CN106516078A - 一种海上垃圾打捞无人机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海上垃圾打捞无人机，包括机身、机翼、四台涡扇发动机A、两个液压马达A、两台涡扇发动机B、液压马达B、涡扇发动机C、多级液压缸、旋转轴承、收集器，其特征在于：所述的机身为尖首圆筒形状，在机身顶部安装有机翼，在机翼下方对称安装有四台涡扇发动机A，机翼两侧各安装有一个液压马达A，每个液压马达A的驱动轴端部都安装着一个涡扇发动机B；本发明采用无人机作为收集器的运载体，可以快速到达被污染的海域，相比传统的船舶等运载体具有较大的速度优势。

Description

一种海上垃圾打捞无人机

技术领域

本发明涉无人机技术领域，特别涉及一种海上垃圾打捞无人机。

背景技术

海滩垃圾主要为塑料袋、烟头、聚苯乙烯塑料泡沫快餐盒、渔网和玻璃瓶等，这些垃圾严重污染了海洋环境，而且威胁到了船舶的航行安全，传统的船舶清理设备移动速度慢，而且渔网容易缠在船舶的螺旋桨上，因此需要一种全新的设备来清理这些垃圾。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种海上垃圾打捞无人机，无人机的两侧的连杆装置可以折叠，无人机折叠后可以减小占地面积，无人机上安装着一个卷扬机，卷扬机通过钢丝绳悬吊着打捞装置，打捞装置上安装有机械手，采用机械手抓取垃圾物并放入打捞桶内，自动化程度较高。

本发明所使用的技术方案是：一种海上垃圾打捞无人机，包括机体、两个第一舵机、两个铰支座、两个第一连杆、两个第二舵机、两个第二连杆、两个第三舵机、两个第三连杆、六个并联调整台、六个发动机安装架、六个涡喷发动机、卷扬机、摄像机、横板、两个打捞桶、机械臂，其特征在于：所述的机体是一个长方形箱体结构，机头设计成斜面状以减小飞行阻力，在机体的中间位置设有一个上下贯穿的矩形孔，矩形孔的上方设有卷扬机，在机身的两侧对称安装有两个铰支座，每个铰支座上都转动安装着一个第一连杆，第一连杆的转动由安装在铰支座上方的第一舵机控制，第一连杆的外端部与第二连杆内端部铰接，第二连杆的转动由安装在第一连杆上的第二舵机控制，第三连杆的内端部与第二连杆的外端部铰接，第三连杆的转动由安装在第二连杆上的第三舵机控制，在每个连杆的中间位置下方都安装着一个并联调整台，在并联调整台下方安装着发动机安装架，在发动机安装架下方安装着涡喷发动机，涡喷发动机的喷气口朝下；

所述的卷扬机包括液压马达、卷筒、钢丝绳、两个立板，所述的两个立板并列安装在机身上方的矩形孔两侧，在两个立板上转动安装有卷筒，卷筒上设有钢丝绳，卷筒的转动由安装在立板侧面的液压马达驱动，钢丝绳的最下端与横板上端部中心位置连接，在横板下方前后两端各安装有一个打捞桶，在横板的中心位置安装有机械臂。

进一步地，所述的机械臂包括第一伺服电机、第一套筒、第一伸缩杆、第二伺服电机、第二套筒、第二电缸、第二伸缩杆、第三伺服电机、固定杆、气爪、第三电缸，所述的第一伺服电机固定在横板下方，其电机轴竖直朝下，在电机轴的端部固定有第一套筒，第一伺服电机控制第一套筒的转动，第一套筒下方滑动安装有第一伸缩杆，第一伸缩杆的上下滑动由第三电缸控制，第三电缸一端固定在第一套筒侧面，另一端固定在第一伸缩杆的侧面，在第一伸缩杆的下端部安装有第二伺服电机，第二伺服电机的电机轴是水平的，第二伺服电机的电机轴与第二套筒侧面固定连接，第二套筒转动由第二伺服电机控制，在第二套筒内部滑动安装有第二伸缩杆，第二伸缩杆的伸缩由第二电缸控制，在第二伸缩杆的端部安装有第三伺服电机，第三伺服电机的电机轴与固定杆的侧壁固定连接，通过第三伺服电机控制固定杆的转动，固定杆的前端部安装有气爪。

进一步地，所述的气爪为平行开闭气爪。

进一步地，所述的并联调整台包括上圆盘、六个第一电缸、下圆盘，所述的上圆盘固定在每个连杆下方，在上圆盘下方设有下圆盘，所述的六个第一电缸等分成三组安装在上圆盘和下圆盘之间，每个电缸的底部与上圆盘通过球铰连接，电缸的伸缩杆端部与下圆盘通过球铰连接，每组电缸的伸缩杆前端部靠在一起，两组相邻的两个电缸的底部靠在一起，在下圆盘下方安装有发动机安装架。

进一步地，所述的打捞桶的外壁上和底部设有漏水孔。

进一步地，所述的摄像机安装在机身前端靠下位置。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：

1.由于本发明设置了可以折叠的连杆机构，在降落时可以节约占地空间。

2.通过设置卷扬机方便机械臂和打捞桶下放到距离海面较近距离，避免海浪打到无人机上，同时采用机械手抓取垃圾物并放入打捞桶内，自动化程度较高。

附图说明

图1为本发明的整体装配立体结构示意图。

图2为本发明的卷扬机结构示意图。

图3为本发明的并联调整台结构示意图。

图4为本发明的机械臂结构示意图。

附图标号：1-机体；2-第一舵机；3-铰支座；4-第一连杆；5-第二舵机；6-第二连杆；7-第三舵机；8-第三连杆；9-并联调整台；10-发动机安装架；11-涡喷发动机；12-卷扬机；13摄像机；14-横板；15-打捞桶；16-机械臂；1201-液压马达；1202-卷筒；1203-钢丝绳；1204-立板；901-上圆盘；902-第一电缸；903-下圆盘；1601-第一伺服电机；1602-第一套筒；1603-第一伸缩杆；1604-第二伺服电机；1605-第二套筒；1606-第二电缸；1607-第二伸缩杆；1608-第三伺服电机；1609-固定杆；1610-气爪；1611-第三电缸。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例

如图1、图2、图3、图4所示，一种海上垃圾打捞无人机，包括机体1、两个第一舵机2、两个铰支座3、两个第一连杆4、两个第二舵机5、两个第二连杆6、两个第三舵机7、两个第三连杆8、六个并联调整台9、六个发动机安装架10、六个涡喷发动机11、卷扬机12、摄像机13、横板14、两个打捞桶15、机械臂16，其特征在于：所述的机体1是一个长方形箱体结构，机头设计成斜面状以减小飞行阻力，在机体1的中间位置设有一个上下贯穿的矩形孔，矩形孔的上方设有卷扬机12，在机身的两侧对称安装有两个铰支座3，每个铰支座3上都转动安装着一个第一连杆4，第一连杆4的转动由安装在铰支座3上方的第一舵机2控制，第一连杆4的外端部与第二连杆6内端部铰接，第二连杆6的转动由安装在第一连杆4上的第二舵机5控制，第三连杆8的内端部与第二连杆6的外端部铰接，第三连杆8的转动由安装在第二连杆6上的第三舵机7控制，在每个连杆的中间位置下方都安装着一个并联调整台9，在并联调整台9下方安装着发动机安装架10，在发动机安装架10下方安装着涡喷发动机11，涡喷发动机11的喷气口朝下；

所述的卷扬机12包括液压马达1201、卷筒1202、钢丝绳1203、两个立板1204，所述的两个立板1204并列安装在机身上方的矩形孔两侧，在两个立板1204上转动安装有卷筒1202，卷筒1202上设有钢丝绳1203，卷筒1202的转动由安装在立板1204侧面的液压马达1201驱动，钢丝绳1203的最下端与横板14上端部中心位置连接，在横板14下方前后两端各安装有一个打捞桶15，在横板14的中心位置安装有机械臂16。

进一步地，所述的机械臂16包括第一伺服电机1601、第一套筒1602、第一伸缩杆1603、第二伺服电机1604、第二套筒1605、第二电缸1606、第二伸缩杆1607、第三伺服电机1608、固定杆1609、气爪1610、第三电缸1611，所述的第一伺服电机1601固定在横板14下方，其电机轴竖直朝下，在电机轴的端部固定有第一套筒1602，第一伺服电机1601控制第一套筒1602的转动，第一套筒1602下方滑动安装有第一伸缩杆1603，第一伸缩杆1603的上下滑动由第三电缸1611控制，第三电缸1611一端固定在第一套筒1602侧面，另一端固定在第一伸缩杆1603的侧面，在第一伸缩杆1603的下端部安装有第二伺服电机1604，第二伺服电机1604的电机轴是水平的，第二伺服电机1604的电机轴与第二套筒1605侧面固定连接，第二套筒1605转动由第二伺服电机1604控制，在第二套筒1605内部滑动安装有第二伸缩杆1607，第二伸缩杆1607的伸缩由第二电缸1606控制，在第二伸缩杆1607的端部安装有第三伺服电机1608，第三伺服电机1608的电机轴与固定杆1609的侧壁固定连接，通过第三伺服电机1608控制固定杆1609的转动，固定杆1609的前端部安装有气爪1610。

进一步地，所述的气爪1610为平行开闭气爪1610。

进一步地，所述的并联调整台9包括上圆盘901、六个第一电缸902、下圆盘903，所述的上圆盘901固定在每个连杆下方，在上圆盘901下方设有下圆盘903，所述的六个第一电缸902等分成三组安装在上圆盘901和下圆盘903之间，每个电缸的底部与上圆盘901通过球铰连接，电缸的伸缩杆端部与下圆盘903通过球铰连接，每组电缸的伸缩杆前端部靠在一起，两组相邻的两个电缸的底部靠在一起，在下圆盘903下方安装有发动机安装架10。

进一步地，所述的打捞桶15的外壁上和底部设有漏水孔。

进一步地，所述的摄像机13安装在机身前端靠下位置。

本发明工作原理：本发明在起飞前首先通过两个第一舵机2分别控制两个第一连杆4展开，通过两个第二舵机5分别控制两个第二连杆6展开，通过两个第三舵机7分别控制两个第三连杆8展开，通过涡喷发动机11为无人机提供升力，通过每个连杆下方的并联调整台9调整涡喷发动机11的喷口方向并控制无人机飞行；无人机在飞抵目标海域后降低高度，通过摄像机13判断垃圾物的位置，然后通过卷扬机12将打捞桶15和机械臂16下放到距离漂浮的垃圾物上方0.5-0.7m的位置，之后通过机械臂16前端的气爪1610夹住垃圾物并放入打捞桶15中，待打捞桶15内的垃圾物装满后通过卷扬机12将打捞桶15提升到机身下方位置，无人机返航。

Claims (6)

1.一种海上垃圾打捞无人机，包括机体（1）、两个第一舵机（2）、两个铰支座（3）、两个第一连杆（4）、两个第二舵机（5）、两个第二连杆（6）、两个第三舵机（7）、两个第三连杆（8）、六个并联调整台（9）、六个发动机安装架（10）、六个涡喷发动机（11）、卷扬机（12）、摄像机（13）、横板（14）、两个打捞桶（15）、机械臂（16），其特征在于：所述的机体（1）是一个长方形箱体结构，机头设计成斜面状以减小飞行阻力，在机体（1）的中间位置设有一个上下贯穿的矩形孔，矩形孔的上方设有卷扬机（12），在机身的两侧对称安装有两个铰支座（3），每个铰支座（3）上都转动安装着一个第一连杆（4），第一连杆（4）的转动由安装在铰支座（3）上方的第一舵机（2）控制，第一连杆（4）的外端部与第二连杆（6）内端部铰接，第二连杆（6）的转动由安装在第一连杆（4）上的第二舵机（5）控制，第三连杆（8）的内端部与第二连杆（6）的外端部铰接，第三连杆（8）的转动由安装在第二连杆（6）上的第三舵机（7）控制，在每个连杆的中间位置下方都安装着一个并联调整台（9），在并联调整台（9）下方安装着发动机安装架（10），在发动机安装架（10）下方安装着涡喷发动机（11），涡喷发动机（11）的喷气口朝下；

所述的卷扬机（12）包括液压马达（1201）、卷筒（1202）、钢丝绳（1203）、两个立板（1204），所述的两个立板（1204）并列安装在机身上方的矩形孔两侧，在两个立板（1204）上转动安装有卷筒（1202），卷筒（1202）上设有钢丝绳（1203），卷筒（1202）的转动由安装在立板（1204）侧面的液压马达（1201）驱动，钢丝绳（1203）的最下端与横板（14）上端部中心位置连接，在横板（14）下方前后两端各安装有一个打捞桶（15），在横板（14）的中心位置安装有机械臂（16）。

2.根据权利要求1所述的一种海上垃圾打捞无人机，其特征在于：所述的机械臂（16）包括第一伺服电机（1601）、第一套筒（1602）、第一伸缩杆（1603）、第二伺服电机（1604）、第二套筒（1605）、第二电缸（1606）、第二伸缩杆（1607）、第三伺服电机（1608）、固定杆、气爪（1610）、第三电缸（1611），所述的第一伺服电机（1601）固定在横板（14）下方，其电机轴竖直朝下，在电机轴的端部固定有第一套筒（1602），第一伺服电机（1601）控制第一套筒（1602）的转动，第一套筒（1602）下方滑动安装有第一伸缩杆（1603），第一伸缩杆（1603）的上下滑动由第三电缸（1611）控制，第三电缸（1611）一端固定在第一套筒（1602）侧面，另一端固定在第一伸缩杆（1603）的侧面，在第一伸缩杆（1603）的下端部安装有第二伺服电机（1604），第二伺服电机（1604）的电机轴是水平的，第二伺服电机（1604）的电机轴与第二套筒（1605）侧面固定连接，第二套筒（1605）转动由第二伺服电机（1604）控制，在第二套筒（1605）内部滑动安装有第二伸缩杆（1607），第二伸缩杆（1607）的伸缩由第二电缸（1606）控制，在第二伸缩杆（1607）的端部安装有第三伺服电机（1608），第三伺服电机（1608）的电机轴与固定杆的侧壁固定连接，通过第三伺服电机（1608）控制固定杆的转动，固定杆的前端部安装有气爪（1610）。

3.根据权利要求1所述的一种海上垃圾打捞无人机，其特征在于：所述的气爪（1610）为平行开闭气爪（1610）。

4.根据权利要求1所述的一种海上垃圾打捞无人机，其特征在于：所述的并联调整台（9）包括上圆盘（901）、六个第一电缸（902）、下圆盘（903），所述的上圆盘（901）固定在每个连杆下方，在上圆盘（901）下方设有下圆盘（903），所述的六个第一电缸（902）等分成三组安装在上圆盘（901）和下圆盘（903）之间，每个电缸的底部与上圆盘（901）通过球铰连接，电缸的伸缩杆端部与下圆盘（903）通过球铰连接，每组电缸的伸缩杆前端部靠在一起，两组相邻的两个电缸的底部靠在一起，在下圆盘（903）下方安装有发动机安装架（10）。

5.根据权利要求1所述的一种海上垃圾打捞无人机，其特征在于：所述的打捞桶（15）的外壁上和底部设有漏水孔。

6.根据权利要求1所述的一种海上垃圾打捞无人机，其特征在于：所述的摄像机（13）安装在机身前端靠下位置。