1.本实用新型涉及技术领域，具体是指一种水面垃圾打捞船。
背景技术：
2.水面垃圾自动打捞船针对水面环境污染的问题，主要致力于中小型湖泊河流等水域的固体垃圾清理，如塑料袋、饮料瓶，树枝树叶以及其它易清理的水面垃圾。实现水面垃圾清理的机械化与自动化，整个打捞过程无需人工参与，安全性非常好，效率大约是人工打捞的几百倍，水面越大、风浪越大效果越显著。
3.目前市场上也出现了一些机械智能化的水面垃圾收集设备。由于水域不同、垃圾种类不同及回收量的不同，形成了各种类型的水面垃圾收集船，例如zs-800型水面清漂船、16.5米水面垃圾收集船等等。但现在市场上的水面垃圾收集船大都是大型船舶机械，主要用于大范围大面积水域垃圾的收集，其结构复杂，体积庞大，价格昂贵，而且需要专业人士操作，从而不能被广泛地应用于城市河道和风景区水域的垃圾收集作业。所以，一种水面垃圾打捞船成为人们亟待解决的问题。
技术实现要素：
4.本实用新型要解决的技术问题是一种结构简单，垃圾收集效率高的水面垃圾打捞船。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为一种水面垃圾打捞船：包括左船体、右船体、动力装置、打捞传输装置以及垃圾存储箱；
6.所述左船体和右船体间通过杆体连接，左船体和右船体的内侧前沿均设有第一支撑架，前端均设有第二支撑架，内侧中部均设有螺纹凸台，左船体和右船体的船尾的连接杆体上设有推进器；
7.所述动力装置包括电动机、蜗轮蜗杆减速箱以及蓄电池；所述电动机安装于右船体内前部，电动机输出轴通过联轴器与蜗轮蜗杆减速箱传动连接，所述蜗轮蜗杆减速箱输出轴与打捞传输装置传动配合，所述蓄电池与电动机电性连接；
8.所述打捞传输装置包括链式传输带、转动轴以及导水叶轮；所述链式传输带设于左船体与右船体之间，后端小链轮轴与螺纹凸台连接且通过联轴器与蜗轮蜗杆减速箱输出轴传动连接，前端大链轮轴与第一支撑架连接，所述转动轴两端通过轴承座分别与左船体和右船体前端的第二支撑架连接，转动轴与蜗轮蜗杆减速箱输出轴通过传动链条传动连接，所述导水叶轮设于转动轴上且位于链式传输带前侧；
9.所述垃圾存储箱设有三个且通过塔扣可拆卸安装于左船体和右船体间连接杆体以及两个船体上，左船体和右船体间连接杆体上的垃圾存储箱位于链式传输带后侧下方。
10.作为改进，所述左船体和右船体上设置有顶棚。
11.作为改进，所述蓄电池的型号为统一n200/24v200ah。
12.作为改进，所述第一支撑架以及螺纹凸台均通过轴承座支撑链式传输带的链轮
轴。
13.作为改进，所述左船体和右船体上均设有隔板，任意船体上设有双隔板，分别位于垃圾存储箱两侧。
14.作为改进，所述左船体和右船体的外侧均设有四个防撞轮胎。
15.作为改进，所述左船体上设有与电动机电性连接的电机控制台。
16.作为改进，所述垃圾存储箱底端箱底采用网格状结构。
17.本实用新型与现有技术相比的优点在于：本装置通过双船体间的叶轮造流，将船体前方垃圾吸入垃圾收集区，再通过链传动带动的传输带传输至垃圾储存箱中，箱底采用网格状结构能够过滤水分，同时顶棚的设计，使船能在雨天工作。
附图说明
18.图1是本实用新型一种水面垃圾打捞船的结构示意图。
19.图2是本实用新型一种水面垃圾打捞船的部分结构图。
20.图3是电动机与蜗轮蜗杆减速箱结构示意图。
21.图4是垃圾存储箱展开示意图。
22.图5是启保停控制电路图实施例图。
23.图6是链式传输带的受力分析图。
24.如图所示：1、左船体，2、右船体，3、动力装置，4、打捞传输装置，5、垃圾存储箱，6、第一支撑架，7、第二支撑架，8、螺纹凸台，9、推进器，10、电动机，11、蜗轮蜗杆减速箱，12、蓄电池，13、链式传输带，14、转动轴，15、导水叶轮，16、顶棚，17、隔板，18、防撞轮胎，19、电机控制台。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型一种水面垃圾打捞船做进一步的详细说明。
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
29.在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
30.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若
出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.结合附图1-6，一种水面垃圾打捞船，包括左船体1、右船体2、动力装置3、打捞传输装置4以及垃圾存储箱5；
32.所述左船体1和右船体2间通过杆体连接，左船体1和右船体2的内侧前沿均设有第一支撑架6，前端均设有第二支撑架7，内侧中部均设有螺纹凸台8，左船体1和右船体2的船尾的连接杆体上设有推进器9；
33.所述动力装置3包括电动机10、蜗轮蜗杆减速箱11以及蓄电池12；所述电动机10安装于右船体2内前部，电动机10输出轴通过联轴器与蜗轮蜗杆减速箱11传动连接，所述蜗轮蜗杆减速箱11输出轴与打捞传输装置4传动配合，所述蓄电池12与电动机10电性连接；
34.所述打捞传输装置4包括链式传输带13、转动轴14以及导水叶轮15；所述链式传输带13设于左船体1与右船体2之间，后端小链轮轴与螺纹凸台8连接且通过联轴器与蜗轮蜗杆减速箱11输出轴传动连接，前端大链轮轴与第一支撑架6连接，所述转动轴14两端通过轴承座分别与左船体1和右船体2前端的第二支撑架7连接，转动轴14与蜗轮蜗杆减速箱11输出轴通过传动链条传动连接，所述导水叶轮15设于转动轴14上且位于链式传输带13前侧；
35.所述垃圾存储箱5设有三个且通过塔扣可拆卸安装于左船体1和右船体2间连接杆体以及两个船体上，左船体1和右船体2间连接杆体上的垃圾存储箱5位于链式传输带13后侧下方。
36.所述左船体1和右船体2上设置有顶棚16。
37.所述蓄电池12的型号为统一n200/24v200ah。
38.所述第一支撑架6以及螺纹凸台8均通过轴承座支撑链式传输带13的链轮轴。
39.所述左船体1和右船体2上均设有隔板17，任意船体上设有双隔板17，分别位于垃圾存储箱5两侧。
40.所述左船体1和右船体2的外侧均设有四个防撞轮胎18。
41.所述左船体1上设有与电动机10电性连接的电机控制台19。
42.所述垃圾存储箱5底端箱底采用网格状结构。
43.船体的结构设计：
44.1)船体采用左、右船体对称，中空布置的双船体结构，再在两船体之间用杆体焊接起来，以起到连接加固的作用，该结构既减轻了船体重量，而且降低了船在行驶中的阻力；
45.2)左、右船体的外壁采用的是5mm厚的薄钢板，且船的两侧外壁有15
°
的倾角，因此可构成上宽下窄的船体结构，有利于减小水流阻力；
46.3)为了便于垃圾的集中和收集，船的左、右船体内侧的前端做成夹角为30
°
的v形结构，以便于水面垃圾更容易输送到链式传输带上。
47.除了双船体结构外，考虑到传输装置的安装与配对，还应有的结构时：
48.1)左、右船体内侧的前沿设有两块第一支撑架6，第一支撑架6上留有螺纹孔，其目的是通过螺栓连接来固定轴承座，以起到支撑大链轮轴的作用；
49.2)左、右船体内侧的中间设有2个留有螺纹凸台8，目的是用来固定轴承座，以起到
支撑小链轮轴的作用；
50.3)右船体内部设有一个u形支撑块，用于支撑固定电机，因为电机的输出轴和小链轮轴是通过联轴器连在一起的，采用u型块结构相对简单。此外，考虑到支撑板自身以及承受的重力，为防止其弯曲变形，在支撑板下方和船体内侧间焊接一块肋板，以起到辅助支撑的作用。
51.船体实施例：船体顶长3200mm，船侧倾角15
°
，船体总宽2800mm，单船体宽1000mm，船高700mm，顶棚长3060mm，高2130mm，宽2800mm，船体前端内侧夹角。
52.船体质量的计算：利用数学公式可估算出船体的体积v≈0.22m3。
53.由质量的计算公式m＝ρv(其中ρ
钢
＝7.9t/m3)可得：
54.船体的质量为m
船
＝7.9
×
0.22＝1.738t＝1738kg
55.重排水量的计算：船在满载时的总质量m
总
＝m
船
m
人
m
蓄电池
m
电极
m
电机
m
垃圾
56.其中船体的重量约为1750kg，人的重量约为70kg，蓄电池的重量为20kg，电机的重量为20kg，所能存储的垃圾的最大重量约为50kg
57.故总质量m
总
≈1910kg
58.由公式ρ
水
gv
排
＝g
船
＝m
总
g(其中ρ
水
＝1t/m3,g＝9.8m/s2)可得
[0059]v排
＝m
总
g/gρ
水
[0060]
＝1910
×
9.8
×
103/(9.8
×
1)
[0061]
＝1.91m3[0062]
该船的重排水量为ρ
水v排
＝1
×
103×
1.91
[0063]
＝1910kg
[0064]
最大吃水深度的计算：该船的面积由数学公式可得a≈6.4
㎡
[0065]
由公式v
排
＝ah
吃
可得船的最大吃水深度为
[0066]h吃
＝v
排
/a＝1.91/6.4≈298mm
[0067]
该船的最大吃水深度为298mm，而船体的高度为700mm，故船体的高度满足需求。
[0068]
电动机的作用是将电能转换成机械能，通过蓄电池供电，带动传输装置完成垃圾打捞动作。输送装置的受力情况如图所示
[0069]
其中：g＝g
链
g
垃圾
g
带板
[0070]
选取链条型号为10a，每米链的重量为1kg,
[0071]
故m
链
≈1
×
5＝5kg
[0072]g链
＝m
链g[0073]
＝5
×
9.8＝49n
[0074]
设垃圾的重量为10kg，则
[0075]g垃圾
＝m
垃圾
g＝10
×
9.8＝98n
[0076]
由式m
带板
＝ρv可算得m
带板
＝16kg
[0077]g带板
＝m
带板g[0078]
＝16
×
9.8＝156.8n
[0079]
故g＝49 98 156.8＝303.8n
[0080]
由图可以算出f＝g/sin23
°
[0081]
＝303.8/sin23
°
＝777.5n
[0082]
设输送装置的速度为0.6m/s，则
[0083]
功率p＝fv＝777.5
×
0.6＝466.5w
[0084]
船舶推进选择型号海伯船用推进器t80：
[0085]
选择船用推进器的时候就要考虑该船舶推进器的最大推力是否大于船在行驶过程中所受到的最大阻力，并以此为依据来选择合适的船舶推进器。水流对船体的阻力可由下式来确定
[0086]f阻
＝0.5cvsρv
[0087]
式中：cv—流体阻力系数，一般取cv＝1.1
[0088]
s—侵湿面积(m2)
[0089]
ρ—流体的密度(t/m3)
[0090]
侵湿面积s取船在最大吃水深度时的值，而最大吃水深度在前面计算得为298mm，根据数学方法计算可以可得s≈0.21m2，设船在水中行驶时的最大速度为3m/s,则船在行驶过程中，水流对船体的阻力为：
[0091]f阻
＝0.5
×
1.1
×
0.21
×1×
103×
3＝346.5n
[0092]
则m＝f
阻
/g＝346.5/9.8＝35.3kg
[0093]
传输打捞装置链传动设计：
[0094]
链传动的链速定为v＝0.5m/s，根据链与链轮齿数的关系当链速v＝0.6～3m/s时z1≥17，传动比的推荐值为i＝2～3.5,故取i＝2
[0095]
1.初定中心距
[0096]
取a0＝40p
[0097]
2.主、从动链轮齿数
[0098]
z1＝29-2i＝29-2
×
2＝25
[0099]
z2＝iz1＝2
×
25＝50取z2＝38
[0100]
3.计算链节数
[0101][0102]
链节数的选取可适当变化，故取链节数为152节。
[0103]
4.确定计算功率
[0104]
因小链轮轴是直接与电机的输出轴连接在一起的，故由功率350w,和转速96.8r/min。
[0105]
p0＝kakzp
[0106]
＝1.1
×
1.2
×
350
[0107]
＝462w
[0108]
根据功率曲线查滚子链通用表可得链号为12a，查表5-1知链节距为p＝19.05mm
[0109]
5.确定中心距
[0110]
由中心距(中心距可调)得
[0111][0112]
6.验算带速
[0113]
由
[0114][0115]
故取z1＝25合适。
[0116]
7.选择润滑方式
[0117]
根据节距p＝19.05，链速v＝0.76m/s，根据链速查规格表链条润滑方式为人工定期润滑。
[0118]
8.确定工作拉力
[0119][0120]
9.作用在轴上的拉力
[0121]fq
＝1.2f
[0122]
＝1.2
×
657.9
[0123]
＝789.48n
[0124]
10.链条标记计算结果采用节距为19.05mm，a系列、单排152节滚子链，标记为12a-1-152gb/t1243-2006。
[0125]
链轮相关尺寸的计算：
[0126]
已知小链轮的齿数z1＝25，大链轮的齿数z2＝38，链条节距p＝19.05mm，滚子外径d1＝11.91mm
[0127]
5.2.2.1小链轮的设计和计算
[0128]
因为小链轮的直径小，在考虑了制造成本和制造方便的基础上，将小链轮做成整体式，并为了小链轮与轴的固定，故加工为齿轮轴。其相关尺寸计算入下：
[0129]
分度圆直径：
[0130]
齿顶圆直径：d
a1max
＝d 1.25p-d1[0131]
＝152 1.25
×
19.05-11.91
[0132]
＝164mm
[0133]da1min
＝d (1-1.6/z1)p-d1[0134]
＝152 (1-1.6/25)
×
19.05-11.91
[0135]
＝158mm
[0136][0137]
齿根圆直径：d
f1
＝d-d1[0138]
＝152-11.91
[0139]
＝140mm
[0140]
齿宽：b
f1
＝0.93b1[0141]
＝0.93
×
12.57＝12mm
[0142]
倒角宽：b
a1
＝0.1p
[0143]
＝0.1
×
19.05≈2mm
[0144]
齿侧凸缘圆角半径：r
a1
＝0.04p＝0.04
×
19.05≈1mm
[0145]
齿侧半径：r
x
＝p＝19.05mm
[0146]
5.2.2.2大链轮的设计计算
[0147]
大链轮直径较小，在考虑了相关情况后，将大链轮与轴做成一体，其相关尺寸的计算如下：
[0148]
分度圆直径：
[0149]
齿顶圆直径：d
a2max
＝d’ 1.25p-d1[0150]
＝230 1.25
×
19.05-11.91
[0151]
＝242mm
[0152]
[0153][0154]
齿根圆直径：d
f2
＝d
’‑
d1[0155]
＝230-11.91
[0156]
＝218mm
[0157]
大小链轮的齿宽，倒角宽，齿侧凸缘圆角半径，倒角半径相等。即：b
f2
＝12mm,b
a2
＝2mm,r
a2
＝1mm,r
x
＝19.05mm
[0158]
5.3叶轮装置链传动的设计
[0159]
5.3.1链条的选择和计算
[0160]
1.求传动比
[0161]
根据实际情况，经过设计计算，叶轮的转速为80r/min左右为最佳效果。
[0162][0163]
2.初定中心距
[0164]
取a0＝40p
[0165]
3.主、从动链轮齿数
[0166]
z3＝25
[0167]
z4＝iz3＝1.21
×
25＝30
[0168]
3.计算链节数
[0169][0170]
链节数的选取可适当变化，故取链节数为110节。
[0171]
5.确定计算功率
[0172]
因小链轮轴是直接与电机的输出轴连接在一起的，故由功率350w,和转速96.8r/min。
[0173]
p0＝kakzp＝1.1
×
1.2
×
350＝462w
[0174]
可查出链号为10a，链节距为p＝15.875mm
[0175]
5.确定中心距
[0176][0177]
[0178]
6.验算带速
[0179]
由
[0180][0181]
故取z3＝25合适。
[0182]
7.选择润滑方式
[0183]
根据节距p＝15.875，链速v＝0.64m/s可查链条润滑方式为人工定期润滑。
[0184]
9.确定工作拉力
[0185][0186]
10.作用在轴上的拉力
[0187]fq
＝1.2f
[0188]
＝1.2
×
781.25
[0189]
＝937.5n
[0190]
11.链条标记
[0191]
计算结果采用节距为15.875mm，a系列、单排110节滚子链，标记为10a-1-110gb/t1243-2006链轮相关尺寸的计算：已知小链轮的齿数z3＝25，大链轮的齿数z4＝30，链条节距p＝15.875mm，滚子外径d1＝10.16mm
[0192]
小链轮的设计和计算：
[0193]
因为小链轮的直径小，在考虑了制造成本和制造方便的基础上，将小链轮做成整体式，并为了小链轮与轴的固定，故加工为齿轮轴。其相关尺寸计算入下：
[0194]
分度圆直径：
[0195]
齿顶圆直径：d
a3max
＝d 1.25p-d1[0196]
＝126.66 1.25
×
15.875-10.16
[0197]
＝136.34mm
[0198]da3min
＝d (1-1.6/z3)p-d1[0199]
＝126.66 (1-1.6/25)
×
15.875-10.16
[0200]
＝131.359mm
[0201]
[0202][0203]
齿根圆直径：d
f3
＝d-d1[0204]
＝126.66-10.16
[0205]
＝116.5mm
[0206]
齿宽：b
f3
＝0.93b1[0207]
＝0.93
×
9.4＝8.742mm≈9mm
[0208]
倒角宽：b
a3
＝0.1p
[0209]
＝0.1
×
15.875≈2mm
[0210]
齿侧凸缘圆角半径：r
a3
＝0.04p
[0211]
＝0.04
×
15.875≈1mm
[0212]
齿侧半径：r
x
＝p＝15.875mm
[0213]
大链轮的设计计算：
[0214]
大链轮直径较小，在考虑了相关情况后，将大链轮做成整体式并与轴焊接在一起，其相关尺寸的计算如下：
[0215]
分度圆直径：
[0216]
齿顶圆直径：d
a4max
＝d’ 1.25p-d1[0217]
＝151.873 1.25
×
15.875-10.16
[0218]
＝161.557mm
[0219][0220][0221]
齿根圆直径：d
f4
＝d
’‑
d1[0222]
＝151.873-10.16
[0223]
＝141.713mm
[0224]
大小链轮的齿宽，倒角宽，齿侧凸缘圆角半径，倒角半径相等。即：b
f4
＝9mm,b
a4
＝2mm,r
a4
＝1mm,r
x
＝15.875mm
[0225]
轴的作用是和链轮一起转动，带动链条和带一起运动，将垃圾输送到垃圾收集箱内。由于链轮的直径较小为了便于链轮与轴的固定，故做成齿轮轴。
[0226]
1.轴的材料的选择
[0227]
考虑到轴的失效形式，轴的材料应具有一定的强度、刚度和耐磨性，该链轮轴无特殊要求，故选用调质处理的45钢。
[0228]
2.求链轮轴的功率p，转速n，和扭矩t
[0229]
因在设计该船的时候，将电机和涡轮蜗杆减速箱配合使用后的输出轴通过连轴套直接与小链轮轴连接起来，所以小链轮轴的输入功率p＝0.5kw
[0230]
小链轮轴的转速n＝96.8r/min
[0231]
扭矩t＝9550p/n
[0232]
＝9550
×
0.5/96.8
[0233]
＝48.3n
·m[0234]
3.估算最小轴轴径
[0235]
因轴的材料是45调质钢，取c＝110(c—由轴的材料和承载情况所确定的常数)
[0236]
由轴的最小直径估算公式
[0237]
考虑到轴上开有一个键槽，轴径需增大5％，又因为链轮轴是直接与电机和蜗轮蜗杆减速箱配合使用后的输出轴连接在一起的，故在此基础上选取轴的直径为50mm。
[0238]
收集船的两侧船体前端之间安装有导水叶轮15，它通过划动水面引起局部水流将垃圾引入收集区，通过叶片将垃圾拨入收集工作区，同时还可以防止垃圾漂出垃圾收集区。在船体停止前进的时候，可以利用导水叶轮15制造的局部水流继续收集垃圾
[0239]
垃圾存储箱5是用来暂时存储从链式传输带13上传输下来的垃圾的，整个过程是自动、无需人操作的，垃圾从链式传输带13上传输下来正好落在垃圾存储箱5内。同时左右船体的空余空间也为存储垃圾的作用，但考虑到在船上和上岸后垃圾转移的方便性，充分利用有效空间，增添两个可替换的垃圾存储箱5，并用隔板17与其他空间隔开。
[0240]
需要说明的是：为了便于收集以及各功能区互不干扰，在船的左右船体内均有隔板17。左船体1设有2块隔板17，前面将垃圾储存箱5与杂物分开,最后的区域属于人的坐立区域；右船体2设有1块隔板17，形成2个独立的空间，最后面的区域属于人的坐立区域，前面的区域为放置蓄电池12区域、放置电动机10和蜗轮蜗杆减速箱11区域，这样的设置有效的把人的区域和垃圾的区域分开，同时利于空间的最大利用，还有利于两船的平衡。
[0241]
考虑到动力装置的安装与固定，在船尾上部设有支架，主要是用来安装船用推进器9，支架上开出2个圆形小孔，目的是保证船用推进器9固定的可靠性。
[0242]
为了能够控制电动机10的启动以及停止，在左船体的人坐立空间的前面装置一个电机控制台19，如图5所示即为其启保停控制电路图实施例，可控制电动机10以及打捞传输
装置4的动作。
[0243]
链式输送带13上隔一定的距离就焊接一些倒钩，以保证水面垃圾能够输送到垃圾存储箱5内。
[0244]
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。