CN112715141B - 一种水下卷绕收集机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下卷绕收集机器人，包括：船体件，船体件包括第一船体和第二船体；根部清除件，根部清除件包括铰接固定件和除根件，铰接固定件设置在第一船体和第二船体上；铰接固定件包括铰接管、铰接杆、抬升固定杆和固定帽，铰接管设置在所述第一船体和所述第二船体上，铰接杆设置在铰接管上，抬升固定杆设置在铰接杆上，固定帽设置在抬升固定杆上；杂草卷绕件，杂草卷绕件包括卷绕固定件和卷绕分割件，卷绕固定件设置在根部清除件上；卷绕固定件包括卷绕固定板、卷绕轴、卷绕蜗杆、卷绕涡轮、卷绕固定套和卷绕支撑杆。本发明自动化程度高、能够显著降低工作人员劳动强度、能够显著提到沉水植物清理和运输效率。

Description

一种水下卷绕收集机器人

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，更具体地说，本发明涉及一种水下卷绕收集机器人。

背景技术

水体富营养化是内陆河流、湖泊水质变差的主要因素，富营养化的水体中含有富余的氮、磷元素，会导致水生植物的滋生、生长，过量的水生植物会消耗水中的大量氧含量，导致水体缺氧，缺氧的水体又会导致水生动物死亡，没有水生动物就无法消耗浮萍、沉水植物等水生植物，水生植物腐败又会进一步加剧水质恶化。目前，对于水面上的浮游植物多采用人工打捞作业方式实施清理，工作人员驾驶小船，用拦截网将水上漂浮的浮游植物和落叶打捞上岸，但这种设备对沉水植物无法清理，无法满足河道与湖泊水质清洁要求。同时，采用人工打捞作业方式，会导致植物清理效率低、工作人员劳动量大、杂草清理成本高等缺陷。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种水下卷绕收集机器人，具体采用如下的技术方案：

一种水下卷绕收集机器人，包括：

船体件，所述船体件包括第一船体和第二船体；

根部清除件，其设置在所述船体件上，所述根部清除件包括铰接固定件和除根件，所述铰接固定件设置在所述第一船体和所述第二船体上；所述铰接固定件包括铰接管、铰接杆、抬升固定杆和固定帽，所述铰接管设置在所述第一船体和所述第二船体上，所述铰接杆设置在所述铰接管上，所述抬升固定杆设置在所述铰接杆上，所述固定帽设置在所述抬升固定杆上；所述除根件包括旋转电机，所述旋转电机设置在所述固定帽上；

杂草卷绕件，其设置在所述根部清除件上，所述杂草卷绕件包括卷绕固定件和卷绕分割件，所述卷绕固定件设置在所述根部清除件上，所述卷绕分割件设置在所述卷绕固定件上；所述卷绕固定件包括卷绕固定板、卷绕轴、卷绕蜗杆、卷绕涡轮、卷绕固定套和卷绕支撑杆，所述卷绕固定板设置在所述固定帽上，所述卷绕轴设置在所述卷绕固定板上，所述卷绕蜗杆设置在所述旋转电机上，所述卷绕涡轮和所述卷绕固定套均设置在所述卷绕轴上，所述卷绕支撑杆设置在所述卷绕固定套上；

其中：所述卷绕件与所述除根件共用所述旋转电机将所述卷绕分割件旋转移动至设定位置；所述卷绕分割件自动将除根后的沉水植物卷绕收集，并且通过所述卷绕固定件将卷绕收集有沉水植物的所述卷绕分割件转运至设定位置后对沉水植物进行切割分离。

优选地，所述固定帽呈管状，所述固定帽两端面均封闭，所述固定帽一端面圆心处设置有第一旋转贯穿孔，所述固定帽另一端面圆心处设置有第二旋转贯穿孔；所述固定帽设置有两个；所述除根件包括左侧除根件和右侧除根件，所述左侧除根件与所述右侧除根件结构相同，并且所述左侧除根件和所述右侧除根件逐一对应设置在两个所述固定帽上；所述旋转电机为双出轴电机，所述旋转电机一转轴穿过所述第一旋转贯穿孔，所述旋转电机另一转轴穿过所述第二旋转贯穿孔。

优选地，所述卷绕固定板上设置有第一卷绕贯穿孔，所述卷绕固定板设置有两个，两个所述卷绕固定板逐一对应固定设置在两个固定帽另一端面上；所述卷绕轴两端均套装有卷绕轴承，所述卷绕轴两端分别通过所述卷绕轴承逐一对应嵌装在两个所述第一卷绕贯穿孔内；所述卷绕蜗杆一端固定设置在所述旋转电机另一转轴上，并且所述卷绕蜗杆轴线与所述旋转电机另一转轴轴线重合，所述卷绕蜗杆设置有两个，两个所述卷绕蜗杆与两个所述旋转电机逐一对应连接；所述卷绕涡轮设置有两个，两个所述卷绕涡轮逐一对应套装在所述卷绕轴两端上，并且所述卷绕涡轮与所述卷绕蜗杆逐一对应啮合；所述卷绕固定套固定套装在所述卷绕轴上，并且随卷绕轴转动而转动；所述卷绕支撑杆设置有多杆，其中一半数量的所述卷绕支撑杆一端围绕所述卷绕固定套一端均匀固定设置在所述卷绕固定套上；另外一半数量的所述卷绕支撑杆一端围绕所述卷绕固定套另一端均匀固定设置在所述卷绕固定套上。

优选地，所述卷绕分割件包括卷绕支撑板、卷绕筒、卷绕电机和杂草切割件，所述卷绕支撑板设置在所述卷绕支撑杆上，所述卷绕筒、所述卷绕电机和所述杂草切割件均设置在所述卷绕支撑板上；所述卷绕支撑板上设置有第二卷绕贯穿孔，所述卷绕支撑板设置有多个，多个所述卷绕支撑板逐一对应固定设置在多个所述卷绕支撑杆另一端上。

优选地，所述卷绕筒呈管状，所述卷绕筒两端面均封闭，所述卷绕筒侧壁上设置有卷绕齿，所述卷绕齿呈杆状，所述卷绕齿设置有多个，多个所述卷绕齿平均分为多组，每一组所述卷绕齿均沿所述卷绕筒轴线方向均匀固定设置在所述卷绕筒侧壁上，并且多组所述卷绕齿在所述卷绕筒周向上均匀分布；每一组所述卷绕齿两侧的所述卷绕筒上均设置有切割贯穿孔，所述切割贯穿孔长度不大于所述卷绕筒长度。

优选地，所述卷绕筒两端面上均设置有旋转杆，所述旋转杆呈空心管状，所述旋转杆与所述卷绕筒贯通，每一个所述旋转杆上均套装有切割轴承；所述卷绕筒通过两端的所述切割轴承逐一对应嵌装在位于所述卷绕固定套两端的所述第二卷绕贯穿孔内。

优选地，所述卷绕筒设置有多个，多个所述卷绕筒结构完全相同，多个所述卷绕筒均通过所述切割轴承逐一对应嵌装在位于所述卷绕固定套两端的所述第二卷绕贯穿孔内；所述卷绕电机设置有多个，多个所述卷绕电机逐一对应固定设置在位于所述卷绕筒一端的所述卷绕支撑板上，并且多个所述卷绕电机转轴与多个所述旋转杆逐一对应固定连接。

优选地，所述杂草切割件包括切割电机、切割轴、往复螺母、切割连杆和切割刀，所述切割电机设置在所述卷绕支撑板上，所述切割轴设置在所述切割电机上，所述往复螺母设置在所述切割轴上，所述切割连杆设置在所述往复螺母上，所述切割刀设置在所述切割连杆上；所述切割电机固定设置在位于所述卷绕固定套另一端的所述卷绕支撑板上，并且所述切割电机转轴穿过所述旋转杆并延伸至所述卷绕筒内。

优选地，所述切割轴为往复丝杠，所述切割轴一端固定设置在所述切割电机转轴上，并且所述切割轴轴线与所述切割电机转轴轴线重合；所述往复螺母套装在所述切割轴上，并且所述往复螺母能够在所述切割轴上往复运动；所述切割连杆设置有多根，多根所述切割连杆一端围绕所述往复螺母周向均匀固定设置在所述往复螺母上。

优选地，所述切割刀呈矩形槽状，所述切割刀槽深不小于所述卷绕齿长度；所述切割刀槽底固定设置在所述切割连杆另一端上，并且所述切割刀槽壁穿过所述切割贯穿孔套在所述卷绕齿上；所述切割刀设置有多个，多个所述切割刀逐一对应设置在所述切割连杆另一端上；所述杂草切割件设置有多个，多个所述杂草切割件逐一对应设置在位于所述卷绕固定套另一端的多个所述卷绕支撑板上。

本发明至少包括以下有益效果：

1）本发明水下卷绕收集机器人结构设计合理、自动化程度高、能够显著降低工作人员劳动强度、能够显著提到沉水植物清理和运输效率；

2）本发明水下卷绕收集机器人设置了杂草卷绕件，所述杂草卷绕件包括卷绕固定件和卷绕分割件，所述卷绕固定件设置在所述根部清除件上，所述卷绕分割件包括卷绕支撑板、卷绕筒、卷绕电机和杂草切割件，所述卷绕固定件通过与所述根部清除件共用的旋转电机带动将所述卷绕筒自动旋转移动至设定位置，卷绕筒通过所述卷绕电机带动自动对除根后的沉水植物进行卷绕收集，卷绕收集有沉水植物的卷绕筒继续被所述卷绕固定件自动旋转移动至水面后启动杂草切割件，对沉水植物进行切割分离，切割分离后的沉水植物掉落在杂草输送件上运离，显著提了自动化程度，显著提到沉水植物清理和运输效率，显著降低工作人员劳动强度。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明水下卷绕收集机器人主视图；

图2为本发明水下卷绕收集机器人俯视图；

图3为本发明水下卷绕收集机器人左侧立体结构示意图；

图4为本发明水下卷绕收集机器人图3中C的局部放大图；

图5为本发明水下卷绕收集机器人前端主视图；

图6为本发明水下卷绕收集机器人图5中D的局部放大图；

图7为本发明水下卷绕收集机器人右侧立体结构示意图；

图8为本发明水下卷绕收集机器人图7中E的局部放大图；

图9为本发明水下卷绕收集机器人图2中A-A方向剖面主视图；

图10为本发明水下卷绕收集机器人图9中F的局部放大图；

图11为本发明水下卷绕收集机器人图2中B-B方向剖面立体结构示意图；

图12为本发明水下卷绕收集机器人图11中G的局部放大图。

其中：1-第一船体，2-第二船体，4-除根件，5-固定帽，6-铰接管，7-铰接杆，8-抬升固定杆，9-左侧除根件，10-右侧除根件，11-卷绕固定板，12-卷绕轴，13-卷绕蜗杆，14-卷绕涡轮，15-卷绕固定套，16-卷绕支撑杆，17-卷绕支撑板，18-卷绕筒，19-卷绕电机，20-卷绕齿，21-切割贯穿孔，22-旋转杆，23-切割轴承，24-切割电机，25-切割轴，26-往复螺母，27-切割连杆，28-切割刀。

具体实施方式

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

根据图1-图12所示，一种水下卷绕收集机器人，包括船体件、根部清除件和杂草卷绕件，所述根部清除件设置在所述船体件上，所述杂草卷绕件设置在所述根部清除件上。所述船体件包括第一船体1和第二船体2、连接桥和杂草输送件，所述连接桥设置在所述第一船体1和所述第二船体2上，所述杂草输送件设置在所述连接桥上。所述连接桥呈板状，所述连接桥两侧边分别与所述第一船体1和所述第二船体2连接，使得所述第一船体1和所述第二船体2通过所述连接桥组装为双体船，有效提高整船甲板面积和耐波性能，便于杂草输送件的安装、使用和提高杂草清理工作平稳性，提高作业效率。

所述第一船体1和所述第二船体2内置有大量锂电池，所述锂电池除了为所述第一船体1和所述第二船体2行驶提供动力外持续为所述根部清除件和所述杂草卷绕件提供动力。能够显著降低环境污染、减轻清理过程噪声、提高能源利用率和降低整船维护保养成本。

所述第一船体1甲板上设置有信号处理收发装置和北斗导航***模块，所述信号处理收发装置设置在所述第一船体1甲板的船尾处，所述北斗导航***模块设置在所述第一船体1甲板的船首处。所述信号处理收发装置包括信息存储器、无线信号接收器和无线信号发射器，所述信息存储器能够通过所述无线信号接收器接收无人船控制站发送的杂草清理信息，所述杂草清理信息包括待清理水域水文信息、沉水植物分布图和清理路径轨迹线，所述信息存储器通过所述北斗导航***模块确定自身坐标，并按照清理路径轨迹线进行清理。并且所述信息存储器能够接受整船所有传感器信息，并通过所述无线信号发射器将整船所述传感器信息传送至所述无人船控制站，等待执行无人船控制站下发的处理指令。所述北斗导航***模块用于自身坐标定位，以实现所述水下卷绕收集机器人能够按照清理路径轨迹线进行清理作业。

所述第二船体2甲板上设置无人驾驶模块，所述无人驾驶模块包括红外线摄像头和水深探测仪，所述红外线摄像头用于识别水域周边环境，将周边环境信息上传给无人驾驶模块，便于无人驾驶模块识辨和避障。所述水深探测仪设置在所述第二船体2前侧，所述水深探测仪能够实时探测整船行至水深，并且将实时探测水深与所述待清理水域水文信息做比对，当发现与所述待清理水域水文信息不同时，将通过所述无线信号发射器发送至无人船控制站，并等待执行无人船控制站下发的处理指令。所述无人驾驶模块接收并执行所述信号处理收发装置控制指令，并且所述无人驾驶模块接收所述北斗导航***模块自身定位信息，并按照所述清理路径轨迹线行驶。

所述第一船体1和所述第二船体2的尾部上均设置有配重槽，每个所述配重槽内均设置有第一推杆和配重块，所述配重槽呈矩形孔状，所述第一推杆一端固定设置在所述配重槽孔底上。所述配重块呈矩形块状，所述配重块一端嵌装在所述配重槽内，并且所述配重块一端与所述第一推杆另一端连接，所述第一推杆能够将所述配重块另一端推出所述配重槽，进而在整船纵向平衡所述根部清除件和所述杂草卷绕件重量。所述第一推杆与所述信号处理收发装置电连接，并受所述信号处理收发装置控制伸缩。

所述杂草输送件包括前端运送件和后端运送件，所述前端运送件和所述后端运送件均设置在所述连接桥上。所述前端运送件包括角度调整架和滑移输送件，所述角度调整架设置在所述连接桥上，所述滑移输送件设置在所述角度调整架上。所述角度调整架包括调整固定板和第二推杆，所述调整固定板和所述第二推杆均设置在所述连接桥上。所述调整固定板上设置有驱动贯穿孔，所述调整固定板两侧边上均设置有限位条，所述限位条长度与所述调整固定板长度相同。所述限位条能够防止所述滑移输送件在所述调整固定板上滑移时发生横向侧移。所述调整固定板一端与所述连接桥一端通过铰链铰接，使得所述调整固定板能够围绕所述铰链旋转。所述调整固定板为金属板。所述第二推杆固定设置在所述连接桥上，所述第二推杆顶端铰接在所述调整固定板下侧面上。当第二推杆伸长时能够推动所述调整固定板另一端围绕所述铰链旋转，进而改变所述滑移输送件向下滑移方位，进而使所述滑移输送件滑移至所述杂草卷绕件下方接收杂草。所述第二推杆与所述信号处理收发装置电连接，并受所述信号处理收发装置控制伸缩。

所述滑移输送件包括滑轨、主动辊、主动轴承、从动辊、从动轴承、输送带、输送电机、连接杆和滑移动力件，所述滑轨和所述滑移动力件均设置在所述调整固定板上，所述主动轴承和所述从动轴承和所述连接杆均设置在所述滑轨上，所述主动辊设置在主动轴承上，所述从动辊设置在所述从动轴承上，所述输送电机设置在所述主动辊上。所述滑轨呈矩形板状，所述滑轨长度大于所述调整固定板长度，所述滑轨设置有两条，两条所述滑轨相互平行分布，并且两根所述滑轨间距不大于所述调整固定板宽度。所述主动轴承设置有两个，两个所述主动轴承分别套装在所述主动轴两端上，并且两个所述主动轴承外圈分别逐一对应固定设置在所述滑轨一侧边上，同时使所述主动轴轴线与所述滑轨轴线垂直。所述从动轴承设置有两个，两个所述从动轴承分别套装在所述从动辊上，并且两个所述从动轴承外圈分别逐一对应固定设置在两个所述滑轨一侧边上，同时所述从动轴与所述主动轴平行。所述输送带同时套装在所述主动辊和所述从动辊上。所述主动辊与所述从动辊能够通过所述滑轨在所述调整固定板上滑动，为了降低滑轨与所述调整固定板摩擦力，所述滑轨另一侧边呈刀刃状。所述输送电机固定设置在一所述滑轨上，并且所述输送电机转轴与所述主动辊一端固定连接，同时所述输送电机转轴轴线与所述主动辊轴线重合。具体的，所述输送电机为安装有减速器的电机。所述输送电机转动时能够通过主动辊带动所述皮带旋转，进而实现杂草向后转运。所述输送电机与所述信号处理收发装置电连接，并受所述信号处理收发装置控制。

所述连接杆两端分别逐一对应固定设置在两个所述滑轨上，并且所述连接杆位于所述皮带下侧。所述连接杆设置有三根，三根所述连接杆在所述滑轨上沿纵向均匀分布，并且三根所述连接杆轴线位于同一平面上。所述滑移动力件包括齿条、滑移电机和齿轮，所述齿条设置在所述连接杆上，所述滑移电机固定设置在所述调整固定板上，所述齿轮设置在所述滑移电机转轴上。所述滑移电机与所述信号处理收发装置电连接，并受所述信号处理收发装置控制。所述齿条长度不小于所述主动辊与所述从动辊间距，并且所述齿条沿所述滑轨纵向固定设置在所述连接杆上。所述齿轮穿过所述驱动贯穿孔与所述齿条啮合。当滑动电机转动时能够通过所述齿轮带动齿条沿所述滑轨纵向滑动，齿条通过连接杆带动所述滑轨在所述调整固定板上滑动，滑轨通过主动轴承和从动轴承带动所述主动辊和所述从动辊滑动，最终将所述输送带滑移至所述杂草卷绕件下方接收杂草。所述后端运送件为输送机，所述后端运送件设置在所述连接桥后端，所述后端运送件用于接收所述前端运送件输送的杂草，并将杂草转运出所述水下卷绕收集机器人。

当卷绕筒18受所述旋转电机驱动正向滚动，并且出水面后，所述输送电机启动正向旋转将所述输送带滑移至所述卷绕筒18下方，此时卷绕筒18上的杂草切割件启动将卷绕在所述卷绕筒18上的杂草切割，切割后的杂草受重力作用落在所述输送带上。当输送带滑移至所述卷绕筒18下方后，所述信号处理收发装置控制第二推杆缓慢收缩，进而降低调整固定板角度，最终使所述输送带随着所述卷绕筒18缓慢上升，以延长输送带接收杂草时间，防止杂草掉落在水里，提高杂草清除效率；当输送带接收完杂草后，所述输送电机启动反向旋转将所述输送带复位，此时所述信号处理收发装置控制第二推杆缓慢延长，将所述调整固定板复位。

所述根部清除件包括铰接固定件和除根件4，所述铰接固定件设置在所述第一船体1和所述第二船体2上，所述除根件4设置在所述铰接固定件上。所述铰接固定件包括铰接管6、铰接杆7、抬升固定杆8、固定帽5和抬升件，所述铰接管6和所述抬升件均设置在所述第一船体1和所述第二船体2上，所述铰接杆7设置在所述铰接管6上，所述抬升固定杆8设置在所述铰接杆7上，所述固定帽5设置在所述抬升固定杆8上。所述铰接管6设置有两根，两根所述铰接管6分别逐一对应水平固定设置在所述第一船体1和所述第二船体2船首上。所述铰接杆7设置有两根，两根所述铰接杆7逐一对应嵌装在两根所述铰接管6内，使得所述铰接杆7能够在所述铰接管6内转动。所述抬升固定杆8设置有两根，两根所述抬升固定杆8一端逐一对应固定设置在所述铰接杆7上。所述固定帽5呈管状，所述固定帽5两端面均封闭，所述固定帽5一端面圆心处设置有第一旋转贯穿孔，所述固定帽5另一端面圆心处设置有第二旋转贯穿孔。所述固定帽5设置有两个，两个所述固定帽5逐一对应竖直固定设置在两根所述抬升固定杆8另一端上。所述抬升件包括卷扬机，所述卷扬机为小型卷扬机，所述卷扬机设置有两个，两个所述卷扬机分别固定设置在所述第一船体1和所述第二船体2上，并且两个所述卷扬机的钢绳上均设置有拉力传感器，并且所述卷扬机通过所述拉力传感器分别与两个所述抬升固定杆8逐一对应固定连接。当卷扬机收绳时将拉起所述抬升固定杆8另一端，当卷扬机放绳时将降低所述抬升固定杆8另一端。所述卷扬机与所述信号处理收发装置电连接，并受所述信号处理收发装置控制伸缩。

所述除根件4包括左侧除根件9、右侧除根件10和除根带，所述左侧除根件9和所述右侧除根件10逐一对应设置在两个所述固定帽5上，所述除根带设置在所述左侧除根件9和所述右侧除根件10上。所述左侧除根件9包括旋转电机、传动轴、传动管、缓冲弹簧、防护管和传动轮，所述旋转电机和所述防护管均设置在所述固定帽5上，所述传动轴设置在所述旋转电机上，所述传动管和所述缓冲弹簧均设置在所述传动轴上，所述传动轮设置在所述传动管上。所述旋转电机为双出轴电机，所述旋转电机嵌装在所述固定帽5中，并且所述旋转电机一转轴穿过所述第一旋转贯穿孔，所述旋转电机另一转轴穿过所述第二旋转贯穿孔。所述旋转电机与所述信号处理收发装置电连接，并受所述信号处理收发装置控制。

所述传动轴上设置有滑动槽，所述滑动槽轴线与所述传动轴轴线平行，所述滑动槽长度与所述传动轴长度相同。所述传动轴一端固定设置在所述旋转电机一转轴上，并且所述传动轴轴线与所述旋转电机一转轴轴线重合。所述传动轴上套装有第一推力球轴承和第二推力球轴承，并且所述第一推力球轴承一端面与所述固定帽5一端面贴合。所述传动管内径不小于所述传动轴直径，所述传动管内设置有滑块，所述滑块长度与所述传动管长度相同。所述传动管一端外侧壁上固定套装有第一悬吊圈，所述传动管通过所述第一悬吊圈悬吊在所述防护管内，防止所述根部清除件抬升时滑落。所述传动管一端套装在所述传动轴另一端上，并且所述滑块与所述滑动槽配合。所述缓冲弹簧套装在所述传动轴上，并且缓冲弹簧两端分别与所述第一推力球轴承另一端面和所述第二推力球轴承贴合。当旋转电机转动时，所述旋转电机将通过所述传动轴带动所述传动管转动。

所述防护管内径大于所述第一悬吊圈外径，所述防护管长度大于所述缓冲弹簧长度，所述防护管一端管内固定嵌装有第二悬吊圈，所述第二悬吊圈结构与所述第一悬吊圈结构相同。所述防护管套在所述缓冲弹簧和所述传动管上，并且所述防护管另一端与所述固定帽5一端面固定连接，同时所述第二悬吊圈与所述传动管间隙处设置有密封圈，所述密封圈能够防止外部杂质进入所述防护管内，影响传动轴、传动管和缓冲弹簧正常工作。所述第二悬吊圈与所述第一悬吊圈配合能够防止根部清除件抬高时滑落。所述传动轮固定设置在所述传动管另一端上，并且所述传功轮轴线与所述传动管轴线重合。所述右侧除根件10与所述左侧除根件9结构完全相同，并且所述右侧除根件10设置在另一个所述固定帽5内，同时所述左侧除根件9和固定帽5连接方式与所述右侧除根件10和固定帽5连接方式相同。

所述除根带包括传动带和除根牙，所述传动带设置在所述传动轮上，所述除根牙设置在所述传动带上。所述传动带同时套装在所述左侧除根件9和所述右侧除根件10的所述传动轮上，并且随所述传动轮转动而转动。所述除根牙呈直角块状，所述除根牙固定设置在所述传动带上。所述除根牙设置有十八个，十八个所述除根牙均匀分布设置在所述传动带上，并且每个所述除根牙直角面朝向传动带滚动方向。当除根牙遇到水底小型石块时通过所述除根牙直角面滑过石块，而不至于被小型石块卡死。

所述水下卷绕收集机器人行驶至指定坐标后，所述卷扬机将所述除根件4放入水底，所述信号处理收发装置控制旋转电机转动，旋转电机带动所述传动带和除根牙转动；当除根牙遇到大型障碍物时所述除根件4将向后移动，此时拉力传感器将监测到异常拉力，所述拉力传感器将异常拉力信息传递至所述信号处理收发装置，所述信号处理收发装置通过无人驾驶模块控制船体停止前行，同时所述信号处理收发装置将异常拉力信号传递至无人船控制站，并等待执行无人船控制站下发的处理指令。

所述杂草卷绕件包括卷绕固定件和卷绕分割件，所述卷绕固定件设置在所述根部清除件上，所述卷绕分割件设置在所述卷绕固定件上。所述卷绕固定件包括卷绕固定板11、卷绕轴12、卷绕蜗杆13、卷绕涡轮14、卷绕固定套15和卷绕支撑杆16，所述卷绕固定板11设置在所述固定帽5上，所述卷绕轴12设置在所述卷绕固定板11上，所述卷绕蜗杆13设置在所述旋转电机上，所述卷绕涡轮14和所述卷绕固定套15均设置在所述卷绕轴12上，所述卷绕支撑杆16设置在所述卷绕固定套15上。所述卷绕固定板11呈板状，所述卷绕固定板11上设置有第一卷绕贯穿孔，所述卷绕固定板11设置有两个，两个所述卷绕固定板11逐一对应固定设置在两个固定帽5另一端面上，并且使两个所述第一卷绕贯穿孔轴线重合。所述卷绕轴12两端均套装有卷绕轴承，所述卷绕轴12两端分别通过所述卷绕轴承逐一对应嵌装在两个所述第一卷绕贯穿孔内。所述卷绕蜗杆13一端固定设置在所述旋转电机另一转轴上，并且所述卷绕蜗杆13轴线与所述旋转电机另一转轴轴线重合，所述卷绕蜗杆13设置有两个，两个所述卷绕蜗杆13与两个所述旋转电机逐一对应连接。所述卷绕涡轮14设置有两个，两个所述卷绕涡轮14逐一对应套装在所述卷绕轴12两端上，并且所述卷绕涡轮14位于所述卷绕轴12承外侧，同时，所述卷绕涡轮14与所述卷绕蜗杆13逐一对应啮合。

所述卷绕固定套15长度小于所述卷绕轴12长度，所述卷绕固定套15固定套装在所述卷绕轴12上，并且随卷绕轴12转动而转动。所述卷绕支撑杆16设置有十六杆，其中八根所述卷绕支撑杆16一端围绕所述卷绕固定套15一端均匀固定设置在所述卷绕固定套15上。另外八根所述卷绕支撑杆16一端围绕所述卷绕固定套15另一端均匀固定设置在所述卷绕固定套15上。

所述卷绕分割件包括卷绕支撑板17、卷绕筒18、卷绕电机19和杂草切割件，所述卷绕支撑板17设置在所述卷绕支撑杆16上，所述卷绕筒18、所述卷绕电机19和所述杂草切割件均设置在所述卷绕支撑板17上。所述卷绕支撑板17上设置有第二卷绕贯穿孔，所述卷绕支撑板17设置有十六个，十六个所述卷绕支撑板17逐一对应固定设置在十六个所述卷绕支撑杆16另一端上。所述卷绕筒18呈管状，所述卷绕筒18两端面均封闭，所述卷绕筒18侧壁上设置有卷绕齿20，所述卷绕齿20呈杆状，所述卷绕齿20设置有四十八个，四十八个所述卷绕齿20平均分为四组，第一组所述卷绕齿20沿所述卷绕筒18轴线方向均匀固定设置在所述卷绕筒18侧壁上，第二组所述卷绕齿20沿所述卷绕筒18轴线方向均匀固定设置在所述卷绕筒18侧壁上，第三组所述卷绕齿20沿所述卷绕筒18轴线方向均匀固定设置在所述卷绕筒18侧壁上，第四组所述卷绕齿20沿所述卷绕筒18轴线方向均匀固定设置在所述卷绕筒18侧壁上，并且第一组所述卷绕齿20、第二组所述卷绕齿20、第三组所述卷绕齿20和第四组所述卷绕齿20在所述卷绕筒18周向上均匀分布。每一组所述卷绕齿20两侧的所述卷绕筒18上均设置有切割贯穿孔21，所述切割贯穿孔21长度不大于所述卷绕筒18长度。所述卷绕筒18两端面上均设置有旋转杆22，所述旋转杆22呈空心管状，所述旋转杆22与所述卷绕筒18贯通，每一个所述旋转杆22上均套装有切割轴承23。所述卷绕筒18通过两端的所述切割轴承23逐一对应嵌装在位于所述卷绕固定套15两端的所述第二卷绕贯穿孔内。所述卷绕筒18设置有八个，八个所述卷绕筒18结构完全相同，八个所述卷绕筒18均通过所述切割轴承23逐一对应嵌装在位于所述卷绕固定套15两端的所述第二卷绕贯穿孔内。所述卷绕电机19设置有八个，八个所述卷绕电机19逐一对应固定设置在位于所述卷绕筒18一端的所述卷绕支撑板17上，并且八个所述卷绕电机19转轴与八个所述旋转杆22逐一对应固定连接。当卷绕电机19转动时通过所述旋转杆22带动所述卷绕筒18旋转，进而将除根后的沉水植物杂草卷绕收集在卷绕筒18上。所述卷绕电机19与所述信号处理收发装置电连接，并受所述信号处理收发装置控制。

所述杂草切割件包括切割电机24、切割轴25、往复螺母26、切割连杆27和切割刀28，所述切割电机24设置在所述卷绕支撑板17上，所述切割轴25设置在所述切割电机24上，所述往复螺母26设置在所述切割轴25上，所述切割连杆27设置在所述往复螺母26上，所述切割刀28设置在所述切割连杆27上。所述切割电机24固定设置在位于所述卷绕固定套15另一端的所述卷绕支撑板17上，并且所述切割电机24转轴穿过所述旋转杆22并延伸至所述卷绕筒18内。所述切割轴25为往复丝杠，所述切割轴25长度不大于所述卷绕筒18长度，所述切割轴25一端固定设置在所述切割电机24转轴上，并且所述切割轴25轴线与所述切割电机24转轴轴线重合。所述往复螺母26套装在所述切割轴25上，并且所述往复螺母26能够在所述切割轴25上往复运动。所述切割连杆27设置有四根，四根所述切割连杆27一端围绕所述往复螺母26周向均匀固定设置在所述往复螺母26上。所述切割刀28呈矩形槽状，所述切割刀28槽深不小于所述卷绕齿20长度。所述切割刀28槽底固定设置在所述切割连杆27另一端上，并且所述切割刀28槽壁穿过所述切割贯穿孔21套在所述卷绕齿20上。所述切割刀28设置有四个，四个所述切割刀28逐一对应设置在所述切割连杆27另一端上。所述杂草切割件设置有八个，八个所述杂草切割件逐一对应设置在位于所述卷绕固定套15另一端的八个所述卷绕支撑板17上。所述切割电机24与所述信号处理收发装置电连接，并受所述信号处理收发装置控制启停。当不需要所述切割刀28在所述切割贯穿孔21内移动切割时，所述切割电机24旋转方向和转速与所述卷绕电机19旋转方向和转速相同，进而使所述切割刀28静止在所述切割贯穿孔21内。

当除根后的沉水植物杂草卷绕在卷绕筒18上后，待卷绕筒18通过所述卷绕固定件转动至设定位置后控制所述切割电机24正向旋转，正向旋转的所述切割电机24通过所述切割轴25、所述往复螺母26和所述切割连杆27带动所述切割刀28在所述切割贯穿孔21内沿所述卷绕筒18轴线运动，运动的所述切割刀28将缠绕在所述卷绕筒18和卷绕齿20上的杂草切断，切断后的杂草受重力作用落在所述前端运送件上最终输送出所述水下卷绕收集机器人。

本发明有益效果如下：

本发明水下卷绕收集机器人结构设计合理、自动化程度高、能够显著降低工作人员劳动强度、能够显著提到沉水植物清理和运输效率；本发明水下卷绕收集机器人设置了杂草卷绕件，所述杂草卷绕件包括卷绕固定件和卷绕分割件，所述卷绕固定件设置在所述根部清除件上，所述卷绕分割件包括卷绕支撑板、卷绕筒、卷绕电机和杂草切割件，所述卷绕固定件通过与所述根部清除件共用的旋转电机带动将所述卷绕筒自动旋转移动至设定位置，卷绕筒通过所述卷绕电机带动自动对除根后的沉水植物进行卷绕收集，卷绕收集有沉水植物的卷绕筒继续被所述卷绕固定件自动旋转移动至水面后启动杂草切割件，对沉水植物进行切割分离，切割分离后的沉水植物掉落在杂草输送件上运离，显著提了自动化程度，显著提到沉水植物清理和运输效率，显著降低工作人员劳动强度。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种水下卷绕收集机器人，其特征在于，包括：

船体件，所述船体件包括第一船体和第二船体；

根部清除件，其设置在所述船体件上，所述根部清除件包括铰接固定件和除根件，所述铰接固定件设置在所述第一船体和所述第二船体上；所述铰接固定件包括铰接管、铰接杆、抬升固定杆和固定帽，所述铰接管设置在所述第一船体和所述第二船体上，所述铰接杆设置在所述铰接管上，所述抬升固定杆设置在所述铰接杆上，所述固定帽设置在所述抬升固定杆上；所述除根件包括左侧除根件和右侧除根件，所述左侧除根件与所述右侧除根件结构相同，并且所述左侧除根件和所述右侧除根件逐一对应设置在两个所述固定帽上；所述左侧除根件包括旋转电机、传动轴、传动管、缓冲弹簧、防护管和传动轮，所述旋转电机和所述防护管均设置在所述固定帽上，所述传动轴设置在所述旋转电机上，所述传动管和所述缓冲弹簧均设置在所述传动轴上，所述传动轮设置在所述传动管上；

杂草卷绕件，其设置在所述根部清除件上，所述杂草卷绕件包括卷绕固定件和卷绕分割件，所述卷绕固定件设置在所述根部清除件上，所述卷绕分割件设置在所述卷绕固定件上；所述卷绕固定件包括卷绕固定板、卷绕轴、卷绕蜗杆、卷绕涡轮、卷绕固定套和卷绕支撑杆，所述卷绕固定板设置在所述固定帽上，所述卷绕轴设置在所述卷绕固定板上，所述卷绕蜗杆设置在所述旋转电机上，所述卷绕涡轮和所述卷绕固定套均设置在所述卷绕轴上，所述卷绕支撑杆设置在所述卷绕固定套上；

其中：所述卷绕件与所述除根件共用所述旋转电机将所述卷绕分割件旋转移动至设定位置；所述卷绕分割件自动将除根后的沉水植物卷绕收集，并且通过所述卷绕固定件将卷绕收集有沉水植物的所述卷绕分割件转运至设定位置后对沉水植物进行切割分离；

所述卷绕分割件包括卷绕支撑板、卷绕筒、卷绕电机和杂草切割件，所述卷绕筒两端面上均设置有旋转杆，所述杂草切割件包括切割电机、切割轴、往复螺母、切割连杆和切割刀，所述切割电机设置在所述卷绕支撑板上，所述切割轴设置在所述切割电机上，所述往复螺母设置在所述切割轴上，所述切割连杆设置在所述往复螺母上，所述切割刀设置在所述切割连杆上；所述切割电机固定设置在位于所述卷绕固定套另一端的所述卷绕支撑板上，并且所述切割电机转轴穿过所述旋转杆并延伸至所述卷绕筒内；

所述卷绕固定板上设置有第一卷绕贯穿孔，所述卷绕固定板设置有两个，两个所述卷绕固定板逐一对应固定设置在两个固定帽另一端面上；所述卷绕轴两端均套装有卷绕轴承，所述卷绕轴两端分别通过所述卷绕轴承逐一对应嵌装在两个所述第一卷绕贯穿孔内；所述卷绕蜗杆一端固定设置在所述旋转电机另一转轴上，并且所述卷绕蜗杆轴线与所述旋转电机另一转轴轴线重合，所述卷绕蜗杆设置有两个，两个所述卷绕蜗杆与两个所述旋转电机逐一对应连接；所述卷绕涡轮设置有两个，两个所述卷绕涡轮逐一对应套装在所述卷绕轴两端上，并且所述卷绕涡轮与所述卷绕蜗杆逐一对应啮合；所述卷绕固定套固定套装在所述卷绕轴上，并且随卷绕轴转动而转动；所述卷绕支撑杆设置有多杆，其中一半数量的所述卷绕支撑杆一端围绕所述卷绕固定套一端均匀固定设置在所述卷绕固定套上；另外一半数量的所述卷绕支撑杆一端围绕所述卷绕固定套另一端均匀固定设置在所述卷绕固定套上；所述卷绕支撑板设置在所述卷绕支撑杆上，所述卷绕筒、所述卷绕电机和所述杂草切割件均设置在所述卷绕支撑板上；所述卷绕支撑板上设置有第二卷绕贯穿孔，所述卷绕支撑板设置有多个，多个所述卷绕支撑板逐一对应固定设置在多个所述卷绕支撑杆另一端上。

2.根据权利要求1所述的水下卷绕收集机器人，其特征在于，所述固定帽呈管状，所述固定帽两端面均封闭，所述固定帽一端面圆心处设置有第一旋转贯穿孔，所述固定帽另一端面圆心处设置有第二旋转贯穿孔；所述固定帽设置有两个；所述旋转电机为双出轴电机，所述旋转电机一转轴穿过所述第一旋转贯穿孔，所述旋转电机另一转轴穿过所述第二旋转贯穿孔。

3.根据权利要求1或2所述的水下卷绕收集机器人，其特征在于，所述卷绕筒呈管状，所述卷绕筒两端面均封闭，所述卷绕筒侧壁上设置有卷绕齿，所述卷绕齿呈杆状，所述卷绕齿设置有多个，多个所述卷绕齿平均分为多组，每一组所述卷绕齿均沿所述卷绕筒轴线方向均匀固定设置在所述卷绕筒侧壁上，并且多组所述卷绕齿在所述卷绕筒周向上均匀分布；每一组所述卷绕齿两侧的所述卷绕筒上均设置有切割贯穿孔，所述切割贯穿孔长度不大于所述卷绕筒长度。

4.根据权利要求3所述的水下卷绕收集机器人，其特征在于，所述旋转杆呈空心管状，所述旋转杆与所述卷绕筒贯通，每一个所述旋转杆上均套装有切割轴承；所述卷绕筒通过两端的所述切割轴承逐一对应嵌装在位于所述卷绕固定套两端的所述第二卷绕贯穿孔内。

5.根据权利要求4所述的水下卷绕收集机器人，其特征在于，所述卷绕筒设置有多个，多个所述卷绕筒结构完全相同，多个所述卷绕筒均通过所述切割轴承逐一对应嵌装在位于所述卷绕固定套两端的所述第二卷绕贯穿孔内；所述卷绕电机设置有多个，多个所述卷绕电机逐一对应固定设置在位于所述卷绕筒一端的所述卷绕支撑板上，并且多个所述卷绕电机转轴与多个所述旋转杆逐一对应固定连接。

6.根据权利要求5所述的水下卷绕收集机器人，其特征在于，所述切割轴为往复丝杠，所述切割轴一端固定设置在所述切割电机转轴上，并且所述切割轴轴线与所述切割电机转轴轴线重合；所述往复螺母套装在所述切割轴上，并且所述往复螺母能够在所述切割轴上往复运动；所述切割连杆设置有多根，多根所述切割连杆一端围绕所述往复螺母周向均匀固定设置在所述往复螺母上。

7.根据权利要求6所述的水下卷绕收集机器人，其特征在于，所述切割刀呈矩形槽状，所述切割刀槽深不小于所述卷绕齿长度；所述切割刀槽底固定设置在所述切割连杆另一端上，并且所述切割刀槽壁穿过所述切割贯穿孔套在所述卷绕齿上；所述切割刀设置有多个，多个所述切割刀逐一对应设置在所述切割连杆另一端上；所述杂草切割件设置有多个，多个所述杂草切割件逐一对应设置在位于所述卷绕固定套另一端的多个所述卷绕支撑板上。

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