边直齿条与活塞推杆的顶端通过联轴器连接，所述左、右从动齿轮分别同轴安装有左、右扇形齿轮，所述双边直齿条位于左、右扇形齿轮之间，两个扇形齿轮的初始位置错开一定角度，当主齿轮转动时，两个扇形齿轮间歇性的与双边直齿条的一侧啮合，带动双边直齿条进行往复运动，进而带动活塞推杆的往复运动，所述光能驱动装置包括安装在空腔内的蓄电池、光伏控制器、第一电机、第二电机和安装在上平台上的太阳能电池板，所述蓄电池的输入端依次连接光伏控制器和太阳能电池板，蓄电池的输出端与位于空腔内的控制器相连接。3.根据权利要求1所述的智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：所述活塞往复结构包含活塞缸、活塞推杆、上端盖和方形台，所述活塞缸位于下凹腔体的下方，所述上端盖与活塞缸固定配合，所述方形台设置在活塞缸上且为中空结构，所述上端盖安装有第一电磁单向阀，活塞缸上室侧壁通过管道与第二电磁单向阀连接，两个电磁单向阀各由不同的继电器控制，活塞缸上室侧壁及活塞缸底部分别安装有限位块,，活塞缸下室通过管道与设置在下平台中的弹性气囊连接，所述丝杠的底端安装在方形台上。4.根据权利要求1所述的智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：所述浮子平台包括两个对称设置的长圆柱空腔浮子，每个空腔浮子的中段在外周设有方形平台，两个空腔浮子的前端、后端分别设有挡板和钢丝网挡板，所述空腔位于空腔浮子内，所述下凹腔体由两个空腔浮子与挡板及钢丝挡板围成，所述转轮位于挡板的上方，转轮转动时将水面垃圾导入下凹腔体内，当转轮停止转动，阻挡下凹腔体内的垃圾外溢。5.根据权利要求4所述的智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：所述转轮包括长轴、安装在长轴上的长轴套和沿长度方向固定在长轴套周面上的三个长方形叶片，所述船体支撑结构的最大吃水线位于长方形叶片转动至上方呈竖直状态时的中间位置。6.根据权利要求1所述的智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：所述下平台为倒置的棱台结构，它由中部具有开口圆形的上板、4块侧板和底板构成，下平台内部中心处设有圆柱形侧壁，所述圆柱形侧壁将下平台的空间分隔成放置活塞缸的活塞室和位于活塞室外的密封室，所述弹性气囊位于密封室内，密封室内填充有配重块。7.根据权利要求1所述的智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：所述上平台由上板和竖向固接在上板底部两侧的2块挡板组成，所述上板的上表面按左、中、右依次设置3组用于安装电机的电机凸台，每个挡板外侧分别固接3根立柱，所述立柱安装在浮子平台上。8.根据权利要求1所述的智能化水面漂浮垃圾收集装置，其特征在于：所述垃圾收集框为双层套装结构，包括中空的方形外箱和无上盖的方形内箱，所述外箱套装在内箱外，外箱顶端靠近浮子平台的一侧设有垃圾导入口，外箱与内箱的四周均为镂空结构，所述第二重量传感器安装在内箱的底部，内箱底部还安装有限位块,所述第二重量传感器和限位块通过柔性防腐膜包覆。9.一种智能化水面漂浮垃圾收集装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、信号接收天线读取岸边信号源发出的信号，并将信号传送给控制器，控制器规划巡航线路，第二电机根据巡航指令工作，S2、控制器发出工作指令，第一电机工作，控制转轮将水面垃圾导入垃圾收集篮内，继电器KM通电，控制丝杠的各电机正转，当丝杠上的螺母碰到丝杠下端的限位块时，所有控制丝杠的各电机停转，此时垃圾收集篮呈V字形，进入步骤S3；S3、控制器发出延时通电指令，继电器延时通电，然后控制丝杠的各电机反转，当丝杠上的螺母碰到丝杠上端的限位块时，第一电机和控制丝杠的各电机停转，此时垃圾收集篮展开并呈左高右低的“\”型，篮中垃圾因重力作用滚落到垃圾收集框中，第一重力传感器数值归零，若第二重量传感器数值小于设定阈值则重复步骤S2，若达到设定阈值，则进入步骤S4；S4、第二电机读取返航线路信息，推动船体支撑结构返回岸边处理垃圾。10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：所述信号源f1在河岸两边的位置分布呈V字形。

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