一种智能水面清污机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种智能水面清污机器人，包括船体、浮筒、垃圾收集装置系统、垃圾存储仓、动力系统、供电系统、主控系统，所述垃圾收集装置系统包括垃圾收集装置和灵活机构；所述浮筒分别卡设在两个浮筒紧固装置上，所述垃圾收集装置的后侧或内侧设有翻板，船体中间设置垃圾存储仓，所述垃圾存储仓后方设置动力系统；所述动力系统包括船体内部的电机、传动机构和喷水推进器，所述动力系统的上方设有转向装置；所述供电系统包括蓄电池和充放电保护装置；所述主控系统包括蓝牙控制系统、污物识别装置、视觉图像识别系统和GPS导航系统。本发明专利技术可以代替人工在各类水面进行自主清污工作，提升清污效率，降低人工成本，并增强安全性。

An Intelligent Water Surface Cleaning Robot

The invention discloses an intelligent water surface cleaning robot, which comprises a hull, a buoy, a garbage collection device system, a garbage storage bin, a power system, a power supply system and a main control system. The garbage collection device system comprises a garbage collection device and a flexible mechanism. The buoy is respectively clamped on two buoy fastening devices. The rear side or inner side of the garbage collection device is provided with a turning plate, a garbage storage bin is arranged in the middle of the hull, and a power system is arranged behind the garbage storage bin; the power system comprises an internal motor, a transmission mechanism and a water jet thruster in the hull, and a steering device is arranged above the power system; and the power supply system includes storage. The main control system includes Bluetooth control system, dirt recognition device, visual image recognition system and GPS navigation system. The invention can replace manual self-cleaning work on various water surfaces, improve cleaning efficiency, reduce labor cost and enhance safety.

【技术实现步骤摘要】
一种智能水面清污机器人
本专利技术涉及机械装置及运输领域，特别是涉及水面垃圾收集的设备，具体是一种智能水面清污机器人。
技术介绍
我国地域辽阔，水域必然多样，而实际生产生活中，许多水源，如河流、人工湖、浅滩、温泉、海水浴场等水面，都不可避免地漂浮着塑料袋、泡沫等人造垃圾，以及落叶、过量水藻等自然垃圾。特别是城市主河道边、沿海城市海岸边，居民生活垃圾与旅游景区水体的垃圾，这些都影响着人们的生活健康与环境美观。在国内清理水面垃圾的方式主要有商用打捞船，该船需要雇佣专业人员进行水面清理；还有人工用小型打捞装置比如：漏网，叉子等辅助清理河道，另外还有打捞人员坐在船上操作机器进行水面清污作业。总体而言，现行商用打捞船体积大、成本高，并且需要数人协同操作工作，还有许多小型区域，都不能进入打捞清洁，只能任其成为城市水域绿化的死角。完全依靠人工清污，人身安全不能保证，工作难度和作业强度都非常大。目前，国内水面清污装备技术水平较低，基本以人力为主工具为辅的形式，清污效率相对低下。将清污装置与船体相结合的自动化和智能化程度较高清污机器人较为鲜见。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能水面清污机器人，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种智能水面清污机器人，包括船体、浮筒、垃圾收集装置系统、垃圾存储仓、动力系统、供电系统、主控系统，所述垃圾收集装置系统包括垃圾收集装置和灵活机构，所述垃圾收集装置设置在船体前面，垃圾收集装置有一部分在水平面以下，垃圾收集装置安装在灵活机构上方，所述灵活机构固定在船体的前方；所述浮筒分别卡设在两个浮筒紧固装置上，两个所述浮筒紧固装置按照合适的间距安装在船体两侧，浮筒紧固装置具有调节装置，所述浮筒在浮筒紧固装置下方，当船体中垃圾存储仓的重量超过设定值时，浮筒紧固装置调整船体与水面的距离；所述船体上设有横梁，所述横梁的一侧竖杆上固定安装监控摄像头，另一侧固定安装视觉处理摄像头；所述垃圾收集装置的后侧或内侧设有一个与船体底部相平的翻板，翻板通过翻板转轴连接转轴电机；所述船体中间设置垃圾存储仓，所述垃圾存储仓后方设置动力系统，当船体靠近垃圾时，垃圾收集装置自动转动，将垃圾拨至船体中的翻板,当翻板上的垃圾重量达到一定时，翻板转轴及转轴电机开始进行转动工作，垃圾会顺着带有倾斜角的平板面自动落到垃圾存储仓内，垃圾存储仓靠近翻板的一侧；所述动力系统包括船体内部的电机、传动机构和喷水推进器，所述动力系统的上方设有转向装置；所述供电系统包括蓄电池和充放电保护装置；所述主控系统包括蓝牙控制系统、污物识别装置、视觉图像识别系统和GPS导航系统，所述转向装置、供电系统和主控系统均设置在船体的尾部。作为本专利技术进一步的方案：所述船体为双浮筒组成的单船体结构。作为本专利技术再进一步的方案：所述垃圾收集装置是由多组光滑的弯钩组成，灵活机构上安装不同型号的垃圾收集装置。作为本专利技术再进一步的方案：所述喷水推进器是泵喷动力推进式喷水推进装置，采用双排设计，采用双排式的泵喷动力推进式喷水推进装置作为动力系统，通过主控系统让机器人工作，实现同步转向、前进、倒车功能。作为本专利技术再进一步的方案：所述转向装置设置在动力系统后方的喷水推进器上的，当转向装置开口时，实现前进动作，当转向装置闭合时，实现倒车/船动作，当转向装置执行向左或向右的动作时，即为转向操作。作为本专利技术再进一步的方案：所述蓝牙控制系统实现人对机器人的远程协助；所述污物识别装置由红外传感器和超声波传感器组成，完成对水面污物的识别和机器人躲避障碍，所述红外传感器设置在垃圾收集装置的前方，超声波传感器设置在船体的两侧；所述视觉图像识别系统能够辅助污物识别装置进行工作以及人远程协助和观察机器人附近的情况，在传感器工作的同时，对水面上的污物进行辅助侦测，提升水面污物的识别和收集效率，在人眼不可及或比较隐蔽的地方，通过视觉图像识别系统可以进行人工辅助操作；所述GPS导航系统可以实时定位发送机器人的工作位置，并能让机器人实现自动靠岸。作为本专利技术再进一步的方案：所述垃圾收集装置可拆卸和更换，所述垃圾存储仓可拆卸。作为本专利技术再进一步的方案：所述浮筒紧固装置和动力系统中的喷水推进器均为3D打印。作为本专利技术再进一步的方案：所述的智能水面清污机器人的使用方法，包括以下步骤：步骤一：搜寻和转向控制台或系统预设定位消息发送给机器人，机器人发出工作的指令，传感器实时检测机器人附近信息，并发送至主控系统，主控系统计算是否为岸边，如果否，系统继续搜寻，重复上述步骤；如果是，主控系统发出更改方向的指令至转向装置，转向装置转向继续搜寻，重复上述步骤；步骤二：污物识别与收集控制台或系统预设定位消息发送给机器人，机器人发出工作的指令，传感器实时检测、视觉图像识别系统辅助检测机器人附近障碍物信息，并发送至主控系统，主控系统计算/识别是否为污物，如果否，系统继续识别，重复上述步骤；如果是，主控系统发出收集污物的指令至垃圾收集装置，垃圾收集装置工作，系统继续识别，重复上述步骤；步骤三：污物储存控制台或系统预设定位消息发送给机器人，机器人发出工作的指令，压力传感器实时工作，将翻板上污物重量信息发送至主控系统，主控系统计算是否超过预设重量，如果否，系统继续工作，重复上述步骤；如果是，发出转轴电机转动的指令至转轴电机，转轴电机转动，使翻板上的滞留污物进入垃圾存储仓内，系统继续工作，重复上述步骤；步骤四：调节船体与水面的距离控制台或系统预设定位消息发送给机器人，机器人发出工作的指令，水位检测装置检测船体与水面的距离信息发送至主控系统，主控系统计算是否超过预设线，如果否，系统继续工作，重复上述步骤；如果是，发出调节调节船体与水面的距离至浮筒紧固装置，浮筒紧固装置工作，系统继续工作，重复上述步骤。作为本专利技术再进一步的方案：用于特殊区域，还包括步骤五：远程协助：控制台发送实际消息至机器人，机器人发出工作的指令至主控系统，主控系统发送实际指令至各部件、各关节。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的智能水面清污机器人可以代替人工在各类水面进行自主清污工作，提升清污效率，降低人工成本，并增强安全性。与传统水面清污装置相比具有以下优点：(1)智能水面清污机器人通过GPS系统实现智能巡航，在无人看守的情况下，根据需要设置智能水面清污机器人的工作时间段，在该时间段内智能水面清污机器人能够自动实现启动、清理、停船靠岸等一系列的操作。(2)在水面清理的过程中，智能水面清污机器人通过超声波传感器和红外传感器识别水面垃圾和障碍物以及避免智能水面清污机器人与岸边撞击，且能够检测到人眼观察不到地方。同时在图像识别系统的辅助下，提高水面垃圾的识别率，增加了清理效率。(3)在智能水面清污机器人无法识别的特殊情况下，能够通过视频传输系统，遥控智能水面清污机器人工作状态，远程辅助进行垃圾清理。(4)智能水面清污机器人采用螯合装置固定浮筒，根据水面情况的复杂程度的不同，自动调整螯合部件的方位与力度，平衡船体，加强稳定性。结合智能喷水动力系统，在复杂水域，轻松实现船的行走、转弯等运动，相对于螺旋桨推进系统避免水中异物的缠绕，机器人的通过性更强。(5)智能水面清污机器人在清理过程中，因为垃圾负重的缘故，其通过液位测量系统，实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能水面清污机器人，包括船体、浮筒(4)、垃圾收集装置系统、垃圾存储仓(9)、动力系统(10)、供电系统(12)、主控系统(13)，其特征在于，所述垃圾收集装置系统包括垃圾收集装置(1)和灵活机构(2)，所述垃圾收集装置(1)设置在船体前面，垃圾收集装置(1)有一部分在水平面以下，垃圾收集装置(1)安装在灵活机构(2)上方，所述灵活机构(2)固定在船体的前方；所述浮筒(4)分别卡设在两个浮筒紧固装置(3)上，两个所述浮筒紧固装置(3)按照合适的间距安装在船体两侧，浮筒紧固装置(3)具有调节装置，所述浮筒(4)在浮筒紧固装置(3)下方，当船体中垃圾存储仓(9)的重量超过设定值时，浮筒紧固装置(3)调整船体与水面的距离；所述船体上设有横梁(6)，所述横梁(6)的一侧竖杆上固定安装监控摄像头，另一侧固定安装视觉处理摄像头；所述垃圾收集装置(1)的后侧或内侧设有一个与船体底部相平的翻板(7)，翻板(7)通过翻板转轴连接转轴电机(8)；所述船体中间设置垃圾存储仓(9)，所述垃圾存储仓(9)后方设置动力系统(10)，当船体靠近垃圾时，垃圾收集装置(1)自动转动，将垃圾拨至船体中的翻板(7),当翻板(7)上的垃圾重量达到一定时，翻板转轴及转轴电机(8)开始进行转动工作，垃圾会顺着带有倾斜角的平板面自动落到垃圾存储仓(9)内，垃圾存储仓(9)靠近翻板(7)的一侧；所述动力系统(10)包括船体内部的电机(5)、传动机构和喷水推进器，所述动力系统(10)的上方设有转向装置(11)；所述供电系统(12)包括蓄电池和充放电保护装置；所述主控系统(13)包括蓝牙控制系统、污物识别装置、视觉图像识别系统和GPS导航系统，所述转向装置(11)、供电系统(12)和主控系统(13)均设置在船体的尾部。...

【技术特征摘要】
1.一种智能水面清污机器人，包括船体、浮筒(4)、垃圾收集装置系统、垃圾存储仓(9)、动力系统(10)、供电系统(12)、主控系统(13)，其特征在于，所述垃圾收集装置系统包括垃圾收集装置(1)和灵活机构(2)，所述垃圾收集装置(1)设置在船体前面，垃圾收集装置(1)有一部分在水平面以下，垃圾收集装置(1)安装在灵活机构(2)上方，所述灵活机构(2)固定在船体的前方；所述浮筒(4)分别卡设在两个浮筒紧固装置(3)上，两个所述浮筒紧固装置(3)按照合适的间距安装在船体两侧，浮筒紧固装置(3)具有调节装置，所述浮筒(4)在浮筒紧固装置(3)下方，当船体中垃圾存储仓(9)的重量超过设定值时，浮筒紧固装置(3)调整船体与水面的距离；所述船体上设有横梁(6)，所述横梁(6)的一侧竖杆上固定安装监控摄像头，另一侧固定安装视觉处理摄像头；所述垃圾收集装置(1)的后侧或内侧设有一个与船体底部相平的翻板(7)，翻板(7)通过翻板转轴连接转轴电机(8)；所述船体中间设置垃圾存储仓(9)，所述垃圾存储仓(9)后方设置动力系统(10)，当船体靠近垃圾时，垃圾收集装置(1)自动转动，将垃圾拨至船体中的翻板(7),当翻板(7)上的垃圾重量达到一定时，翻板转轴及转轴电机(8)开始进行转动工作，垃圾会顺着带有倾斜角的平板面自动落到垃圾存储仓(9)内，垃圾存储仓(9)靠近翻板(7)的一侧；所述动力系统(10)包括船体内部的电机(5)、传动机构和喷水推进器，所述动力系统(10)的上方设有转向装置(11)；所述供电系统(12)包括蓄电池和充放电保护装置；所述主控系统(13)包括蓝牙控制系统、污物识别装置、视觉图像识别系统和GPS导航系统，所述转向装置(11)、供电系统(12)和主控系统(13)均设置在船体的尾部。2.根据权利要求1所述的智能水面清污机器人，其特征在于，所述船体为双浮筒组成的单船体结构。3.根据权利要求1所述的智能水面清污机器人，其特征在于，所述垃圾收集装置(1)是由多组光滑的弯钩组成，灵活机构(2)上安装不同型号的垃圾收集装置(1)。4.根据权利要求1所述的智能水面清污机器人，其特征在于，所述喷水推进器是泵喷动力推进式喷水推进装置，采用双排设计，采用双排式的泵喷动力推进式喷水推进装置作为动力系统，通过主控系统(13)让机器人工作，实现同步转向、前进、倒车功能。5.根据权利要求1所述的智能水面清污机器人，其特征在于，所述转向装置(11)设置在动力系统(10)后方的喷水推进器上的，当转向装置(11)开口时，实现前进动作，当转向装置(11)闭合时，实现倒车/船动作，当转向装置(11)执行向左或向右的动作时，即为转向操作。6.根据权利要求1所述的智能水面清污机器人，其特征在于，所述蓝牙控制系统实现人对机器人的远程协助；所述污物识别装置由红外传感器(14)和超声波传感器(15...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄大志，曾杰，高力，黄长远，
申请(专利权)人：淮海工学院，江苏省海洋资源开发研究院连云港，
类型：发明
国别省市：江苏,32