CN117230768A - 一种水面垃圾分拣机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保设备技术领域，特别是涉及一种水面垃圾分拣机器人，包括船体、主控单元和监控单元，主控单元安装在船体上，主控单元上设置监控单元；还包括油类收集机构、固体收集机构、垃圾输送机构、识别摄像头和垃圾筐，油类收集机构、固体收集机构和垃圾输送机构安装在船体上，油类收集机构收集水面上的油膜并送入油水舱中，固体收集机构用于收集水面上的固体垃圾并输送到垃圾输送机构上，识别摄像头监控垃圾输送机构上的固体垃圾，识别摄像头采用视觉识别技术分辨固体垃圾种类并控制垃圾输送机构将固体垃圾分别输送到不同的垃圾筐中；其能够进行垃圾分拣，将不同种类的垃圾分类收集，有利于后续垃圾处理，实用性好。

Description

一种水面垃圾分拣机器人

技术领域

本发明涉及环保设备技术领域，特别是涉及一种水面垃圾分拣机器人。

背景技术

水中漂浮的垃圾主要有枯枝败叶和塑料泡沫等，为了保持水体的清洁，减少水体污染，需要将漂浮在水面上的垃圾收集处理，通常采用人工驾船并使用人工打捞的方式清理水面垃圾，但是人工打捞费时费力还有落水危险。

为了代替人工进行水面垃圾清理，现有技术中提出了多种水面垃圾清理机器人，例如ZL202111407554.X提出的智能水面垃圾清理机器人，该清理机器人采用多屉网筛机构收集垃圾，多屉网筛机构由尺寸大小不同的多个网筛嵌套在一起，即“多屉”，网筛通过第一驱动电机、第二驱动电机旋转升降，多个网筛通过上升与旋转运动相互协作，做到垃圾运载量最大化，完成垃圾收集与储纳。

但是该水面垃圾清理机器人和大多数现有技术一样不具备分拣和分类垃圾的能力，枯枝败叶和塑料泡沫等不同种类的垃圾混合在一起，可回收的垃圾混合在枯枝败叶中，枯枝败叶容易腐败发臭，不利于后续垃圾分类处理。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种能够进行垃圾分拣，将不同种类的垃圾分类收集，有利于后续垃圾处理，实用性好的水面垃圾分拣机器人。

本发明的一种水面垃圾分拣机器人，包括船体、主控单元和监控单元，主控单元安装在船体上，主控单元上设置监控单元，监控单元监控水面环境；还包括油类收集机构、固体收集机构、垃圾输送机构、识别摄像头和垃圾筐，船体设置有多个功能舱，功能舱至少包括油水舱和垃圾舱，垃圾舱中至少放置两个垃圾筐，多个垃圾筐用来分类收集不同种类的垃圾，油类收集机构安装在船体上，油类收集机构收集水面上的油膜并将油膜送入油水舱中，固体收集机构安装在船体上，固体收集机构用于收集水面上的固体垃圾并将固体垃圾输送到垃圾输送机构上，垃圾输送机构安装在船体上，识别摄像头安装在主控单元上，识别摄像头监控垃圾输送机构上的固体垃圾，识别摄像头采用视觉识别技术分辨固体垃圾种类并控制垃圾输送机构将固体垃圾分别输送到不同的垃圾筐中；工作时，监控单元发现水面的油膜垃圾和固体垃圾后，主控单元控制船体航行至油膜和固体垃圾水域，油类收集机构运行将水面的油膜收集到船体的油水舱中，固体收集机构将固体垃圾收集到垃圾输送机构上，固体垃圾沿着垃圾输送机构移动，识别摄像头监控垃圾输送机构上的固体垃圾，通过视觉识别技术分辨固体垃圾的种类，垃圾输送机构根据固体垃圾的种类动作将相同种类的固体垃圾输入相应的垃圾筐中，实现垃圾分拣，能够将不同种类的垃圾分类收集，有利于后续垃圾处理。

优选的，油类收集机构包括吸油盘和刮板，船体的油水舱设置多个内凹的安装槽，吸油盘设置多个，多个吸油盘分别转动安装在所述的安装槽中，多个吸油盘的下部浸入水中，多个吸油盘的侧面均设置亲油疏水涂层，刮板设置多个，多个刮板安装在船体的油水舱壁上，多个刮板的上端分别刮擦多个吸油盘上部的两侧壁，多个刮板将刮擦下来的油膜导流到油水舱中；多个吸油盘转动，多个吸油盘上的亲油疏水涂层吸附水面上的油膜，而水不被吸附，随着多个吸油盘的转动，吸附在多个吸油盘侧壁上的油膜被多个刮板刮擦下来并沿着多个刮板流入船体的油水舱中，实现水面油类污染物的清理。

优选的，还包括多个辅助杆一，多个吸油盘的轮面上均匀设置多个辅助杆一，多个辅助杆一跟随多个吸油盘转动，多个辅助杆一将垃圾输送机构上的固体垃圾向垃圾筐拨动；通过在吸油盘的轮面上设置多个辅助杆一，使垃圾输送机构上的固体垃圾移动更加快速，避免堵塞，提高工作效率。

优选的，固体收集机构包括辅助杆二、刺辊和驱动电机，辅助杆二设置两个，刺辊转动安装在两个辅助杆上，两个辅助杆二安装在船体上，刺辊的圆周侧壁上设置多个用于挑起固体垃圾的拨杆，刺辊位于油类收集机构的前方，驱动电机安装在辅助杆二上，驱动电机驱动刺辊转动，将固体垃圾挑到垃圾输送机构上；驱动电机驱动刺辊逆时针转动，使得刺辊的拨杆跳动固体垃圾从水面升起并放置到垃圾输送机构上，实现对水面固体垃圾的收集。

优选的，还包括推杆一，两个辅助杆二转动安装在船体上，推杆一的两端分别与船体和辅助杆二转动连接，推杆一驱动两个辅助杆二俯仰转动，从而调整刺辊伸入水面的深度；推杆一伸缩带动两个辅助杆二俯仰转动，从而使得刺辊的拨杆伸入水面的深度改变，能够打捞不同吃水的水面漂浮物。

优选的，垃圾输送机构包括接料网架、活动网架和固定网架，接料网架和固定网架固定安装在船体上，活动网架活动安装在船体上，活动网架位于接料网架和固定网架之间，接料网架承接固体收集机构收集的固体垃圾并向活动网架和固定网架输送，固定网架的输出端伸入一个垃圾筐中，活动网架的输出端伸入另一个垃圾筐中，活动网架上设置有驱动组件，驱动组件根据识别摄像头的指令控制活动网架的输出端与固定网架的输入端对齐或向下打开，将不同种类的固体垃圾分别输入不同的垃圾筐中；工作时，固体垃圾落到接料网架上并向活动网架和固定网架滑动，识别摄像头分辨固体的垃圾的种类，根据固体垃圾的种类向活动网架的驱动组件发出指令，驱动组件驱动活动网架的输出端向下打开，从而使固体垃圾沿着活动网架进入一个垃圾筐中，或者驱动组件驱动活动网架的输出端与固定网架的输入端对齐，从而使固体垃圾沿着活动网架和固定网架进入另一个垃圾筐中，实现固体垃圾的二级分拣。

优选的，活动网架和固定网架设置多组；通过设置多组活动网架和固定网架，能够实现固体垃圾的多级分拣。

优选的，活动网架包括多个分流单元，多个分流单元横向排列，所述分流单元包括分流槽网和推杆二，分流槽网的输入端与接料网架的输出端转动铰接，并且分流槽网的输入端与接料网架的输入端连通，分流槽网的左右两侧设置有挡板，分流槽网的输出端与固定网架的输入端对齐，推杆二的两端分别与接料网架和分流槽网转动连接，推杆二驱动分流槽网的输入端俯仰转动；通过设置多个分流单元，实现对固体垃圾更精准的分拣，多个推杆二分别接受识别摄像头发生的指令，从而分别驱动分流槽网俯仰动作，完成精确分拣。

优选的，还包括动力浮箱、支撑杆和隔离浮漂，动力浮箱、支撑杆和隔离浮漂均设置两个，两个动力浮箱分别安装在船体的左右两侧，两个动力浮箱为船体提供浮力和航行动力，两个支撑杆的一端分别转动安装在两个动力浮箱上，两个隔离浮漂分别安装在两个支撑杆的下部，两个支撑杆带动两个隔离浮漂在油类收集机构和固体收集机构的两侧形成喇叭状聚拢区；工作时，将两个支撑杆向两个动力浮箱的侧前部转动展开，带动两个隔离浮漂的下部伸入水面中构成的喇叭状聚拢区，使得两个动力浮箱驱动船体航行时将固体垃圾和油膜聚集起来，方便收集。

优选的，还包括系缆桩，系缆桩安装在船体上，系缆桩上连接缆绳；通过系缆桩方便使用缆绳与母船或岸边连接，方便回收和拖曳移动。

与现有技术相比本发明的有益效果为：工作时，监控单元发现水面的油膜垃圾和固体垃圾后，主控单元控制船体航行至油膜和固体垃圾水域，油类收集机构运行将水面的油膜收集到船体的油水舱中，固体收集机构将固体垃圾收集到垃圾输送机构上，固体垃圾沿着垃圾输送机构移动，识别摄像头监控垃圾输送机构上的固体垃圾，通过视觉识别技术分辨固体垃圾的种类，垃圾输送机构根据固体垃圾的种类动作将相同种类的固体垃圾输入相应的垃圾筐中，实现垃圾分拣，能够将不同种类的垃圾分类收集，有利于后续垃圾处理，实用性好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是本发明的侧视结构示意图；

图4是油类收集机构等结构的结构示意图；

图5是固体收集机构等结构的结构示意图；

图6是垃圾输送机构等结构的结构示意图；

附图中标记：1、船体；2、主控单元；3、监控单元；4、油类收集机构；5、固体收集机构；6、垃圾输送机构；7、识别摄像头；8、吸油盘；9、刮板；10、辅助杆一；11、刺辊；12、驱动电机；13、推杆一；14、接料网架；15、活动网架；16、固定网架；17、分流槽网；18、推杆二；19、动力浮箱；20、支撑杆；21、隔离浮漂；22、系缆桩；23、油水舱；24、垃圾舱；25、功能舱；26、辅助杆二。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

实施例

如图1-6所示，本实施例提供一种水面垃圾分拣机器人，包括船体1、主控单元2和监控单元3，主控单元2安装在船体1上，主控单元2上设置监控单元3，监控单元3监控水面环境；还包括油类收集机构4、固体收集机构5、垃圾输送机构6、识别摄像头7和垃圾筐，船体1设置有多个功能舱25，功能舱25至少包括油水舱23和垃圾舱24，垃圾舱24中至少放置两个垃圾筐，多个垃圾筐用来分类收集不同种类的垃圾，油类收集机构4安装在船体1上，油类收集机构4收集水面上的油膜并将油膜送入油水舱中，固体收集机构5安装在船体1上，固体收集机构5用于收集水面上的固体垃圾并将固体垃圾输送到垃圾输送机构6上，垃圾输送机构6安装在船体1上，识别摄像头7安装在主控单元2上，识别摄像头7监控垃圾输送机构6上的固体垃圾，识别摄像头7采用视觉识别技术分辨固体垃圾种类并控制垃圾输送机构6将固体垃圾分别输送到不同的垃圾筐中；油类收集机构4包括吸油盘8和刮板9，船体1的油水舱设置多个内凹的安装槽，吸油盘8设置多个，多个吸油盘8分别转动安装在所述的安装槽中，多个吸油盘8的下部浸入水中，多个吸油盘8的侧面均设置亲油疏水涂层，刮板9设置多个，多个刮板9安装在船体1的油水舱壁上，多个刮板9的上端分别刮擦多个吸油盘8上部的两侧壁，多个刮板9将刮擦下来的油膜导流到油水舱中；还包括多个辅助杆一10，多个吸油盘8的轮面上均匀设置多个辅助杆一10，多个辅助杆一10跟随多个吸油盘8转动，多个辅助杆一10将垃圾输送机构6上的固体垃圾向垃圾筐拨动；监控单元3发现水面的油膜垃圾和固体垃圾后，主控单元2控制船体1航行至油膜和固体垃圾水域，多个吸油盘8转动，多个吸油盘8上的亲油疏水涂层吸附水面上的油膜，而水不被吸附，随着多个吸油盘8的转动，吸附在多个吸油盘8侧壁上的油膜被多个刮板9刮擦下来并沿着多个刮板9流入船体1的油水舱中，实现水面油类污染物的清理，固体收集机构5将固体垃圾收集到垃圾输送机构6上，通过在吸油盘8的轮面上设置多个辅助杆一10，使垃圾输送机构6上的固体垃圾移动更加快速，避免堵塞，识别摄像头7监控垃圾输送机构6上的固体垃圾，通过视觉识别技术分辨固体垃圾的种类，垃圾输送机构6根据固体垃圾的种类动作将相同种类的固体垃圾输入相应的垃圾筐中，实现垃圾分拣，能够将不同种类的垃圾分类收集，有利于后续垃圾处理，实用性好，提高工作效率。

具体的，固体收集机构5包括辅助杆二26、刺辊11和驱动电机12，辅助杆二26设置两个，刺辊11转动安装在两个辅助杆二26上，两个辅助杆二26安装在船体1上，刺辊11的圆周侧壁上设置多个用于挑起固体垃圾的拨杆，刺辊11位于油类收集机构4的前方，驱动电机12安装在辅助杆二26上，驱动电机12驱动刺辊11转动，将固体垃圾挑到垃圾输送机构6上；还包括推杆一13，两个辅助杆二26转动安装在船体1上，推杆一13的两端分别与船体1和辅助杆二26转动连接，推杆一13驱动两个辅助杆二26俯仰转动，从而调整刺辊11伸入水面的深度；垃圾输送机构6包括接料网架14、活动网架15和固定网架16，接料网架14和固定网架16固定安装在船体1上，活动网架15活动安装在船体1上，活动网架15位于接料网架14和固定网架16之间，接料网架14承接固体收集机构5收集的固体垃圾并向活动网架15和固定网架16输送，固定网架16的输出端伸入一个垃圾筐中，活动网架15的输出端伸入另一个垃圾筐中，活动网架15上设置有驱动组件，驱动组件根据识别摄像头7的指令控制活动网架15的输出端与固定网架16的输入端对齐或向下打开，将不同种类的固体垃圾分别输入不同的垃圾筐中；活动网架15和固定网架16设置多组；活动网架15包括多个分流单元，多个分流单元横向排列，所述分流单元包括分流槽网17和推杆二18，分流槽网17的输入端与接料网架14的输出端转动铰接，并且分流槽网17的输入端与接料网架14的输入端连通，分流槽网17的左右两侧设置有挡板，分流槽网17的输出端与固定网架16的输入端对齐，推杆二18的两端分别与接料网架14和分流槽网17转动连接，推杆二18驱动分流槽网17的输入端俯仰转动；推杆一13伸缩带动两个辅助杆二26俯仰转动，从而使得刺辊11的拨杆伸入水面的深度改变，能够打捞不同吃水的水面漂浮物，驱动电机12驱动刺辊11逆时针转动，使得刺辊11的拨杆跳动固体垃圾从水面升起并放置到接料网架14上，实现对水面固体垃圾的收集，固体垃圾落到接料网架14上并向活动网架15和固定网架16滑动，识别摄像头7分辨固体的垃圾的种类，根据固体垃圾的种类向多个推杆二18发出指令，多个推杆二18分别接受识别摄像头7发生的指令，从而分别驱动分流槽网17俯仰动作，时分流槽网17的输出端向下打开，从而使固体垃圾沿着分流槽网17进入一个垃圾筐中，或者推杆二18驱动分流槽网17的输出端与固定网架16的输入端对齐，从而使固体垃圾沿着固定网架16进入另一个垃圾筐中，实现固体垃圾的二级分拣，通过设置多组活动网架15和固定网架16，能够实现固体垃圾的多级精确分拣。

具体的，还包括动力浮箱19、支撑杆20和隔离浮漂21，动力浮箱19、支撑杆20和隔离浮漂21均设置两个，两个动力浮箱19分别安装在船体1的左右两侧，两个动力浮箱19为船体1提供浮力和航行动力，两个支撑杆20的一端分别转动安装在两个动力浮箱19上，两个隔离浮漂21分别安装在两个支撑杆20的下部，两个支撑杆20带动两个隔离浮漂21在油类收集机构4和固体收集机构5的两侧形成喇叭状聚拢区；还包括系缆桩22，系缆桩22安装在船体1上，系缆桩22上连接缆绳；通过系缆桩22方便使用缆绳与母船或岸边连接，方便回收和拖曳移动，将两个支撑杆20向两个动力浮箱19的侧前部转动展开，带动两个隔离浮漂21的下部伸入水面中构成的喇叭状聚拢区，使得两个动力浮箱19驱动船体1航行时将固体垃圾和油膜聚集起来，方便收集。

本实施例所述水面垃圾分拣机器人工作时，首先将船体1拖曳到工作水域，监控单元3发现水面的油膜垃圾和固体垃圾后，主控单元2控制两个动力浮箱19运行驱动船体1航行至油膜和固体垃圾水域，两个隔离浮漂21将固体垃圾和油膜聚集起来，之后多个吸油盘8的转动，吸附在多个吸油盘8侧壁上的油膜被多个刮板9刮擦下来并沿着多个刮板9流入船体1的油水舱中，然后驱动电机12驱动刺辊11逆时针转动，使得刺辊11的拨杆跳动固体垃圾从水面升起并放置到接料网架14上，固体垃圾沿着接料网架14、活动网架15和固定网架16移动，最后识别摄像头7监控固体垃圾，通过视觉识别技术分辨固体垃圾的种类，多个推杆二18分别接受识别摄像头7发生的指令，从而分别驱动分流槽网17俯仰动作，将相同种类的固体垃圾输入相应的垃圾筐中，实现垃圾分拣即可。

本实施例所述水面垃圾分拣机器人的安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；船体1、主控单元2、监控单元3、识别摄像头7、隔离浮漂21、吸油盘8、驱动电机12、推杆一13、推杆二18、系缆桩22为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可，而无需本领域的技术人员付出创造性劳动。

本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种水面垃圾分拣机器人，包括船体（1）、主控单元（2）和监控单元（3），主控单元（2）安装在船体（1）上，主控单元（2）上设置监控单元（3），监控单元（3）监控水面环境；其特征在于，还包括油类收集机构（4）、固体收集机构（5）、垃圾输送机构（6）、识别摄像头（7）和垃圾筐，船体（1）设置有多个功能舱（25），功能舱（25）至少包括油水舱（23）和垃圾舱（24），垃圾舱（24）中至少放置两个垃圾筐，多个垃圾筐用来分类收集不同种类的垃圾，油类收集机构（4）安装在船体（1）上，油类收集机构（4）收集水面上的油膜并将油膜送入油水舱中，固体收集机构（5）安装在船体（1）上，固体收集机构（5）用于收集水面上的固体垃圾并将固体垃圾输送到垃圾输送机构（6）上，垃圾输送机构（6）安装在船体（1）上，识别摄像头（7）安装在主控单元（2）上，识别摄像头（7）监控垃圾输送机构（6）上的固体垃圾，识别摄像头（7）采用视觉识别技术分辨固体垃圾种类并控制垃圾输送机构（6）将固体垃圾分别输送到不同的垃圾筐中；油类收集机构（4）包括吸油盘（8）和刮板（9），船体（1）的油水舱设置多个内凹的安装槽，吸油盘（8）设置多个，多个吸油盘（8）分别转动安装在所述的安装槽中，多个吸油盘（8）的下部浸入水中，多个吸油盘（8）的侧面均设置亲油疏水涂层，刮板（9）设置多个，多个刮板（9）安装在船体（1）的油水舱壁上，多个刮板（9）的上端分别刮擦多个吸油盘（8）上部的两侧壁，多个刮板（9）将刮擦下来的油膜导流到油水舱中。

2.如权利要求1所述的一种水面垃圾分拣机器人，其特征在于，还包括多个辅助杆一（10），多个吸油盘（8）的轮面上均匀设置多个辅助杆一（10），多个辅助杆一（10）跟随多个吸油盘（8）转动，多个辅助杆一（10）将垃圾输送机构（6）上的固体垃圾向垃圾筐拨动。

3.如权利要求1所述的一种水面垃圾分拣机器人，其特征在于，固体收集机构（5）包括辅助杆二（26）、刺辊（11）和驱动电机（12），辅助杆二（26）设置两个，刺辊（11）转动安装在两个辅助杆二（26）上，两个辅助杆二（26）安装在船体（1）上，刺辊（11）的圆周侧壁上设置多个用于挑起固体垃圾的拨杆，刺辊（11）位于油类收集机构（4）的前方，驱动电机（12）安装在辅助杆二（26）上，驱动电机（12）驱动刺辊（11）转动，将固体垃圾挑到垃圾输送机构（6）上。

4.如权利要求3所述的一种水面垃圾分拣机器人，其特征在于，还包括推杆一（13），两个辅助杆二（26）转动安装在船体（1）上，推杆一（13）的两端分别与船体（1）和辅助杆二（26）转动连接，推杆一（13）驱动两个辅助杆二（26）俯仰转动，从而调整刺辊（11）伸入水面的深度。

5.如权利要求1所述的一种水面垃圾分拣机器人，其特征在于，垃圾输送机构（6）包括接料网架（14）、活动网架（15）和固定网架（16），接料网架（14）和固定网架（16）固定安装在船体（1）上，活动网架（15）活动安装在船体（1）上，活动网架（15）位于接料网架（14）和固定网架（16）之间，接料网架（14）承接固体收集机构（5）收集的固体垃圾并向活动网架（15）和固定网架（16）输送，固定网架（16）的输出端伸入一个垃圾筐中，活动网架（15）的输出端伸入另一个垃圾筐中，活动网架（15）上设置有驱动组件，驱动组件根据识别摄像头（7）的指令控制活动网架（15）的输出端与固定网架（16）的输入端对齐或向下打开，将不同种类的固体垃圾分别输入不同的垃圾筐中。

6.如权利要求5所述的一种水面垃圾分拣机器人，其特征在于，活动网架（15）和固定网架（16）设置多组。

7.如权利要求6所述的一种水面垃圾分拣机器人，其特征在于，活动网架（15）包括多个分流单元，多个分流单元横向排列，所述分流单元包括分流槽网（17）和推杆二（18），分流槽网（17）的输入端与接料网架（14）的输出端转动铰接，并且分流槽网（17）的输入端与接料网架（14）的输入端连通，分流槽网（17）的左右两侧设置有挡板，分流槽网（17）的输出端与固定网架（16）的输入端对齐，推杆二（18）的两端分别与接料网架（14）和分流槽网（17）转动连接，推杆二（18）驱动分流槽网（17）的输入端俯仰转动。

8.如权利要求1所述的一种水面垃圾分拣机器人，其特征在于，还包括动力浮箱（19）、支撑杆（20）和隔离浮漂（21），动力浮箱（19）、支撑杆（20）和隔离浮漂（21）均设置两个，两个动力浮箱（19）分别安装在船体（1）的左右两侧，两个动力浮箱（19）为船体（1）提供浮力和航行动力，两个支撑杆（20）的一端分别转动安装在两个动力浮箱（19）上，两个隔离浮漂（21）分别安装在两个支撑杆（20）的下部，两个支撑杆（20）带动两个隔离浮漂（21）在油类收集机构（4）和固体收集机构（5）的两侧形成喇叭状聚拢区。

9.如权利要求1所述的一种水面垃圾分拣机器人，其特征在于，还包括系缆桩（22），系缆桩（22）安装在船体（1）上，系缆桩（22）上连接缆绳。