CN106149655B - 一种水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置，其包括：机器人本体、作业面积扩展机构和复位检测机构，机器人本体包括船体和控制器，船体的前部设有打捞装置，作业面积扩展机构分别对称的设置在船体的前部两侧，作业面积扩展机构具有收缩位和伸展位，复位检测机构安装在作业面积扩展机构上，用于检测作业面积扩展机构处于伸展位或向伸展位延展时是否碰撞到障碍物，并碰到障碍物后发送复位信号至控制器，控制器接收到复位信号后控制作业面积扩展机构缩回至收缩位。本发明提高了机器人的柔性和作业面积，减少了机器人打捞的次数，节省了工作时间，节约了能源消耗，提高了工作效率以及清扫的清洁度。

Description

一种水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置

技术领域

本发明涉及清扫机器人技术领域，尤其涉及一种水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置。

背景技术

生命来源于水，水对于人类文明来说是不可或缺，人类经济、文化、乃至于最基本的生存等各个方面都离不开水，然而随着社会不断地发展，人们生活水平质量不断地提高，出行旅游人数不断地提高和群众环境保护意识较差，垃圾制造量也随之增多，造成了大面积的河流与湖泊的白色污染，根据官方报道和数据分析可知国内大部分河流湖泊，特别是各种景区的湖泊所受的白色垃圾污染，不仅影响游客对景区的评价与景区的美观，还有乡村河流已失去了过去的模样，都布满了大量的漂浮物，如果不及时处理，白色漂浮物经过阳光雨露的作用，将会分解或者产生有害物质，会对水体产生污染，影响水质，同时大量漂浮物使得水生物缺氧，从而可能导致水生物死亡，破坏了生态环境与生物链。此外，大量垃圾不及时清理会导致对堤坝产生冲击，还容易堵塞出水口，影响泻洪；积塞不动，影响卫生。

现有市场上水面漂浮物打捞船的价格比较昂贵，价格从几万到几十万不等，所以得不到普遍推广。而且现有的水面漂浮物清理打捞船具有以下缺点：1)、体积庞大，操作不灵活而且对于狭窄的河道或者岸边或者是旅游景区的小型湖面就没有办法进行作业。2)、不能达到扩大作业面积、减少工作循环次数以及节约人力物力等功能，使得机器消耗了更多的能源，没有到达理想的效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置，能够增加机器柔性和作业面积，有效地减少了机器打捞的次数，节省了工作时间。

为了实现上述目的，本发明提供一种水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置，其包括：

机器人本体，包括船体和控制器，所述船体的前部设有打捞装置，所述打捞装置与所述控制器相连接，且用于根据所述控制器发出的电脉冲信号打捞水面漂浮物；

作业面积扩展机构，分别对称的设置在所述船体的前部两侧，所述作业面积扩展机构具有收缩位和伸展位，当所述作业面积扩展机构处于收缩位时，所述作业面积扩展机构收回至所述船体的两侧，当所述作业面积扩展机构处于伸展位时，所述作业面积扩展机构沿所述船体的两侧倾斜向外伸展；

复位检测机构，安装在所述作业面积扩展机构上，用于检测所述作业面积扩展机构处于伸展位或向伸展位延展时是否碰撞到障碍物，并碰到障碍物后发送复位信号至所述控制器，所述控制器接收到所述复位信号后控制所述作业面积扩展机构缩回至收缩位。

根据本发明的一优选实施例：所述作业面积扩展机构包括支撑板、电动推杆、固定架、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和第六连杆，所述支撑板和固定架分别固定在所述船体一侧侧壁的中部和前部，所述电动推杆的一端与所述支撑板固定连接，其另一端与所述第一连杆的一端相铰接，所述第二连杆的中部、第三连杆的两端、第四连杆的两端和第六连杆的中部依次铰链连接，所述第二连杆的一端与所述固定架的悬臂端相连接，所述第二连杆的另一端与第一连杆的中部相铰接，所述第一连杆的另一端、所述第五连杆的两端和第六连杆的一端依次铰链连接。

根据本发明的一优选实施例：所述第六连杆的另一端还设有浮力块。

根据本发明的一优选实施例：所述复位检测机构包括设置在所述第六连杆上的压力传感器，所述压力传感器与所述控制器相连接。

根据本发明的一优选实施例：所述机器人本体还包括自所述船体的前部向后部依次设置的漂浮物滤水箱、航行装置和转向装置，所述漂浮物滤水箱、航行装置和转向装置均固定于所述船体上，其中，

所述漂浮物滤水箱，用于对所述打捞装置打捞上来的水面漂浮物进行滤水；

所述航行装置，包括相互连接的电机和明轮，用于驱动所述船体前进或后退；

所述转向装置，用于驱动所述船体转向。

根据本发明的一优选实施例：所述机器人本体包括用于提供动力的动力源，所述动力源为24V蓄电池。

根据本发明的一优选实施例：所述打捞装置为滚筒式输送带。

本发明的有益效果在于：通过在机器人本体上增设作业面积扩展机构和复位检测机构，利用复位检测机构检测作业面积扩展机构处于伸展位或向伸展位延展时是否碰撞到障碍物，并碰到障碍物后发送复位信号至控制器，控制器接收到复位信号后控制所述作业面积扩展机构缩回至收缩位，从而将水面上的漂浮物拨动到打捞装置处进行打捞，其提高了机器人的柔性和作业面积，有效地减少了机器人打捞的次数，节省了工作时间，节约了能源消耗，提高了工作效率以及清扫的清洁度，有效地减轻了漂浮物分解对水生物生存的影响，提高了水的质量，抑制了进一步污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置的三维结构示意图；

图2是本发明的一个实施例的水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置的工作状态示意图；

图3是本发明的另一个实施例的水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置的工作状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-2所示，本发明的水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置，其包括：

机器人本体1，包括船体11和控制器12，船体11的前部设有打捞装置13，打捞装置13与控制器12相连接，且用于根据控制器12发出的电脉冲信号打捞水面漂浮物；其中，本实施例中的打捞装置13可以为滚筒式输送带，也可以为其他实现打捞功能的装置。以及机器人本体1还包括用于提供动力的动力源14，动力源14为24V蓄电池，这样不会产生大量的废气污染或漏油，避免了对空气环境和水质量的污染与破坏。当然，本发明中的动力源14还可以为其他无污染的能源，如太阳能电池等。

作业面积扩展机构2，分别对称的设置在船体11的前部两侧，作业面积扩展机构2具有收缩位和伸展位，当作业面积扩展机构2处于收缩位时，作业面积扩展机构2收回至船体11的两侧，当作业面积扩展机构2处于伸展位时，作业面积扩展机构2沿船体11的两侧倾斜向外伸展；

复位检测机构3，安装在作业面积扩展机构2上，用于检测作业面积扩展机构2处于伸展位或向伸展位延展时是否碰撞到障碍物，并碰到障碍物后发送复位信号至控制器12，控制器12接收到复位信号后控制作业面积扩展机构2缩回至收缩位。

本发明通过在机器人本体1上增设作业面积扩展机构2和复位检测机构3，利用复位检测机构3检测作业面积扩展机构2处于伸展位或向伸展位延展时是否碰撞到障碍物(即漂浮物)，并碰到障碍物(即漂浮物)后发送复位信号至控制器12，控制器12接收到复位信号后控制作业面积扩展机构2缩回至收缩位，从而将水面上的漂浮物拨动到打捞装置13处进行打捞，其提高了机器人的柔性和作业面积，有效地减少了机器人打捞的次数，节省了工作时间，节约了能源消耗，提高了工作效率以及清扫的清洁度，有效地减轻了漂浮物分解对水生物生存的影响，提高了水的质量，抑制了进一步污染。

具体地，作业面积扩展机构2包括支撑板21、电动推杆22、固定架23、第一连杆24、第二连杆25、第三连杆26、第四连杆27、第五连杆28和第六连杆29，支撑板21和固定架13分别固定在船体11一侧侧壁的中部和前部，电动推杆22的一端与支撑板21固定连接，其另一端与第一连杆24的一端相铰接，第二连杆25的中部、第三连杆26的两端、第四连杆27的两端和第六连杆29的中部依次铰链连接，第二连杆25的一端与固定架23的悬臂端相连接，第二连杆25的另一端与第一连杆24的中部相铰接，第一连杆24的另一端、第五连杆28的两端和第六连杆29的一端依次铰链连接。通过第一至第六连杆(24-29)的组合连杆机构构成作业面积扩展机构2的主体，其不仅延展或缩回的动作柔性好，而且延展后扩展范围大，缩回后占用空间小，极大地方便了打捞装置13的操作和船体11的行走，本发明还可以利用一侧的电动推杆22单独推动第一至第六连杆(24-29)延展或缩回，从而使作业面积扩展机构2在单侧实现伸展位和收缩位之间切换，这种方式适用于水面边缘处、岸边或者是小型湖面的狭窄作业面区域。

参阅图3所示，在本发明的另一个实施例中，船体11两侧的电动推杆22可以同时推动船体11两侧的第一至第六连杆(24-29)延展或缩回，从而使作业面积扩展机构2同步实现伸展位和收缩位之间切换。这种方式适用于水面中央的宽作业面区域，增加漂浮物的拨动聚集效率。

较佳的，第六连杆29的另一端还设有浮力块210。利用浮力块210在水中的浮力有效地抵消了作业面积扩展机构2的自重以及水的阻力，其进一步提高了机器人的工作柔性，减少了动力源14的消耗。

本发明中的复位检测机构3包括设置在第六连杆上的压力传感器31，压力传感器31与控制器12相连接。压力传感器31主要用于检测作业面积扩展机构2处于伸展位或向伸展位延展时是否碰撞到障碍物，从而通过控制器12和作业面积扩展机构2实现自动聚集漂浮物的作用。

机器人本体1还包括自船体11的前部向后部依次设置的漂浮物滤水箱15、航行装置16和转向装置17，漂浮物滤水箱15、航行装置16和转向装置17均固定于船体11上，其中，

漂浮物滤水箱15，用于对打捞装置13打捞上来的水面漂浮物进行滤水；

航行装置16，包括相互连接的电机161和明轮162，用于驱动船体11前进或后退；

转向装置17，用于驱动船体11转向。

本实施例中，还可以设置一遥控器，将控制器12与遥控器相连接，通过遥控器远程控制漂浮物滤水箱15、航行装置16、转向装置17和作业面积扩展机构2，实现远程自动聚集漂浮物、自动清扫漂浮物、自动航行以及自动转向等功能。

下面针对水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置的工作过程，来对本发明作进一步的介绍：

当工作人员需要进行中小型湖泊、河流等不便于大中型机器作业的水域的漂浮物垃圾清理时，工作人员只需将水面漂浮物清扫机器人放入所需清扫的水域，通过遥控器控制该机器人的航行装置16驱动电机161启动，通过控制转向装置17控制机器人朝着漂浮物方向航行，当打捞装置13上传感器检测到信号时，将信号传递给控制器12，控制器12发出电脉冲信号控制其打捞装置13打捞漂浮物，漂浮物通过滚筒式输送带输送到漂浮物滤水箱15上。

当机器人没有检查到水面上漂浮物时，船体11两侧的作业面积扩展机构2不启动，并收缩到收缩位，当该机器人检查到水面上漂浮物且船体11两侧无障碍物时，工作人员通过遥控器控制船体11两侧的作业面积扩展机构2启动，当电动推杆22伸展到最大极限时，第一至第六连杆(24-29)的连杆组合机构完全展开(该作业面积扩大了12倍)，当靠近岸边水域有漂浮物时，机器人的连杆组合机构如果处于完全伸展的状态时或者在收缩位向完全伸展状态过程中过度时，靠近外侧的连杆组合机构碰到障碍物时，其第六连杆29上压力传感器31检测到信号，将该信号传递给控制器12，控制器12发出电脉冲信号控制其对应的收缩复位，即连杆组合机构立即收缩，直到收缩位，从而将水面上的漂浮物拨动到打捞装置13处进行打捞，如此反复。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置，其特征在于，包括：

机器人本体，包括船体和控制器，所述船体的前部设有打捞装置，所述打捞装置与所述控制器相连接，且用于根据所述控制器发出的电脉冲信号打捞水面漂浮物；

作业面积扩展机构，分别对称的设置在所述船体的前部两侧，所述作业面积扩展机构具有收缩位和伸展位，当所述作业面积扩展机构处于收缩位时，所述作业面积扩展机构收回至所述船体的两侧，当所述作业面积扩展机构处于伸展位时，所述作业面积扩展机构沿所述船体的两侧倾斜向外伸展；

复位检测机构，安装在所述作业面积扩展机构上，用于检测所述作业面积扩展机构处于伸展位或向伸展位延展时是否碰撞到障碍物，并碰到障碍物后发送复位信号至所述控制器，所述控制器接收到所述复位信号后控制所述作业面积扩展机构缩回至收缩位,

所述作业面积扩展机构包括支撑板、电动推杆、固定架、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和第六连杆，所述支撑板和固定架分别固定在所述船体一侧侧壁的中部和前部，所述电动推杆的一端与所述支撑板固定连接，其另一端与所述第一连杆的一端相铰接，所述第二连杆的中部、第三连杆的两端、第四连杆的两端和第六连杆的中部依次铰链连接，所述第二连杆的一端与所述固定架的悬臂端相连接，所述第二连杆的另一端与第一连杆的中部相铰接，所述第一连杆的另一端、所述第五连杆的两端和第六连杆的一端依次铰链连接。

2.如权利要求1所述的水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置，其特征在于，所述第六连杆的另一端还设有浮力块。

3.如权利要求1或2所述的水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置，其特征在于，所述复位检测机构包括设置在所述第六连杆上的压力传感器，所述压力传感器与所述控制器相连接。

4.如权利要求1所述的水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置，其特征在于，所述机器人本体还包括自所述船体的前部向后部依次设置的漂浮物滤水箱、航行装置和转向装置，所述漂浮物滤水箱、航行装置和转向装置均固定于所述船体上，其中，

所述漂浮物滤水箱，用于对所述打捞装置打捞上来的水面漂浮物进行滤水；

所述航行装置，包括相互连接的电机和明轮，用于驱动所述船体前进或后退；

所述转向装置，用于驱动所述船体转向。

5.如权利要求4所述的水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置，其特征在于，所述机器人本体包括用于提供动力的动力源，所述动力源为24V蓄电池。

6.如权利要求1所述的水面漂浮物清扫机器人的作业面积扩展装置，其特征在于，所述打捞装置为滚筒式输送带。