CN107600337A - 一种无人船 - Google Patents

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孙斌
王哲
朱健楠
马申宇
郭萌睿
刘博�
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Abstract

本发明公开的一种无人船，包括船体，船体的端部设有导向装置，船体的尾部设有推进器，船体上设有控制装置和拆卸式连接的垃圾收集装置，控制装置顶面设有警示灯。通过视频采集单元收集水面的信息发送控制装置的中央处理单元，设置于地面的基站通过无线方式与中央处理单元进行通讯，中央处理单元将视频采集单元采集到的视频信息发送至基站，操作人员通过基站向中央处理单元发送控制信号，中央处理单元通过电机控制单元控制推进器驱动船体运动进行自主导航并完成水面清洁任务。导航装置设置的回转轮，船体尾部的上端设置的导向轮，能避免无人船在水域边缘地带的卡死、碰撞，能够清理任意区域水面的杂物。

Description

一种无人船
技术领域
本发明属于无人设备领域，涉及一种无人船。
背景技术
对水域(如湖泊、水库等)水面垃圾的清理是许多水利设施时常进行的工作。传统的人工清理方式，采用小型载人水面运输工具抵达水面垃圾位置并借助工具手动清理，此种方式劳动量大，成本高、效率低，且安全性低。
在现有专利文件《一种水面清洁船》(申请号：201220739860.3，申请日：2012年12月30日，公开号：203005707U，公开日：2013年6月19日)中，该清洁船包括通过连接桥相连的左船和右船，且两船之间装有拖网，通过拖网能够达到水面垃圾清理的目的；实际上该清洁船中的拖网只适用于宽阔的水域，该清洁船的功能单一。专利文件《一种水上清洁船》(申请号：201310458010.5，申请日：2015年3月19日，公开号：103466049A，公开日：2013年12月25日)中，该清洁船尾部设有推动装置，船头设有清洁舱门和机械臂，船体内设有无线控制装置、清洁电机、清障电机、离心式风机和两个储物仓，储物仓与清洁舱门相互通透，船顶设有红外摄像头与太阳能电源装置，清洁电机、机械手与无线控制装置之间电性连接，通过机械手抓取操作完成难清除垃圾的收集作业；实际上该清洁船的机械臂不易操控，结构过于复杂，设计成本高昂。专利文件《一种自主导航水面清洁机器人》(申请号：201410144574.6，申请日：2014年4月11日，公布号：103935476A，公布日：2014年7月23日)中，船尾设有推进器，船顶设有无线收发器和摄像头，能够实现水面垃圾的辨识并自主导航进行垃圾清理，其船头设有清洁扫把和喷水头，能够扩大清洁面并清理死角垃圾；在使用中由于无导向装置，易卡死、触礁、搁浅，且机械系统复杂，难以操作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人船，能够清理任意区域水面的杂物，降低水面清洁工作的成本，结构简单易于操作，提高清洁工作效率。
本发明所采用的技术方案是：一种无人船，包括船体，船体的端部设有导向装置，船体的尾部设有推进器，船体上设有控制装置和拆卸式连接的垃圾收集装置，控制装置顶面设有警示灯。
本发明的特点还在于，
导向装置包括两片导向叶片，每个导向叶片上设有回转轮。
两片导向叶片互成钝角且均通过螺栓固定在船体的端部。
船体的尾部上端设有导向轮。
垃圾收集装置包括收纳框，收纳框的顶部通过螺栓连接有收纳网盖。
船体的侧面设有浮体，浮体顶部设有船舷。
控制装置包括中央处理单元，中央处理单元分别连接有视频采集单元、电机控制单元和无线通讯模块；电机控制单元与推进器通过导线连接；设置于地面的基站通过无线方式与中央处理单元进行通讯，中央处理单元将视频采集单元采集到的视频信息发送至基站，操作人员通过基站向中央处理单元发送控制信号，中央处理单元通过电机控制单元控制推进器驱动船体运动进行自主导航并完成水面清洁任务；控制装置还包括与中央控制单元相连的灯控单元，警示灯与灯控单元控制连接。
警示灯的前端设有摄像头，摄像头由视频采集单元控制。
中央处理单元还连接有舵机控制单元，垃圾收集装置靠近导向装置的侧面设有收集口；收集口设有闸门；闸门由舵机驱动，舵机与舵机控制单元连接，舵机控制单元与中央处理单元连接，中央处理单元通过驱动舵机控制单元驱动舵机控制闸门的开合。
控制装置与垃圾收集装置之间连接有供电装置，供电装置内设有蓄电池。
本发明的有益效果是：本发明的一种无人船，通过视频采集单元收集水面的信息发送控制装置的中央处理单元，设置于地面的基站通过无线方式与中央处理单元进行通讯，中央处理单元将视频采集单元采集到的视频信息发送至基站，操作人员通过基站向中央处理单元发送控制信号，中央处理单元通过电机控制单元控制推进器驱动船体运动进行自主导航并完成水面清洁任务。导航装置设置的回转轮，船体尾部的上端设置的导向轮，能避免无人船在水域边缘地带的卡死、碰撞，能够清理任意区域水面的杂物。垃圾收集装置拆卸的设置在船体上，当垃圾收集满时，能及时清理垃圾。船体上设有船舷，能够在无人船停靠或起航过程中，人们通过船舷起到手动调控船体的位置和固定船体的作用。警示灯能在无人船工作过程中起到安全警示和蓄电池电量提示的功能。
附图说明
图1是本发明一种无人船的结构示意图；
图2是本发明一种无人船内部结构示意图。
图中，1.船体，2.导向装置，3.推进器，4.控制装置，5.垃圾收集装置，6.收集口，7.闸门，8.收纳框，9.收纳网盖，10.回转轮，11.供电装置，12.警示灯，13.摄像头，14.浮体，15.船舷，16.导向轮，17.天线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种无人船，如图1所示，包括船体1，船体1的端部设有导向装置2，船体1的尾部设有推进器3，船体1上设有控制装置4和拆卸式连接的垃圾收集装置5。垃圾收集装置5拆卸的设置在船体1上，垃圾收集满时能够拆卸垃圾收集装置5清理垃圾。
控制装置4包括中央处理单元，中央处理单元分别连接有视频采集单元、电机控制单元和无线通讯模块；电机控制单元与推进器3通过导线连接；设置于地面的基站通过无线方式与中央处理单元进行通讯，中央处理单元将视频采集单元采集到的视频信息发送至基站，操作人员通过基站向中央处理单元发送控制信号，中央处理单元通过电机控制单元控制推进器3驱动船体1运动进行自主导航并完成水面清洁任务。
控制装置4顶面设有警示灯12，警示灯12与灯控单元控制连接，灯控单元与中央处理单元连接，控制装置4的中央处理单元可以通过灯控单元控制警示灯12的闪烁。警示灯12能在无人船工作过程中起到安全警示和蓄电池电量提示的功能。警示灯12的前端设有摄像头13，摄像头13由视频采集单元控制，视频采集单元与中央处理单元连接；摄像头13能够实时的采集无人船附近的水域情况，并发送给视频采集单元。
船体1的侧面设有浮体14，浮体14为船体1提供浮力。
浮体14顶部设有船舷15，船舷15能够在无人船停靠或起航过程中，人们通过船舷起到手动调控船体的位置和固定船体的作用。
船体1的左右两侧尾部上端均设有导向轮16，导向轮16能在无人船运行过程中起到导向、防卡死和防止碰撞保护船体作用。
推进器3设有4个，推进器3矢量布局于船体1的尾部，其中2个推进器3布局在船体中轴线，控制无人船的前进和后退，以及在无人船需要大曲率半径转向时通过差分控制使无人船转向，另2个推进器设置在浮体14两侧，为无人船小曲率半径转向时提供推力。
控制装置4与垃圾收集装置5之间连接有供电装置11，供电装置11内设有蓄电池。
无线通讯模块还包括了设置于控制装置上的天线17，通过天线17实现与基站的视频或数据的传输。
如图2所示，垃圾收集装置5靠近导向装置2的侧面设有收集口6；收集口6设有闸门7；闸门7由舵机驱动，舵机与舵机控制单元连接，舵机控制单元与中央处理单元连接，中央处理单元通过驱动舵机控制单元控制闸门7的开合。闸门7在无人船进行垃圾收纳作业时打开，方便垃圾进入垃圾收集装置内；闸门7在无人船进行普通航行或靠岸时关闭，防止垃圾从垃圾收集装置内中散落。
垃圾收集装置5包括收纳框8，收纳框8的顶部通过螺栓连接有收纳网盖9；收纳网盖9的中间位置为透明，方便观察垃圾数量。
收纳框8由金属网组成；金属网上设有若干小孔，该小孔能够过滤垃圾。
如图1及图2所示，导向装置2包括两片导向叶片，该两片导向叶片互成钝角且均通过螺栓固定在船体1的前端；每个导向叶片为带有若干小孔的金属网；每个导向叶片上设有回转轮10。导向装置2由两片导向叶片互成钝角组成，能够扩大垃圾收纳范围。回转轮10具有碰撞保护和导向无人船的作用。
通过上述方式，本发明的一种无人船，通过视频采集单元收集水面的信息发送控制装置4的中央处理单元，设置于地面的基站通过无线方式与中央处理单元进行通讯，中央处理单元将视频采集单元采集到的视频信息发送至基站，操作人员通过基站向中央处理单元发送控制信号，中央处理单元通过电机控制单元控制推进器3驱动船体1运动进行自主导航并完成水面清洁任务。垃圾收集装置5拆卸的设置在船体1上，当垃圾收集满时，能及时清理垃圾。导航装置2设置的回转轮10，船体1尾部的上端设置的导向轮16，能避免无人船在水域边缘地带的卡死、碰撞，清理任意水域的垃圾。船体1上设置的船舷15，能够在无人船停靠或起航过程中，人们通过船舷起到手动调控船体的位置和固定船体的作用。警示灯12能够在无人船工作过程中起到安全警示和蓄电池电量提示的功能。

Claims (10)

1.一种无人船，其特征在于，包括船体(1)，所述船体(1)的端部设有导向装置(2)，所述船体(1)的尾部设有推进器(3)，所述船体(1)上设有控制装置(4)和拆卸式连接的垃圾收集装置(5)，所述控制装置(4)顶面设有警示灯(12)。
2.如权利要求1所述的一种无人船，其特征在于，所述导向装置(2)包括两片导向叶片，每个所述导向叶片上设有回转轮(10)。
3.如权利要求2所述的一种无人船，其特征在于，所述两片导向叶片互成钝角且均通过螺栓固定在所述船体(1)的端部。
4.如权利要求1所述的一种无人船，其特征在于，所述船体(1)的尾部上端设有导向轮(16)。
5.如权利要求1所述的一种无人船，其特征在于，所述垃圾收集装置(5)包括收纳框(8)，所述收纳框(8)的顶部通过螺栓连接有收纳网盖(9)。
6.如权利要求1或4所述的一种无人船，其特征在于，所述船体(1)的侧面设有浮体(14)，所述浮体(14)顶部设有船舷(15)。
7.如权利要求1所述的一种无人船，其特征在于，所述控制装置(4)包括中央处理单元，所述中央处理单元分别连接有视频采集单元、电机控制单元和无线通讯模块；电机控制单元与所述推进器(3)通过导线连接；设置于地面的基站通过无线方式与中央处理单元进行通讯，中央处理单元将视频采集单元采集到的视频信息发送至基站，操作人员通过基站向中央处理单元发送控制信号，中央处理单元通过电机控制单元控制所述推进器(3)驱动所述船体(1)运动进行自主导航并完成水面清洁任务；所述控制装置(4)还包括与所述中央控制单元相连的灯控单元，所述警示灯(12)与灯控单元控制连接。
8.如权利要求7所述的一种无人船，其特征在于，所述警示灯(12)的前端设有摄像头(13)，所述摄像头(13)由视频采集单元控制。
9.如权利要求7所述的一种无人船，其特征在于，所述中央处理单元还连接有舵机控制单元，所述垃圾收集装置(5)靠近所述导向装置(2)的侧面设有收集口(6)；所述收集口(6)设有闸门(7)；所述闸门(7)由舵机驱动，舵机与舵机控制单元连接，舵机控制单元与中央处理单元连接，中央处理单元通过驱动舵机控制单元驱动舵机控制闸门(7)的开合。
10.如权利要求1所述的一种无人船，其特征在于，所述控制装置(4)与所述垃圾收集装置(5)之间连接有供电装置(11)，所述供电装置(11)内设有蓄电池。
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