一种基于无人机的智能垃圾回收系统和回收方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于无人机的智能垃圾回收系统和回收方法，包括无人机模块、电磁固定装置以及控制单元，所述无人机模块包括无人机和可通信地连接于所述无人机的智能回收机；所述智能回收机设置于垃圾箱的顶部，并基于超宽带定位系统对所述无人机进行精确定位；所述电磁固定装置设置于垃圾箱内的垃圾回收框；所述控制单元可通信地连接于所述电磁固定装置和所述无人机模块，所述控制单元对所述电磁固定装置通以正向或反向直流激励电流，以实现所述电磁固定装置对垃圾袋的固定和松开；所述控制单元控制所述智能回收机引导所述无人机进出垃圾箱，并控制所述无人机在垃圾箱内的垃圾袋回收操作和垃圾袋更换操作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的智能垃圾回收系统和回收方法
本专利技术涉及垃圾回收
，特别是涉及一种基于无人机的智能垃圾回收系统和回收方法。
技术介绍
随着地球资源的过度消耗以及对环境的破坏，垃圾分类已经在全国进行推行，垃圾分类技术已经从原始的垃圾桶分类，演化为智能垃圾分类装置，并得到了广泛的应用，但现有垃圾回收系统的回收流程依旧是通过人力进行回收，巡检，清运，仍然存在诸多不方便因素，导致了人工回收成本高、垃圾处理效率低下、无法及时处理垃圾箱溢满的问题。
技术实现思路
本专利技术的一目的是，提供一种基于无人机的智能垃圾回收系统和回收方法，通过无人化回收的方式，节省了人工成本，实现了垃圾回收的高效性和高可靠性，并且能够及时解决垃圾箱溢满的问题。本专利技术在一方面提供了一种基于无人机的智能垃圾回收系统，包括：无人机模块，所述无人机模块包括无人机和可通信地连接于所述无人机的智能回收机；所述智能回收机设置于垃圾箱的顶部，用于对所述无人机进行定位和引导所述无人机进出垃圾箱；电磁固定装置，所述电磁固定装置设置于垃圾箱内的垃圾回收框，用于固定或松开设置在垃圾回收框的垃圾袋；以及控制单元，所述控制单元可通信地连接于所述电磁固定装置和所述无人机模块，所述控制单元对所述电磁固定装置通以正向或反向直流激励电流，以实现所述电磁固定装置对垃圾袋的固定和松开；所述控制单元控制所述智能回收机引导所述无人机进出垃圾箱，并控制所述无人机在垃圾箱内的垃圾袋回收操作和垃圾袋更换操作。在本专利技术的一实施例中，所述智能回收机包括可通信地连接于所述控制单元的无人机定位系统和可通信地连接于所述无人机定位系统的自动开门装置，所述无人机定位系统基于超宽带定位系统对所述无人机进行精确定位，在所述无人机定位系统识别到所述无人机接近时，所述控制单元控制所述自动开门装置打开，以允许所述无人机进出垃圾箱。在本专利技术的一实施例中，所述自动开门装置包括门板、连接所述门板和垃圾箱的顶部的双螺旋丝杆以及联动于所述双螺旋丝杆的开门电机，在所述无人机定位系统识别到所述无人机接近时，所述开门电机被所述控制单元控制启动而联动所述双螺旋丝杆转动，从而使得所述门板被打开，以允许所述无人机进出垃圾箱。在本专利技术的一实施例中，所述控制单元通过发出脉冲宽度调制信号的方式控制所述开门电机的工作。在本专利技术的一实施例中，所述无人机定位系统包括设置在门板上的定位楔键，在所述无人机降落时，所述无人机被定位于所述定位楔键并通过所述定位楔键滑入垃圾箱内。在本专利技术的一实施例中，所述定位楔键上设置有供电电极，包括电极负极和电极正极，在所述无人机被定位于所述定位楔键时，所述供电电极为所述无人机供电。在本专利技术的一实施例中，所述无人机具有机械手，所述无人机通过所述机械手执行垃圾袋回收操作和垃圾袋更换操作。在本专利技术的一实施例中，所述电磁固定装置包括设置在垃圾回收框的多个直流电磁铁，垃圾袋的边缘设置有磁条，所述控制单元通过对多个所述直流电磁铁通以正向或反向直流激励电流的方式，使得多个所述直流电磁铁产生与垃圾袋的磁条相反或相同的磁性，从而实现垃圾袋在垃圾回收框的固定和松开。在本专利技术的一实施例中，所述电磁固定装置还包括夹紧电机和联动于所述夹紧电机的夹紧杆，所述夹紧杆设置在垃圾回收框顶部，用于被所述夹紧电机联动移动而实现对垃圾袋的夹紧或松开。在本专利技术的一实施例中，所述电磁固定装置还包括至少一霍尔元件，所述电磁固定装置通过所述霍尔元件对垃圾袋的磁条进行定位探测。在本专利技术的一实施例中，所述无人机模块进一步包括供电模块，所述供电模块设置在所述智能回收机的内部，以为所述智能回收机供电。本专利技术在另一方面还提供了一种基于无人机的智能垃圾回收方法,包括以下步骤：S1、智能回收机基于超宽带定位系统对无人机进行精确定位；S2、在所述智能回收机识别到所述无人机靠近时，控制单元控制所述无人机降落至定位楔键，并控制自动开门装置打开设置在垃圾箱顶部的门板，所述无人机通过所述定位楔键滑入垃圾箱内；S3、所述控制单元控制所述无人机进行垃圾袋回收操作或者垃圾袋更换操作；并对电磁固定装置通以正向或反向直流激励电流，以实现对垃圾袋的固定或松开。在本专利技术的一实施例中，在所述步骤S2中，所述控制单元通过发出脉冲宽度调制信号的方式控制启动所述自动开门装置的开门电机，所述开门电机旋转带动双螺旋丝杆转动，使得设置在垃圾箱顶部的所述门板转动打开，以允许所述无人机能够进出垃圾箱。在本专利技术的一实施例中，所述电磁固定装置包括设置在垃圾回收框的多个直流电磁铁，垃圾袋的边缘设置有磁条，所述步骤S3还包括以下步骤：S31、当需要更换垃圾袋时，所述无人机将垃圾袋放入垃圾箱的垃圾回收框，垃圾袋的磁条被架设在垃圾回收框上，所述控制单元对多个所述直流电磁铁通以正向直流激励电流，使得所述直流电磁铁产生磁性而能够吸附垃圾袋的磁条，从而使得垃圾袋自然展开，所述控制单元控制启动夹紧电机，以联动夹紧杆夹紧固定垃圾袋，以此完成垃圾袋的更换操作；S32、当需要回收垃圾袋时，所述控制单元控制启动所述夹紧电机以联动打开所述夹紧杆，并对多个所述直流电磁铁通以反向直流激励电流，以使得所述直流电磁铁产生与垃圾袋的磁条相反的磁性，从而使得垃圾袋被自动弹出，所述控制单元控制所述无人机将垃圾袋抓走，以此完成垃圾袋的回收操作。本专利技术的所述基于无人机的智能垃圾回收系统能够无人化快速地进行垃圾袋的回收和更换，垃圾处理流程简单、垃圾回收效率高且可靠性高，能够解决现有技术中人工回收成本高、回收效率低下以及无法及时处理垃圾箱溢满的问题。本专利技术的所述基于无人机的智能垃圾回收系统基于超宽带定位系统(UWB定位系统)对所述无人机进行精确定位，超宽带定位系统具有系统简单、发射信号功率谱密度低、对信道衰落不敏感、截获能力低以及定位精度高等优点，适于室内外场所的高速无线接入，能够满足室外垃圾箱的定位需求，且有利于确保所述基于无人机的智能垃圾回收系统的工作可靠性。本专利技术采用所述电磁固定装置对垃圾袋进行固定和松开，实现了垃圾袋的可重复利用，而且通过所述控制单元对所述电磁固定装置通以正向直流激励电流和反向直流激励电流的方式，实现所述电磁固定装置对垃圾袋的固定和松开，实现方式简单、可靠，同时与所述无人机相互配合，简化了垃圾袋回收和更换流程，有利于提高垃圾回收效率。通过对随后的描述和附图的理解，本专利技术进一步的目的和优势将得以充分体现。附图说明图1为根据本专利技术的一优选实施例的所述基于无人机的智能垃圾回收系统的结构框图示意图。图2为根据本专利技术的上述优选实施例的所述基于无人机的智能垃圾回收系统的智能回收机的结构示意图。图3为根据本专利技术的上述优选实施例的所述基于无人机的智能垃圾回收系统的电磁固定装置的结构示意图。图4为根据本专利技术的上述优选实施例的所述基于无人机的智能垃圾回收系统的电磁固定装置在另一视角的结构示意图。图5为根据为根据本专利技术的上述优选实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机的智能垃圾回收系统，其特征在于，包括：/n无人机模块，所述无人机模块包括无人机和可通信地连接于所述无人机的智能回收机；所述智能回收机设置于垃圾箱的顶部，用于对所述无人机进行定位和引导所述无人机进出垃圾箱；/n电磁固定装置，所述电磁固定装置设置于垃圾箱内的垃圾回收框，用于固定或松开设置在垃圾回收框的垃圾袋；以及/n控制单元，所述控制单元可通信地连接于所述电磁固定装置和所述无人机模块，所述控制单元对所述电磁固定装置通以正向或反向直流激励电流，以实现所述电磁固定装置对垃圾袋的固定和松开；所述控制单元控制所述智能回收机引导所述无人机进出垃圾箱，并控制所述无人机在垃圾箱内的垃圾袋回收操作和垃圾袋更换操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的智能垃圾回收系统，其特征在于，包括：
无人机模块，所述无人机模块包括无人机和可通信地连接于所述无人机的智能回收机；所述智能回收机设置于垃圾箱的顶部，用于对所述无人机进行定位和引导所述无人机进出垃圾箱；
电磁固定装置，所述电磁固定装置设置于垃圾箱内的垃圾回收框，用于固定或松开设置在垃圾回收框的垃圾袋；以及
控制单元，所述控制单元可通信地连接于所述电磁固定装置和所述无人机模块，所述控制单元对所述电磁固定装置通以正向或反向直流激励电流，以实现所述电磁固定装置对垃圾袋的固定和松开；所述控制单元控制所述智能回收机引导所述无人机进出垃圾箱，并控制所述无人机在垃圾箱内的垃圾袋回收操作和垃圾袋更换操作。


2.根据权利要求1所述的基于无人机的智能垃圾回收系统，其特征在于，所述智能回收机包括可通信地连接于所述控制单元的无人机定位系统和可通信地连接于所述无人机定位系统的自动开门装置，所述无人机定位系统基于超宽带定位系统对所述无人机进行精确定位，在所述无人机定位系统识别到所述无人机接近时，所述控制单元控制所述自动开门装置打开，以允许所述无人机进出垃圾箱。


3.根据权利要求2所述的基于无人机的智能垃圾回收系统，其特征在于，所述自动开门装置包括门板、连接所述门板和垃圾箱顶部的双螺旋丝杆以及联动于所述双螺旋丝杆的开门电机，在所述无人机定位系统识别到所述无人机接近时，所述开门电机被所述控制单元控制启动而联动所述双螺旋丝杆转动，从而使得所述门板被打开，以允许所述无人机进出垃圾箱。


4.根据权利要求3所述的基于无人机的智能垃圾回收系统，其特征在于，所述控制单元通过发出脉冲宽度调制信号的方式控制所述开门电机的工作。


5.根据权利要求3所述的基于无人机的智能垃圾回收系统，其特征在于，所述无人机定位系统包括设置在门板上的定位楔键，在所述无人机降落时，所述无人机被定位于所述定位楔键并通过所述定位楔键滑入垃圾箱内。


6.根据权利要求5所述的基于无人机的智能垃圾回收系统，其特征在于，所述定位楔键上设置有供电电极，包括电极负极和电极正极，在所述无人机被定位于所述定位楔键时，所述供电电极为所述无人机供电。


7.根据权利要求1-6中任一所述的基于无人机的智能垃圾回收系统，其特征在于，所述无人机具有机械手，所述无人机通过所述机械手执行垃圾袋回收操作和垃圾袋更换操作。


8.根据权利要求1-6中任一所述的基于无人机的智能垃圾回收系统，其特征在于，所述电磁固定装置包括设置在垃圾回收框的多个直流电磁铁，垃圾袋的边缘设置有磁条，所述控制单元通过对...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱恒杰，詹峰，郑辉，陈国良，周树民，
申请(专利权)人：苏州中科先进技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32