CN113443087A - 一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置 - Google Patents

一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，包括无人机和无人船，无人船上设置有清理机构、垃圾存储机构、停机台、无人船无线通讯模块、无人船定位模块、双源驱动机构以及无人船控制器，无人机上设置有无人机控制器、图像采集模块、无人机定位模块、无人机电池、无人机无线通讯模块以及充放电模块，无人机无线通讯模块与无人船无线通讯模块相通讯。采用上述结构的一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，无人机和无人船协同进行垃圾清理，采用双源驱动机构以及双向充电的方式，避免无人机与无人船续航时间影响垃圾清理效率。

Description

一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置
技术领域
本发明涉及水面垃圾清理技术领域，尤其是涉及一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置。
背景技术
随着城市化和工业化的推进，越来越多的水域收到了污染，其中水面漂浮垃圾也是其重要组成部分。垃圾的清理、处置技术与设施的相对落后，垃圾清理仍以劳动密集型为主，许多非沿海发达城市的地方大多采用人工打捞水面垃圾的原始方法。这种清理方式不仅浪费人力物力，而且劳动强度大、工作环境恶劣，工人人身安全没有保障，清理难度大，综合成本高。
现有技术中采用无人船和无人机协同清理垃圾，但是由于无人机和无人船续航能力有限，常常出现无人机或无人船无法完成相应操作，清理效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，无人机和无人船协同进行垃圾清理，采用双源驱动机构以及双向充电的方式，避免无人机与无人船续航时间影响垃圾清理效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，包括无人机和无人船，
所述无人船上设置有清理机构、垃圾存储机构、停机台、无人船无线通讯模块、无人船定位模块、双源驱动机构以及无人船控制器，所述清理机构、所述垃圾存储机构、所述无人船无线通讯模块、所述无人船定位模块、所述停机台以及双源驱动机构均与所述无人船控制器相连接；
所述无人机上设置有无人机控制器、图像采集模块、无人机定位模块、无人机电池、无人机无线通讯模块以及充放电模块，所述图像采集模块、所述无人机定位模块、所述无人机电池、所述无人机无线通讯模块以及所述充放电模块均与所述无人机控制器相连接，所述无人机无线通讯模块与所述无人船无线通讯模块相通讯。
优选的，所述清理机构包括倾斜设置的垃圾输送带和设置于所述无人船两侧的旋转收集板，所述旋转收集板一端与旋转电机固定垃圾，所述旋转电机固定于无人船内部，所述垃圾输送带设置于两个旋转收集板之间，所述垃圾输送带通过清理电机驱动，所述清理电机和所述旋转电机均与所述无人船控制器相连接。
优选的，所述垃圾存储机构包括支撑架、垃圾框以及检测模块，所述检测模块包括压力传感器和距离传感器，所述压力传感器固定于所述支撑架的上边缘，所述垃圾框搭设于所述支撑架上，所述垃圾框底部和侧面均为网板，所述支撑架的上边缘通过固定旋转臂固定有距离传感器，所述距离传感器和所述压力传感器均与所述无人船控制器相连接，当压力传感器和距离传感器采集的数据至少一个达到设定值时，关闭清理电机。
优选的，所述停机台包括升降气缸和充电板，所述充电板固定于所述升降气缸的顶部，所述充电板内设置有无线充电接收器和无线充电发射器，所述升降气缸与所述无人船控制器相连接。
优选的，所述双源驱动机构包括无人船电池和无人船燃油驱动启动模块，无线充电接收器和无线充电发射器与所述无人船电池相连接。
优选的，所述无人机电池设置于所述无人机的滑槽内并通过挡板固定，所述无人机电池底部设置有无线充电接收器和无线充电发射器，所述充放电模块用于检测所述无人机电池的电量、计算无人船电池的续航时间以及通过单刀双掷开关控制所述无人机电池底部的无线充电接收器和无线充电发射器的接通。
因此，本发明采用上述结构的一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，具有以下有益效果：
(1)、无人船采用双源驱动机构，包括燃油驱动和电池驱动，大大提高了无人船的巡航能力。
(2)、无人机与停机台采用无线充电的方式进行无人船给无人机充电或者无人机给无人船充电，避免无人船无法返回岸边，或无人机无法实现图像采集的情况。
(3)、设置有检测模块，通过压力传感器和距离传感器检测垃圾存储情况，避免单一检测手段导致检测误差过大。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置电路原理框图；
图2为本发明一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置结构示意图；
图3为本发明无人机与停机台结构示意图。
附图标记
1、无人船；2、无人机；21、无人机电池；22、挡板；3、无人船控制器；4、垃圾输送带；41、清理电机；5、旋转收集板；51、旋转电机；6、支撑架；7、压力传感器；8、固定旋转臂；9、距离传感器；10、升降气缸；11、充电板。
具体实施方式
实施例
图1为本发明一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置电路原理框图，图2为本发明一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置结构示意图，图3为本发明无人机与停机台结构示意图，如图所示，一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置包括无人机2和无人船1。
无人船1上设置有清理机构、垃圾存储机构、停机台、无人船无线通讯模块、无人船定位模块、双源驱动机构以及无人船控制器，清理机构、垃圾存储机构、无人船无线通讯模块、无人船定位模块、停机台以及双源驱动机构均与无人船控制器相连接。
清理机构包括倾斜设置的垃圾输送带4和设置于无人船1两侧的旋转收集板5，旋转收集板5一端与旋转电机51固定垃圾，垃圾输送带4通过清理电机41驱动，清理电机41和旋转电机51均与无人船1控制器相连接。旋转电机51固定于无人船1内部，垃圾输送带4设置于两个旋转收集板5之间，旋转收集板5转动，使得漂浮物移动至垃圾输送带4前方，便于垃圾被垃圾输送带4输送至垃圾存储机构内。
垃圾存储机构包括支撑架6、垃圾框以及检测模块，检测模块包括压力传感器7和距离传感器9，压力传感器7固定于支撑架6的上边缘，垃圾框搭设于支撑架6上，压力传感器7用于检测垃圾框内的垃圾重量，垃圾框底部和侧面均为网板，便于过多的水漏出垃圾框。支撑架6的上边缘通过固定旋转臂8固定有距离传感器9，用于检测垃圾高度且不影响垃圾框的拆卸和安装。距离传感器9和压力传感器7均与无人船控制器3相连接，当压力传感器7和距离传感器9采集的数据至少一个达到设定值时，关闭清理电机41，采用压力和高度两个参数来判定垃圾存储情况，避免垃圾过多或过重影响无人船1运行。停机台包括升降气缸10和充电板11，充电板11固定于升降气缸10的顶部，充电板11内设置有无线充电接收器和无线充电发射器，即具有充电功能和供电功能，实现双向供电功能，避免无人船无法返回岸边，或无人机无法实现图像采集的情况。升降气缸10与无人船控制器3相连接，实现停机台升降，避免被其他物品碰掉，同时减少风力对无人机的影响。无人船1采用双源驱动机构且包括无人船电池和无人船燃油驱动启动模块，无线充电接收器和无线充电发射器与无人船电池相连接，大大提高了无人船1的巡航能力和应变能力。
无人机2上设置有无人机控制器、图像采集模块、无人机定位模块、无人机电池、无人机无线通讯模块以及充放电模块，图像采集模块、无人机定位模块、无人机电池21、无人机无线通讯模块以及充放电模块均与无人机控制器相连接。无人机无线通讯模块与无人船无线通讯模块相通讯。无人机电池21设置于无人机2的滑槽内并通过挡板22固定，无人机电池21底部设置有无线充电接收器和无线充电发射器，充放电模块用于检测无人机电池的电量、计算无人船电池的续航时间以及通过单刀双掷开关控制无人机电池底部的无线充电接收器和无线充电发射器的接通。无人机与停机台采用无线充电的方式进行无人船给无人机充电或者无人机给无人船充电，避免无人船无法返回岸边，或无人机无法实现图像采集的情况。
因此，本发明采用上述结构的一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，无人机和无人船协同进行垃圾清理，采用双源驱动机构以及双向充电的方式，避免无人机与无人船续航时间影响垃圾清理效率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，包括无人机和无人船，其特征在于：
所述无人船上设置有清理机构、垃圾存储机构、停机台、无人船无线通讯模块、无人船定位模块、双源驱动机构以及无人船控制器，所述清理机构、所述垃圾存储机构、所述无人船无线通讯模块、所述无人船定位模块、所述停机台以及双源驱动机构均与所述无人船控制器相连接；
所述无人机上设置有无人机控制器、图像采集模块、无人机定位模块、无人机电池、无人机无线通讯模块以及充放电模块，所述图像采集模块、所述无人机定位模块、所述无人机电池、所述无人机无线通讯模块以及所述充放电模块均与所述无人机控制器相连接，所述无人机无线通讯模块与所述无人船无线通讯模块相通讯。
2.根据权利要求1所述的一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，其特征在于：所述清理机构包括倾斜设置的垃圾输送带和设置于所述无人船两侧的旋转收集板，所述旋转收集板一端与旋转电机固定垃圾，所述旋转电机固定于无人船内部，所述垃圾输送带设置于两个旋转收集板之间，所述垃圾输送带通过清理电机驱动，所述清理电机和所述旋转电机均与所述无人船控制器相连接。
3.根据权利要求1所述的一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，其特征在于：所述垃圾存储机构包括支撑架、垃圾框以及检测模块，所述检测模块包括压力传感器和距离传感器，所述压力传感器固定于所述支撑架的上边缘，所述垃圾框搭设于所述支撑架上，所述垃圾框底部和侧面均为网板，所述支撑架的上边缘通过固定旋转臂固定有距离传感器，所述距离传感器和所述压力传感器均与所述无人船控制器相连接，当压力传感器和距离传感器采集的数据至少一个达到设定值时，关闭清理电机。
4.根据权利要求1所述的一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，其特征在于：所述停机台包括升降气缸和充电板，所述充电板固定于所述升降气缸的顶部，所述充电板内设置有无线充电接收器和无线充电发射器，所述升降气缸与所述无人船控制器相连接。
5.根据权利要求4所述的一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，其特征在于：所述双源驱动机构包括无人船电池和无人船燃油驱动启动模块，无线充电接收器和无线充电发射器与所述无人船电池相连接。
6.根据权利要求5所述的一种无人机与无人船协同湖面垃圾清理装置，其特征在于：所述无人机电池设置于所述无人机的滑槽内并通过挡板固定，所述无人机电池底部设置有无线充电接收器和无线充电发射器，所述充放电模块用于检测所述无人机电池的电量、计算无人船电池的续航时间以及通过单刀双掷开关控制所述无人机电池底部的无线充电接收器和无线充电发射器的接通。
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