基于PLC自动化控制的水体垃圾清理装置及其使用方法与流程

基于plc自动化控制的水体垃圾清理装置及其使用方法
技术领域
1.本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种基于plc自动化控制的水体垃圾清理装置及其使用方法。


背景技术：

2.目前，一些河流、湖泊等水体的水面经常漂浮有水体垃圾，使水质受到污染，因此需要对水体垃圾进行清理；现有清理的方式主要有两种，第一，依靠人工清理的方式，但这种方式需要大量人力，效率较低；第二，使用燃油驱动和人工驾驶的机械装置，这种装置采用传送带形式，克服了以往人工清理费时费力的缺点，清理速度快，但由于其体积较大，不适合狭窄水域工作，对工作环境有一定的要求，所以需要设计一种适用范围广、操控性好、垃圾收集效率高的水体垃圾清理装置。


技术实现要素：

3.为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种基于plc自动化控制的水体垃圾清理装置及其使用方法。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.本发明提出了基于plc自动化控制的水体垃圾清理装置，包括主体，所述主体内置有第一收集桶，所述第一收集桶为过滤网桶状结构；所述主体内还设置有第二水泵，所述第二水泵置于所述第一收集桶的下方；所述主体上设置有第二出水管，所述第二出水管与所述第二水泵相连；所述主体的上方连接有上盖，所述第一收集桶与上盖之间具有间隙，该间隙中设置有用于拨动垃圾的展开收缩连杆机构，该展开收缩连杆机构包括弧形导轨，所述弧形导轨包括滑动段和固定段；所述滑动段开设有导向槽；所述导向槽中滑动连接有若干导向销；每个所述导向销各活动连接有一中间连杆；任意相邻的两中间连杆首尾相连；位于最末端的导向销还连接有拨动板，拨动板自由端从间隙中伸出；所述固定段活动连接有一主动摆杆；所述主动摆杆一端与位于首端的中间连杆相连；所述主动摆杆连接有驱动拨动板往复移动的驱动机构。
6.所述驱动机构包括驱动杆，所述驱动杆铰接于上盖上方；所述上盖开设有滑槽；所述滑槽中活动设置有连接轴，所述连接轴的一端与位于首端的中间连杆相铰接；另一端与驱动杆相铰接；所述驱动杆连接有齿圈，所述齿圈啮合有齿轮；所述上盖转动连接有轴杆，所述轴杆上套设有所述齿轮；所述轴杆上还套设有从动锥齿轮，所述从动锥齿轮啮合有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮与电机相连。
7.所述驱动杆整体呈“7”字型。
8.所述主体还内置有第二收集桶；所述第一收集桶与第二收集桶并排设置；第一收集桶与上盖之间具有的间隙记为s1,所述上盖底部开设有凹槽；所述第二收集桶与上盖的凹槽之间具有间距，该间距记为s2，且s2＞s1；所述第二收集桶的下方设置有第三水泵；所述第二水泵连接有第三出水管，第三出水管与主体相连并与外界相通。
9.所述第二收集桶的顶部外壁设置有导向板，所述导向板为过滤网板状；所述导向板包括弯曲部，所述弯曲部与所述第二收集桶顶部外壁相连；所述弯曲部的两端分别连接有延伸部，两个所述延伸部自由端之间的间距大于第二收集桶的直径。
10.所述主体外壁还包围连接有调整仓，所述上盖上方设置有第一水泵，所述第一水泵连接有引水管路和排水管路，所述排水管路与调整仓相连通；所述调整仓连接有放空阀。
11.所述上盖设置有控制组件。
12.本发明还提出了基于plc自动化控制的水体垃圾清理装置的使用方法，包括如下步骤：
13.步骤一，将装置置于水中，使第一收集桶顶部低于水面；
14.步骤二，启动第二水泵，将主体内的水通过第二出水管抽出；随着第二水泵的动作，此时主体上方水持续流入，漂浮的垃圾在水流的流动下朝向第一收集桶聚集；
15.步骤三，对于小块漂浮垃圾，自由进入到第一收集桶与上盖之间的间隙中随后落入到第一收集桶内被过滤截留收集；对于大块漂浮垃圾则无法进入到该间隙中被挡在外围并聚集，对于此部分聚集于外围的大块漂浮垃圾，启动驱动机构，驱动机构带动展开收缩连杆机构动作，进而带动拨动板沿着导向槽移动，拨动板在移动过程中，带动聚集在外围的大块漂浮垃圾移动，实现大块漂浮垃圾的清理，防止堵塞。
16.上述方法中还包括对大块漂浮垃圾的收集，具体方法如下：
17.启动第三水泵，第三水泵通过第三出水管排水，在水泵的抽吸下，位于第二收集桶上方的水面产生流动，驱动机构带动展开收缩连杆机构动作时，拨动板拨动外围的大块漂浮垃圾移动，由于第二收集桶与上盖凹槽的间距s2＞间隙s1，在导向板的导向以及第三水泵的抽吸作用下，大块漂浮垃圾沿着导向板进入到第二收集桶中被过滤拦截，从而实现了大块漂浮垃圾的收集。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1.本装置整机设计合理、结构相对简单，采用泵吸式垃圾收集方式，通过设置有第二水泵、第一收集桶等部件，与传统打捞船等机械装置相比，其体积小巧，便于操控，适合狭窄水域工作，局限性小。
20.2.本装置还在第一收集桶与上盖之间的间隙中设置有展开收缩连杆机构，且展开收缩连杆机构连接有驱动机构，在使用时，通过plc控制驱动机构，可带动展开收缩连杆完成收缩、展开动作，进而实现拨动板移动，由于拨动板自由端从间隙中伸出，在拨动板移动过程中，可对聚集于间隙外围的大块漂浮垃圾进行拨动清理，防止其聚集于外围，造成堵塞。
21.3.本装置中主体还内置有第二收集桶，第二收集桶与第一收集桶并排设置，由于上盖底部具有凹槽，使得第二收集桶与上盖之间的间距变大，即满足间距s2＞间隙s1；驱动机构带动展开收缩连杆机构动作，拨动板拨动外围的大块漂浮垃圾移动时，在导向板的导向以及第三水泵的抽吸作用下，大块漂浮垃圾沿着导向板进入到第二收集桶中被过滤拦截，从而实现了大块漂浮垃圾的收集，在实现防堵的同时还实现了大块漂浮垃圾的收集；该装置具有适用范围广、操控性好、垃圾收集效率高等优点。
附图说明
22.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1是本发明结构主视图。
24.图2是本发明结构剖视图。
25.图3是上盖及驱动机构的俯视图。
26.图4是展开收缩连杆机构仰视图(展开状态)。
27.图5是展开收缩连杆机构仰视图(收缩状态)。
28.图6是拨动板剖视图。
29.图7是导向销与弧形导轨配合剖视图。
30.图8是导向板俯视图。
31.附图标记说明:
32.1主体；1-1支撑杆；2调整仓；3中间连杆；3-1主动摆杆；3-2导向销；4上盖；4-1滑槽；5防护罩；6电机；7主动锥齿轮；8从动锥齿轮；9齿轮；10齿圈；11驱动杆；12第一水泵；13弧形导轨；14导向板；141弯曲部；142延伸部；15安装座；16第二水泵；161第二出水管；162第三出水管；17封堵门；18第一收集桶；19控制组件；20第二收集桶；21第三水泵；22引水管路；23拨动板。
具体实施方式
33.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
34.实施例一
35.如图1-8所示，本实施例提出了基于plc自动化控制的水体垃圾清理装置，包括主体1，主体1内置有第一收集桶18，第一收集桶18为过滤网桶状结构；主体1内还设置有第二水泵16，第二水泵16置于第一收集桶18的下方；主体1上设置有第二出水管161，第二出水管161与第二水泵16相连；主体1的上方连接有上盖4，第一收集桶18与上盖4之间具有间隙，该间隙中设置有用于拨动垃圾的展开收缩连杆机构，展开收缩连杆机构包括弧形导轨13，弧形导轨13包括滑动段和固定段；滑动段开设有导向槽131；导向槽131中滑动连接有若干导向销3-2；每个导向销3-2各活动连接有一中间连杆3，中间连杆3可相对导向销3-2转动；任意相邻的两中间连杆3首尾相连；位于最末端的导向销3-2还连接有拨动板23，拨动板23自由端从间隙中伸出；固定段活动连接有一主动摆杆3-1，主动摆杆3-1可旋转摆动；主动摆杆3-1一端与位于首端的中间连杆3相连，具体为铰接；主动摆杆3-1连接有驱动拨动板23往复移动的驱动机构。
36.拨动板23可呈“l”型设置。
37.展开收缩连杆机构的设定，可实现拨动板23沿着第一收集桶18顶部开口周向移动，从而实现入口周边聚集的垃圾的清理。
38.为了提高稳定性，在上盖4与主体1之间连接有若干支撑杆1-1。
39.在上盖4与导向槽131对应位置，上盖4可同样开设有导槽，方便安装。
40.上述的驱动机构包括驱动杆11，驱动杆11铰接于上盖4上方；上盖4开设有滑槽4-1；滑槽4-1中活动设置有连接轴，连接轴的一端与位于首端的中间连杆3相铰接，另一端与驱动杆11相铰接；驱动杆11连接有齿圈10，齿圈10啮合有齿轮9；上盖4转动连接有轴杆，轴杆上套设有所述齿轮9；轴杆上还套设有从动锥齿轮8，从动锥齿轮8啮合有主动锥齿轮7，主动锥齿轮7与电机6相连。
41.上盖4设置有控制组件19，控制组件19包括电源和控制器，控制器与各电器部件相连，起到控制作用；电源通过导线与各电器部件电性连接，实现供电。控制组件19可集成于上盖4中。
42.驱动杆11整体呈“7”字型。
43.为了提高安全性，在上盖4的上方还连接有防护罩5。
44.主体1侧壁还连接有安装座15，用于方便对整机进行安装定位。
45.本实施例还提出了基于plc自动化控制的水体垃圾清理装置的使用方法，包括如下步骤：
46.步骤一，将装置置于水中，使第一收集桶18顶部低于水面；
47.步骤二，启动第二水泵16，将主体1内的水通过第二出水管161抽出；随着第二水泵16的动作，此时主体1上方水持续流入，漂浮的垃圾在水流的流动下朝向第一收集桶18聚集；
48.步骤三，对于小块漂浮垃圾，自由进入到第一收集桶18与上盖4之间的间隙中随后落入到第一收集桶18内被过滤截留收集；对于大块漂浮垃圾则无法进入到该间隙中被挡在外围并聚集，对于此部分聚集于外围的大块漂浮垃圾，启动驱动机构，驱动机构带动展开收缩连杆机构动作，进而带动拨动板23沿着导向槽131移动，拨动板23在移动过程中，带动聚集在外围的大块漂浮垃圾移动，实现大块漂浮垃圾的清理，防止堵塞。
49.上述方法中，通过控制组件19内设定的plc程序来实现第二水泵16、驱动机构的的控制。具体的，plc在设定的程序下，一定时间间隔的周期性启动电机6正反转。
50.通过以上描述可以看出，本装置整机设计合理、结构相对简单，采用泵吸式垃圾收集方式，通过设置有第二水泵16、第一收集桶18等部件，与传统打捞船等机械装置相比，其体积小巧，便于操控，适合狭窄水域工作，局限性小；本装置还在第一收集桶18与上盖4之间的间隙中设置有展开收缩连杆机构，且展开收缩连杆机构连接有驱动机构，在使用时，通过plc控制驱动机构，可带动展开收缩连杆完成收缩、展开动作，进而实现拨动板23移动，由于拨动板23自由端从间隙中伸出，在拨动板23移动过程中，可对聚集与间隙外围的大块漂浮垃圾进行拨动清理，防止其聚集于外围，造成堵塞。
51.实施例二
52.继续参考附图1-8，本实施例提出了基于plc自动化控制的水体垃圾清理装置，在实施例一的基础上，主体1还内置有第二收集桶20；第一收集桶18与第二收集桶20并排设置，且二者的顶部相平齐；第一收集桶18与上盖4之间具有的间隙记为s1,上盖4底部开设有凹槽；第二收集桶20与上盖4的凹槽之间具有间距，该间距记为s2，且s2＞s1；第二收集桶20的下方设置有第三水泵21；第二水泵16连接有第三出水管162，第三出水管162与主体1相连并与外界相通。
53.第二收集桶20的顶部外壁设置有导向板14，导向板14为过滤网板状；导向板14整
体似“u”型结构，具体的，导向板14包括弯曲部141，弯曲部141与第二收集桶20顶部外壁相连；弯曲部141的两端分别连接有延伸部142，两个延伸部142自由端之间的间距大于第二收集桶20的直径，呈倾斜状设置。
54.另外，主体1外壁还包围连接有调整仓2，上盖4上方设置有第一水泵12，第一水泵12连接有引水管路22和排水管路，排水管路与调整仓2相连通；调整仓2连接有放空阀。通过第一水泵12向调整仓2内抽水来控制调整仓2内的水量，进而控制整机重量，便于调整整机的稳定性。
55.需要说明的是，作为一种优选的实施例，在主体1上还可设置有两处封堵门17，第一收集桶18、第二收集桶20开设有与封堵门17对应的排污孔，当需要清理收集的垃圾时，可通过打开封堵门17各自对第一收集桶18和第二收集桶20内部垃圾进行清理。
56.本实施例提出了基于plc自动化控制的水体垃圾清理装置的使用方法，包括如下步骤：
57.步骤一，将装置置于水中，使第一收集桶18顶部低于水面；
58.步骤二，启动第二水泵16，将主体1内的水通过第二出水管161抽出；随着第二水泵16的动作，此时主体1上方水持续流入，漂浮的垃圾在水流的流动下朝向第一收集桶18聚集；
59.步骤三，对于小块漂浮垃圾，自由进入到第一收集桶18与上盖4之间的间隙中随后落入到第一收集桶18内被过滤截留收集；对于大块漂浮垃圾则无法进入到该间隙中被挡在外围并聚集，对于此部分聚集于外围的大块漂浮垃圾，启动驱动机构，驱动机构带动展开收缩连杆机构动作，进而带动拨动板23沿着导向槽131移动，拨动板23在移动过程中，带动聚集在外围的大块漂浮垃圾移动，实现大块漂浮垃圾的清理，防止堵塞。
60.步骤四，还包括对大块漂浮垃圾的收集，具体方法如下：
61.启动第三水泵21，第三水泵21通过第三出水管162排水，在水泵的抽吸下，位于第二收集桶20上方的水面产生流动，驱动机构带动展开收缩连杆机构动作时，拨动板23拨动外围的大块漂浮垃圾移动，由于第二收集桶20与上盖4凹槽的间距s2＞间隙s1，在导向板14的导向以及第三水泵21的抽吸作用下，大块漂浮垃圾沿着导向板14进入到第二收集桶20中被过滤拦截，从而实现了大块漂浮垃圾的收集。
62.通过本实施例可以看出，本装置中主体1还内置有第二收集桶20，第二收集桶20与第一收集桶18并排设置，由于上盖4底部具有凹槽，使得第二收集桶20与上盖4之间的间距变大，即满足间距s2＞间隙s1；驱动机构带动展开收缩连杆机构动作，拨动板23拨动外围的大块漂浮垃圾移动时，在导向板14的导向以及第三水泵21的抽吸作用下，大块漂浮垃圾沿着导向板14进入到第二收集桶20中被过滤拦截，从而实现了大块漂浮垃圾的收集，在实现防堵的同时还实现了大块漂浮垃圾的收集；该装置具有适用范围广、操控性好、垃圾收集效率高等优点。
63.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。