CN208021681U - 水上垃圾清理机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水上垃圾清理机器人，包括船体，船体上从前到后依次设有垃圾收集机构、垃圾传送机构和垃圾储存仓(3)，船体上还设有电源(26)、船体驱动机构和中央控制器(27)，中央控制器(27)控制垃圾收集机构、垃圾传送机构以及船体驱动机构运行，电源(26)对垃圾收集机构、垃圾传送机构、船体驱动机构及中央控制器(27)进行供电，其中，还包括深度摄像头(24)，深度摄像头(24)安装在船体前部，深度摄像头(24)与中央控制器(27)电连接，电源(26)对深度摄像头(24)进行供电。本实用新型优点是：不需要人力遥控，能够全自动地巡航，并全自动地寻找、收集垃圾，操作方便，工作效率高。

Description

水上垃圾清理机器人

技术领域

本实用新型涉及一种水面清理设备，具体是一种水上垃圾清理机器人。

背景技术

随着时代的发展，水面上的污染也越来越严重，饮料瓶、塑料盒等垃圾在河道、湖等水面上随处可见。目前在我国主要是通过垃圾清理船及人工打捞的方式进行清理的，前者虽然清理效率高，但是存在着船体积偏大，在窄小的河道、公园人工湖等处使用不便的问题，而后者虽然清理质量高，但是存在着操作强度大、工作效率底、周期长等缺点。为解决上述技术问题，在国知局网站上申请号为“201720409338.1”的实用新型专利公开了一种水上垃圾清扫机器人，它包括架体，架体的前部安装有垃圾收集器，垃圾收集器的后侧设置有弹力挡板，弹力挡板安装在架体上，弹力挡板的后侧设置有传送带，传送带安装在架体上，架体上安装有驱动装置，驱动装置为传送带、垃圾收集器提供动力，架体的后部安装有控制盒，架体的上端安装有太阳能电池板，架体的下端安装有浮力空腔，架体上设有可分离的储存仓，架体的下端安装有螺旋桨与转向舵，垃圾收集器上均设置有筛网，控制盒内安装有电源。上述的水上垃圾清扫机器人，通过垃圾收集器、传送带与驱动装置的配合，解决了水面固定垃圾的清理，具有清理效率高、清理质量稳定、节能环保的特点，但是它在实际应用过程中也存在一下不足之处：即水上垃圾清理机器人在工作期间需要工作人员全程遥控操作，操作不便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种不需要人力遥控，能够全自动地巡航，并全自动地寻找、收集垃圾，操作方便，工作效率高的水上垃圾清理机器人。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种以下结构的水上垃圾清理机器人：包括船体，船体上从前到后依次设有垃圾收集机构、垃圾传送机构和垃圾储存仓，船体上还设有电源、船体驱动机构和中央控制器，中央控制器控制垃圾收集机构、垃圾传送机构以及船体驱动机构运行，电源对垃圾收集机构、垃圾传送机构、船体驱动机构及中央控制器进行供电，其中，还包括深度摄像头，深度摄像头安装在船体前部，深度摄像头与中央控制器电连接，电源对深度摄像头进行供电。

采用上述结构后，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：由于本实用新型水上垃圾清理机器人还包括深度摄像头，深度摄像头安装在船体前部，深度摄像头与中央控制器电连接，电源对深度摄像头进行供电，因此当本实用新型水上垃圾清理机器人在水面上巡航时，中央控制器能够接收深度摄像头的深度图像信息并识别出漂浮在水面上的垃圾，然后通过船体驱动机构控制船体移动到该垃圾所处的位置，最终通过垃圾收集机构和垃圾传送机构将该垃圾送入到垃圾储存仓中，接着本实用新型水上垃圾清理机器人会继续巡航寻找下一个垃圾。由上可知，本实用新型水上垃圾清理机器人不需要人力遥控，能够全自动地巡航，并全自动地寻找、收集垃圾，操作方便，工作效率高。

本实用新型所述的水上垃圾清理机器人，其中，还包括至少一个超声波传感器，超声波传感器安装在船体前部，超声波传感器与中央控制器电连接，电源对超声波传感器进行供电。

超声波传感器的设置使得本实用新型水上垃圾清理机器人在向着指定垃圾方向移动时，中央控制器能够通过超声波传感器所采集的信息判断本实用新型水上垃圾清理机器人的前进方向上是否存在障碍物，若存在障碍物，中央控制器就会控制本实用新型水上垃圾清理机器人进行规避障碍物动作，从而使本实用新型水上垃圾清理机器人能够更为顺利、高效地清理水面垃圾。

本实用新型所述的水上垃圾清理机器人，其中，超声波传感器为两个，两个超声波传感器分别安装在船体前部的左右两侧。

上述结构能够使本实用新型水上垃圾清理机器人更为精确地判断障碍物信息，从而使本实用新型水上垃圾清理机器人能够更为顺利、高效地清理水面垃圾。

本实用新型所述的水上垃圾清理机器人，其中，还包括无线通讯模块，无线通讯模块安装在船体上，无线通讯模块与中央控制器电连接，电源对无线通讯模块进行供电。

无线通讯模块的设置使得工作人员能够通过手机等无线智能设备远程登录本实用新型水上垃圾清理机器人，从而实现对本实用新型水上垃圾清理机器人的遥控及监控作业。

本实用新型所述的水上垃圾清理机器人，其中，还包括GPS模块，GPS模块安装在船体上，GPS模块与中央控制器电连接，电源对GPS模块进行供电。

GPS模块的设置不但能够实现对本实用新型水上垃圾清理机器人的实时位置定位，便于工作人员掌握本实用新型水上垃圾清理机器人实时位置信息，而且还能通过记录本实用新型水上垃圾清理机器人的下水位置，这样当本实用新型水上垃圾清理机器人任务完成时，本实用新型水上垃圾清理机器人能够自动返回到最初的下水位置，从而便于工作人员回收本实用新型水上垃圾清理机器人。

本实用新型所述的水上垃圾清理机器人，其中，还包括太阳能板，太阳能板安装在船体上端处，电源为蓄电池，太阳能板与电源电连接。

上述结构不但大大提高了本实用新型水上垃圾清理机器人的续航能力，使本实用新型水上垃圾清理机器人能够进行长时间的工作，而且还使得本实用新型水上垃圾清理机器人更为节能环保。

本实用新型所述的水上垃圾清理机器人，其中，垃圾收集机构包括第一电机、传动带、第一转轴及至少一个拨杆，第一电机连接在船体上，第一转轴可转动地连接在船体上，第一电机的输出轴与第一转轴通过传动带传动连接，拨杆一端连接在第一转轴外周壁上，第一电机与中央控制器电连接，电源对第一电机进行供电。

上述结构的垃圾收集机构不但结构简单，制造方便，而且中央处理器能够根据实际需要随时对第一电机进行开启/停止操作，从而使本实用新型水上垃圾清理机器人更为节能环保，进而有效提高了本实用新型水上垃圾清理机器人的续航能力，使本实用新型水上垃圾清理机器人能够进行长时间的工作。

本实用新型所述的水上垃圾清理机器人，其中，垃圾传送机构包括第二电机及传送带，传送带前低后高地连接在船体上，第二电机连接在船体上，第二电机的输出轴与传送带传动连接，第二电机与中央控制器电连接，电源对第二电机进行供电。

上述结构的垃圾传送机构不但结构简单，制造方便，而且中央处理器能够根据实际需要随时对第二电机进行开启/停止操作，从而使本实用新型水上垃圾清理机器人更为节能环保，进而有效提高了本实用新型水上垃圾清理机器人的续航能力，使本实用新型水上垃圾清理机器人能够进行长时间的工作。

本实用新型所述的水上垃圾清理机器人，其中，船体驱动机构包括两个第三电机和两个螺旋桨，两个第三电机分别连接在船体后部的左右两侧，两个螺旋桨分别与其中一个第三电机传动连接，第三电机与中央控制器电连接，电源对第三电机进行供电。

中央处理器能够通过控制两个第三电机转速来实现本实用新型水上垃圾清理机器人的移动速度、前进及转向，因此上述船体驱动机构不但结构简单，而且使得本实用新型水上垃圾清理机器人无需再另外设置船舵机构，从而大大简化了本实用新型水上垃圾清理机器人的结构，使本实用新型水上垃圾清理机器人的制造更为方便。

本实用新型所述的水上垃圾清理机器人，其中，第三电机上设有编码器，编码器与中央控制器电连接。

编码器的设置能够实现对第三电机的PID控制，从而使本实用新型水上垃圾清理机器人对其移动速度、前进及转向的控制更为精确、稳定。

附图说明

图1是本实用新型水上垃圾清理机器人的前视立体结构示意图；

图2是本实用新型水上垃圾清理机器人的后视立体结构示意图；

图3是本实用新型水上垃圾清理机器人中调节机构的分解结构示意图；

图4是本实用新型水上垃圾清理机器人的电路原理方框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型水上垃圾清理机器人作进一步的详细说明。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，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机构或部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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图4所示，本实用新型水上垃圾清理机器人包括船体，在本实施例中，船体包括固定架1和两个长条形的浮箱2，固定架1由多根型材搭建而成，型材可由铝合金、塑料等材料制成，这样不但能够有效保证固定架1的强度，而且固定架1的重量也轻，便于水上垃圾清理机器人悬浮在水面上，两个浮箱2平行地连接在固定架1下端的左右两侧，本实施例中的浮箱2主体由PVC管道制成，PVC管道内填充真空棉(图中未示出)，PVC管道两端连接密封盖，这样不但能够大大增加浮箱2的浮力，而且能够有效减少水流对浮箱2的阻力；在两个浮箱2之间的固定架1上从前到后依次连接有垃圾收集机构、垃圾传送机构和垃圾储存仓3，垃圾储存仓3前端连接在浮箱2后端处，在本实施例中，垃圾收集机构包括第一电机4、传动带5、第一转轴6及至少一个拨杆7，第一电机4连接在固定架1上，第一转轴6两端通过轴承座8可转动地连接在固定架1上，第一电机4的输出轴与第一转轴6通过传动带5传动连接，即第一电机4的输出轴和第一转轴6上均连接有皮带轮9，传动带5套在两个皮带轮9上，拨杆7一端连接在第一转轴6外周壁上，拨杆7优选为两根，两根拨杆7间隔设置，这样能够更为方便地收集饮料瓶等垃圾，为了便于将拨杆7固定在第一转轴6上，第一转轴6上可套接一个套筒10，拨杆7一端焊接在套筒10外周壁上，拨杆7的自由端可连接拨片11，以便于更为方便地收集饮料瓶等垃圾；垃圾传送机构包括第二电机12及传送带13，传送带13前低后高地连接在固定架1上，第二电机12连接在固定架1上，第二电机12的输出轴与传送带13传动连接，传送带13为现有常规技术，故不在此赘述；船体驱动机构包括两个第三电机14和两个螺旋桨15，两个第三电机14分别连接在船体后部的左右两侧，两个螺旋桨15分别通过一根传动轴16与其中一个第三电机14传动连接，在本实施例中，为了便于调整螺旋桨15入水深度，以便于的本实用新型水上垃圾清理机器人能够适应不同深度的水域，固定架1与第三电机14之间设有调节机构，调节机构包括半圆板17、调节杆18、两个调节片19和两个锁紧螺栓20，半圆板17连接在固定架1上，半圆板17上设有一个半圆环形孔21，调节杆18位于半圆板17的外侧，调节杆18上设有长形孔22，两个锁紧螺栓20的螺杆依次穿过半圆环形孔21和长形孔22后螺纹连接在两个调节片19上，调节杆18和半圆板17通过锁紧螺栓20与调节片19的配合结构相互锁紧，第三电机14连接在调节杆18上，第三电机14上设有编码器23；固定架1的前部连接有深度摄像头24，固定架1的前部左右两侧均连接有一个超声波传感器25，传送带13上方的固定架1上连接有电源26、中央控制器27、无线通讯模块28、GPS模块29及太阳能板30，这样设计使得电源26、中央控制器27、无线通讯模块28、GPS模块29及太阳能板30不会占用本实用新型水上垃圾清理机器人的长度空间，使本实用新型水上垃圾清理机器人能够更为短小，从而便于其在水面上移动、转向；本实施例中的中央控制器27主体采用搭载着Ubuntu***的Intel UNC控制板，其上运行ROS机器人操作***，为了便于中央控制器27控制第一电机4、第二电机12和第三电机14，中央控制器27上附带有电机控制模块，中央控制器27与深度摄像头24、超声波传感器25、无线通讯模块28、GPS模块29、第一电机4、第二电机12、第三电机14及编码器23电连接，太阳能板30通过充电模块(图中未示出)与电源26电连接，电源26为蓄电池，优选为锂电池，电源26为中央控制器27、深度摄像头24、超声波传感器25、无线通讯模块28、GPS模块29、第一电机4、第二电机12、第三电机14和编码器23供电，无线通讯模块28采用2G/4G路由器。

以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水上垃圾清理机器人，包括船体，所述船体上从前到后依次设有垃圾收集机构、垃圾传送机构和垃圾储存仓(3)，所述船体上还设有电源(26)、船体驱动机构和中央控制器(27)，所述中央控制器(27)控制垃圾收集机构、垃圾传送机构以及船体驱动机构运行，所述电源(26)对垃圾收集机构、垃圾传送机构、船体驱动机构及中央控制器(27)进行供电，其特征在于：还包括深度摄像头(24)，所述深度摄像头(24)安装在船体前部，所述深度摄像头(24)与中央控制器(27)电连接，所述电源(26)对深度摄像头(24)进行供电。

2.根据权利要求1所述的水上垃圾清理机器人，其特征在于：还包括至少一个超声波传感器(25)，所述超声波传感器(25)安装在船体前部，所述超声波传感器(25)与中央控制器(27)电连接，所述电源(26)对超声波传感器(25)进行供电。

3.根据权利要求2所述的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述超声波传感器(25)为两个，两个所述超声波传感器(25)分别安装在船体前部的左右两侧。

4.根据权利要求1或2或3所述的水上垃圾清理机器人，其特征在于：还包括无线通讯模块(28)，所述无线通讯模块(28)安装在船体上，所述无线通讯模块(28)与中央控制器(27)电连接，所述电源(26)对无线通讯模块(28)进行供电。

5.根据权利要求1或2或3所述的水上垃圾清理机器人，其特征在于：还包括GPS模块(29)，所述GPS模块(29)安装在船体上，所述GPS模块(29)与中央控制器(27)电连接，所述电源(26)对GPS模块(29)进行供电。

6.根据权利要求1或2或3所述的水上垃圾清理机器人，其特征在于：还包括太阳能板(30)，所述太阳能板(30)安装在船体上端处，所述电源(26)为蓄电池，所述太阳能板(30)与电源(26)电连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述垃圾收集机构包括第一电机(4)、传动带(5)、第一转轴(6)及至少一个拨杆(7)，所述第一电机(4)连接在船体上，所述第一转轴(6)可转动地连接在船体上，所述第一电机(4)的输出轴与第一转轴(6)通过传动带(5)传动连接，所述拨杆(7)一端连接在第一转轴(6)外周壁上，所述第一电机(4)与中央控制器(27)电连接，所述电源(26)对第一电机(4)进行供电。

8.根据权利要求1或2或3所述的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述垃圾传送机构包括第二电机(12)及传送带(13)，所述传送带(13)前低后高地连接在船体上，所述第二电机(12)连接在船体上，所述第二电机(12)的输出轴与传送带(13)传动连接，所述第二电机(12)与中央控制器(27)电连接，所述电源(26)对第二电机(12)进行供电。

9.根据权利要求1或2或3所述的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述船体驱动机构包括两个第三电机(14)和两个螺旋桨(15)，两个所述第三电机(14)分别连接在船体后部的左右两侧，两个所述螺旋桨(15)分别与其中一个第三电机(14)传动连接，所述第三电机(14)与中央控制器(27)电连接，所述电源(26)对第三电机(14)进行供电。

10.根据权利要求9所述的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述第三电机(14)上设有编码器(23)，所述编码器(23)与中央控制器(27)电连接。