【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水上清理，特别是一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人。
技术介绍
1、水是生命之源，生命摇篮。然而，水受到的污染正愈发严重。目前水面垃圾主要是塑料、泡沫和生活废弃物，而这些难以降解的垃圾更容易被生物所寄居，助长物种入侵隐患。如果水面垃圾没有及时清理，经过水浸泡和风吹，会危及水质，尤其是在夏天，漂浮物在高温下霉烂，臭味传到方圆几公里，严重影响当地居民的生活质量，污染了当地的环境，也严重影响了居民的健康。目前许多国家的河流、水域漂浮物污染十分严重，给人们的生存环境、投资环境和开发利用旅游资源等带来负面影响。传统的水面垃圾清理，主要是通过人为打捞，效率比较低，同时又消耗了大量的人力和财力，些是仅靠人力是很难完成的，而且生命安全很难保证。
2、目前国内具备清理水上垃圾功能的机械设备非常少，水上垃圾清理作业还是以人力打捞为主，不仅效率低，而且存在安全隐患。而国外的水上垃圾清理设备主要有两种：一种是针对大面积垃圾的水上垃圾清理船，另外一种则是需要工作人员远程遥控的垃圾清理机器。前者造价昂贵，且只适合广阔水域；后者造价也不低，且需要投入较高的人力成本。我们对常见的水域污染物情况进行了调查，发现大部分水域污染物为行人丢弃的饮料瓶等。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，能够采用无人自主控制水上机器人的方式对水上垃圾进行清理。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，
3、进一步的，所述无人船船体用于搭载智能控制系统、动力系统、传感器系统、通信系统和垃圾回收装置，使得智能控制系统、动力系统、传感器系统、通信系统和垃圾回收装置能悬浮在水面上；所述无人船船体包括悬浮桶、回收箱安装架、放置板与防水箱，所述放置板的两侧下表面均安装有所述悬浮桶，所述放置板的下表面安装有回收箱安装架，回收箱安装架位于两个所述悬浮桶之间，回收箱安装架内安装有所述垃圾回收装置，所述回收箱安装架的下表面安装有所述动力系统，所述放置板的上表面安装有所述防水箱，所述防水箱内安装有所述智能控制系统与所述传感器系统。
4、进一步的，所述智能控制系统用于执行指令，控制动力系统、传感器系统、通信系统工作；所述智能控制系统由arm树莓派4b构成，所述所述智能控制系统分别与动力系统、传感器系统、通信系统电连接。
5、进一步的，所述动力系统用于驱动无人船船体在水面上移动以及对智能控制系统与通信系统提供电源，所述动力系统包括无刷电机水下推进器、电调、电源转换模块与锂电池，所述回收箱安装架的下表面安装有所述无刷电机水下推进器，所述防水箱内设置有与所述无刷电机水下推进器相匹配的所述电调，所述防水箱内设置有所述电源转换模块(ldo)与锂电池，所述锂电池与所述电源转换模块电连接，所述电源转换模块与所述电调电连接，所述电调与所述无刷电机水下推进器电连接，所述电调与所述智能控制系统电连接，所述电源转换模块分别与智能控制系统、通信系统电连接。
6、进一步的，所述传感器系统用于获取水面信息辅助垃圾回收装置对水上垃圾进行回收，所述传感器系统包括风速风向传感器、gps模块、电罗经与摄像头模块，所述风速风向传感器与所述摄像头模块均位于所述放置板上，所述风速风向传感器、摄像头模块与所述防水箱前后设置，所述风速风向传感器经485转usb串口与所述智能控制系统连接，所述摄像头模块与所述智能控制系统电性连接，所述gps模块、电罗经均位于所述防水箱内，所述gps模块、电罗经通过232转usb串口与所述智能控制系统连接。
7、进一步的，所述通信系统用于将传感器系统的数据发回岸端服务器，所述通信系统包括网桥、遥控器接收器与信号继电器，所述网桥安装于所述放置板上，所述网桥与所述智能控制系统电连接，所述遥控器接收器与信号继电器安装于所述防水箱内，所述遥控器接收器通过杜邦线与所述信号继电器和电调电连接，所述信号继电器与通过杜邦线所述智能控制系统和所述遥控器接收器电连接。
8、进一步的，所述垃圾回收装置用于对水面垃圾进行回收储存，所述垃圾回收装置包括网状垃圾箱，所述网状垃圾箱安装于回收箱安装架内。
9、本专利技术的有益效果：本专利技术中构成机器人的设备结构简单、成本低廉，悬浮桶可回收使用废弃的矿泉水桶，对环境友好；本专利技术中使用了树莓派，价格低廉，性能强大而且外部支持多，部署、维护和学习容易；本专利技术中采用了遥控器加树莓派的模式，当机器人出现问题时，便于人工进行回收；超声波测距技术作为一种自动检测技术，实现了主动化、独立化、实时化的船舶航迹水波的自动检测与判断；具有体积小、成本低、易于安装、可应用到小型化平台的优势；结合传感器系统与通信系统，能够实时的把测量到的数据反应到岸端上，方便长时间观测，可达到航道局等部门对船舶航迹水波参数的监管和监测需求。
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1.一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，其特征在于：包括无人船船体、智能控制系统、动力系统、传感器系统、通信系统和垃圾回收装置；所述无人船船体悬浮于水面上通过所述传感器系统采集数据，通过所述通信系统将数据发回岸端服务器，岸端发送清理垃圾指令时，智能控制系统将传感器系统采集数据传入yolov5深度学习模型中，并根据结果通过所述动力系统驱动驶向垃圾，当通过垃圾位置时，所述垃圾回收装置将回收垃圾。
2.根据权利要求1所述的一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述无人船船体用于搭载智能控制系统、动力系统、传感器系统、通信系统和垃圾回收装置，使得智能控制系统、动力系统、传感器系统、通信系统和垃圾回收装置能悬浮在水面上；所述无人船船体包括悬浮桶、回收箱安装架、放置板与防水箱，所述放置板的两侧下表面均安装有所述悬浮桶，所述放置板的下表面安装有回收箱安装架，回收箱安装架位于两个所述悬浮桶之间，回收箱安装架内安装有所述垃圾回收装置，所述回收箱安装架的下表面安装有所述动力系统，所述放置板的上表面安装有所述防水箱，所述防水箱内安装有所述智能控制系统与所述传感器系统。p>
3.根据权利要求1所述的一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述智能控制系统用于执行指令，控制动力系统、传感器系统、通信系统工作；所述智能控制系统由ARM树莓派4B构成，所述智能控制系统分别与动力系统、传感器系统、通信系统电连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述动力系统用于驱动无人船船体在水面上移动以及对智能控制系统与通信系统提供电源，所述动力系统包括无刷电机水下推进器、电调、电源转换模块与锂电池，所述回收箱安装架的下表面安装有所述无刷电机水下推进器，所述防水箱内设置有与所述无刷电机水下推进器相匹配的所述电调，所述防水箱内设置有所述电源转换模块与锂电池，所述锂电池与所述电源转换模块电连接，所述电源转换模块采用T60插口与所述电调连接，所述电调与所述无刷电机水下推进器电连接，所述电调与所述智能控制系统电连接，所述电源转换模块分别与智能控制系统、通信系统电连接。
5.根据权利要求2所述的一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述传感器系统用于获取水面信息辅助垃圾回收装置对水上垃圾进行回收，所述传感器系统包括风速风向传感器、GPS模块、电罗经与摄像头模块，所述风速风向传感器与所述摄像头模块均位于所述放置板上，所述风速风向传感器、摄像头模块与所述防水箱前后设置，所述风速风向传感器经485转USB串口与所述智能控制系统连接，所述摄像头模块与所述智能控制系统电性连接，所述GPS模块、电罗经均位于所述防水箱内，所述GPS模块、电罗经通过232转USB串口与所述智能控制系统连接。
6.根据权利要求4所述的一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述通信系统用于将传感器系统的数据发回岸端服务器，所述通信系统包括网桥、遥控器接收器与信号继电器，所述网桥安装于所述放置板上，所述网桥与所述智能控制系统电连接，所述遥控器接收器与信号继电器安装于所述防水箱内，所述遥控器接收器通过杜邦线与所述信号继电器和电调电连接，所述信号继电器与通过杜邦线所述智能控制系统和所述遥控器接收器电连接。
7.根据权利要求2所述的一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述垃圾回收装置用于对水面垃圾进行回收储存，所述垃圾回收装置包括网状垃圾箱，所述网状垃圾箱安装于回收箱安装架内。
...【技术特征摘要】
1.一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，其特征在于：包括无人船船体、智能控制系统、动力系统、传感器系统、通信系统和垃圾回收装置；所述无人船船体悬浮于水面上通过所述传感器系统采集数据，通过所述通信系统将数据发回岸端服务器，岸端发送清理垃圾指令时，智能控制系统将传感器系统采集数据传入yolov5深度学习模型中，并根据结果通过所述动力系统驱动驶向垃圾，当通过垃圾位置时，所述垃圾回收装置将回收垃圾。
2.根据权利要求1所述的一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述无人船船体用于搭载智能控制系统、动力系统、传感器系统、通信系统和垃圾回收装置，使得智能控制系统、动力系统、传感器系统、通信系统和垃圾回收装置能悬浮在水面上；所述无人船船体包括悬浮桶、回收箱安装架、放置板与防水箱，所述放置板的两侧下表面均安装有所述悬浮桶，所述放置板的下表面安装有回收箱安装架，回收箱安装架位于两个所述悬浮桶之间，回收箱安装架内安装有所述垃圾回收装置，所述回收箱安装架的下表面安装有所述动力系统，所述放置板的上表面安装有所述防水箱，所述防水箱内安装有所述智能控制系统与所述传感器系统。
3.根据权利要求1所述的一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述智能控制系统用于执行指令，控制动力系统、传感器系统、通信系统工作；所述智能控制系统由arm树莓派4b构成，所述智能控制系统分别与动力系统、传感器系统、通信系统电连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于树莓派控制的水上垃圾清理机器人，其特征在于：所述动力系统用于驱动无人船船体在水面上移动以及对智能控制系统与通信系统提供电源，所述动力系统包括无刷电机水下推进器、电调、电源转换模块与锂电池，所述回收箱安装架的下表面...
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