一种自动寻路的海上垃圾收集机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种自动寻路的海上垃圾收集机器人，包括设置在机器人舱体上的垃圾收集组件和垃圾搜寻组件；所述的垃圾收集组件包括垃圾收纳盒、进水管道、排水管道、齿轮泵和第一螺旋桨，所述的进水管道设置在所述的垃圾收纳盒的入口处，所述的齿轮泵设置在所述的垃圾收纳盒水道的出口处；所述的第一螺旋桨设置在所述的垃圾收纳盒的上端，所述的第一螺旋桨按垂直向下的方向作用于吸入的垃圾，使其沉入垃圾收纳盒的底部。所述的垃圾搜寻组件包括红外探测仪、摄像头和控制模块，所述的控制模块根据所接收的红外探测仪和摄像头的信号控制机器人在海面的移动路径。本发明专利技术能够大大的提高了对海上垃圾收集的准确度和搜集效率。

【技术实现步骤摘要】
一种自动寻路的海上垃圾收集机器人
本专利技术属于海洋应用机器人领域，具体涉及一种自动寻路的海上垃圾收集机器人。
技术介绍
目前，在粗放型港口经济高速发展的影响下，海洋生态环境屡受冲击，海洋垃圾问题愈发严重。海面上的漂浮垃圾极易对海洋动物的生存、渔业和运输业的发展及海洋生态环境均带来严重影响。其中，部分近海港区由于船舶生活垃圾处理不当，致使海面垃圾问题严重制约其发展。因此，及时有效地解决此类海洋垃圾问题十分迫切。现如今在我国主要是通过垃圾清理船与人工打捞的方式进行海面垃圾清理，前者虽然清理效率高，但是存在着船体积偏大，成本高，带来空气污染、噪音污染和油污染等问题，后者虽然清理质量高，但是操作强度大、周期长、自动化程度过低导致工作效率低下。其次，通信技术的发展为设备在广阔海洋中的定位以及采用最短的距离移动并收集海上垃圾提供了基础。因此本专利技术设计了一种自动寻路的海上垃圾收集机器人。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种自动寻路的海上垃圾收集机器人。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种自动寻路的海上垃圾收集机器人，包括机器人舱体，在所述的机器人舱体上设置了垃圾收集组件和垃圾搜寻组件；所述的垃圾收集组件包括垃圾收纳盒、进水管道、排水管道、齿轮泵和第一螺旋桨，所述的进水管道设置在所述的垃圾收纳盒的入口处，所述的齿轮泵设置在所述的垃圾收纳盒水道的出口处；所述的第一螺旋桨设置在所述的垃圾收纳盒的上端，所述的第一螺旋桨按垂直向下的方向作用于吸入的垃圾，使其沉入垃圾收纳盒的底部；所述的垃圾搜寻组件包括红外探测仪、摄像头和控制模块，所述的红外探测仪或所述的摄像头的输出端与所述的控制模块的输入端相连，所述的控制模块根据所接收的信号控制机器人在海面的移动路径。作为本专利技术的进一步改进，所述的齿轮泵带动水流的流动方向与所述的第一螺旋桨作用于垃圾的方向不平行，优选的，所述的齿轮泵带动水流的流动方向与所述的第一螺旋桨作用于垃圾的方向相互垂直。作为本专利技术的进一步改进，还包括布置在所述的垃圾收纳盒中的滤网，所述的滤网布置在所述的齿轮泵和所述的第一螺旋桨的前端，还包括设置在所述的垃圾收纳盒底部的滤网。作为本专利技术的进一步改进，包括4个所述的垃圾收集组件，所述的垃圾收集组件按环形矩阵阵列的方式设置在所述的机器人舱体的下端。作为本专利技术的进一步改进，相邻的两个垃圾收集组件中的进水管道之间所形成的夹角为90°。作为本专利技术的进一步改进，所述的垃圾搜寻组件还包括北斗定位接收机和无线发射器，用于监控机器人在海上的实时位置。作为本专利技术的进一步改进，还包括环形气垫，在垂直方向上所述的环形气垫位于所述的垃圾收集组件的上方。作为本专利技术的进一步改进，还包括设置在环形气垫上的压力传感器，所述的压力传感器的输出端与所述的控制模块相连。本专利技术的有益效果：1．本专利技术所设计的用于收集海上垃圾的机器人设计巧妙，包括4个按照环形阵列设置的独立垃圾收集组件，在海上复杂的浪区环境中，当机器人靠近垃圾时，只需要做微小的直线方向的移动便可以靠近垃圾，而无需大范围的进行体态的转动，提高了垃圾搜集准确度。2．能够根据海上垃圾的密集程度实现定点分区清扫，优化垃圾收集方案，大大节约了垃圾收集时间，同时结合北斗导航系统，便于地面检测站实现对机器人的定位和跟踪。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为位于机器人舱体内部的垃圾收集组件的结构示意图；其中：1-机器人舱体，2-第一螺旋桨，3-垃圾收纳盒，4-进水管道，5-排水管道，6-齿轮泵，7-滤网，8-红外探测仪，9-摄像头，10-控制模块，11-北斗定位接收机，12-无线发射器，13-环形气垫，14-压力传感器，15-第二螺旋桨，16-空气阀门。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。如图1-2所示本专利技术的结构示意图，所示的机器人包括设置成船体或者钻井平台状的机器人舱体1，在所述的机器人舱体1上设置了用于收集海上垃圾的垃圾收集组件和用于对海上漂浮的垃圾进行搜索的垃圾搜寻组件。在所述的机器人舱体1的底部设置了用于移动的第二螺旋桨15，实现机器人整体的直线运动、曲线运动、旋转等多种运动形式。所述的垃圾收集组件包括垃圾收纳盒3、进水管道4、排水管道5、齿轮泵6和第一螺旋桨2，所述的进水管道4设置在所述的垃圾收纳盒3的入口处，所述的齿轮泵6设置在所述的垃圾收纳盒3水道的出口处。所示的齿轮泵6为大功率的泵机，用于实现海水的定向流动。当机器人靠近垃圾区域时，启动齿轮泵6使得海面上的垃圾进入所示的进水管道4。所述的第一螺旋桨2设置在所述的垃圾收纳盒3的上端，当垃圾在齿轮泵6的作用下进入垃圾收纳盒3区域中时，所述的第一螺旋桨2按垂直向下的方向作用于吸入的垃圾，使其沉入垃圾收纳盒3的底部。吸入舱体中多余的海水在齿轮泵6的作用下从排水管道5排除。为了能够使得垃圾能够有效的进入舱体的底部，所述的第一螺旋桨2作用于垃圾的方向与所述的齿轮泵6带动水流的流动方向是不平行的，优选的是两者的方向相互垂直，因此将所述的第一螺旋桨2和所述的齿轮泵6设置在一组临边上。所述的齿轮泵6采用的是双向转动的齿轮泵，当所述的齿轮泵6反方向转动时能够对管道的内部是进行自清洁。为了避免垃圾被绞入齿轮泵6或第一螺旋桨2中而使仪器发生毁坏，在所述的齿轮泵6和所述的第一螺旋桨2的前端还设置了滤网7布，所述的滤网7布不仅用于分离海水和垃圾，同时也用于保护所述的齿轮泵6和所述的第一螺旋桨2。同时在所述的垃圾收纳盒3的底部也设置了用于滤网7布。由于机器人在海上的移动不方便，且垃圾会不断的随着海水的流动而移动。为了便于垃圾的收集，在所述的机器人中设置了4个所述的垃圾收集组件，使得机器人在前、后、左、右4方向上都具有进水管道4，相邻的进水管道4之间呈90°的角度进行分布。从而当机器人靠近垃圾时，只需要做很小的移动便能有效的收集垃圾，而无需做大幅度的体态转动。因此所述的垃圾收集组件按环形矩阵阵列的方式设置在所述的机器人舱体1的下端。还包括环形气垫13，在垂直方向上所述的环形气垫13位于所述的垃圾收集组件的上方。所述的环形气垫13上设有用于充气的空气阀门16，通过调节空气阀门16的启闭调节环形气垫13的充气量。通过控制环形气垫13的充气量，调节浮力的大小，从而使得进水管道4能够完全被浸没且靠近海面，便于吸入垃圾。所述的垃圾搜寻组件包括红外探测仪8、摄像头9和控制模块10。所述的红外探测仪8适用于夜间工作，采用红外扫描的方式收集垃圾。所述的摄像头9适用于白天工具，通过获取海面图像确定垃圾位置。所述的红外探测仪8或所述的摄像头9的输出端与所述的控制模块10的输入端相连，将采集的数据传递在所述的控制模块10中，所述的控制模块10根据机器人与海面上所监测的所有垃圾的位置关系采用迪杰斯特拉算法获得到达所有垃圾所处位置可能性路径，之后比较所有可能性的路径，并从中选择路径最短的一条路线运行。所述的控制模块10是设置在控制机器人自动化工作的控制系统。所述的垃圾搜寻组件还包括北斗定位接收机11和无线发射器12，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动寻路的海上垃圾收集机器人，包括机器人舱体（1），其特征在于：在所述的机器人舱体（1）上设置了垃圾收集组件和垃圾搜寻组件；所述的垃圾收集组件包括垃圾收纳盒（3）、进水管道（4）、排水管道（5）、齿轮泵（6）和第一螺旋桨（2），所述的进水管道（4）设置在所述的垃圾收纳盒（3）的入口处，所述的齿轮泵（6）设置在所述的垃圾收纳盒（3）水道的出口处；所述的第一螺旋桨（2）设置在所述的垃圾收纳盒（3）的上端，所述的第一螺旋桨（2）按垂直向下的方向作用于吸入的垃圾，使其沉入垃圾收纳盒（3）的底部；所述的垃圾搜寻组件包括红外探测仪（8）、摄像头（9）和控制模块（10），所述的红外探测仪（8）或所述的摄像头（9）的输出端与所述的控制模块（10）的输入端相连，所述的控制模块（10）根据所接收的信号控制机器人在海面的移动路径。

【技术特征摘要】
1.一种自动寻路的海上垃圾收集机器人，包括机器人舱体（1），其特征在于：在所述的机器人舱体（1）上设置了垃圾收集组件和垃圾搜寻组件；所述的垃圾收集组件包括垃圾收纳盒（3）、进水管道（4）、排水管道（5）、齿轮泵（6）和第一螺旋桨（2），所述的进水管道（4）设置在所述的垃圾收纳盒（3）的入口处，所述的齿轮泵（6）设置在所述的垃圾收纳盒（3）水道的出口处；所述的第一螺旋桨（2）设置在所述的垃圾收纳盒（3）的上端，所述的第一螺旋桨（2）按垂直向下的方向作用于吸入的垃圾，使其沉入垃圾收纳盒（3）的底部；所述的垃圾搜寻组件包括红外探测仪（8）、摄像头（9）和控制模块（10），所述的红外探测仪（8）或所述的摄像头（9）的输出端与所述的控制模块（10）的输入端相连，所述的控制模块（10）根据所接收的信号控制机器人在海面的移动路径。2.根据权利要求1所述的一种自动寻路的海上垃圾收集机器人，其特征在于：所述的齿轮泵（6）带动水流的流动方向与所述的第一螺旋桨（2）作用于垃圾的方向不平行，优选的，所述的齿轮泵（6）带动水流的流动方向与所述的第一螺旋桨（2）作用于垃圾的方向相互垂直。3.根据权利要求2所述的一种自动寻路的海上垃...

【专利技术属性】
技术研发人员：元捷衡，严枫，鲍仕昱，桑爱杰，于茜倩，严士常，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32