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一种水面垃圾清理无人艇及其进行垃圾清理的方法技术

技术编号:21190925 阅读:28 留言:0更新日期:2019-05-24 22:57
本发明专利技术属于无人艇技术领域,具体公开了一种水面垃圾清理无人艇及其垃圾清理方法,所述无人艇包括艇体,艇体上设有控制箱和第一视觉传感器,艇体前端转动连接有前铲装置,前铲装置后方的艇体上设有垃圾处理装置;前铲装置包括与艇体转动连接的前铲支架和驱动前铲支架转动的前铲电机,前铲支架的前端转动连接有铲斗;垃圾处理装置包括顶部为开口结构的垃圾处理槽,垃圾处理槽的左右两侧壁上均设有导槽柱,两个导槽柱之间滑动设有冲压机构。该无人艇垃圾清理的过程无人工干预,完全自主,而且垃圾清理效率高,节省了人力、物力,满足了水面垃圾清理无人化的需求,提高了水面垃圾清理的安全性。

An Unmanned Vehicle for Waste Cleaning and a Method for Waste Cleaning

The invention belongs to the technical field of unmanned aerial vehicle, and specifically discloses a surface garbage cleaning unmanned aerial vehicle and its garbage cleaning method. The unmanned aerial vehicle includes a hull, a control box and a first visual sensor are arranged on the hull, a front end of the hull is rotated and connected with a front shovel device, and a garbage treatment device is arranged on the hull behind the front shovel device; the front shovel device includes a front shovel bracket connected with the front shovel rotati The front end of the front shovel bracket is rotated and connected with a shovel bucket; the garbage disposal device includes a garbage disposal trough with an opening structure at the top, and a guide trough column is arranged on both sides of the left and right walls of the garbage disposal trough, and a punching mechanism is sliding between the two guide trough columns. The unmanned craft has no manual intervention in the process of garbage cleaning, and is completely autonomous. Moreover, the garbage cleaning efficiency is high, saving manpower and material resources, meeting the needs of unmanned surface garbage cleaning, and improving the safety of surface garbage cleaning.

【技术实现步骤摘要】
一种水面垃圾清理无人艇及其进行垃圾清理的方法
本专利技术涉及无人艇
,具体涉及一种水面垃圾清理无人艇及利用该水面垃圾清理无人艇进行垃圾清理的方法。
技术介绍
随着人们生活水平的逐渐提高,旅游业在各大行业中占有愈来愈重要的地位。然而由于环保意识的薄弱,随手向水中扔垃圾的现象较为普遍,致使湖泊、河流的垃圾成灾,甚至海上垃圾也越来越多,直接导致了水体的污染日趋严重和环境污染的加剧。目前的水面垃圾清理多数靠人工驾驶船只进行打捞,费时费力并且效率低下,不适合全天候作业,甚至在不安全水域执行任务时存在垃圾清理人员落水伤亡事故的风险。因此,避免水面垃圾清理人员落水伤亡事故的发生,同时适应于全天候作业,提高水面垃圾清理的效率,需要一套装置替代人工清理水面垃圾。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题和不足,本专利技术的目的旨在提供一种水面垃圾清理无人艇及利用该水面垃圾清理无人艇进行垃圾清理的方法。为实现专利技术目的,本专利技术采用的技术方案如下:一种水面垃圾清理无人艇,包括艇体,所述艇体上设有控制箱,控制箱用于发送控制命令至艇上所有设备;所述艇体上设有第一视觉传感器,第一视觉传感器用于识别艇体船首前方水面上的垃圾,艇体前端转动连接有前铲装置,前铲装置后方的艇体上设有垃圾处理装置;所述前铲装置包括与艇体转动连接的前铲支架和驱动前铲支架转动的前铲电机,所述前铲支架的前端转动连接有铲斗;所述垃圾处理装置包括顶部为开口结构的垃圾处理槽,垃圾处理槽底壁为倾斜斜面,倾斜斜面末端设有导流管;所述垃圾处理槽的左右两侧壁上均设有导槽柱,两个导槽柱之间滑动设有冲压机构,所述冲压机构包括与导槽柱滑动配合的压块,所述压块可沿导槽柱上下滑动,所述压块的底面为与垃圾处理槽底壁相适配的倾斜斜面。根据上述的水面垃圾清理无人艇,优选地,所述艇体甲板的中部设有垃圾夹取装置,所述垃圾夹取装置包括与艇体甲板转动连接的转盘和驱动转盘转动的转盘电机,转盘的上方固定连接有立柱,立柱顶端固定有直角架,直角架两端底部固定连接有伸缩杆,伸缩杆的末端设有机械手,通过伸缩杆的伸缩实现机械手的上下运动,所述机械手上设有第二视觉传感器,第二视觉传感器用于识别艇体两侧水面上的垃圾。根据上述的水面垃圾清理无人艇,优选地,所述垃圾处理装置还包括设于垃圾处理槽前侧的前端凸台,所述前端凸台的后侧面为倾斜向下的斜面,所述前端凸台后侧面的末端与垃圾处理槽的顶部平齐;所述第一视觉传感器固定在前端凸台的前端。根据上述的水面垃圾清理无人艇,优选地,所述前端凸台后侧面的左右两侧设有固定挡板。根据上述的水面垃圾清理无人艇,优选地,所述前端凸台为水平设置的三棱柱结构,三棱柱的侧棱与艇体的中轴线垂直。根据上述的水面垃圾清理无人艇,优选地,所述垃圾处理装置还包括设于艇体内部的垃圾收集箱,垃圾收集箱入口与垃圾处理槽后侧壁连通,所述垃圾收集箱入口设有活动挡板,活动挡板可前后摆动;所述垃圾处理槽的前侧壁上设有推动器,所述推动器上设有朝向垃圾处理槽后侧壁的推板。更加优选地,所述推动器为电力液压推动器或电动液压推杆,所述推板固定在电力液压推动器或电动液压推杆的活塞杆顶端。根据上述的水面垃圾清理无人艇,优选地,所述铲斗的壁面为格栅网结构。根据上述的水面垃圾清理无人艇,优选地,所述前铲支架包括与艇体前端转动连接的转轴,转轴两端固定连接有支撑杆,支撑杆的另一端与铲斗转动连接,所述转轴上设有与前铲电机相连接的传动机构。根据上述的水面垃圾清理无人艇,优选地,所述压块的左右两侧面上设有滑轨,所述导槽柱上设有与所述滑轨相适配的滑槽,所述压块可沿导槽柱上下滑动。根据上述的水面垃圾清理无人艇,优选地,所述艇体上设有定位装置、通讯设备和光伏板;更加优选地,所述艇体内部设有惯性导航系统。所述定位装置为GPS装置,所述GPS装置安装在艇体尾部甲板上,所述GPS装置与惯性导航系统相结合用于水面垃圾清理无人艇位置和位姿信息的判定;所述通讯设备为通讯天线,通讯天线安装在艇体甲板上,用于水面垃圾清理无人艇与岸基工作站的通讯,便于岸基工作人员全面掌握水面垃圾清理无人艇的动态信息以及发号施令;所述光伏板安装在艇体尾部甲板上,通过收集太阳能并转化为电能为艇体上的设备供电。根据上述的水面垃圾清理无人艇,优选地,所述艇体的尾部设有喷水推进器和驱动电机,所述喷水推进器由驱动电机驱动;通过改变喷水推进器的喷水方向可实现水面垃圾清理无人艇的前进、后退和转向。一种利用上述水面垃圾清理无人艇进行垃圾清理的方法,包括以下步骤:(1)水面垃圾清理无人艇航行抵达指定的垃圾清理水域,开启第一视觉传感器,检测水面垃圾的位置;(2)当视觉传感器检测到垃圾位置时,将垃圾位置信号发送给控制箱,控制箱控制水面垃圾清理无人艇行驶至垃圾位置附近;(3)驱动前铲装置转动将位于艇体船首前方的水面垃圾收入铲斗中,然后驱动前铲装置向上转动,将铲斗中的垃圾倾倒至垃圾处理槽中;(4)启动冲压机构,使压块沿导槽柱向下滑动,将垃圾处理槽中的垃圾压缩,然后驱动压块沿导槽柱向上滑动至初始位置;(5)重复上述步骤(2)-(4),直至完成指定水域的垃圾清理,水面垃圾清理无人艇返航。与现有技术相比,本专利技术取得的积极有益效果为:(1)本专利技术水面垃圾清理无人艇设计合理,操作稳定,垃圾清理的过程无人工干预,完全自主,而且能够完成指定水域的垃圾清理工作,垃圾清理效率高,提高了水上垃圾清理的作业效率,节省了人力、物力,满足了水面垃圾清理无人化的需求,避免了人工水面垃圾清理过程中工作人员落水伤亡事故的发生,提高了水面垃圾清理的安全性;解决了人工清理水面垃圾效率低下且危险性高的问题。(2)本专利技术利用艇体前端的前铲装置对水面的垃圾进行收集,然后将收集后的垃圾倒入垃圾处理装置中,采用冲压机构对垃圾进行压缩处理,能够减小垃圾的体积和占用空间,提高艇体承载垃圾的能力,同时,冲压机构对垃圾压缩时能将垃圾中携带的水挤出,通过导流管排出艇体,减轻了垃圾的重量,减小了艇体的载重负荷。(3)本专利技术中垃圾处理槽底壁为倾斜斜面,倾斜斜面末端设有导流管,该设置便于压缩过程垃圾中携带的水及时沿导流管排出艇体,减轻垃圾的重量和艇体的负荷;压块的底面为与垃圾处理槽底壁相适配的倾斜斜面,该设有利于压块与垃圾处理槽的无间隙配合,实现垃圾的压缩。(4)本专利技术中垃圾处理槽前侧设有前端凸台,前端凸台的后侧面为倾斜向下的斜面,所述前端凸台后侧面的末端与垃圾处理槽的顶部平齐,该设置便于倾倒在前端凸台上的垃圾沿前端凸台的后侧面滑入垃圾处理槽中,而且前端凸台后侧面的左右两侧设有固定挡板,能够防止垃圾滑出艇体,确保拾取的垃圾全部进入垃圾处理箱中进行处理。(5)本专利技术无人艇艇体上还设有两个用于夹取艇体两侧水面垃圾的机械手,两个机械手分别通过伸缩杆固定在直角架两端的底部,一个机械手用于拾取水面上的垃圾时,另一个机械手刚好位于前端凸台的后侧面上方用于倾倒夹取的垃圾,因此,直角架的设置能够实现两个机械手的交替工作,提高机械手垃圾拾取的工作效率;而且,通过两个机械手和前铲装置的配合,能够实现三重作用拾取水面垃圾,极大地提高了水面垃圾的清理效率。(6)本专利技术中垃圾处理槽的前侧壁上设有推板,通过推板能将垃圾处理槽中的压缩垃圾推入垃圾收集箱,防止压缩后的垃圾堆积在垃圾处理槽中,避免占用垃圾处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水面垃圾清理无人艇,包括艇体,所述艇体上设有控制箱,其特征在于,所述艇体上设有第一视觉传感器,艇体前端转动连接有前铲装置,前铲装置后方的艇体上设有垃圾处理装置;所述前铲装置包括与艇体转动连接的前铲支架和驱动前铲支架转动的前铲电机,所述前铲支架前端转动连接有铲斗;所述垃圾处理装置包括顶部为开口结构的垃圾处理槽,垃圾处理槽底壁为倾斜斜面,倾斜斜面末端设有导流管;所述垃圾处理槽的左右两侧壁上均设有导槽柱,两个导槽柱之间滑动设有冲压机构,所述冲压机构包括与导槽柱滑动配合的压块,所述压块的底面为与垃圾处理槽底壁相适配的倾斜斜面。

【技术特征摘要】
1.一种水面垃圾清理无人艇,包括艇体,所述艇体上设有控制箱,其特征在于,所述艇体上设有第一视觉传感器,艇体前端转动连接有前铲装置,前铲装置后方的艇体上设有垃圾处理装置;所述前铲装置包括与艇体转动连接的前铲支架和驱动前铲支架转动的前铲电机,所述前铲支架前端转动连接有铲斗;所述垃圾处理装置包括顶部为开口结构的垃圾处理槽,垃圾处理槽底壁为倾斜斜面,倾斜斜面末端设有导流管;所述垃圾处理槽的左右两侧壁上均设有导槽柱,两个导槽柱之间滑动设有冲压机构,所述冲压机构包括与导槽柱滑动配合的压块,所述压块的底面为与垃圾处理槽底壁相适配的倾斜斜面。2.根据权利要求1所述的水面垃圾清理无人艇,其特征在于,所述艇体甲板的中部设有垃圾夹取装置,所述垃圾夹取装置包括与艇体甲板转动连接的转盘和驱动转盘转动的转盘电机,转盘的上方固定连接有立柱,立柱顶端固定有直角架,直角架两端底部固定连接有伸缩杆,伸缩杆的末端设有机械手,所述机械手上设有第二视觉传感器。3.根据权利要求1所述的水面垃圾清理无人艇,其特征在于,所述垃圾处理装置还包括设于垃圾处理槽前侧的前端凸台,所述前端凸台的后侧面为倾斜向下的斜面,所述前端凸台后侧面的末端与垃圾处理槽的顶部平齐;所述第一视觉传感器固定在前端凸台的前端。4.根据权利要求3所述的水面垃圾清理无人艇,其特征在于,所述前端凸台后侧面的左右两侧设有固定挡板。5.根据权利要求1-4任一所述的水面垃圾清理无人艇,其特征在于,所述垃圾处理装置还包括设于艇体内部的垃圾收集箱,垃圾收集箱入口...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢少荣王纯新张丹彭艳柯俊李孝伟罗均蒲华燕陈汇资
申请(专利权)人:上海大学
类型:发明
国别省市:上海,31

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