CN110541413B - 一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，包括桨叶、无人机主体、电机、顶板、伸缩气缸和扭簧，所述无人机主体的上方两侧位置设置有桨叶，且无人机主体下方的中间位置安装设置有电机，并且无人机主体的下方位置固定安装有顶板，所述旋转齿轮的外部啮合连接有齿条，且齿条在收集框架的外部一侧相连接。该基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置在进行工作的过程中可以很好的对河道沿岸部分对泥土砂石掩埋的垃圾进行大面积的拾取工作，在提高整个拾取装置拾取效率的过程中还会很好的对垃圾进行及时的收集工作，不需要工作人员不断的对无人机进行大面积的操作工作，使用更加方便。

Description

一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置

技术领域

本发明涉及无人机相关技术领域，具体为一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置。

背景技术

随着现在社会上高智能的不断发展，无人机的应用也越来越多，无人机也渐渐的应用到现在社会上各个领域，环境保护是现有全球最关注的话题，因此，无人机也明显的应用到环境保护的领域，常常用来对水源进行提取和检测工作，以及对湖面上的垃圾进行拾取工作，但现有市场上却很少将无人机应用到河道沿岸的垃圾拾取工作；

1、现有市场上河道沿岸的垃圾由于受水面的不断冲刷工作，其会大部分掩埋在河道沿岸的砂石泥土内部，通过传统的无人机拾取装置不能很好的对垃圾进行拾取工作，且在对垃圾进行拾取的过程中，不能大面积的对垃圾进行拾取工作，导致在进行垃圾拾取的过程中会耗费大量的时间，且整个拾取工作效率还低于人工的拾取工作效率；

2、传统的拾取装置在进行垃圾拾取工作的过程中，不能及时的对垃圾进行收集工作，需要不断的对无人机进行移动工作才能继续拾取工作，在降低拾取效率同时还会耗费工作人员不断的操作过程。

所以我们提出了一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，以便于解决上述中提出的不能对河道沿岸堆积的垃圾进行处理的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，以解决上述背景技术提出的目前市场上的无人机底部的自动拾取装置在对垃圾进行拾取的过程中，不适用于河道沿岸被砂石部分掩埋的垃圾，以及整个垃圾拾取工作效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，包括桨叶、无人机主体、电机、顶板、伸缩气缸和扭簧，所述无人机主体的上方两侧位置设置有桨叶，且无人机主体下方的中间位置安装设置有电机，并且无人机主体的下方位置固定安装有顶板，所述电机的顶端贯穿顶板的下方连接有连接轴，且连接轴的外部同轴连接有主动齿轮，并且主动齿轮的两侧位置啮合连接有从动齿轮，同时从动齿轮的顶端同轴连接有横杆，所述横杆的中间位置轴承连接有固定环，且固定环的上方通过连接杆与顶板的底部相连接，所述横杆的两侧顶端固定有固定套，且横杆的中间位置还螺纹连接有滑动套，并且滑动套上方安装的限位块卡合设置在限位槽的内部，同时限位槽镶嵌设置在顶板的内部，所述顶板的两侧顶端安装设置有竖杆，且竖杆的内部滑动连接有滑块，并且滑块的外侧与收集框架相连接，同时收集框架的内部卡合安装有收集槽，所述固定套和滑动套的底部均安装设置有外筒，且外筒的内部通过伸缩气缸连接有拾取夹，并且拾取夹的一侧顶端通过固定杆与中间轴相连接，所述中间轴的外部通过扭簧连接有固定销的顶端位置，且固定销设置在拾取夹的外部一侧，所述连接轴的底部还安装设置有旋转盘，且旋转盘的外部通过皮带连接有旋转齿轮，并且旋转齿轮的顶端通过固定轴与顶板的底部相连接，所述旋转齿轮的外部啮合连接有齿条，且齿条在收集框架的外部一侧相连接。

优选的，所述顶板的两侧位置与竖杆之间为固定安装，且竖杆和顶板的截面呈“L”形设置，并且竖杆的最低点高于拾取夹的最低点，同时拾取夹的最高点与竖杆的最低点之间的距离大于拾取夹长度的三分之二。

优选的，所述横杆上设置有4组滑动套，且滑动套与横杆之间为螺纹连接，并且同一个横杆上的滑动套内部的螺纹旋向相反。

优选的，所述拾取夹的底部呈倾斜状结构设置，且拾取夹的外部一侧等间距的设置有固定销，并且固定销的顶端呈锥形结构设置，并且拾取夹顶端的倾斜状结构的水平长度大于固定套的宽度。

优选的，所述收集框架的外部一侧与齿条之间为固定连接，且齿条与旋转齿轮之间为啮合连接，并且旋转齿轮的直径小于旋转盘直径的二分之一。

优选的，所述收集框架的侧视呈“U”形结构设置，且收集框架与收集槽之间相互卡合，并且收集槽的内部为网孔状结构设置，并且收集槽的长度大于同一个横杆上2个固定套之间的距离。

优选的，所述收集框架外部的滑块在竖杆的一侧为滑动结构，且滑块的长度不小于收集框架宽度的三分之一。

优选的，所述固定销顶端与中间轴之间为套设连接，且固定销在中间轴的外部为旋转结构，并且固定销的厚度小于拾取夹与外筒之间的间隙距离。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置在进行工作的过程中可以很好的对河道沿岸部分对泥土砂石掩埋的垃圾进行大面积的拾取工作，在提高整个拾取装置拾取效率的过程中还会很好的对垃圾进行及时的收集工作，不需要工作人员不断的对无人机进行大面积的操作工作，使用更加方便；

1、整个横杆底部的可以进行升降的拾取夹的设置可以很好的一个横杆底部位置的垃圾进行大面积的拾取工作，配合拾取夹外部的固定销的设置可以很好的对拾取夹夹取的垃圾进行固定工作，在拾取夹收缩进入到外筒的内部时，也会使得垃圾进行下落工作，保证不会出现夹取后的垃圾掉落的现象发生，保证整个拾取装置的拾取效率更高，也提高了整个拾取装置的拾取效率；

2、收集槽在随着2个拾取夹进行原理上升的过程中会到达拾取夹的下方，达到对相互远离上升后的2个拾取夹中间掉落的垃圾进行收集工作，不需要操作人员对无人机进行大面积的移动操作对垃圾进行拾取工作，降低整个装置对垃圾拾取和放置的时间，结构设计更加合理，使用更加方便。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图；

图2为本发明顶板仰视结构示意图；

图3为本发明收集框架侧视结构示意图；

图4为本发明主动齿轮和从动齿轮连接放大结构示意图；

图5为本发明旋转盘与旋转齿轮连接结构示意图；

图6为本发明外筒主视剖面结构示意图；

图7为本发明图6中B处放大结构示意图。

图中：1、桨叶；2、无人机主体；3、电机；4、顶板；5、限位槽；6、连接杆；7、固定环；8、横杆；9、竖杆；10、固定套；11、滑动套；12、外筒；13、拾取夹；14、滑块；15、收集框架；16、收集槽；17、旋转盘；18、皮带；19、旋转齿轮；20、齿条；21、主动齿轮；22、从动齿轮；23、连接轴；24、固定轴；25、伸缩气缸；26、固定杆；27、固定销；28、中间轴；29、扭簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，包括桨叶1、无人机主体2、电机3、顶板4、限位槽5、连接杆6、固定环7、横杆8、竖杆9、固定套10、滑动套11、外筒12、拾取夹13、滑块14、收集框架15、收集槽16、旋转盘17、皮带18、旋转齿轮19、齿条20、主动齿轮21、从动齿轮22、连接轴23、固定轴24、伸缩气缸25、固定杆26、固定销27、中间轴28和扭簧29，无人机主体2的上方两侧位置设置有桨叶1，且无人机主体2下方的中间位置安装设置有电机3，并且无人机主体2的下方位置固定安装有顶板4，电机3的顶端贯穿顶板4的下方连接有连接轴23，且连接轴23的外部同轴连接有主动齿轮21，并且主动齿轮21的两侧位置啮合连接有从动齿轮22，同时从动齿轮22的顶端同轴连接有横杆8，横杆8的中间位置轴承连接有固定环7，且固定环7的上方通过连接杆6与顶板4的底部相连接，横杆8的两侧顶端固定有固定套10，且横杆8的中间位置还螺纹连接有滑动套11，并且滑动套11上方安装的限位块卡合设置在限位槽5的内部，同时限位槽5镶嵌设置在顶板4的内部，顶板4的两侧顶端安装设置有竖杆9，且竖杆9的内部滑动连接有滑块14，并且滑块14的外侧与收集框架15相连接，同时收集框架15的内部卡合安装有收集槽16，固定套10和滑动套11的底部均安装设置有外筒12，且外筒12的内部通过伸缩气缸25连接有拾取夹13，并且拾取夹13的一侧顶端通过固定杆26与中间轴28相连接，中间轴28的外部通过扭簧29连接有固定销27的顶端位置，且固定销27设置在拾取夹13的外部一侧，连接轴23的底部还安装设置有旋转盘17，且旋转盘17的外部通过皮带18连接有旋转齿轮19，并且旋转齿轮19的顶端通过固定轴24与顶板4的底部相连接，旋转齿轮19的外部啮合连接有齿条20，且齿条20在收集框架15的外部一侧相连接。

顶板4的两侧位置与竖杆9之间为固定安装，且竖杆9和顶板4的截面呈“L”形设置，并且竖杆9的最低点高于拾取夹13的最低点，同时拾取夹13的最高点与竖杆9的最低点之间的距离大于拾取夹13长度的三分之二，方便在竖杆9的作用下对收集框架15进行固工作，并且拾取夹13和竖杆9最低点高度的设置，是为了方便使得在拾取夹13的顶端处于竖杆9的上方时，拾取夹13还有大部分的长度在外筒12的外部，不会出现拾取夹13上升有大量垃圾掉落的现象发生。

横杆8上设置有4组滑动套11，且滑动套11与横杆8之间为螺纹连接，并且同一个横杆8上的滑动套11内部的螺纹旋向相反，方便使得滑动套11向固定套10进行移动和远离，达到对垃圾进行夹取和下落的效果。

拾取夹13的底部呈倾斜状结构设置，且拾取夹13的外部一侧等间距的设置有固定销27，并且固定销27的顶端呈锥形结构设置，并且拾取夹13顶端的倾斜状结构的水平长度大于固定套10的宽度，方便使得滑动套11向固定套10移动到一定的位置后，拾取夹13的顶端倾斜状结构相互接触，以及对底部进行遮挡作用，减少垃圾的掉落。

收集框架15的外部一侧与齿条20之间为固定连接，且齿条20与旋转齿轮19之间为啮合连接，并且旋转齿轮19的直径小于旋转盘17直径的二分之一，方便使得旋转盘17旋转一圈旋转齿轮19旋转几圈，达到使得滑动套11移动距离小而齿条20移动距离大的效果，方便对垃圾进行及时的收集。

收集框架15的侧视呈“U”形结构设置，且收集框架15与收集槽16之间相互卡合，并且收集槽16的内部为网孔状结构设置，并且收集槽16的长度大于同一个横杆8上2个固定套10之间的距离，收集框架15外部的滑块14在竖杆9的一侧为滑动结构，且滑块14的长度不小于收集框架15宽度的三分之一，方便对收集框架15进行支撑以及方便对收集槽16进行安装的效果。

固定销27顶端与中间轴28之间为套设连接，且固定销27在中间轴28的外部为旋转结构，并且固定销27的厚度小于拾取夹13与外筒12之间的间隙距离，方便使得固定销27不仅可以对垃圾进行固定工作，同时也方便使得固定销27卡合进入到外筒12内部时，外筒12的底部会对固定销27上的垃圾刮落，保证垃圾下落的彻底性。

本实施例的工作原理：在使用该基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置时，首先，根据图1所示，工作人员控制整个无人机主体2移动到需要进行垃圾拾取的位置，且将整个无人机主体2的高度调整到合适的高度(此处的高度需要保证整个拾取夹13下降到最低点时可以与地面进行接触)之后，就可以进行垃圾的拾取工作了；

根据图1-2和图4所示，同时启动电机3和伸缩气缸25，电机3启动带动其底部的连接轴23上的主动齿轮21和旋转盘17进行旋转工作，在主动齿轮21进行旋转的过程中，带动其左右两侧对称设置的从动齿轮22进行旋转工作，在从动齿轮22进行旋转的过程中，使得其外部与其进行同轴连接的横杆8进行旋转工作，在横杆8进行旋转的过程中，其外部同轴连接的固定套10不进行旋转，但其外部与横杆8进行螺纹连接的滑动套11在上方支杆的限位作用下进行作用移动工作，在滑动套11在进行移动的过程中带动其底部的外筒12进行移动工作，使得相邻的2个外筒12之间相互靠近，与此同时，旋转盘17旋转的过程中在皮带18的作用下带动旋转齿轮19进行旋转工作，在旋转齿轮19进行旋转的过程中会与其两侧的齿条20进行啮合工作，在齿条20进行啮合的过程中，带动其外部的收集框架15的外部通过滑块14在顶板外部的竖杆9的外部进在拾取夹13的底部向外侧进行移动，伸缩气缸25启动带动外筒12内部的拾取夹13进行下降工作，根据图6-7所示，固定销27也会在外筒12的内部伸出，在扭簧29的作用下进行复位处于拾取夹13相互垂直的位置，由此，在相邻的拾取夹13相互解决的作用下配合固定销27的设置便可以很好的对垃圾进行固定工作，最后，相邻的拾取夹13移动到合适的位置后，便完成了对垃圾进行拾取工作；

固定完成后，根据图1-2和图4所示，重复上述工作，控制电机3反向旋转，使得相邻的拾取夹13之间相互分离，同时在电机3反向旋转的过程中，齿条20会在旋转齿轮19的作用下向拾取夹13的底部进行移动，进而使得收集框架15带动其内部的收集槽16进行移动工作，(在此需要说明的是，旋转齿轮19的直径小于主动齿轮21直径的一半，由此，在主动齿轮21旋转一圈带动滑动套11进行移动的过程中，旋转齿轮19的旋转圈数要大于主动齿轮21的旋转圈数，进而在旋转齿轮19旋转与齿条20啮合带动收集槽16进行移动的过程中，滑动套11下方相邻的拾取夹13之间的移动距离非常小，而且又由于固定销27对垃圾的固定，保证在收集槽16移动到拾取夹13外侧的过程中，拾取夹13的底部不会有垃圾的掉落工作)移动到拾取夹13的外侧时，控制伸缩气缸25使得拾取夹13进行上升工作，使得拾取夹13的最低点高度收集槽16的高度后(拾取夹13底部的最高点与收集槽16的顶端之间距离为拾取夹13高度的三分之二)，电机3继续进行旋转，由此，此时，收集槽16便处于拾取夹13的底部，配合拾取夹13的继续远离工作，和外筒12对固定在固定销27上的垃圾进行限制下落工作，便很好的完成收集槽16对垃圾的收集工作了，同时，在垃圾下料的过程中，收集槽16还是不断进行移动的，由此，不会出现下落的垃圾在收集槽16的内部局部堆积较高的现象发生，之后，对无人机主体2的位置进行移动，重复上述工作就可以继续进行垃圾的拾取工作了，最后，根据图3所示，工作人员只需要将收集槽16在收集框架15的内部滑动拆卸下来，就可以对收集槽16内部的垃圾进行处理工作了，从而完成一系列工作。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，包括桨叶（1）、无人机主体（2）、电机（3）、顶板（4）、伸缩气缸（25）和扭簧（29），其特征在于：所述无人机主体（2）的上方两侧位置设置有桨叶（1），且无人机主体（2）下方的中间位置安装设置有电机（3），并且无人机主体（2）的下方位置固定安装有顶板（4），所述电机（3）的顶端贯穿顶板（4）的下方连接有连接轴（23），且连接轴（23）的外部同轴连接有主动齿轮（21），并且主动齿轮（21）的两侧位置啮合连接有从动齿轮（22），同时从动齿轮（22）的顶端同轴连接有横杆（8），所述横杆（8）的中间位置轴承连接有固定环（7），且固定环（7）的上方通过连接杆（6）与顶板（4）的底部相连接，所述横杆（8）的两侧顶端固定有固定套（10），且横杆（8）的中间位置还螺纹连接有滑动套（11），并且滑动套（11）上方安装的限位块卡合设置在限位槽（5）的内部，同时限位槽（5）镶嵌设置在顶板（4）的内部，所述顶板（4）的两侧顶端安装设置有竖杆（9），且竖杆（9）的内部滑动连接有滑块（14），并且滑块（14）的外侧与收集框架（15）相连接，同时收集框架（15）的内部卡合安装有收集槽（16），所述固定套（10）和滑动套（11）的底部均安装设置有外筒（12），且外筒（12）的内部通过伸缩气缸（25）连接有拾取夹（13），并且拾取夹（13）的一侧顶端通过固定杆（26）与中间轴（28）相连接，所述中间轴（28）的外部通过扭簧（29）连接有固定销（27）的顶端位置，且固定销（27）设置在拾取夹（13）的外部一侧，所述连接轴（23）的底部还安装设置有旋转盘（17），且旋转盘（17）的外部通过皮带（18）连接有旋转齿轮（19），并且旋转齿轮（19）的顶端通过固定轴（24）与顶板（4）的底部相连接，所述旋转齿轮（19）的外部啮合连接有齿条（20），且齿条（20）在收集框架（15）的外部一侧相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，其特征在于：所述顶板（4）的两侧位置与竖杆（9）之间为固定安装，且竖杆（9）和顶板（4）的截面呈“L”形设置，并且竖杆（9）的最低点高于拾取夹（13）的最低点，同时拾取夹（13）的最高点与竖杆（9）的最低点之间的竖直方向距离大于拾取夹（13）长度的三分之二。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，其特征在于：所述横杆（8）上设置有4组滑动套（11），且滑动套（11）与横杆（8）之间为螺纹连接，并且同一个横杆（8）上的滑动套（11）内部的螺纹旋向相反。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，其特征在于：所述拾取夹（13）的底部呈倾斜状结构设置，且拾取夹（13）的外部一侧等间距的设置有固定销（27），并且固定销（27）的顶端呈锥形结构设置，并且拾取夹（13）底部的倾斜状结构的水平长度大于固定套（10）的宽度。

5.根据权利要求1所述的一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，其特征在于：所述收集框架（15）的外部一侧与齿条（20）之间为固定连接，且齿条（20）与旋转齿轮（19）之间为啮合连接，并且旋转齿轮（19）的直径小于旋转盘（17）直径的二分之一。

6.根据权利要求1所述的一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，其特征在于：所述收集框架（15）的侧视呈“U”形结构设置，且收集框架（15）与收集槽（16）之间相互卡合，并且收集槽（16）的内部为网孔状结构设置，并且收集槽（16）的长度大于同一个横杆（8）上2个固定套（10）之间的距离。

7.根据权利要求1所述的一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，其特征在于：所述收集框架（15）外部的滑块（14）在竖杆（9）的一侧为滑动结构，且滑块（14）的长度不小于收集框架（15）宽度的三分之一。

8.根据权利要求1所述的一种基于无人机底部的河道沿岸垃圾自动拾取装置，其特征在于：所述固定销（27）顶端与中间轴（28）之间为套设连接，且固定销（27）在中间轴（28）的外部为旋转结构，并且固定销（27）的厚度小于拾取夹（13）与外筒（12）之间的间隙距离。

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