CN110374077A - 一种小型水面垃圾清除机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种小型水面垃圾清除机器人，包括：浮移组件，该浮移组件漂浮于水面上；驱动组件，该驱动组件装配于浮移组件上，由驱动组件带动浮移组件在水面移动；汇集组件，该汇集组件装配于浮移组件前部，由汇集组件将水面的垃圾归拢；打捞组件，该打捞组件装配于浮移组件上，并位于汇集汇组件后方，由打捞组件将汇集组件归拢的垃圾打捞离水；收储组件，该收储组件装配于浮移组件上，并位于打捞组件后方，由打捞组件将打捞后的垃圾送入收储组件中；监测组件，该监测组件装配于浮移组件上，由监测组件对周围环境状况、水面垃圾分布情况以及水体质量进行监测，适用于中小型河道的垃圾清除工作。

Description

一种小型水面垃圾清除机器人

技术领域

本发明涉及垃圾回收设备，尤其涉及一种小型水面垃圾清除机器人。

背景技术

水面垃圾清理是水体污染治理工作的重要组成部分，常用的垃圾清扫船体积庞大，仅在大型江河中适用，而在一些小型河道的清理过程中，由于水面较为狭窄，无法使用大型水面垃圾清扫船，只能靠操作人员驾驶小船进入河道进行人工打捞，工作强度较大，并且打捞效率不高，而在水面更为狭窄或者水深较浅的河段，这种小船也难以进入，对于一些污染比较严重的水体，采用人工打捞方式势必影响操作人员的身体健康；另外，常用垃圾清扫船的生产成本、运营成本以维护成本均较为高昂，其采用的燃油驱动装置还存在空气和噪声污染等问题。因此，有必要设计一种小型水面垃圾清除机器人，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种小型水面垃圾清除机器人，以便于在位置狭窄的水体中进行垃圾清除工作。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种小型水面垃圾清除机器人，包括：

浮移组件，该浮移组件漂浮于水面上；

驱动组件，该驱动组件装配于浮移组件上，由驱动组件带动浮移组件在水面移动；

汇集组件，该汇集组件装配于浮移组件前部，由汇集组件将水面的垃圾归拢；

打捞组件，该打捞组件装配于浮移组件上，并位于汇集汇组件后方，由打捞组件将汇集组件归拢的垃圾打捞离水；

收储组件，该收储组件装配于浮移组件上，并位于打捞组件后方，由打捞组件将打捞后的垃圾送入收储组件中；

监测组件，该监测组件装配于浮移组件上，由监测组件对周围环境状况、水面垃圾分布情况以及水体质量进行监测；

具体地，

浮移组件包括一对浮体，浮体之间留有间隙，并通过转接板相互连接，以提升浮移组件的整体稳定性；

在本发明的一个实施例中，浮体采用乙烯基酯树脂材料制作，其内部开设有气腔，气腔中设有分隔板，由分隔板将气腔分隔成独立气室；

驱动组件包括一对螺旋桨，各螺旋桨分别装配于浮体后部，由螺旋桨带动浮体在水面移动；

汇集组件包括一对展臂，各展臂后端分别通过转轴装设于浮体前部，其前端向浮体前方伸出，并向船壳内侧弯折，浮体与展臂之间还装设有推杆，由推杆带动展臂收合或展开；

各展臂末端分别装设有推板，推板向展臂内侧弯折，展臂收合时带动推板将水面的垃圾归拢，各推板中分别开设有滤孔，推板归拢垃圾时，水从该滤孔中漏出；

打捞组件包括提升带，该提升带斜向设置，其底端伸入水面下，其顶端位于收储组件上方，提升带上装设有一组刮板，各刮板沿提升带的宽度方向延伸，并沿提升带的周向顺次排布，提升带运转时带动刮板移动，由刮板带动垃圾从水面向收储组件移动；

进一步，提升带顶端包绕于主动辊上，其底端包绕于从动辊上，各浮体上分别装设有支座，主动辊两端分别通过轴承装设于支座中，浮体上装设有驱动电机，驱动电机的动力输出轴与主动辊衔接，由主动辊带动主动辊运转，提升带两侧分别设有侧板，侧板顶端通过轴承装配于主动辊上，从动辊两端分别通过轴承装配于侧板底端；

提升带上方装设有悬杆，该悬杆两端分别通过支架固定于浮体上，悬杆与提升带之间装设有一对吊臂，各吊臂分别位于侧板外侧，吊臂顶端通过可转动结构与悬杆相连，吊臂底端通过限位杆相互连接，各侧板中分别开设有限位孔，限位杆从限位孔中穿过，限位孔内壁设有一组限位块，各限位块向下方凸出，并沿限位孔的长度方向顺次排布，限位块抵住限位杆外壁，以限定侧板及提升带的倾斜角度；

收储组件包括回收箱，该回收箱位于浮体之间，回收箱外壁具有定位条，定位条沿回收箱的周向延伸，并通过连接件与浮体连接固定，回收箱顶部开口，由打捞组件将垃圾送入该回收箱内；

回收箱侧壁开设有漏孔，回收箱内垃圾携带的水经漏孔漏出，回收箱上设有罩盖，该罩盖后端通过转轴装设于回收箱后部，回收箱与罩盖之间还装设有推杆，由推杆带动罩盖将回收箱开启或关闭；

监测组件包括图像传感器与水质传感器，图像传感器装配于船壳前部，由图像传感器对周围环境状况以及水面垃圾分布情况进行监测，水质传感器装配于船壳侧部，由水质传感器对水体质量进行监测。

本发明的优点在于：

1.该小型水面垃圾清除机器人的浮体设有一对，浮体之间采用转接板、主动辊以及悬杆相互连接，结构稳固，并且在浮移过程中运行稳定，浮体采用乙烯基酯树脂材料制作，使得其体积小巧，并具备较好的防渗透性和耐水解性，适用于中小型河道的垃圾清除工作；

2.通过一对展臂形成汇集结构，展臂展开后再收合，可将浮体附近的垃圾归拢后再打捞，增加了工作面积，并且可提升打捞效率；

3.限位杆与不同的限位块配合，可改变提升带的倾斜角度，以更好地打捞水面垃圾；

4.回收箱内垃圾携带的水经漏孔漏出，可减轻整个设备的重量，提升其运行的灵活性，回收箱中的垃圾装满之后，盖上罩盖使得垃圾不易洒出；

5.其设置的图像传感器可实时观察周围环境以及水面垃圾的分布情况，给设备的移动与避障带来方便，水质传感器可在设备收集垃圾的同时对水质进行检测，有利于更好地掌握水质情况。

附图说明

图1是本发明提出的小型水面垃圾清除机器人的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是限位孔与限位杆的配合关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3所示，浮移组件包括一对浮体1，浮体之间留有间隙，并通过转接板2相互连接，以提升浮移组件的整体稳定性；在本实施例中，浮体采用乙烯基酯树脂材料制作，其内部开设有气腔，气腔中设有分隔板，由分隔板将气腔分隔成独立气室，乙烯基酯树脂材料的可设计性赋予了结构材料更多的优化设计的机会，具备良好的粘结性能，使浮体具备的耐疲劳性能和抗微裂纹性能，具备优异的力学性能和制造可能性，防渗透性和耐水解性较好，其密度是传统钢材的七分之一，极大的减轻了机器人自身的重量；驱动组件包括一对螺旋桨3，各螺旋桨分别装配于浮体后部，由螺旋桨带动浮体在水面移动；汇集组件包括一对展臂4，各展臂后端分别通过转轴5装设于浮体前部，其前端向浮体前方伸出，并向船壳内侧弯折，浮体与展臂之间还装设有推杆，由推杆带动展臂收合或展开(图中未示出)；各展臂末端分别装设有推板6，推板向展臂内侧弯折，展臂收合时带动推板将水面的垃圾归拢，各推板中分别开设有滤孔，推板归拢垃圾时，水从该滤孔中漏出，以减小推板的运动阻力；打捞组件包括提升带7，该提升带斜向设置，其底端伸入水面下，其顶端位于收储组件上方，提升带上装设有一组刮板8，各刮板沿提升带的宽度方向延伸，并沿提升带的周向顺次排布，提升带运转时带动刮板移动，由刮板带动垃圾从水面向收储组件移动；进一步，提升带顶端包绕于主动辊9上，其底端包绕于从动辊10上，各浮体上分别装设有支座11，主动辊两端分别通过轴承装设于支座中，浮体上装设有驱动电机(图中未示出)，驱动电机的动力输出轴与主动辊衔接，由主动辊带动主动辊运转，提升带两侧分别设有侧板12，侧板顶端通过轴承装配于主动辊上，从动辊两端分别通过轴承装配于侧板底端；提升带上方装设有悬杆13，该悬杆两端分别通过支架14固定于浮体上，悬杆与提升带之间装设有一对吊臂15，各吊臂分别位于侧板外侧，吊臂顶端通过可转动结构与悬杆相连，吊臂底端通过限位杆16相互连接，各侧板中分别开设有限位孔17，限位杆从限位孔中穿过，限位孔内壁设有一组限位块18，各限位块向下方凸出，并沿限位孔的长度方向顺次排布，限位块抵住限位杆外壁，以限定侧板及提升带的倾斜角度；收储组件包括回收箱19，该回收箱位于浮体之间，回收箱外壁具有定位条20，定位条沿回收箱的周向延伸，并通过连接件与浮体连接固定，回收箱顶部开口，由打捞组件将垃圾送入该回收箱内，当回收箱内垃圾堆满时，可将该回收箱取下，将垃圾倒出，再重新装回以供继续收储；回收箱侧壁开设有漏孔，回收箱内垃圾携带的水经漏孔漏出，使得垃圾的重量减轻，提升机器人运动的灵活性，回收箱上设有罩盖21，该罩盖后端通过转轴装设于回收箱后部，回收箱与罩盖之间还装设有推杆，由推杆带动罩盖将回收箱开启或关闭，使垃圾不易洒出；监测组件包括图像传感器22与水质传感器23，图像传感器装配于船壳前部，本实施例中，悬杆上具有安装板，图像传感器装设于该安装板上，所述图像传感器采用CCD相机，由图像传感器对周围环境状况以及水面垃圾分布情况进行监测，监测图像传输至浮体上的控制电路板或远程控制终端，便于控制机器人在水面进行前进、后退、转弯、避障等动作，控制电路板或远程控制终端采用图像识别技术识别水面漂浮物的类型，进行定向打捞，并识别障碍物，以便自动避障，水质传感器装配于船壳侧部，由水质传感器对水体质量进行监测，包括浑浊度、PH值等，并通过无线通信模块实时上传检测数据，为水质治理提供依据。另外，浮体中装设有24V蓄电池，为驱动电机、图像传感器、水质传感器、控制电路板以及无线通信模块供电。本实施例中，该机器人的总长度为820mm，总宽度为510mm，总高度为400mm，体积小巧，适用于中小型河道的垃圾清除。螺旋桨通过可转动结构装配于浮体后部，通过控制螺旋桨的角度和转动方向以实现浮体的前进、后退以及转向等操作。该小型水面垃圾清除机器人的浮体设有一对，浮体之间采用转接板、主动辊以及悬杆相互连接，结构稳固，并且在浮移过程中运行稳定，浮体采用乙烯基酯树脂材料制作，使得其体积小巧，并具备较好的防渗透性和耐水解性，适用于中小型河道的垃圾清除工作；通过一对展臂形成汇集结构，展臂展开后再收合，可将浮体附近的垃圾归拢后再打捞，增加了工作面积，并且可提升打捞效率；限位杆与不同的限位块配合，可改变提升带的倾斜角度，以更好地打捞水面垃圾；回收箱内垃圾携带的水经漏孔漏出，可减轻整个设备的重量，提升其运行的灵活性，回收箱中的垃圾装满之后，盖上罩盖使得垃圾不易洒出；其设置的图像传感器可实时观察周围环境以及水面垃圾的分布情况，给设备的移动与避障带来方便，水质传感器可在设备收集垃圾的同时对水质进行检测，有利于更好地掌握水质情况。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域的技术人员了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种小型水面垃圾清除机器人，其特征在于，包括：

浮移组件，该浮移组件漂浮于水面上；

驱动组件，该驱动组件装配于浮移组件上，由驱动组件带动浮移组件在水面移动；

汇集组件，该汇集组件装配于浮移组件前部，由汇集组件将水面的垃圾归拢；

打捞组件，该打捞组件装配于浮移组件上，并位于汇集汇组件后方，由打捞组件将汇集组件归拢的垃圾打捞离水；

收储组件，该收储组件装配于浮移组件上，并位于打捞组件后方，由打捞组件将打捞后的垃圾送入收储组件中；

监测组件，该监测组件装配于浮移组件上，由监测组件对周围环境状况、水面垃圾分布情况以及水体质量进行监测。

2.根据权利要求1所述的一种小型水面垃圾清除机器人，其特征在于：

浮移组件包括一对浮体，浮体之间留有间隙，并通过转接板相互连接，以提升浮移组件的整体稳定性。

3.根据权利要求2所述的一种小型水面垃圾清除机器人，其特征在于：

浮体采用乙烯基酯树脂材料制作，其内部开设有气腔，气腔中设有分隔板，由分隔板将气腔分隔成独立气室。

4.根据权利要求2所述的一种小型水面垃圾清除机器人，其特征在于：

驱动组件包括一对螺旋桨，各螺旋桨分别装配于浮体后部，由螺旋桨带动浮体在水面移动。

5.根据权利要求2所述的一种小型水面垃圾清除机器人，其特征在于：

汇集组件包括一对展臂，各展臂后端分别通过转轴装设于浮体前部，其前端向浮体前方伸出，并向船壳内侧弯折，浮体与展臂之间还装设有推杆，由推杆带动展臂收合或展开；

各展臂末端分别装设有推板，推板向展臂内侧弯折，展臂收合时带动推板将水面的垃圾归拢，各推板中分别开设有滤孔，推板归拢垃圾时，水从该滤孔中漏出。

6.根据权利要求2所述的一种小型水面垃圾清除机器人，其特征在于：

打捞组件包括提升带，该提升带斜向设置，其底端伸入水面下，其顶端位于收储组件上方，提升带上装设有一组刮板，各刮板沿提升带的宽度方向延伸，并沿提升带的周向顺次排布，提升带运转时带动刮板移动，由刮板带动垃圾从水面向收储组件移动。

7.跟权利要求6所述的一种小型水面垃圾清除机器人，其特征在于：

提升带顶端包绕于主动辊上，其底端包绕于从动辊上，各浮体上分别装设有支座，主动辊两端分别通过轴承装设于支座中，浮体上装设有驱动电机，驱动电机的动力输出轴与主动辊衔接，由主动辊带动主动辊运转，提升带两侧分别设有侧板，侧板顶端通过轴承装配于主动辊上，从动辊两端分别通过轴承装配于侧板底端；

提升带上方装设有悬杆，该悬杆两端分别通过支架固定于浮体上，悬杆与提升带之间装设有一对吊臂，各吊臂分别位于侧板外侧，吊臂顶端通过可转动结构与悬杆相连，吊臂底端通过限位杆相互连接，各侧板中分别开设有限位孔，限位杆从限位孔中穿过，限位孔内壁设有一组限位块，各限位块向下方凸出，并沿限位孔的长度方向顺次排布，限位块抵住限位杆外壁，以限定侧板及提升带的倾斜角度。

8.跟权利要求2所述的一种小型水面垃圾清除机器人，其特征在于：

收储组件包括回收箱，该回收箱位于浮体之间，回收箱外壁具有定位条，定位条沿回收箱的周向延伸，并通过连接件与浮体连接固定，回收箱顶部开口，由打捞组件将垃圾送入该回收箱内。

9.跟权利要求8所述的一种小型水面垃圾清除机器人，其特征在于：

回收箱侧壁开设有漏孔，回收箱内垃圾携带的水经漏孔漏出，回收箱上设有罩盖，该罩盖后端通过转轴装设于回收箱后部，回收箱与罩盖之间还装设有推杆，由推杆带动罩盖将回收箱开启或关闭。

10.根据权利要求2所述的一种小型水面垃圾清除机器人，其特征在于：

监测组件包括图像传感器与水质传感器，图像传感器装配于船壳前部，由图像传感器对周围环境状况以及水面垃圾分布情况进行监测，水质传感器装配于船壳侧部，由水质传感器对水体质量进行监测。