CN109131794A - 一种检测并清洁水中污染物的水下机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测并清洁水中污染物的水下机器人，包括机器人外壳，所述机器人外壳的内部侧面固定有动力电机，所述动力电机的转轴与动力桨联接，所述动力桨穿过机器人外壳侧壁，所述动力桨与机器人外壳侧壁转动连接并密封，所述机器人外壳内安装有充电口、电池、控制器和信号接收器，所述充电口、控制器、信号接收器和动力电机与电池电性连接，所述信号接收器与控制器的输入端电性连接，所述信号接收器和动力电机与控制器的输出端电性连接，所述机器人外壳内部远离动力电机的一侧固定有配重块，本发明的有益效果是：本水下机器人具有清洁水下污染物的功能，并且可以将水下污染物分类收集，方便后期研究检测。

Description

一种检测并清洁水中污染物的水下机器人

技术领域

本发明涉及水下机器人领域，具体为一种检测并清洁水中污染物的水下机器人。

背景技术

水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人，水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具，无人遥控潜水器主要有：有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，其中有缆遥控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。

现有的水下机器人已经大量投入检测水质的领域，但是却没有清洁水下污染物的功能，水下污染物的清洁不仅需要将污染物从水中打捞，还需要将污染物收集起来方便后期研究使用，目前的水下机器人并不能达到此目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测并清洁水中污染物的水下机器人，以解决上述背景技术中提出的没有清洁水下污染物的功能以及没有打捞储存的功能的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种检测并清洁水中污染物的水下机器人，包括机器人外壳，所述机器人外壳的内部侧面固定有动力电机，所述动力电机的转轴与动力桨联接，所述动力桨穿过机器人外壳侧壁，所述动力桨与机器人外壳侧壁转动连接并密封，所述机器人外壳内安装有充电口、电池、控制器和信号接收器，所述充电口、控制器、信号接收器和动力电机与电池电性连接，所述信号接收器与控制器的输入端电性连接，所述信号接收器和动力电机与控制器的输出端电性连接，所述机器人外壳内部远离动力电机的一侧固定有配重块。

进一步的，优选的，所述机器人外壳的下端固定有第一过滤箱和第二过滤箱，所述第一过滤箱的正面设有与其铰接的第一密封门，所述第二过滤箱的正面设有与其铰接的第二密封门，所述第一过滤箱和第二过滤箱通过连接管连接，所述第一过滤箱远离连接管的一侧固定有第一过滤网，所述第二过滤箱靠近连接管的一侧固定有第二过滤网，所述第二过滤箱的另一端固定有第一漏斗，所述第一漏斗的另一端固定有第一引水箱。

进一步的，优选的，所述第一引水箱的上端固定有水流引导装置，所述第一引水箱与水流引导装置装置之间固定有第一防漏网，所述第一引水箱远离第一漏斗的一侧固定有水泵，所述水泵的下端与第一漏斗的下端在同一水平面上，所述第一引水箱的下部设有开口，所述开口的上端和下端设有若干个与第一引水箱滚动连接的滚珠。

进一步的，优选的，所述第一引水箱固定水泵的侧壁面固定有滑动支架，所述开口在的滑动支架中央，所述滑动支架上设有两个与其滑动连接的套筒，所述套筒固定在切割装置的上端和下端的边缘，所述切割装置与滚珠接触，所述切割装置的大小与第一引水箱内部的横截面积相同，所述切割装置远离套筒的一侧与电动液压杆固定，所述电动液压杆上固定有竖板，所述竖板的面积与开口的面积相同，所述电动液压杆固定在两个液压杆支架的内圈，所述液压杆支架固定在第二引水箱上端，所述水泵、切割装置和电动液压杆与电池电性连接，所述水泵、切割装置和电动液压杆与控制器的输出端电性连接。

进一步的，优选的，所述第一引水箱的下端与第二引水箱固定，所述第二引水箱的侧面固定有水流引导装置，所述水流引导装置与第二引水箱之间固定有第二防漏网，所述第二引水箱的下端固定有两个固定板，所述固定板与砂石箱通过螺钉固定，所述砂石箱的中心线与第一引水箱的中心线在同一条直线上，所述第二引水箱的另一端固定有第二漏斗，所述第二引水箱的内部固定有环形卡圈，所述环形卡圈靠近第二漏斗的一侧为斜面，另一面为平面。

进一步的，优选的，所述水流引导装置包括水流引导装置外壳、第一支撑杆、第二支撑杆、圆形板、扇片、转轴、电机保护块、引流电机和电机支撑架，所述水流引导装置外壳与第二引水箱固定连接，所述水流引导装置外壳远离开口的一面固定有三个电机支撑架，所述电机支撑架内圈固定有引流电机，引流电机外固定套有防护罩，所述引流电机的转轴与电机保护块联接，所述电机保护块的另一端固定有转轴，所述转轴的外侧固定有若干个扇片，所述转轴的另一端与圆形板转动连接，所述圆形板的外侧固定有两根第二支撑杆，所述第二支撑杆固定在第一支撑杆上，所述第一支撑杆固定在设有电机支撑架的壁面内侧，所述引流电机与电池电性连接，所述引流电机与控制器输出端电性连接。

进一步的，优选的，所述第一过滤网、第一防漏网和第二防漏网的孔径相同，所述第一过滤网的孔径比第二过滤网的孔径小。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置信号接收器，远程控制水下机器人，摆脱了通常水下机器人线控的束缚，使机器人可以清理更远、更深的水下污染物，并且通过设置配重块，以削弱水流引导装置带来的倾覆力，确保装置的平衡性。

2、本发明通过设置第一过滤箱和第二过滤箱，可以将水中的污染物收集起来，方便后期的研究检测。

3、本发明通过设置开口，方便切割装置的滑动，可以根据污染物的大小决定是否需要切割，较大的污染物会有可能造成装置的堵塞。

4、本发明通过设置砂石箱，由于砂石的密度大于污染物，在自身重力下会下落到砂石箱内，避免进入第一过滤箱和第二过滤箱内，造成污染物中的砂石较多，影响装置的清理效率。

5、本发明通过设置水流引导装置，为污染物的收集提供足够的水流动力，并且通过设置电机保护块，防止转轴的扭力过大对引流电机造成伤害。

6、本发明通过设置第一过滤网、第一防漏网和第二防漏网的孔径相同，第一过滤网的孔径比第二过滤网的孔径小，确保第一防漏网和第二防漏网以及第一过滤网可以将较小的污染物留在装置内部，并且可以利用第二过滤网将大块的污染物和小块的污染物分开收集，方便后期的研究。

附图说明

图1为本发明一种检测并清洁水中污染物的水下机器人的结构示意图。

图2为本发明一种检测并清洁水中污染物的水下机器人的结构示意图的A-A截面图。

图3为本发明一种检测并清洁水中污染物的水下机器人的结构示意图的B-B截面图。

图4为本发明一种检测并清洁水中污染物的水下机器人的水流引导装置的主视图。

图5为本发明一种检测并清洁水中污染物的水下机器人的图1中局部放大图A。

图6为本发明一种检测并清洁水中污染物的水下机器人的图1中局部放大图B。

图中：机器人外壳1、充电口2、配重块3、电池4、控制器5、信号接收器6、动力电机7、动力桨8、第一过滤箱9、第一密封门901、第二过滤箱10、第二密封门1001、第一过滤网11、连接管12、第二过滤网13、第一漏斗14、水流引导装置15、水流引导装置外壳1501、第一支撑杆1502、第二支撑杆1503、圆形板1504、扇片1505、转轴1506、电机保护块1507、引流电机1508、电机支撑架1509、第一防漏网16、水泵17、第一引水箱18、开口1801、滑动支架19、套筒20、切割装置21、电动液压杆22、液压杆支架23、竖板24、滚珠25、第二引水箱26、第二漏斗27、环形卡圈28、砂石箱29、固定板30、螺钉31、第二防漏网32。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～图6，本发明提供一种技术方案：一种检测并清洁水中污染物的水下机器人，包括机器人外壳1，所述机器人外壳1的内部侧面固定有动力电机7，所述动力电机7的转轴与动力桨8联接，所述动力桨8穿过机器人外壳1侧壁，所述动力桨8与机器人外壳1侧壁转动连接并密封，所述机器人外壳1内安装有充电口2、电池4、控制器5和信号接收器6，所述充电口2、控制器5、信号接收器6和动力电机7与电池4电性连接，所述信号接收器6与控制器5的输入端电性连接，所述信号接收器6和动力电机7与控制器5的输出端电性连接，所述机器人外壳1内部远离动力电机7的一侧固定有配重块3，通过设置信号接收器6，远程控制水下机器人，摆脱了通常水下机器人线控的束缚，使机器人可以清理更远、更深的水下污染物，并且通过设置配重块3，以削弱水流引导装置15带来的倾覆力，确保装置的平衡性。

进一步的，所述机器人外壳1的下端固定有第一过滤箱9和第二过滤箱10，所述第一过滤箱9的正面设有与其铰接的第一密封门901，所述第二过滤箱10的正面设有与其铰接的第二密封门1001，所述第一过滤箱9和第二过滤箱10通过连接管12连接，所述第一过滤箱9远离连接管12的一侧固定有第一过滤网11，所述第二过滤箱10靠近连接管12的一侧固定有第二过滤网13，所述第二过滤箱10的另一端固定有第一漏斗14，所述第一漏斗14的另一端固定有第一引水箱18，通过设置第一过滤箱9和第二过滤箱10，可以将水中的污染物收集起来，方便后期的研究检测。

进一步的，所述第一引水箱18的上端固定有水流引导装置15，所述第一引水箱18与水流引导装置15装置之间固定有第一防漏网16，所述第一引水箱18远离第一漏斗14的一侧固定有水泵17，所述水泵17的下端与第一漏斗14的下端在同一水平面上，所述第一引水箱18的下部设有开口1801，所述开口1801的上端和下端设有若干个与第一引水箱18滚动连接的滚珠25。

进一步的，所述第一引水箱18固定水泵17的侧壁面固定有滑动支架19，所述开口1801在的滑动支架19中央，所述滑动支架19上设有两个与其滑动连接的套筒20，所述套筒20固定在切割装置21的上端和下端的边缘，所述切割装置21与滚珠25接触，所述切割装置21的大小与第一引水箱18内部的横截面积相同，所述切割装置21远离套筒20的一侧与电动液压杆22固定，所述电动液压杆22上固定有竖板24，所述竖板24的面积与开口1801的面积相同，所述电动液压杆22固定在两个液压杆支架23的内圈，所述液压杆支架23固定在第二引水箱26上端，所述水泵17、切割装置21和电动液压杆22与电池4电性连接，所述水泵17、切割装置21和电动液压杆22与控制器5的输出端电性连接，通过设置开口1801，方便切割装置21的滑动，可以根据污染物的大小决定是否需要切割，较大的污染物会有可能造成装置的堵塞。

进一步的，所述第一引水箱18的下端与第二引水箱26固定，所述第二引水箱26的侧面固定有水流引导装置15，所述水流引导装置15与第二引水箱26之间固定有第二防漏网32，所述第二引水箱26的下端固定有两个固定板30，所述固定板30与砂石箱29通过螺钉31固定，所述砂石箱29的中心线与第一引水箱18的中心线在同一条直线上，所述第二引水箱26的另一端固定有第二漏斗27，所述第二引水箱26的内部固定有环形卡圈28，所述环形卡圈28靠近第二漏斗27的一侧为斜面，另一面为平面，通过设置砂石箱29，由于砂石的密度大于污染物，在自身重力下会下落到砂石箱29内，避免进入第一过滤箱9和第二过滤箱10内，造成污染物中的砂石较多，影响装置的清理效率。

进一步的，所述水流引导装置15包括水流引导装置外壳1501、第一支撑杆1502、第二支撑杆1503、圆形板1504、扇片1505、转轴1506、电机保护块1507、引流电机1508和电机支撑架1509，所述水流引导装置外壳1501与第二引水箱26固定连接，所述水流引导装置外壳1501远离开口的一面固定有三个电机支撑架1509，所述电机支撑架1509内圈固定有引流电机1508，引流电机1508外固定套有防护罩，所述引流电机1508的转轴与电机保护块1507联接，所述电机保护块1507的另一端固定有转轴1506，所述转轴1506的外侧固定有若干个扇片1505，所述转轴1506的另一端与圆形板1504转动连接，所述圆形板1504的外侧固定有两根第二支撑杆1503，所述第二支撑杆1503固定在第一支撑杆1502上，所述第一支撑杆1502固定在设有电机支撑架1509的壁面内侧，所述引流电机1508与电池4电性连接，所述引流电机1508与控制器5输出端电性连接，通过设置水流引导装置15，为污染物的收集提供足够的水流动力，并且通过设置电机保护块1507，防止转轴1506的扭力过大对引流电机1508造成伤害。

进一步的，所述第一过滤网11、第一防漏网16和第二防漏网32的孔径相同，所述第一过滤网11的孔径比第二过滤网13的孔径小，确保第一防漏网16和第二防漏网32以及第一过滤网11可以将较小的污染物留在装置内部，并且可以利用第二过滤网13将大块的污染物和小块的污染物分开收集，方便后期的研究。

本实施例的工作原理：

本装置在使用前，通过充电口2给电池4充电，确保装置的电力足够使用，放在水下，本装置为直线式清理，转向需要人工转向，当需要清理时，远程控制本装置启动，信号接收器6接收信号，信号接收器6将信号传送给控制器5，控制器5控制引流电机1508和水泵17启动，并且根据污染物的体积大小决定是否需要切割，需要切割时，远程遥控器给信号接收器6信号，信号接收器6将信号传送给控制器5，控制器5控制电动液压杆22和切割装置21启动，电动液压杆22拉动切割装置21运动，使切割装置21通过滚珠与套筒20的滑动而滑动，并且将第一引水箱18堵住，使污染物只能通过第一引水箱18，如果不需要切割，则不需要控制电动液压杆22和切割装置21启动，竖板24和切割装置21会将开口1801挡住，开始清理，引流电机1508转动，带动扇片1505和转轴1506转动，产生水流，污染物从第二漏斗27进入装置内，利用第二漏斗27增大装置清理污染物的面积，增强工作效率，污染物想靠近第二引水箱26侧面的水流引导装置15运动，通过设置环形卡圈28，防止污染物从第二引水箱26内流出，污染物到达砂石箱29时，被第二防漏网32拦在装置内部，顺着第一引水箱18上方的水流引导装置15引流，因为砂石的密度较大，依靠自身重力下落到砂石箱29内，污染物向上运动，切割时，通过切割装置21切割，达到水泵17侧面，被第一防漏网16挡住，水泵17提供水流，将污染物与水冲到第一漏斗14内，并进入第二过滤箱10内，通过第二过滤网13过滤，大块的污染物留在第二过滤箱10内，小块的污染物穿过第二过滤网13从连接管12进入第一过滤箱9内，被第一过滤网11挡下来，在清理过后，从水中取出，打开第一密封门901和第二密封门1001，分别收集不同的尺寸的污染物进行检测，并且拧开螺钉31，取下砂石箱29，清理砂石。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种检测并清洁水中污染物的水下机器人，包括机器人外壳（1），所述机器人外壳（1）的内部侧面固定有动力电机（7），所述动力电机（7）的转轴与动力桨（8）联接，所述动力桨（8）穿过机器人外壳（1）侧壁，所述动力桨（8）与机器人外壳（1）侧壁转动连接并密封，所述机器人外壳（1）内安装有充电口（2）、电池（4）、控制器（5）和信号接收器（6），所述充电口（2）、控制器（5）、信号接收器（6）和动力电机（7）与电池（4）电性连接，所述信号接收器（6）与控制器（5）的输入端电性连接，所述信号接收器（6）和动力电机（7）与控制器（5）的输出端电性连接，所述机器人外壳（1）内部远离动力电机（7）的一侧固定有配重块（3）。

2.根据权利要求1所述的一种检测并清洁水中污染物的水下机器人，其特征在于：所述机器人外壳（1）的下端固定有第一过滤箱（9）和第二过滤箱（10），所述第一过滤箱（9）的正面设有与其铰接的第一密封门（901），所述第二过滤箱（10）的正面设有与其铰接的第二密封门（1001），所述第一过滤箱（9）和第二过滤箱（10）通过连接管（12）连接，所述第一过滤箱（9）远离连接管（12）的一侧固定有第一过滤网（11），所述第二过滤箱（10）靠近连接管（12）的一侧固定有第二过滤网（13），所述第二过滤箱（10）的另一端固定有第一漏斗（14），所述第一漏斗（14）的另一端固定有第一引水箱（18）。

3.根据权利要求2所述的一种检测并清洁水中污染物的水下机器人，其特征在于：所述第一引水箱（18）的上端固定有水流引导装置（15），所述第一引水箱（18）与水流引导装置（15）装置之间固定有第一防漏网（16），所述第一引水箱（18）远离第一漏斗（14）的一侧固定有水泵（17），所述水泵（17）的下端与第一漏斗（14）的下端在同一水平面上，所述第一引水箱（18）的下部设有开口（1801），所述开口（1801）的上端和下端设有若干个与第一引水箱（18）滚动连接的滚珠（25）。

4.根据权利要求2所述的一种检测并清洁水中污染物的水下机器人，其特征在于：所述第一引水箱（18）固定水泵（17）的侧壁面固定有滑动支架（19），所述开口（1801）在的滑动支架（19）中央，所述滑动支架（19）上设有两个与其滑动连接的套筒（20），所述套筒（20）固定在切割装置（21）的上端和下端的边缘，所述切割装置（21）与滚珠（25）接触，所述切割装置（21）的大小与第一引水箱（18）内部的横截面积相同，所述切割装置（21）远离套筒（20）的一侧与电动液压杆（22）固定，所述电动液压杆（22）上固定有竖板（24），所述竖板（24）的面积与开口（1801）的面积相同，所述电动液压杆（22）固定在两个液压杆支架（23）的内圈，所述液压杆支架（23）固定在第二引水箱（26）上端，所述水泵（17）、切割装置（21）和电动液压杆（22）与电池（4）电性连接，所述水泵（17）、切割装置（21）和电动液压杆（22）与控制器（5）的输出端电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种检测并清洁水中污染物的水下机器人，其特征在于：所述第一引水箱（18）的下端与第二引水箱（26）固定，所述第二引水箱（26）的侧面固定有水流引导装置（15），所述水流引导装置（15）与第二引水箱（26）之间固定有第二防漏网（32），所述第二引水箱（26）的下端固定有两个固定板（30），所述固定板（30）与砂石箱（29）通过螺钉（31）固定，所述砂石箱（29）的中心线与第一引水箱（18）的中心线在同一条直线上，所述第二引水箱（26）的另一端固定有第二漏斗（27），所述第二引水箱（26）的内部固定有环形卡圈（28），所述环形卡圈（28）靠近第二漏斗（27）的一侧为斜面，另一面为平面。

6.根据权利要求5所述的一种检测并清洁水中污染物的水下机器人，其特征在于：所述水流引导装置（15）包括水流引导装置外壳（1501）、第一支撑杆（1502）、第二支撑杆（1503）、圆形板（1504）、扇片（1505）、转轴（1506）、电机保护块（1507）、引流电机（1508）和电机支撑架（1509），所述水流引导装置外壳（1501）与第二引水箱（26）固定连接，所述水流引导装置外壳（1501）远离开口的一面固定有三个电机支撑架（1509），所述电机支撑架（1509）内圈固定有引流电机（1508），引流电机（1508）外固定套有防护罩，所述引流电机（1508）的转轴与电机保护块（1507）联接，所述电机保护块（1507）的另一端固定有转轴（1506），所述转轴（1506）的外侧固定有若干个扇片（1505），所述转轴（1506）的另一端与圆形板（1504）转动连接，所述圆形板（1504）的外侧固定有两根第二支撑杆（1503），所述第二支撑杆（1503）固定在第一支撑杆（1502）上，所述第一支撑杆（1502）固定在设有电机支撑架（1509）的壁面内侧，所述引流电机（1508）与电池（4）电性连接，所述引流电机（1508）与控制器（5）输出端电性连接。

7.根据权利要求5所述的一种检测并清洁水中污染物的水下机器人，其特征在于：所述第一过滤网（11）、第一防漏网（16）和第二防漏网（32）的孔径相同，所述第一过滤网（11）的孔径比第二过滤网（13）的孔径小。