一种水下清扫机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种水下清扫机器人，包括：机架；设置在机架上的动力装置、泥沙分离装置；动力装置在水平和垂直方向给所述机器人施加动力；泥沙分离装置包括料仓、海水泵，料仓和海水泵均固定在机架上；料仓与垃圾吸入口连通；料仓内设置有可转动地过滤桶，过滤桶内设置有可转动地搅拌器，搅拌器与设置在机架上的搅拌器电机连接并在搅拌器电机驱动下转动，搅拌器上设置有搅拌器入口；海水泵被配置为能够将料仓内的水抽出以在料仓吸入口形成负压，以及能够将外界的水吸入料仓内。本发明专利技术的水下清扫机器人在海底垃圾收集过程中，将垃圾与泥沙分离，提高了作业效率，提高了废弃物存储空间利用率。用率。用率。

【技术实现步骤摘要】
一种水下清扫机器人


[0001]本专利技术涉及海洋工程领域，尤其涉及一种水下清扫机器人。

技术介绍

[0002]随着经济发展，海洋垃圾也随之增长，一部分垃圾漂浮在海面或沉入海底，目前较为常规的垃圾处理方案是进行水面垃圾打捞，而海底垃圾打捞较为困难。海底垃圾的沉底塑料垃圾、废弃物与泥沙混合，占用废弃物存储体积，清理困难。
[0003]在现有的针对垃圾中的泥沙分离的技术方案中，鲜有针对海底沉底塑料垃圾、废弃物清理、泥沙与垃圾分离处理装置。已知的针对泥沙分离的装置，一般用于陆地生活垃圾处理，而海底垃圾处理环境与陆地不同，未充分考虑机器人设计环境条件。此外，海底垃圾与泥沙混合，占用存储空间大，而一般清扫机器人内部空间有限，如使用大型泥沙分离设备占用废弃物存储空间，清理效率低。
[0004]因此，本领域的技术人员致力于开发一种水下清扫机器人，在海底垃圾收集过程中，将垃圾与泥沙分离，提高作业效率，提高废弃物存储空间利用率。

技术实现思路

[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种水下清扫机器人，包括：
[0006]机架；
[0007]设置在所述机架上的动力装置、泥沙分离装置；
[0008]其中，所述动力装置被配置为在水平和垂直方向给所述机器人施加动力；
[0009]所述泥沙分离装置包括料仓、海水泵，所述料仓和所述海水泵均固定在所述机架上；所述料仓与垃圾吸入口连通；所述料仓内设置有可转动地过滤桶，所述过滤桶内设置有可转动地搅拌器，所述搅拌器与设置在所述机架上的搅拌器电机连接并在所述搅拌器电机驱动下转动，所述搅拌器上设置有搅拌器入口；所述海水泵被配置为能够将所述料仓内的水抽出以在所述料仓吸入口形成负压，以及能够将外界的水吸入所述料仓内。
[0010]进一步地，所述机架为桁架结构。
[0011]进一步地，所述动力装置包括两个第一推进器和四个第二推进器，所述两个第一推进器设置在所述机架的顶端的中部并对称布置，所述第一推进器被配置为在垂直方向驱动所述机器人；所述四个第二推进器设置在所述机架上并位于同一水平面上，且所述四个第二推进器沿所述机架的周围均匀分布，所述第二推进器被配置为在水平方向驱动所述机器人。
[0012]进一步地，所述动力装置还包括一对履带和一对履带电机，所述一对履带设置在所述机架的底部的相对的两端，所述一对履带电机设置在所述机架上，一个所述履带电机对应一个所述履带并连接至对应的所述履带。
[0013]进一步地，所述履带电机的功率通过如下方式确定：
[0014]P＝Fv＝0.5mgfv
[0015]其中，P表示所述履带电机的额定功率(KW)，v表示行进速度。
[0016]进一步地，所述履带电机的功率通过如下方式确定：
[0017][0018]其中，P是所述履带电机的额定功率(KW)，T是额定转矩(N.m)，n是额定转速(分/转)。
[0019]进一步地，所述垃圾吸入口的当量直径通过如下公式确定：
[0020][0021]其中，D是所述垃圾吸入口的流速当量直径(m)，Q是额定流量(m3/h)，V是吸入口流速(m/s)。
[0022]进一步地，所述料仓内设置有摄像头。
[0023]进一步地，所述机架顶部设置有浮力部。
[0024]进一步地，所述海水泵为离心泵。
[0025]本专利技术提供的水下清扫机器人，具有以下有益的技术效果：
[0026]1、由于过滤桶内部搅拌器搅拌可增加海底垃圾与泥沙混合物的晃动，加速垃圾与泥沙的分离，提高分离的工作效率。
[0027]2、通过设置推进器和履带，可大大增加机器人海底行走性能；结合水下推进器、海底履带实现水中悬浮推进和海底履带行进，具有对水中悬浮垃圾收集，海洋沉底垃圾收集等综合性应用，两种行进方式结合，有利于机器人水下避障，遇小障碍物可采用履带推进，遇大障碍物可采用水中悬浮推进辅助行进，机动性强，可进行大范围水下和海底搜索，提高水下机器人行进和工作效率。
[0028]3、通过海水泵正反向抽吸，可显著提高废弃物存储空间利用率；由于海底垃圾与泥沙混合，吸入料仓内时较为占用空间，将海底垃圾与泥沙分离后，利用海水离心泵反向抽吸作用，由料仓底部排污口将泥沙排出，提高废弃物存储空间利用率。
[0029]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0030]图1是本专利技术的一个较佳实施例的结构示意图；
[0031]图2是图1的主视图；
[0032]图3是泥沙分离装置的俯视图；
[0033]图4是泥沙分离装置的剖面图；
[0034]图5是履带电机功率与转速的曲线图。
[0035]其中，10
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机架，21
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第一推进器，22
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第二推进器，23
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履带，24
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履带电机，31
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料仓，32
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海水泵，33
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过滤桶，34
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搅拌器，35
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搅拌器电机，36
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搅拌器吸入口，37
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排污口，40
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垃圾吸入口，50
‑
浮力部。
具体实施方式
[0036]以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
[0037]在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本专利技术并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
[0038]如图1和图3所示，本专利技术提供了一种水下清扫机器人，包括机架10、动力装置、泥沙分离装置、垃圾吸入口40。机架10用于承载机器人的其他组件，起到支撑作用。动力装置安装在机架10上，为机器人在水底行进和避障提供动力，例如，可以驱动机器人在水底垂直行进、水平行进、以任意方向在水底行进、在水底地面上行进等，从而使得机器人实现前进、后退、平移、转弯等多种模式运动，寻找作业区域，以及使得机器人在水底地面上实现缓慢行走、后退及转弯等行进模式，扩大作业区域，以及遇到障碍物时通过悬浮越障、跨越障碍物等方式实现避障功能。泥沙分离装置安装在机架10上，并与垃圾吸入口40连通，可以将垃圾从垃圾吸入口40吸入泥沙分离装置后，实现垃圾与泥沙分离。
[0039]如图2和图3所示，泥沙分离装置包括料仓31、海水泵32，料仓31内设置有过滤桶33和搅拌器34，搅拌器34位于过滤桶33内，料仓31固定在机架10上，并与垃圾吸入口40连通；过滤桶33和搅拌器34可转动地连接在料仓31内，过滤桶33进行旋转运动，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下清扫机器人，其特征在于，包括：机架；设置在所述机架上的动力装置、泥沙分离装置；其中，所述动力装置被配置为在水平和垂直方向给所述机器人施加动力；所述泥沙分离装置包括料仓、海水泵，所述料仓和所述海水泵均固定在所述机架上；所述料仓与垃圾吸入口连通；所述料仓内设置有可转动地过滤桶，所述过滤桶内设置有可转动地搅拌器，所述搅拌器与设置在所述机架上的搅拌器电机连接并在所述搅拌器电机驱动下转动，所述搅拌器上设置有搅拌器入口；所述海水泵被配置为能够将所述料仓内的水抽出以在所述垃圾吸入口形成负压，以及能够将外界的水吸入所述料仓内。2.如权利要求1所述的水下清扫机器人，其特征在于，所述机架为桁架结构。3.如权利要求1所述的水下清扫机器人，其特征在于，所述动力装置包括两个第一推进器和四个第二推进器，所述两个第一推进器设置在所述机架的顶端的中部并对称布置，所述第一推进器被配置为在垂直方向驱动所述机器人；所述四个第二推进器设置在所述机架上并位于同一水平面上，且所述四个第二推进器沿所述机架的周围均匀分布，所述第二推进器被配置为在水平方向驱动所述机器人。4.如权利要求1所述的水下...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕海宁，秦睿，杨建民，孙鹏飞，陈佳华，杨祥云，毛竞航，卢昌宇，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：