CN112281777B - 一种水面垃圾清除用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人技术领域，尤其是一种水面垃圾清除用机器人，包括浮箱，所述浮箱的表面固定连接有安装板，两个所述浮箱以安装板的轴线为中心呈对称分布。该水面垃圾清除用机器人，通过设置沉浮装置和收集装置，在使用时，通过进水管上电磁阀打开后，水进入浮箱内部，在水进入浮箱内部后，浮箱压力变大逐渐下沉，带动传送筛下沉到半漂浮垃圾的下方后，通过潜水泵将浮箱内部水抽出后，浮箱浮起，带动传送筛和半漂浮垃圾脱离水面，然后通过第二伺服电机带动传送筛运动，将垃圾传送进入连接箱和压缩箱内进行清理收集，从而解决了现有的水面垃圾清理机器人，对于水面半漂浮垃圾无法进行收集清理的问题。

Description

一种水面垃圾清除用机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种水面垃圾清除用机器人。

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。

目前对于水面较为狭窄和水深较浅的河段进行水面垃圾清理时，也有通过采用小型水面垃圾清理机器人进行清理收集。

但是现有的小型水面垃圾清理机器人在清理过程中，由于大多数都是采用传送带式进行收集水面漂浮垃圾，存在对于一些半漂浮的垃圾无法进行收集清理的问题，所以需要一种水面垃圾清除用机器人。

发明内容

基于现有的水面垃圾清理机器人，对于水面半漂浮垃圾无法进行收集清理的技术问题，本发明提出了一种水面垃圾清除用机器人。

本发明提出的一种水面垃圾清除用机器人，包括浮箱，所述浮箱的表面固定连接有安装板，两个所述浮箱以安装板的轴线为中心呈对称分布，所述安装板的上表面固定连接有支撑柱，四个所述支撑柱的顶部固定连接有固定板，所述固定板的上表面固定安装有太阳能电池板，所述安装板的上表面固定连接有安装箱，所述安装箱的内壁固定安装有蓄电池，所述太阳能电池板通过电线与逆变器与蓄电池电性连接，所述安装箱的内壁分别固定安装有控制器、信号转换器和无线信号接收器；

所述安装板的上表面固定连接有收集装置，所述浮箱的内壁固定连接有密封箱，所述密封箱的内壁固定安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的通过电线分别与蓄电池和控制器电性连接，所述浮箱的表面通过轴承固定安装有螺旋桨，所述螺旋桨的一端贯穿并延伸至密封箱的内壁，所述第一伺服电机的输出轴通过联轴器与螺旋桨的一端固定连接，所述浮箱的内壁固定连接有沉浮装置，所述浮箱的表面固定连接有压缩装置。

优选地，所述收集装置包括定位挡板，所述定位挡板的表面与安装板的表面固定连接，两个所述定位挡板以安装板的轴线为中心呈对称分布，所述定位挡板的表面固定连接有横板，所述横板的表面与安装板的表面固定连接，所述定位挡板的表面通过轴承固定安装有主动轴，两个所述主动轴的一端均固定连接有主动辊，所述主动辊的表面与定位挡板的表面滑动连接。

优选地，其中一个所述定位挡板的表面固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机通过电线分别与蓄电池和控制器电性连接，其中一个所述主动轴的另一端贯穿并延伸至定位挡板的表面，所述主动轴的另一端通过联轴器与第二伺服电机的输出轴固定连接，所述浮箱的表面固定通过轴承固定安装有从动轴，两个所述从动轴的一端均固定连接有从动辊，所述从动辊的表面与浮箱的表面滑动连接，所述从动辊和主动辊的表面均转动连接有传送筛，所述传送筛的表面固定连接有挡条，多个所述挡条在传送筛的表面均匀分布。

优选地，所述浮箱的表面固定通过轴承固定安装有压辊，两个所述压辊以安装板的轴线为中心呈对称分布，所述压辊的表面与传送筛的表面滑动连接，所述浮箱的表面固定安装有第一液位传感器，所述第一液位传感器位于压辊的上方，所述第一液位传感器通过电线与控制器电性连接。

优选地，所述沉浮装置包括进水管和潜水泵，所述进水管和潜水泵均固定安装在浮箱的内壁，三个所述进水管在浮箱的内壁均匀分布，所述进水管的一端贯穿并延伸至浮箱的表面，所述进水管的表面固定安装有电磁阀，所述电磁阀通过电线分别与蓄电池和控制器电性连接。

优选地，所述潜水泵通过电线分别与蓄电池和控制器电性连接，所述潜水泵的出水端固定连通有出水管，所述出水管的一端贯穿并延伸至浮箱的表面，所述浮箱的表面固定安装有第二液位传感器，所述第二液位传感器通过电线与控制器电性连接。

优选地，所述压缩装置包括压缩箱，所述压缩箱的表面与浮箱的表面固定连接，所述压缩箱位于传送筛的下方，所述压缩箱的一端表面通过螺栓固定安装有密封端板。

优选地，所述压缩箱的内壁固定连通有连接箱，所述连接箱的一端贯穿并延伸至安装板的上表面，所述压缩箱的内壁固定连接有支撑板，两个所述支撑板以压缩箱的轴线为中心呈对称分布，所述支撑板的表面固定安装有双输出轴电机，所述双输出轴电机通过电线分别与蓄电池和控制器电性连接，所述双输出轴电机的两个输出轴均贯穿并延伸至支撑板的表面。

优选地，所述双输出轴电机的两个输出轴均通过联轴器固定连接有转轴，所述转轴的一端固定连接主动锥形齿轮，所述压缩箱的内壁固定连接有功能板，所述功能板的表面通过轴承固定转动连接有螺纹杆，两个所述螺纹杆以功能板的轴线为中心呈对称分布，所述螺纹杆的一端固定连接有从动锥形齿轮，所述从动锥形齿轮的表面与主动锥形齿轮的表面啮合，所述功能板的表面固定安装有限位开关，所述限位开关通过电线与双输出轴电机电性连接。

优选地，所述压缩箱的内壁滑动连接有压缩板，所述压缩板的表面与螺纹杆的表面螺纹连接，所述压缩箱的内壁固定连接有限位板，两个所述限位板以压缩箱的轴线为中心呈对称分布，所述螺纹杆的一端通过轴承与限位板的表面固定转动连接。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置收集装置，在使用时，通过第一伺服电机带动螺旋桨转动，推动浮箱运动，通过第二伺服电机带动传送筛和挡条运动，对水面漂浮的垃圾进行收集传送至连接箱和压缩箱内部，从而达到了对水面垃圾进行清除收集的效果。

2、通过设置沉浮装置和收集装置，在使用时，通过进水管上电磁阀打开后，水进入浮箱内部，在水进入浮箱内部后，浮箱压力变大逐渐下沉，带动传送筛下沉到半漂浮垃圾的下方后，通过潜水泵将浮箱内部水抽出后，浮箱浮起，带动传送筛和半漂浮垃圾脱离水面，然后通过第二伺服电机带动传送筛运动，将垃圾传送进入连接箱和压缩箱内进行清理收集，从而解决了现有的水面垃圾清理机器人，对于水面半漂浮垃圾无法进行收集清理的问题。

3、通过设置压缩装置，在使用时，通过收集装置和沉浮装置收集的垃圾进入压缩箱内后，通过控制器控制双输出轴电机工作，带动压缩板运动，对压缩箱内部的垃圾进行压缩处理，从而达到了自动对收集后的垃圾进行压缩，持续收集的效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种水面垃圾清除用机器人的示意图；

图2为本发明提出的一种水面垃圾清除用机器人的安装箱结构剖视图；

图3为本发明提出的一种水面垃圾清除用机器人的浮箱结构剖视图；

图4为本发明提出的一种水面垃圾清除用机器人的浮箱结构立体图；

图5为本发明提出的一种水面垃圾清除用机器人的压缩箱结构半剖图；

图6为本发明提出的一种水面垃圾清除用机器人的压缩箱结构剖视图。

图中：1、浮箱；2、安装板；3、支撑柱；4、固定板；5、太阳能电池板；6、安装箱；7、蓄电池；8、控制器；9、信号转换器；10、无线信号接收器；11、密封箱；12、第一伺服电机；13、螺旋桨；14、定位挡板；141、横板；142、主动轴；143、主动辊；144、第二伺服电机；145、从动轴；146、从动辊；147、传送筛；148、挡条；149、压辊；1410、第一液位传感器；15、进水管；151、潜水泵；152、电磁阀；153、出水管；154、第二液位传感器；16、压缩箱；161、密封端板；162、连接箱；163、支撑板；164、双输出轴电机；165、转轴；166、主动锥形齿轮；167、功能板；168、螺纹杆；169、从动锥形齿轮；1610、限位开关；1611、压缩板；1612、限位板。

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。

参照图1-6，一种水面垃圾清除用机器人，包括浮箱1，浮箱1的表面固定连接有安装板2，两个浮箱1以安装板2的轴线为中心呈对称分布，安装板2的上表面固定连接有支撑柱3，四个支撑柱3的顶部固定连接有固定板4，固定板4的上表面固定安装有太阳能电池板5，安装板2的上表面固定连接有安装箱6，安装箱6的内壁固定安装有蓄电池7，太阳能电池板5通过电线与逆变器与蓄电池7电性连接，安装箱6的内壁分别固定安装有控制器8、信号转换器9和无线信号接收器10；

安装板2的上表面固定连接有收集装置，浮箱1的内壁固定连接有密封箱11，密封箱11的内壁固定安装有第一伺服电机12，第一伺服电机12的通过电线分别与蓄电池7和控制器8电性连接，浮箱1的表面通过轴承固定安装有螺旋桨13，螺旋桨13的一端贯穿并延伸至密封箱11的内壁，第一伺服电机12的输出轴通过联轴器与螺旋桨13的一端固定连接，浮箱1的内壁固定连接有沉浮装置，浮箱1的表面固定连接有压缩装置；

收集装置包括定位挡板14，定位挡板14的表面与安装板2的表面固定连接，两个定位挡板14以安装板2的轴线为中心呈对称分布，定位挡板14的表面固定连接有横板141，横板141的表面与安装板2的表面固定连接，定位挡板14的表面通过轴承固定安装有主动轴142，两个主动轴142的一端均固定连接有主动辊143，主动辊143的表面与定位挡板14的表面滑动连接，其中一个定位挡板14的表面固定安装有第二伺服电机144，第二伺服电机144通过电线分别与蓄电池7和控制器8电性连接，其中一个主动轴142的另一端贯穿并延伸至定位挡板14的表面，主动轴142的另一端通过联轴器与第二伺服电机144的输出轴固定连接，浮箱1的表面固定通过轴承固定安装有从动轴145，两个从动轴145的一端均固定连接有从动辊146，从动辊146的表面与浮箱1的表面滑动连接，从动辊146和主动辊143的表面均转动连接有传送筛147，传送筛147的表面固定连接有挡条148，多个挡条148在传送筛147的表面均匀分布；

浮箱1的表面固定通过轴承固定安装有压辊149，两个压辊149以安装板2的轴线为中心呈对称分布，压辊149的表面与传送筛147的表面滑动连接，浮箱1的表面固定安装有第一液位传感器1410，第一液位传感器1410位于压辊149的上方，第一液位传感器1410通过电线与控制器8电性连接；

通过设置收集装置，在使用时，通过第一伺服电机12带动螺旋桨13转动，推动浮箱1运动，通过第二伺服电机144带动传送筛147和挡条148运动，对水面漂浮的垃圾进行收集传送至连接箱162和压缩箱16内部，从而达到了对水面垃圾进行清除收集的效果；

沉浮装置包括进水管15和潜水泵151，进水管15和潜水泵151均固定安装在浮箱1的内壁，三个进水管15在浮箱1的内壁均匀分布，进水管15的一端贯穿并延伸至浮箱1的表面，进水管15的表面固定安装有电磁阀152，电磁阀152通过电线分别与蓄电池7和控制器8电性连接，潜水泵151通过电线分别与蓄电池7和控制器8电性连接，潜水泵151的出水端固定连通有出水管153，出水管153的一端贯穿并延伸至浮箱1的表面，浮箱1的表面固定安装有第二液位传感器154，第二液位传感器154通过电线与控制器8电性连接；

压缩装置包括压缩箱16，压缩箱16的表面与浮箱1的表面固定连接，压缩箱16位于传送筛147的下方，压缩箱16的一端表面通过螺栓固定安装有密封端板161，压缩箱16的内壁固定连通有连接箱162，连接箱162的一端贯穿并延伸至安装板2的上表面，压缩箱16的内壁固定连接有支撑板163，两个支撑板163以压缩箱16的轴线为中心呈对称分布，支撑板163的表面固定安装有双输出轴电机164，双输出轴电机164通过电线分别与蓄电池7和控制器8电性连接，双输出轴电机164的两个输出轴均贯穿并延伸至支撑板163的表面；

双输出轴电机164的两个输出轴均通过联轴器固定连接有转轴165，转轴165的一端固定连接主动锥形齿轮166，压缩箱16的内壁固定连接有功能板167，功能板167的表面通过轴承固定转动连接有螺纹杆168，两个螺纹杆168以功能板167的轴线为中心呈对称分布；

进一步地，两个螺纹杆168的螺纹旋向相反，从而达到了同步带动压缩板1611运动的效果；

螺纹杆168的一端固定连接有从动锥形齿轮169，从动锥形齿轮169的表面与主动锥形齿轮166的表面啮合，功能板167的表面固定安装有限位开关1610，限位开关1610通过电线与双输出轴电机164电性连接，压缩箱16的内壁滑动连接有压缩板1611，压缩板1611的表面与螺纹杆168的表面螺纹连接，压缩箱16的内壁固定连接有限位板1612，两个限位板1612以压缩箱16的轴线为中心呈对称分布，螺纹杆168的一端通过轴承与限位板1612的表面固定转动连接；

通过设置压缩装置，在使用时，通过收集装置和沉浮装置收集的垃圾进入压缩箱16内后，通过控制器8控制双输出轴电机164工作，带动压缩板1611运动，对压缩箱16内部的垃圾进行压缩处理，从而达到了自动对收集后的垃圾进行压缩，持续收集的效果；

通过设置沉浮装置和收集装置，在使用时，通过进水管15上电磁阀152打开后，水进入浮箱1内部，在水进入浮箱1内部后，浮箱1压力变大逐渐下沉，带动传送筛147下沉到半漂浮垃圾的下方后，通过潜水泵151将浮箱1内部水抽出后，浮箱1浮起，带动传送筛147和半漂浮垃圾脱离水面，然后通过第二伺服电机144带动传送筛147运动，将垃圾传送进入连接箱162和压缩箱16内进行清理收集，从而解决了现有的水面垃圾清理机器人，对于水面半漂浮垃圾无法进行收集清理的问题。

工作原理：在使用时，通过太阳能电池板5和蓄电池7对机器人进行供电，在对水面漂浮垃圾进行清理收集时，通过无线遥控器发出电信号，由无线信号接收器10接收控制信号后，通过信号转换器9将信号传递到控制器8，通过控制器8控制第一伺服电机12工作，第一伺服电机12的输出轴通过联轴器带动螺旋桨13工作，推动浮箱1以及整个机器人进行运动，在机器人运动到漂浮垃圾处时，通过控制器8控制第二伺服电机144启动，第二伺服电机144的输出轴通过联轴器带动主动轴142和主动辊143转动，带动传送筛147运动，在垃圾漂浮到传送筛147上方时，通过传送筛147以及传送筛147上的挡条148运动，将垃圾送入连接箱162内，在垃圾进入连接箱162内后掉落进入压缩箱16内；

在收集到一定时间后，通过控制器8控制双输出轴电机164工作，双输出轴电机164的两个输出轴通过联轴器带动转轴165转动，转轴165带动主动锥形齿轮166转动，主动锥形齿轮166带动从动锥形齿轮169和两个螺纹杆168转动，两个螺纹杆168同时转动，带动压缩板1611运动，压缩板1611在压缩箱16内壁运动，推动压缩箱16内部垃圾移动与密封端板161插接压缩，在压缩后，控制器8通过程序自动控制双输出轴电机164反转，带动螺纹杆168反转，带动压缩板1611反向运动复位，在压缩板1611的表面与限位开关1610的表面接触后，限位开关1610发出电信号控制双输出轴电机164停止；

在对于半漂浮垃圾收集清理时，通过控制器8控制电磁阀152打开，河流上水通过进水管15进入浮箱1内部，在浮箱1内部进水后，在水的重力下，浮箱1向水面下下沉，在下沉到第一液位传感器1410与河流水面接触后，第一液位传感器1410发出电信号，反馈到控制器8，控制器8自动控制电磁阀152关闭，然后通过第一伺服电机12带动螺旋桨13转动，将传送筛147移动到半漂浮垃圾的下方，然后通过控制器8控制潜水泵151工作，潜水泵151将浮箱1内部的水通过出水管153抽出，在浮箱1内部水抽出时，浮箱1逐渐上浮，在浮箱1上浮到浮箱1表面第二液位传感器154脱离水面后，潜水泵151停止工作，控制器8控制第二伺服电机144，通过传送筛147和挡条148将垃圾传送进入连接箱162和压缩箱16内。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种水面垃圾清除用机器人，包括浮箱（1），其特征在于：所述浮箱（1）的表面固定连接有安装板（2），两个所述浮箱（1）以安装板（2）的轴线为中心呈对称分布，所述安装板（2）的上表面固定连接有支撑柱（3），四个所述支撑柱（3）的顶部固定连接有固定板（4），所述固定板（4）的上表面固定安装有太阳能电池板（5），所述安装板（2）的上表面固定连接有安装箱（6），所述安装箱（6）的内壁固定安装有蓄电池（7），所述太阳能电池板（5）通过电线与逆变器与蓄电池（7）电性连接，所述安装箱（6）的内壁分别固定安装有控制器（8）、信号转换器（9）和无线信号接收器（10）；

所述安装板（2）的上表面固定连接有收集装置，所述浮箱（1）的内壁固定连接有密封箱（11），所述密封箱（11）的内壁固定安装有第一伺服电机（12），所述第一伺服电机（12）的通过电线分别与蓄电池（7）和控制器（8）电性连接，所述浮箱（1）的表面通过轴承固定安装有螺旋桨（13），所述螺旋桨（13）的一端贯穿并延伸至密封箱（11）的内壁，所述第一伺服电机（12）的输出轴通过联轴器与螺旋桨（13）的一端固定连接，所述浮箱（1）的内壁固定连接有沉浮装置，所述浮箱（1）的表面固定连接有压缩装置；

所述收集装置包括定位挡板（14），所述定位挡板（14）的表面与安装板（2）的表面固定连接，两个所述定位挡板（14）以安装板（2）的轴线为中心呈对称分布，所述定位挡板（14）的表面固定连接有横板（141），所述横板（141）的表面与安装板（2）的表面固定连接，所述定位挡板（14）的表面通过轴承固定安装有主动轴（142），两个所述主动轴（142）的一端均固定连接有主动辊（143），所述主动辊（143）的表面与定位挡板（14）的表面滑动连接；

其中一个所述定位挡板（14）的表面固定安装有第二伺服电机（144），所述第二伺服电机（144）通过电线分别与蓄电池（7）和控制器（8）电性连接，其中一个所述主动轴（142）的另一端贯穿并延伸至定位挡板（14）的表面，所述主动轴（142）的另一端通过联轴器与第二伺服电机（144）的输出轴固定连接，所述浮箱（1）的表面固定通过轴承固定安装有从动轴（145），两个所述从动轴（145）的一端均固定连接有从动辊（146），所述从动辊（146）的表面与浮箱（1）的表面滑动连接，所述从动辊（146）和主动辊（143）的表面均转动连接有传送筛（147），所述传送筛（147）的表面固定连接有挡条（148），多个所述挡条（148）在传送筛（147）的表面均匀分布；

所述浮箱（1）的表面固定通过轴承固定安装有压辊（149），两个所述压辊（149）以安装板（2）的轴线为中心呈对称分布，所述压辊（149）的表面与传送筛（147）的表面滑动连接，所述浮箱（1）的表面固定安装有第一液位传感器（1410），所述第一液位传感器（1410）位于压辊（149）的上方，所述第一液位传感器（1410）通过电线与控制器（8）电性连接；

所述沉浮装置包括进水管（15）和潜水泵（151），所述进水管（15）和潜水泵（151）均固定安装在浮箱（1）的内壁，三个所述进水管（15）在浮箱（1）的内壁均匀分布，所述进水管（15）的一端贯穿并延伸至浮箱（1）的表面，所述进水管（15）的表面固定安装有电磁阀（152），所述电磁阀（152）通过电线分别与蓄电池（7）和控制器（8）电性连接；

所述潜水泵（151）通过电线分别与蓄电池（7）和控制器（8）电性连接，所述潜水泵（151）的出水端固定连通有出水管（153），所述出水管（153）的一端贯穿并延伸至浮箱（1）的表面，所述浮箱（1）的表面固定安装有第二液位传感器（154），所述第二液位传感器（154）通过电线与控制器（8）电性连接；

所述压缩装置包括压缩箱（16），所述压缩箱（16）的表面与浮箱（1）的表面固定连接，所述压缩箱（16）位于传送筛（147）的下方，所述压缩箱（16）的一端表面通过螺栓固定安装有密封端板（161）；

所述压缩箱（16）的内壁固定连通有连接箱（162），所述连接箱（162）的一端贯穿并延伸至安装板（2）的上表面，所述压缩箱（16）的内壁固定连接有支撑板（163），两个所述支撑板（163）以压缩箱（16）的轴线为中心呈对称分布，所述支撑板（163）的表面固定安装有双输出轴电机（164），所述双输出轴电机（164）通过电线分别与蓄电池（7）和控制器（8）电性连接，所述双输出轴电机（164）的两个输出轴均贯穿并延伸至支撑板（163）的表面；

所述双输出轴电机（164）的两个输出轴均通过联轴器固定连接有转轴（165），所述转轴（165）的一端固定连接主动锥形齿轮（166），所述压缩箱（16）的内壁固定连接有功能板（167），所述功能板（167）的表面通过轴承固定转动连接有螺纹杆（168），两个所述螺纹杆（168）以功能板（167）的轴线为中心呈对称分布，所述螺纹杆（168）的一端固定连接有从动锥形齿轮（169），所述从动锥形齿轮（169）的表面与主动锥形齿轮（166）的表面啮合，所述功能板（167）的表面固定安装有限位开关（1610），所述限位开关（1610）通过电线与双输出轴电机（164）电性连接；

所述压缩箱（16）的内壁滑动连接有压缩板（1611），所述压缩板（1611）的表面与螺纹杆（168）的表面螺纹连接，所述压缩箱（16）的内壁固定连接有限位板（1612），两个所述限位板（1612）以压缩箱（16）的轴线为中心呈对称分布，所述螺纹杆（168）的一端通过轴承与限位板（1612）的表面固定转动连接。

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