CN112411507A - 一种水面清洁机器人 - Google Patents

Abstract

一种水面清洁机器人，包括安装板、储药箱、收集机构、喷药机构、剪草机构和四个螺旋桨，所述收集机构设置于安装板的左侧，所述剪草机构设置于安装板的下方，所述喷药机构设置于安装板的右侧，所述储药箱固定连接于安装板的上表面，四个所述螺旋桨安装于安装板的底面；本发明通过设置收集机构，转轴转动和多级伸缩筒的伸缩带动收集布张开和收卷，装置移动时将垃圾和水草推行至岸边，收集机构体积小重量轻，打捞率高；设置喷药机构，药水经过水泵进入第一U型空心筒从出料孔溢出，对水域喷射除药水，起到预防水域有害微生物生长的作用，第二气泵泵入气体经第二U型空心筒从单向通气阀溢出，加快了药水的扩散。

Description

一种水面清洁机器人

技术领域

本发明涉及环保机器人技术领域，特别涉及一种水面清洁机器人。

背景技术

再人类生活领域内，水域表面会漂浮垃圾，在富营养化的水域下面还易生长过多水草，如果不及时清理，这些垃圾及水草会严重污染水质，导致水中大量鱼类等动物死亡，进而影响人类的生活，而人工清理这些垃圾需要消耗大量的人力和财力且存在一定的安全风险；

为了能快速清理水中垃圾，人们发明了水面清理机器人，例如专利号为：201710128263.4的中国专利公开了一种水面清洁机器人，其包括浮力单元、能量单元、收集单元、扩增板、控制器、方向调整单元、蓝牙发射模块和遥控器，能量单元安装在连接浮力舱上；收集单元位于浮力单元中间位置；扩增板安装在收集单元前方；控制器位于后置浮力舱上方；方向调整单元安装在后置浮力舱中部；蓝牙发射模块位于后置浮力舱右侧；遥控器独立于机器人之外进行工作，能够在实现漂浮物收集的同时移动装置，减少清洁设备本身的重量，从而提高本发明的续航能力；

然而，如上述专利所示的现有水面清洁机器人还存在有以下不足之处：单次收集垃圾量受到收集单元容积限制，而增大收集单元的容积会导致装置体积过大质量过重，单次打捞效率低，另外上述专利装置不具有喷药的功能，不能起到预防有害微生物生长的作用，且对于水下过多的水草起不到清洁作用，水域清洁不彻底；

因此，我们急需发明一种能够预防有害微生物生长、清洁水下过多水草、提高单次打捞效率的水面清洁机器人以解决上述技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种水面清洁机器人，其通过设置喷药机构能够预防有害微生物生长；通过设置剪草机构清洁水下过多水草，通过设置收集机构提高单次打捞效率，从而解决了背景技术中存在的技术问题。

本发明所使用的技术方案是：一种水面清洁机器人，包括安装板、储药箱、收集机构、喷药机构、剪草机构、四个螺旋桨和控制装置；

所述收集机构设置于安装板的左侧，所述剪草机构设置于安装板的下方，所述喷药机构设置于安装板的右侧，所述储药箱固定连接于安装板的上表面，四个所述螺旋桨安装于安装板的底面，所述控制装置安装在储药箱上方；

所述收集机构包括连接块、两个第一气泵和两个电动伸缩杆，所述连接块的左侧面固定连接于安装板的右侧面，所述连接块的上表面固定连接有T型块，所述T型块的外表面固定连接有两个第一电机，每个所述第一电机的输出端均固定连接有转轴，每个所述转轴的底端均贯穿连接块并延伸至连接块的下方，且转轴通过第一轴承与连接块为转动连接，所述连接块的外部设有两个连柱，每个所述连柱的外表面均固定连接有两个多级伸缩筒，每个所述多级伸缩筒均铰接于连接块的外表面，每个所述多级伸缩筒的外表面均螺纹连接有螺纹塞，每个所述转轴的外表面均固定缠绕有收集布，每个所述收集布远离转轴的一端均固定连接于连柱的外表面，每个所述收集布的外表面均固定连接有等距离排列的固定带，每个所述第一气泵均固定连接于储药箱的上表面，每个所述第一气泵的输出端均固定连接有三通管，每个所述三通管的输出端分别与多级伸缩筒相连通，每个所述电动伸缩杆均铰接于储药箱的外表面，每个所述电动伸缩杆的伸缩端均铰接于T型块的外表面；

所述喷药机构包括水泵和第二气泵，所述水泵和第二气泵均固定连接于安装板的上表面，所述安装板的下方设有第一U型空心筒和第二U型空心筒，且第一U型空心筒的底面固定连接于第二U型空心筒的上表面，所述水泵的输入端与储药箱相连通，所述水泵的输出端与第一U型空心筒相连通，所述第二气泵的输出端与第二U型空心筒相连通,所述第二U型空心筒的上表面固定连通有等距离排列的单向通气阀，所述第一U型空心筒的上表面开设有等距离排列的出料孔。

进一步的，所述剪草机构包括两个第二电机，每个所述第二电机均固定连接于储药箱的外表面，每个所述第二电机的输出端均固定连接有第一螺纹筒，每个所述第一螺纹筒的底端均贯穿安装板并延伸至安装板的下方，且安装板与第一螺纹筒通过第二轴承转动连接，每个所述第一螺纹筒的内部均螺纹连接有第二螺纹筒，每个所述第二螺纹筒的内部均螺纹连接有第三螺纹筒，每个所述第三螺纹筒的内部均螺纹连接有螺纹杆，所述安装板的下方设有连板，每个所述螺纹杆的底端均固定连接于连板的上表面，所述连板的上表面固定连接有四个导向杆，每个所述导向杆的顶端均贯穿安装板并延伸至安装板的上方，且安装板与导向杆为滑动连接，所述连板的上表面固定镶嵌有第三电机，所述第三电机的输出端固定连接有刀具。

进一步的，所述连接块的右侧设有弧形挡板，所述弧形挡板的外表面固定连接于连接块的外表面。

进一步的，所述安装板的外表面固定连接有延伸板，所述延伸板的底面固定连接有气囊。

进一步的，所述延伸板的底面固定连接有两个固定板，每个所述固定板的底面均安装有两个行走轮。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：

1、本发明通过设置收集机构，转轴转动和多级伸缩筒的伸缩带动收集布张开和收卷，装置移动时将垃圾和水草推行至岸边，收集机构体积小重量轻，打捞率高。

2、本发明通过设置喷药机构，药水经过水泵进入第一U型空心筒从出料孔溢出，对水域喷射除药水，起到预防水域有害微生物生长的作用，第二气泵泵入气体经第二U型空心筒从单向通气阀溢出，加快了药水的扩散。

3、本发明通过设置剪草机构，刀具对水面下的水草进行切割，便于后续清理多余水草，第一螺纹筒、第二螺纹筒、第三螺纹筒和螺纹杆的螺纹连接，使得装置体积小但伸长量长，便于大范围调节刀具的深度。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为本发明正视的立体结构示意图。

图3为本发明除去电动伸缩杆和螺纹塞的收集机构的立体结构示意图。

图4为本发明喷药机构和剪草机构的连接示意图。

图5为本发明固定板和气囊的连接示意图。

图6为本发明第一螺纹筒和第二螺纹筒的连接关系剖视图。

图7为本发明第一气泵和多级伸缩筒的连接关系示意图。

图8为本发明第一U型空心筒和第一U型空心筒的连接关系示意图。

附图标号：1、安装板；2、固定板；3、延伸板；4、收集机构；40、第一气泵；41、连接块；42、三通管；43、转轴；44、多级伸缩筒；45、固定带；46、收集布；47、连柱；48、第一电机；49、T型块；410、电动伸缩杆；411、螺纹塞；5、喷药机构；51、水泵；52、第二气泵；53、第一U型空心筒；54、第二U型空心筒；55、单向通气阀；56、出料孔；6、剪草机构；60、第三电机；61、第二电机；62、第一螺纹筒；63、第二螺纹筒；64、第三螺纹筒；65、螺纹杆；66、刀具；67、导向杆；68、连板；7、气囊；8、弧形挡板；9、储药箱；10、螺旋桨。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例，如图1-8所示，一种水面清洁机器人，包括安装板1、储药箱9、收集机构4、喷药机构5、剪草机构6、四个螺旋桨10和控制装置；

收集机构4设置于安装板1的左侧，剪草机构6设置于安装板1的下方，喷药机构5设置于安装板1的右侧，储药箱9固定连接于安装板1的上表面，四个螺旋桨10安装于安装板1的底面，控制装置安装在储药箱9上方，控制装置为远程控制方式，使用者通过遥控器或操作台远程控制机器人动作，机器人上的控制装置通过PLC进行程序驱动，PLC中实现灌入对应执行程序；

收集机构4包括连接块41、两个第一气泵40和两个电动伸缩杆410，连接块41的左侧面固定连接于安装板1的右侧面，连接块41的上表面固定连接有T型块49，T型块49的外表面固定连接有两个第一电机48，第一电机48的额定功率为500W，每个第一电机48的输出端均固定连接有转轴43，每个转轴43的底端均贯穿连接块41并延伸至连接块41的下方，且转轴43通过第一轴承与连接块41为转动连接，连接块41的外部设有两个连柱47，每个连柱47的外表面均固定连接有两个多级伸缩筒44，每个多级伸缩筒44均铰接于连接块41的外表面，每个多级伸缩筒44的外表面均螺纹连接有螺纹塞411，每个转轴43的外表面均固定缠绕有收集布46，每个收集布46远离转轴43的一端均固定连接于连柱47的外表面，每个收集布46的外表面均固定连接有等距离排列的固定带45，每个第一气泵40均固定连接于储药箱9的上表面，每个第一气泵40的输出端均固定连接有三通管42，每个三通管42的输出端分别与多级伸缩筒44相连通，每个电动伸缩杆410均铰接于储药箱9的外表面，每个电动伸缩杆410的伸缩端均铰接于T型块49的外表面，具体地，同时启动第一电机48和第一气泵40，第一气泵40经过三通管42向多级伸缩筒44内充气从而使多级伸缩筒44伸长带动连柱47远离转轴43，与此同时第一电机48带动转轴43转动，连柱47拉住收集布46延伸，将固定带45系于多级伸缩筒44上，装置移动时即可推动水面漂浮的垃圾杂草移至岸边，收集装置轻便可收缩且单次打捞效率高，当行至岸边时，电动伸缩杆410伸缩端伸长一定长度直至两个多级伸缩筒44的方向成180度时，可将垃圾完全推至岸边便于打捞人员打捞，需要注意的是，多级伸缩筒44中各级伸缩筒直接通过密封垫密封，收卷收集布46时，解开固定带45，扭出螺纹塞411，将多级伸缩筒44内的空气放出，启动第一电机48，第一电机48反转将收集布46收卷在转轴43上，第一电机48再反转一定余量将收集布46卷紧，与此同时，多级伸缩筒44压缩至最短状态；通过在连接块41的右侧设有弧形挡板8；具体地，装置在行进过程中，垃圾水草被收集在收集布46的前方，弧形挡板8起到了隔挡作用，避免垃圾杂草缠绕在转轴43上。

喷药机构5包括水泵51和第二气泵52，水泵51和第二气泵52均固定连接于安装板1的上表面，安装板1的下方设有第一U型空心筒53和第二U型空心筒54，且第一U型空心筒53的底面固定连接于第二U型空心筒54的上表面，水泵51的输入端与储药箱9相连通，水泵51的输出端与第一U型空心筒53相连通，第二气泵52的输出端与第二U型空心筒54相连通,第二U型空心筒54的上表面固定连通有等距离排列的单向通气阀55，第一U型空心筒53的上表面开设有等距离排列的出料孔56，具体地，喷药机构5将储药箱9内存储的药水泵入第一U型空心筒53内，并经过出料孔56散发至水下，与此同时，第二气泵52向第二U型空心筒54内泵入气体，气体经过第二U型空心筒54和单向通气阀55进入水中形成气泡，气泡在水中扩散带动药水向水域扩散，使得药水扩散范围更广，速度更快。

本实施例的另一种实施方式中，除与上一个实施例相同的零件外，剪草机构6包括两个第二电机61，第二电机61的额定功率为300W，每个第二电机61均固定连接于储药箱9的外表面，每个第二电机61的输出端均固定连接有第一螺纹筒62，每个第一螺纹筒62的底端均贯穿安装板1并延伸至安装板1的下方，且安装板1与第一螺纹筒62通过第二轴承转动连接，每个第一螺纹筒62的内部均螺纹连接有第二螺纹筒63，每个第二螺纹筒63的内部均螺纹连接有第三螺纹筒64，每个第三螺纹筒64的内部均螺纹连接有螺纹杆65，安装板1的下方设有连板68，每个螺纹杆65的底端均固定连接于连板68的上表面，连板68的上表面固定连接有四个导向杆67，每个导向杆67的顶端均贯穿安装板1并延伸至安装板1的上方，且安装板1与导向杆67为滑动连接，连板68的上表面固定镶嵌有第三电机60，第三电机60的额定功率是1000W，第三电机60的输出端固定连接有刀具66；具体地，启动第二电机61，第二电机61转动带动第一螺纹筒62转动，因为螺纹杆65固定连接于连板68上，第二螺纹筒63、第三螺纹筒64和螺纹杆65转出第一螺纹筒62内，当第二螺纹筒63转至第一螺纹筒62最底端时，第二螺纹筒63与第一螺纹筒62同步转动，同理，第三螺纹筒64与螺纹杆65均转至最长状态时，第二电机61停止工作，值得注意的是，可根据所需控制第二电机61从而确定连板68的深度，启动第三电机60，刀具66转动将水下水草隔断清理。

本实施例的另一种实施方式中，除与上一个实施例相同的零件外，安装板1的外表面固定连接有延伸板3，延伸板3的底面固定连接有气囊7，具体地，延伸板3扩大装置与水面接触面积，气囊7增加装置的浮力，确保装置稳定的漂浮于水面上；延伸板3的底面固定连接有两个固定板2，每个固定板2的底面均安装有两个行走轮；具体地，当装置清理完成放回陆地时，通过固定板2上的行走轮便于移动装置。

本发明的工作原理为：使用时，通过远程遥控器同时启动第一电机48和第一气泵40，第一气泵40经过三通管42向多级伸缩筒44内充气从而使多级伸缩筒44伸长带动连柱47远离转轴43，与此同时第一电机48带动转轴43转动，连柱47拉住收集布46延伸，将固定带45系于多级伸缩筒44上，装置移动时即可推动水面漂浮的垃圾杂草移至岸边，收集装置轻便可收缩且单次打捞效率高，当行至岸边时，电动伸缩杆410伸缩端伸长一定长度直至两个多级伸缩筒44的方向成180度时，可将垃圾完全推至岸边便于打捞人员打捞，启动第一电机48，第一电机48反转将收集布46收卷在转轴43上，第一电机48再反转一定余量将收集布46卷紧，与此同时，多级伸缩筒44压缩至最短状态；装置在行进过程中，垃圾水草被收集在收集布46的前方，弧形挡板8起到了隔挡作用，避免垃圾杂草缠绕在转轴43上；喷药机构5将储药箱9内存储的药水泵入第一U型空心筒53内，并经过出料孔56散发至水下，与此同时，第二气泵52向第二U型空心筒54内泵入气体，气体经过第二U型空心筒54和单向通气阀55进入水中形成气泡，气泡在水中扩散带动药水向水域扩散，使得药水扩散范围更广，速度更快；启动第二电机61，第二电机61转动带动第一螺纹筒62转动，因为螺纹杆65固定连接于连板68上，第二螺纹筒63、第三螺纹筒64和螺纹杆65转出第一螺纹筒62内，当第二螺纹筒63转至第一螺纹筒62最底端时，第二螺纹筒63与第一螺纹筒62同步转动，同理，第三螺纹筒64与螺纹杆65均转至最长状态时，第二电机61停止工作，值得注意的是，可根据所需控制第二电机61从而确定连板68的深度，启动第三电机60，刀具66转动将水下水草隔断清理。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员能够在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种水面清洁机器人，其特征在于，包括安装板（1）、储药箱（9）、收集机构（4）、喷药机构（5）、剪草机构（6）、四个螺旋桨（10）和控制装置；

所述收集机构（4）设置于安装板（1）的左侧，所述剪草机构（6）设置于安装板（1）的下方，所述喷药机构（5）设置于安装板（1）的右侧，所述储药箱（9）固定连接于安装板（1）的上表面，四个所述螺旋桨（10）安装于安装板（1）的底面，所述控制装置安装在储药箱（9）上方；

所述收集机构（4）包括：连接块（41）、第一气泵（40）、三通管（42）、转轴（43）、多级伸缩筒（44）、固定带（45）、收集布（46）、连柱（47）、第一电机（48）、T型块（49）、电动伸缩杆（410）和螺纹塞（411）；所述连接块（41）的左侧面固定连接于安装板（1）的右侧面，所述连接块（41）的上表面固定连接有T型块（49），所述T型块（49）的外表面固定连接有两个第一电机（48），每个所述第一电机（48）的输出端均固定连接有转轴（43），每个所述转轴（43）的底端均贯穿连接块（41）并延伸至连接块（41）的下方，且转轴（43）通过第一轴承与连接块（41）为转动连接，所述连接块（41）的外部设有两个连柱（47），每个所述连柱（47）的外表面均固定连接有两个多级伸缩筒（44），每个所述多级伸缩筒（44）均铰接于连接块（41）的外表面，每个所述多级伸缩筒（44）的外表面均螺纹连接有螺纹塞（411），每个所述转轴（43）的外表面均固定缠绕有收集布（46），每个所述收集布（46）远离转轴（43）的一端均固定连接于连柱（47）的外表面，每个所述收集布（46）的外表面均固定连接有等距离排列的固定带（45），每个所述第一气泵（40）均固定连接于储药箱（9）的上表面；

每个所述第一气泵（40）的输出端均固定连接有三通管（42），每个所述三通管（42）的输出端分别与多级伸缩筒（44）相连通，每个所述电动伸缩杆（410）均铰接于储药箱（9）的外表面，每个所述电动伸缩（410）的伸缩端均铰接于T型块49的外表面；

所述喷药机构（5）包括：水泵（51）、第二气泵（52）、第一U型空心筒（53）、第二U型空心筒（54）、单向通气阀（55）和出料孔（56）；所述水泵（51）和第二气泵（52）均固定连接于安装板（1）的上表面，所述安装板（1）的下方设有第一U型空心筒（53）和第二U型空心筒（54），且第一U型空心筒（53）的底面固定连接于第二U型空心筒（54）的上表面，所述水泵（51）的输入端与储药箱（9）相连通，所述水泵（51）的输出端与第一U型空心筒（53）相连通，所述第二气泵（52）的输出端与第二U型空心筒（54）相连通,所述第二U型空心筒（54）的上表面固定连通有等距离排列的单向通气阀（55），所述第一U型空心筒（53）的上表面开设有等距离排列的出料孔（56）。

2.根据权利要求1所述的一种水面清洁机器人，其特征在于，所述剪草机构（6）包括：第二电机（61）、第一螺纹筒（62）、第二螺纹筒（63）、第三螺纹筒（64）、螺纹杆（65）、刀具（66）、导向杆（67）和连板（68）；

所述第二电机（61）共有两个，每个所述第二电机（61）均固定连接于储药箱（9）的外表面，每个所述第二电机（61）的输出端均固定连接有第一螺纹筒（62），每个所述第一螺纹筒（62）的底端均贯穿安装板（1）并延伸至安装板（1）的下方，且安装板（1）与第一螺纹筒（62）通过第二轴承转动连接，每个所述第一螺纹筒（62）的内部均螺纹连接有第二螺纹筒（63），每个所述第二螺纹筒（63）的内部均螺纹连接有第三螺纹筒（64），每个所述第三螺纹筒（64）的内部均螺纹连接有螺纹杆（65）；

所述安装板（1）的下方设有连板（68），每个所述螺纹杆（65）的底端均固定连接于连板（68）的上表面，所述连板（68）的上表面固定连接有四个导向杆（67），每个所述导向杆（67）的顶端均贯穿安装板（1）并延伸至安装板（1）的上方，且安装板（1）与导向杆（67）为滑动连接，所述连板（68）的上表面固定镶嵌有第三电机（60），所述第三电机（60）的输出端固定连接有刀具（66）。

3.根据权利要求2所述的一种水面清洁机器人，其特征在于，所述连接块（41）的右侧设有弧形挡板（8），所述弧形挡板（8）的外表面固定连接于连接块（41）的外表面。

4.根据权利要求1-3任意一项权利要求所述的一种水面清洁机器人，其特征在于，所述安装板（1）的外表面固定连接有延伸板（3），所述延伸板（3）的底面固定连接有气囊（7）。

5.根据权利要求4所述的一种水面清洁机器人，其特征在于，所述延伸板（3）的底面固定连接有两个固定板（2），每个所述固定板（2）的底面均安装有两个行走轮。

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