CN107881980A - 一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机，涉及无人机领域，包括螺旋桨、控制室、垃圾箱、机械臂组件和机械爪，所述控制室设置在螺旋桨的下方，在控制室内设置有蓄电池和与蓄电池电性相连的摄像头，所述垃圾箱固定在控制室底部，在位于摄像头下方的垃圾箱一侧上开设有开口，所述机械臂组件固定在开口的下方，所述机械爪设置在第三机械臂的末端。本发明解决了清理山间垃圾难度较大且危险的问题，将垃圾箱设置在无人机下方，使本发明在相同飞行距离里实现无人机垃圾的多次拾取。
Description
技术领域
本发明属于电气绝缘材料领域，具体涉及一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机。
背景技术
随着现在人们经济越来越好，越来越多的人开始外出旅游，其中登山是最常见也是最受欢迎的旅游项目。虽然国民的素质在不断的提升，但是在登山过程中仍存在许多不文明的现象，如乱丢垃圾，垃圾丢弃在山上不仅会影响风景而且会对景区环境造成危害，因此诞生了“绝壁上的清洁工”，这些清洁工通过悬吊在山间“行走”，清理垃圾，其工作不仅十分危险而且效率较低。
目前多旋翼无人机技术自身已发展得较为成熟，其在日常生活中的应用一般需结合其它部件来完成，如和云台拍摄设备结合实现高空侦查拍摄功能、和喷洒装置结合实现农田植保的功能。目前也有相关学者和研究人员提出将旋翼无人机和手爪或机械臂结合来完成更复杂的功能，早期的这类飞行机器人多是将旋翼无人机和手爪相结合，但是这类机器人系统的作业能力十分有限，并且由于没有机械臂系统，作业能力受到很大限制。
目前常见的机械臂多用于工业生产，旨在执行高精度、高复杂性的装配工作，从而替代人工，提高生产效率。这类机械臂一般造价高昂、体积较大，用途相对固定，运动范围有限，运动方式只能由预先编制的程序控制，难以动态响应外部的运动指令。与工业机械臂相对，另一类小型机械臂立足于桌面级应用，被用于教学演示、产品原型设计、科研验证等方面，这类机械臂大多采用步进电机作为驱动，步进电机带来较好的驱动效果的同时也因体积和重量较大使得机械臂系统使用范围受到限制，同时这类机械臂系统也有响应速度与力度有限、响应方式不灵活的局限性，在使用时需要与电脑和电源连接以获得运动指令。不管是工业级机械臂或者小型机械臂在人机交互方面均未能实现较理想的效果，即目前的机械臂技术一般只能按照预先编制的程序指令来控制，这种控制方式不够自然和灵活。
发明内容
本发明的目的在于，针对许多山上有许多垃圾残留，清洁难度大且危险的问题，提供了一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机，包括螺旋桨、控制室、垃圾箱、机械臂组件和机械爪，所述控制室设置在螺旋桨的下方，在控制室内设置有蓄电池和与蓄电池电性相连的摄像头，所述垃圾箱固定在控制室底部，在位于摄像头下方的垃圾箱一侧上开设有开口，所述机械臂组件固定在开口的下方，所述机械爪设置在机械臂组件下方。
进一步的，所述机械臂组件包括依次连接的基座、无刷电机A、第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，所述基座固定在垃圾箱表面，所述第二机械臂与第一机械臂相互垂直，第二机械臂与第三机械臂通过横向转轴连接，所述横向转轴中间设置有无刷电机B。
进一步的，在所述机械臂组件底部设置有真空吸气装置，所述真空吸气装置包括在设置在真空吸气装置的上端若干个等距排列的排气口、位于排气口下方的风扇和设置在真空吸气装置底部的进气口，所述风扇上部设置有电机，所述风扇与电机相连，在电机四周设置有一圈支撑结构，所述支撑与真空吸气装置内壁固定。丢弃的垃圾以饮料瓶和塑料垃圾袋为主，山间往往在刮风或者无人机在飞行过程中也会产生外流，只通过机械爪抓取塑料垃圾袋，往往容易被风吹走，造成二次污染，浪费工作，真空吸气装置可以有效避免塑料袋脱落。
进一步的，所述机械爪顶部设置有无刷电机C，所述无刷电机C与蓄电池电性相连。
进一步的，在所述垃圾箱底部开设有可开合的出口。
进一步的，所述机械爪设置有锯齿。设置锯齿可以增加机械爪与垃圾之间的摩擦力，可以有效防止脱落。
进一步的，所述垃圾箱为可拆卸垃圾箱。可以在垃圾箱与无人机不分离的情况下，对拾取的垃圾进行收集处理工作。
本发明的有益效果如下：
1.本发明在无人机上设置有摄像头和机械臂，摄像头可以增加操作者的操作视野，也可以方便对抓取对象的观察，设置在垃圾箱表面的无刷电机A可以实现机械臂在竖直方向360度的可控操作，在第一机械臂与第二机械臂之间设置的无刷电机B可以实现机械臂在水平方向的控制操作，在机械爪抓取垃圾后通过无刷电机控制可以将垃圾投放至垃圾箱内，想相同的飞行距离里增加无人机拾取垃圾量，无人机的可以实现垃圾的多次拾取，不仅更加方便而且更加节能。
2.设置在机械臂底部的真空吸气装置，在抓取垃圾时位于垃圾的正上方，通过吸气可以有效吸附塑料垃圾袋等质量较轻，面积较大的垃圾，可以有效防止垃圾脱落造成的二次污染。
3.机械爪设置有锯齿可以增加机械爪与垃圾之间的摩擦力，可以有效防止脱落。
4.垃圾箱设置为可拆卸结构，和在垃圾箱底部设置有一个可开合的出口，可以方便对垃圾的清理工作。
附图说明
图1是本发明剖面图；
图2是本发明示意图；
图3是真空吸气装置剖面图。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1～2所述提供了一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机，包括螺旋桨1、控制室2、垃圾箱4、机械臂组件6和机械爪8，所述控制室2设置在螺旋桨1的下方，在控制室2内设置有蓄电池和与蓄电池电性相连的摄像头3，所述垃圾箱4固定在控制室2底部，在位于摄像头3下方的垃圾箱4一侧上开设有开口5，所述机械臂组件6固定在开口5的下方，所述机械爪8设置在机械臂组件6下方。
所述机械臂组件6包括依次连接的基座6-1、无刷电机A6-2、第一机械臂6-3、第二机械臂6-4和第三机械臂6-5，所述基座6-1固定在垃圾箱4表面，所述第二机械臂6-4与第一机械臂6-3相互垂直，第二机械臂6-4与第三机械臂6-5通过横向转轴连接，所述横向转轴中间设置有无刷电机B7。
本实施例在无人机上设置有摄像头和机械臂，摄像头可以增加操作者的操作视野，也可以方便对抓取对象的观察，设置在垃圾箱表面的无刷电机A可以实现机械臂在竖直方向360度的可控操作，在第一机械臂与第二机械臂之间设置的无刷电机B可以实现机械臂在水平方向的控制操作，在机械爪抓取垃圾后通过无刷电机控制可以将垃圾投放至垃圾箱内，可以实现垃圾的多次拾取，不仅更加方便而且更加节能。
实施例2
如图1～3所示，本实施例是在实施例1的基础上做出进一步改进，具体是：
在所述机械臂组件6底部设置有真空吸气装置10，所述真空吸气装置10包括在设置在真空吸气装置10的上端若干个等距排列的排气口10-1、位于排气口10-1下方的风扇10-4和设置在真空吸气装置10底部的进气口10-5，所述风扇10-4上部设置有电机10-3，所述风扇10-4与电机10-3相连，在电机10-3四周设置有一圈支撑结构10-2，所述支撑10-2与真空吸气装置10内壁固定。
本实施例在机械臂底部的真空吸气装置，在抓取垃圾时位于垃圾的正上方，通过吸气可以有效吸附塑料垃圾袋等质量较轻，面积较大的垃圾，可以有效防止垃圾脱落造成的二次污染。
实施例3
本实施例是在实施例1和2的基础上做出进一步改进，具体是：
所述机械爪10顶部设置有无刷电机C9，所述无刷电机C9与蓄电池电性相连。
所述机械爪10设置有锯齿。
本实施例将机械爪上设置有锯齿增加机械爪与垃圾之间的摩擦力，可以有效防止脱落。
实施例4
本实施例是在实施例1～3的基础上做出进一步改进，具体是：
所述垃圾箱为可拆卸垃圾箱。
在所述垃圾箱底部开设有可开合的出口。
本实施例将垃圾箱设置为可拆卸结构，和在垃圾箱底部设置有一个可开合的出口，可以方便对垃圾的清理工作。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机，其特征在于，包括螺旋桨(1)、控制室(2)、垃圾箱(4)、机械臂组件(6)和机械爪(8)，所述控制室(2)设置在螺旋桨(1)的下方，在控制室(2)内设置有蓄电池和与蓄电池电性相连的摄像头(3)，所述垃圾箱(4)固定在控制室(2)底部，在位于摄像头(3)下方的垃圾箱(4)一侧上开设有开口(5)，所述机械臂组件(6)固定在开口(5)的下方，所述机械爪(8)设置在机械臂组件(6)下方。
2.根据权利要求1所述的一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机，其特征在于，所述机械臂组件(6)包括依次连接的基座(6-1)、无刷电机A(6-2)、第一机械臂(6-3)、第二机械臂(6-4)和第三机械臂(6-5)，所述基座(6-1)固定在垃圾箱(4)表面，所述第二机械臂(6-4)与第一机械臂(6-3)相互垂直，第二机械臂(6-4)与第三机械臂(6-5)通过横向转轴连接，所述横向转轴中间设置有无刷电机B(7)。
3.根据权利要求1所述的一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机，其特征在于，在所述机械臂组件(6)底部设置有真空吸气装置(10)，所述真空吸气装置(10)包括在设置在真空吸气装置(10)的上端若干个等距排列的排气口(10-1)、位于排气口(10-1)下方的风扇(10-4)和设置在真空吸气装置(10)底部的进气口(10-5)，所述风扇(10-4)上部设置有电机(10-3)，所述风扇(10-4)与电机(10-3)相连，在电机(10-3)四周设置有一圈支撑结构(10-2)，所述支撑(10-2)与真空吸气装置(10)内壁固定。
4.根据权利要求1所述的一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机，其特征在于，所述机械爪(8)顶部设置有无刷电机C(9)，所述无刷电机C(9)与蓄电池电性相连。
5.根据权利要求1所述的一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机，其特征在于，在所述垃圾箱(4)底部开设有可开合的出口。
6.根据权利要求1所述的一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机，其特征在于，所述机械爪(8)设置有锯齿。
7.根据权利要求1所述的一种集垃圾箱于一体的垃圾拾取无人机，其特征在于，所述垃圾箱(4)为可拆卸垃圾箱。
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| CN109649653A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-19 | 深圳职业技术学院 | 一种高空垃圾清理装置 |
| CN110884661A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-17 | 湖南浩天翼航空技术有限公司 | 一种便于对快递进行夹取的运输无人机 |
| CN111483722A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-04 | 清华苏州环境创新研究院 | 一种基于垃圾分类的垃圾清理无人机 |
| CN112607244A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-04-06 | 苏州中科先进技术研究院有限公司 | 一种基于无人机的智能垃圾回收系统和回收方法 |
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