【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机打捞设备，特别涉及一种打捞无人机及协同作业装置。
技术介绍
1、随着无人机技术的发展，各行各业都开始利用无人机技术，使得无人机技术的应用越来越广泛。应用于水面物品打捞方面的无人机技术也开始出现。
2、现有无人机在应用于水面物品打捞时，通常需要配置用于配合无人机进行打捞物品的打捞装置以及用于配合无人机进行打捞物品收纳和供人机停靠充电的协同作业装置。
3、授权公告号为cn208070015u的技术专利公开了一种用于湖面杂物打捞的无人机，包括无人机本体，所述无人机装载有控制模块、视觉定位模块和机械夹爪：所述视觉定位模块包括视觉传感器和激光定位器；所述控制模块与视觉传感器、机械夹爪相连：所述机械夹爪固定于无人机下端：所述激光定位器为可在照射面上照射预设图案光斑的激光定位器；当无人机工作时在湖面上悬停或跟随操作人员飞行，操作人员以激光定位器照射湖面杂物使杂物表面形成激光光斑，无人机观测到激光光斑后悬停于杂物上方，以机械夹爪抓取湖面杂物并返航。
4、该专利中的无人机虽然能够快速打捞湖面杂物，但仍存在以下缺陷：打捞作业时，机械夹爪夹取一次杂物就必须随无人机返航，需要将杂物卸下后才能到达下一个作业位置进行下一次打捞作业，无法进行不同位置的连续打捞作业，频繁返航不仅大大耗费了无人机的动力能源，而且还大大降低了打捞作业效率。
5、授权公告号cn211810135u的技术专利公开了一种水空协作打捞装置，该水空协作打捞装置通过四旋翼无人机和高速智能双体打捞船的组合使用，综合了智能船舶和
6、因此，我们提出了一种能够实现连续抓取多个不同的目标物，无需无人机频繁返航，既能在船体停靠时提高船体的耐波性和抗浪性能，又能在船体正常航行或转弯时不会对船体产生阻力的无人机以及打捞协同作业装置以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种打捞无人机及协同作业装置，能够实现连续抓取多个不同的目标物，无需无人机频繁返航，既能在船体停靠时提高船体的耐波性和抗浪性能，又能在船体正常航行或转弯时不会对船体产生阻力，具有打捞效率高，续航时间长，结构简单，操作方便，同步性好，能耗小等优点。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种打捞无人机及协同作业装置，包括无人机、设置在无人机上用于搜寻目标打捞物的摄像机和用于对目标打捞物进行打捞的打捞机构、用于协同无人机进行打捞作业的无人船，所述打捞机构包括可连续抓取的机械爪和用于对机械爪进行高度调节的升降机构，所述升降机构包括钢丝绳和升降电机，所述升降电机固定在无人机底部，所述升降电机的输出轴上固定设有用于卷绕钢丝绳的绕线轮，所述钢丝绳的一端固定在绕线轮上，所述钢丝绳的另一端固定在机械爪上。
4、通过采用上述技术方案，无人船用于协同无人机进行打捞作业，在无人机进入不同作业区域时通过无人船对无人机进行搭载和支撑，不仅有效避免了无人机长时间空载飞行，而且还大大缩短了无人机返航的距离，使得无人机的作业飞行时间得到延长；当无人船行驶到目标区域后，控制无人机在水面飞行并进行目标物搜寻和定位，当摄像机定位到目标物体后，控制无人机悬停在物体上方，然后控制升降机构对机械爪进行高度调节，升降机构对机械爪进行高度调节时通过控制升降电机启动，使得升降电机的输出轴旋转来带动绕线轮旋转，从而不断将卷绕在绕线轮上的钢丝绳释放，使得固定在钢丝绳下端的机械爪下降，此时控制机械爪呈张开状态。当机械爪下降至与目标物体高度相匹配的位置后，控制机械爪合拢，抓住目标物体，然后控制无人机上升，寻找下一个目标物体并重复上述过程，直至机械爪无法再容纳更多的目标物体后控制无人机带动被抓取的目标物体离开水面，飞向船体并控制机械爪张开，使得被抓的目标物全部落入船舱中，整个过程中机械爪可以连续抓取多个不同的目标物，无需无人机频繁返航，大大降低了无人机的能源损耗，使得无人机的续航时间更长，同时，由于减少了返航次数和返航距离，因此大大提高了打捞作业效率。
5、本专利技术的进一步设置为：所述无人船包括船体，所述船体尾端设有用于驱动船体前进的电动螺旋桨，所述船体上方设有用于无人机停靠的无人机停靠支架，所述船体底部还设有用于平衡水流的水流平衡器，所述水流平衡器与无人机停靠支架通过水流平衡伸缩机构与船体连接。
6、通过采用上述技术方案，无人船利用无人机停靠支架在船体进入不同作业区域时对无人机进行搭载和支撑，避免无人机长时间空载飞行，使得无人机的作业飞行时间得到延长。当船体到达设定作业区域后，会停靠该作业区域的中心位置，然后启动无人机，控制无人机自动搜寻目标打捞物进行打捞作业，由于船体停靠在作业区域的中心位置，因此在同一作业区域完成每次打捞后返回无人船的距离短，使得打捞作业效率高。
7、本专利技术的进一步设置为：所述水流平衡伸缩机构包括平衡杆和平衡杆固定支架，所述平衡杆固定支架固定在船体上，所述平衡杆的中部与平衡杆固定支架铰接，所述平衡杆的一端通过连杆与无人机停靠支架连接，所述平衡杆的另一端通过伸缩杆与水流平衡器连接。
8、通过采用上述技术方案，水流平衡器由伸缩杆控制伸出或缩回，从而实现落入或离开水面：当无人机停靠在支架上时，无人机的重量落在连杆上，下压连杆，使得平衡杆与连杆连接的一端随连杆向下运动，平衡杆与伸缩杆连接的一端向上运动，平衡杆与伸缩杆连接的一端向上运动时带动带动伸缩杆同步向上运动，伸缩杆向上运动时带动水流平衡器缩回船舱，使得水流平衡器离开水面，从而消除水流平衡作用，使得船体正常航行或转弯时水流平衡器不会对船体产生阻力，便于船体进行移动；当无人机离开无人机停靠支架时，连杆失去压力被松开，伸缩杆在水流平衡器的重力作用下下降，使得水流平衡器落入水里，起到平衡水流的作用，当水波带动船体移动时，阻止船体漂移，大大提高了船体停靠时的耐波性和抗浪性能的，利用无人机的重力来控制水流平衡器伸出或收回船体，结构简单，操作方便，同步性好，能耗小。
9、本专利技术的进一步设置为：所述船体底部与水流平衡器相对的位置设有向船舱内延伸的水流平衡器容纳腔，所述水流平衡器容纳腔的顶部始终高于水面。
10、通过采用上述技术方案，水流平衡器容纳腔用于容纳水流平衡器，使得水流平衡器能够顺利缩回船舱，避免船舱设置较大开口而导致船舱易进水的问题。
11、本专利技术的进一步设置为：所述无人机停本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种打捞无人机及协同作业装置，包括无人机(1)、设置在无人机(1)上用于搜寻目标打捞物的摄像机和用于对目标打捞物进行打捞的打捞机构(2)、用于协同无人机(1)进行打捞作业的无人船(3)，其特征在于：所述打捞机构(2)包括可连续抓取的机械爪(4)和用于对机械爪(4)进行高度调节的升降机构(5)，所述升降机构(5)包括钢丝绳(501)和升降电机(502)，所述升降电机(502)固定在无人机(1)底部，所述升降电机(502)的输出轴上固定设有用于卷绕钢丝绳(501)的绕线轮(503)，所述钢丝绳(501)的一端固定在绕线轮(503)上，所述钢丝绳(501)的另一端固定在机械爪(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述无人船(3)包括船体(301)，所述船体(301)尾端设有用于驱动船体(301)前进的电动螺旋桨(302)，所述船体(301)上方设有用于无人机(1)停靠的无人机停靠支架(303)，所述船体(301)底部还设有用于平衡水流的水流平衡器(304)，所述水流平衡器(304)与无人机停靠支架(303)通过水流平衡伸缩机构(6
3.根据权利要求2所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述水流平衡伸缩机构(6)包括平衡杆(601)和平衡杆固定支架(602)，所述平衡杆固定支架(602)固定在船体(301)上，所述平衡杆(601)的中部与平衡杆固定支架(602)铰接，所述平衡杆(601)的一端通过连杆(603)与无人机停靠支架(303)连接，所述平衡杆(601)的另一端通过伸缩杆(604)与水流平衡器(304)连接。
4.根据权利要求3所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述船体(301)底部与水流平衡器(304)相对的位置设有向船舱内延伸的水流平衡器容纳腔(605)，所述水流平衡器容纳腔(605)的顶部始终高于水面。
5.根据权利要求4所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述无人机停靠支架(303)固定在船体(301)上，所述连杆(603)与无人机停靠支架(303)纵向滑动配合，所述连杆(603)的上端高于无人机停靠支架(303)的支撑平面，所述连杆(603)的下端与平衡杆(601)的一端铰接，所述伸缩杆(604)与贯穿水流平衡器容纳腔(605)的顶部并与水流平衡器容纳腔(605)的顶部纵向滑动配合，所述伸缩杆(604)的上端与平衡杆(601)的另一端铰接，所述伸缩杆(604)的下端与水流平衡器(304)连接，所述平衡杆固定支架(602)固定在船体(301)上，所述平衡杆(601)的中部与平衡杆固定支架(602)铰接。
6.根据权利要求5所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述水流平衡器(304)由平行于船体(301)前进方向和垂直于船体(301)前进方向的两块板组成，两块板呈十字交叉设置，所述水流平衡器(304)的上端与伸缩杆(604)的下端固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述无人机停靠支架(303)上设有无人机充电桩，所述无人机充电桩包括蓄电池和充电器，所述充电器和电动螺旋桨(302)均与蓄电池连接，所述船体(301)上还设有用于给蓄电池储存电能的太阳能板。
8.根据权利要求1所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述机械爪(4)包括与钢丝绳(501)连接的固定板(401)，所述固定板(401)的两侧分别设有相互对称的夹爪一(402)和夹爪二(403)，所述夹爪一(402)和夹爪二(403)的上端分别固定在齿轮一(404)和齿轮二(405)的端面上，所述齿轮一(404)和齿轮二(405)均与固定板(401)转动连接，所述齿轮一(404)和齿轮二(405)均与纵向驱动杆(406)两侧的条形齿啮合，所述纵向驱动杆(406)的上端与驱动气缸一(407)的伸缩轴固定连接，所述纵向驱动杆(406)的下方还分别设有夹爪三(408)和夹爪四(409)，所述夹爪三(408)和夹爪四(409)呈X形交叉设置，所述夹爪三(408)和夹爪四(409)的中部通过转轴(410)与纵向驱动杆(406)下端转动连接，所述夹爪三(408)和夹爪四(409)的上端分别通过滑块一(411)和滑块二(412)与固定板(401)上的横向滑槽(413)滑动配合。
9.根据权利要求8所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述夹爪一(402)和夹爪二(403)下端的弧形齿爪(422)分别通过转轴一(414)和转轴二(415)与夹爪一(402)和夹爪二(403)的下端转动连接，所述夹爪三(408)...
【技术特征摘要】
1.一种打捞无人机及协同作业装置，包括无人机(1)、设置在无人机(1)上用于搜寻目标打捞物的摄像机和用于对目标打捞物进行打捞的打捞机构(2)、用于协同无人机(1)进行打捞作业的无人船(3)，其特征在于：所述打捞机构(2)包括可连续抓取的机械爪(4)和用于对机械爪(4)进行高度调节的升降机构(5)，所述升降机构(5)包括钢丝绳(501)和升降电机(502)，所述升降电机(502)固定在无人机(1)底部，所述升降电机(502)的输出轴上固定设有用于卷绕钢丝绳(501)的绕线轮(503)，所述钢丝绳(501)的一端固定在绕线轮(503)上，所述钢丝绳(501)的另一端固定在机械爪(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述无人船(3)包括船体(301)，所述船体(301)尾端设有用于驱动船体(301)前进的电动螺旋桨(302)，所述船体(301)上方设有用于无人机(1)停靠的无人机停靠支架(303)，所述船体(301)底部还设有用于平衡水流的水流平衡器(304)，所述水流平衡器(304)与无人机停靠支架(303)通过水流平衡伸缩机构(6)与船体(301)连接。
3.根据权利要求2所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述水流平衡伸缩机构(6)包括平衡杆(601)和平衡杆固定支架(602)，所述平衡杆固定支架(602)固定在船体(301)上，所述平衡杆(601)的中部与平衡杆固定支架(602)铰接，所述平衡杆(601)的一端通过连杆(603)与无人机停靠支架(303)连接，所述平衡杆(601)的另一端通过伸缩杆(604)与水流平衡器(304)连接。
4.根据权利要求3所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述船体(301)底部与水流平衡器(304)相对的位置设有向船舱内延伸的水流平衡器容纳腔(605)，所述水流平衡器容纳腔(605)的顶部始终高于水面。
5.根据权利要求4所述的一种打捞无人机及协同作业装置，其特征在于：所述无人机停靠支架(303)固定在船体(301)上，所述连杆(603)与无人机停靠支架(303)纵向滑动配合，所述连杆(603)的上端高于无人机停靠支架(303)的支撑平面，所述连杆(603)的下端与平衡杆(601)的一端铰接，所述伸缩杆(604)与贯穿水流平衡器容纳腔(605)的顶部并与水流平衡器容纳腔(605)的顶部纵向滑动配合，所述伸缩杆(604)的上端与平衡杆(601)的另一端铰接，所述伸缩杆(604)的下端与水流平衡器(304)连接，所述平衡杆固定支架(602)固定在船体(301)上，所述平衡杆(601)的中部与平衡杆固定支架(602)铰接。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁德坤，谢敏，
申请(专利权)人：武汉伊派思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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