CN114277874A

CN114277874A - 一种水底垃圾清理机器人

Info

Publication number: CN114277874A
Application number: CN202210074028.4A
Authority: CN
Inventors: 朱华清
Original assignee: Weifang University of Science and Technology
Current assignee: Weifang University of Science and Technology
Priority date: 2022-01-21
Filing date: 2022-01-21
Publication date: 2022-04-05

Abstract

本发明所提供一种水底垃圾清理机器人，包括：驱动装置、摄像定位装置、垃圾推进装置、粉碎装置和智能无线控制器；其通过智能无线控制器控制机器人到水底，通过驱动装置实现机器人在水底稳定行走，摄像定位装置为远红外防水摄像头，通过定位装置观察水下情况，通过垃圾推进装置将水底垃圾推至其后方的粉碎装置中，通过粉碎装置将垃圾粉碎；从而实现了对水底垃圾的自动清理。

Description

一种水底垃圾清理机器人

技术领域

本发明涉及垃圾清理技术领域，特别涉及一种水底垃圾清理机器人。

背景技术

水中垃圾污染是目前比较常见的污染，垃圾在水中严重威胁着鱼类等生物的安全，尤其是沉入水底的垃圾，人工潜入水下清理水底的垃圾费时费力，而现有的水中垃圾清理设备均是水面或者水中垃圾清理，对于水底中的垃圾清理则无法完成；例如专利号：202020030774X的中国发明专利公开了一种水利发电站用水中垃圾清理设备，包括推进器，还包括控制器和清理机构，清理机构包括处理箱、折断组件、破碎组件、吸附组件和夹取组件，所述控制器通过防护盒固定设在处理箱的顶部，所述推进器、折断组件、破碎组件、吸附组件和夹取组件均与控制器为电性连接，本实用新型的一种水利发电站用水中垃圾清理设备，相较于现有水中垃圾清理设备，能自动识别水草并进行避让，有效防止行驶受阻，同时能通过图形识别系统，将水中的垃圾以塑性或是金属材质筛选并分开收集，无需后期人工筛分，更避免了垃圾的遗漏，从而节约了人力成本，提高了垃圾清理的实用性和效率；

但上述示例的清理装置只能清理水面或者水中垃圾清理，对于沉入水底的垃圾则无法清理；因此，我们急需发明一种能够在水底稳定行走可以清理水底垃圾的垃圾清理机器人来解决上述技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发提供一种水底垃圾清理机器人，其通过智能无线控制器控制机器人到水底，通过驱动装置实现机器人在水底稳定行走，摄像定位装置为远红外防水摄像头，通过定位装置观察水下情况，通过垃圾推进装置将水底垃圾推至其后方的粉碎装置中，通过粉碎装置将垃圾粉碎。

本发明所使用的技术方案是：一种水底垃圾清理机器人，包括：驱动装置、摄像定位装置、垃圾推进装置、粉碎装置和智能无线控制器；

所述驱动装置包括：壳体、前支撑臂、后支撑轴、前轮、后轮和后轮驱动电机；所述前支撑臂有两个，分别固定安装在壳体前部的两侧；所述后支撑轴转动安装在壳体的后部，所述后轮有两个，分别安装在后支撑轴的两端；所述前轮有两个，分别转动安装在壳体前部两侧的前支撑臂上；所述后轮驱动电机固定安装在壳体的两侧，其电机轴通过联轴器与减速齿轮箱相连接，减速齿轮箱套设在后支撑轴上；通过后轮驱动电机驱动后轮转动，从而带动两个前轮转动，进而实现整个机器人在水中的运动；

所述垃圾推进装置包括：链传动机构、曲柄连杆机构和摇杆拨抓；所述前轮通过链传动机构与一对曲柄连杆机构相连接，曲柄连杆机构上安装有摇杆拨抓；当前轮转动时，带动摇杆拨抓将垃圾推至其后方的粉碎装置中；

所述摄像定位装置安装在壳体上部，所述垃圾推进装置安装在驱动装置的前部，所述粉碎装置安装在壳体内部；通过所述智能无线控制器实时控制整个机器人，摄像定位装置实时反馈水下情况；粉碎装置将大型垃圾粉碎收集。

进一步地，所述前轮和后轮上均设有宽棱板。

进一步地，所述摄像定位装置为远红外防水摄像头。

进一步地，所述粉碎装置包括：粉碎电机、上粉碎滚轮和下粉碎滚轮；

所述粉碎电机固定安装在壳体的侧面，其电机轴通过联轴器与下粉碎滚轮的滚轴相连接，所述上粉碎滚轮的滚轴通过一对相互啮合的齿轮与下粉碎滚轮的滚轴相连接。

进一步地，所述壳体的后盖上开设有排水孔洞。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：

（1）本发明的前后轮均采用较宽的有棱板凸起的设计，使整个机器人能够在松软的泥沙中前进，从而为机器人水底清理垃圾作业提供了稳定的行走方式；

（2）本发明后轮由两个电机提供动力转动，行进过程中带动前轮转动；前轮通过链传动与一对曲柄连杆相连接，摇杆上有拨抓，当前轮转动，带动摇杆上的拨抓将垃圾推至后方的粉碎装置，一体化的作业联动方式节约了电机的数量；

（3）本发明的壳体后盖有分布均匀的孔洞，能保证垃圾装入的过程中水流能顺利流出，从而保证本申请在水中顺利收集垃圾。

附图说明

图1-2为本发明的整体结构示意图。

图3为本发明驱动装置的结构示意图。

图4为本发明垃圾推进装置的结构示意图。

图5为本发明粉碎装置的结构示意图。

图6为本发明排水孔洞的结构示意图。

附图标号：1-驱动装置、2-摄像定位装置、3-垃圾推进装置、4-粉碎装置、101-壳体、102-前支撑臂、103-后支撑轴、104-前轮、105-后轮、106-后轮驱动电机、107-宽棱板、301-链传动机构、302-曲柄连杆机构、303-摇杆拨抓、401-粉碎电机、402-上粉碎滚轮、403-下粉碎滚轮、1011-排水孔洞。

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。在下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，因此本发明不受下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。

实施例，如图1-6所示，一种水底垃圾清理机器人，包括：驱动装置1、摄像定位装置2、垃圾推进装置3、粉碎装置4和智能无线控制器；

驱动装置1包括：壳体101、前支撑臂102、后支撑轴103、前轮104、后轮105和后轮驱动电机106；前支撑臂102有两个，分别固定安装在壳体101前部的两侧；后支撑轴103转动安装在壳体101的后部，后轮105有两个，分别安装在后支撑轴103的两端；前轮104有两个，分别转动安装在壳体101前部两侧的前支撑臂102上；后轮驱动电机106固定安装在壳体101的两侧，其电机轴通过联轴器与减速齿轮箱相连接，减速齿轮箱套设在后支撑轴103上；通过后轮驱动电机106驱动后轮105转动，从而带动两个前轮104转动，进而实现整个机器人在水中的运动；

垃圾推进装置3包括：链传动机构301、曲柄连杆机构302和摇杆拨抓303；前轮104通过链传动机构301与一对曲柄连杆机构302相连接，曲柄连杆机构302上安装有摇杆拨抓303；当前轮104转动时，带动摇杆拨抓303将垃圾推至其后方的粉碎装置4中；

摄像定位装置2安装在壳体101上部，垃圾推进装置3安装在驱动装置1的前部，粉碎装置4安装在壳体101内部；通过智能无线控制器实时控制整个机器人，摄像定位装置2实时反馈水下情况；粉碎装置4将大型垃圾粉碎收集；智能无线控制器包括，无线信号接收发射器、摄像头和PLC控制器；通过摄像头观察工作环境，并通过无线信号接收发射器实时与地面控制中心进行信号传输，通过PLC控制器控制整个机器的动力元件。

当需要水底清理垃圾时，将机器人放入水中，通过智能无线控制器控制机器人到水底，通过驱动装置1实现机器人在水底稳定行走，像定位装置2为远红外防水摄像头，通过定位装置2观察水下情况，通过垃圾推进装置3将水底垃圾推至其后方的粉碎装置4中，通过粉碎装置4将垃圾粉碎。

本发明实施例的一个可选实施方式中，除与上一个实施例相同外，前轮104和后轮105上均设有宽棱板107；前后轮均采用较宽的有棱板107凸起的设计，使整个机器人能够在松软的泥沙中前进，从而为机器人水底清理垃圾作业提供了稳定的行走方式；

粉碎装置4包括：粉碎电机401、上粉碎滚轮402和下粉碎滚轮403；粉碎电机401固定安装在壳体101的侧面，其电机轴通过联轴器与下粉碎滚轮403的滚轴相连接，上粉碎滚轮402的滚轴通过一对相互啮合的齿轮与下粉碎滚轮403的滚轴相连接；通过粉碎电机401驱动下粉碎滚轮403的滚轴转动，进而通过相互啮合的齿轮带动上粉碎滚轮402的滚轴同步转动，从而实现了对垃圾的粉碎；壳体101的后盖上开设有排水孔洞1011，能保证垃圾装入的过程中水流能顺利流出，从而保证本申请在水中顺利收集垃圾。

Claims

1.一种水底垃圾清理机器人，其特征在于，包括：驱动装置（1）、摄像定位装置（2）、垃圾推进装置（3）、粉碎装置（4）和智能无线控制器；

所述驱动装置（1）包括：壳体（101）、前支撑臂（102）、后支撑轴（103）、前轮（104）、后轮（105）和后轮驱动电机（106）；所述前支撑臂（102）有两个，分别固定安装在壳体（101）前部的两侧；所述后支撑轴（103）转动安装在壳体（101）的后部，所述后轮（105）有两个，分别安装在后支撑轴（103）的两端；所述前轮（104）有两个，分别转动安装在壳体（101）前部两侧的前支撑臂（102）上；所述后轮驱动电机（106）固定安装在壳体（101）的两侧，其电机轴通过联轴器与减速齿轮箱相连接，减速齿轮箱套设在后支撑轴（103）上；通过后轮驱动电机（106）驱动后轮（105）转动，从而带动两个前轮（104）转动，进而实现整个机器人在水中的运动；

所述垃圾推进装置（3）包括：链传动机构（301）、曲柄连杆机构（302）和摇杆拨抓（303）；所述前轮（104）通过链传动机构（301）与一对曲柄连杆机构（302）相连接，曲柄连杆机构（302）上安装有摇杆拨抓（303）；当前轮（104）转动时，带动摇杆拨抓（303）将垃圾推至其后方的粉碎装置（4）中；

所述摄像定位装置（2）安装在壳体（101）上部，所述垃圾推进装置（3）安装在驱动装置（1）的前部，所述粉碎装置（4）安装在壳体（101）内部；通过所述智能无线控制器实时控制整个机器人，摄像定位装置（2）实时反馈水下情况；粉碎装置（4）将大型垃圾粉碎收集。

2.根据权利要求1所述的一种水底垃圾清理机器人，其特征在于，所述前轮（104）和后轮（105）上均设有宽棱板（107）。

3.根据权利要求1所述的一种水底垃圾清理机器人，其特征在于，所述摄像定位装置（2）为远红外防水摄像头。

4.根据权利要求1-3任意一项权利要求所述的一种水底垃圾清理机器人，其特征在于，所述粉碎装置（4）包括：粉碎电机（401）、上粉碎滚轮（402）和下粉碎滚轮（403）；

所述粉碎电机（401）固定安装在壳体（101）的侧面，其电机轴通过联轴器与下粉碎滚轮（403）的滚轴相连接，所述上粉碎滚轮（402）的滚轴通过一对相互啮合的齿轮与下粉碎滚轮（403）的滚轴相连接。

5.根据权利要求4所述的一种水底垃圾清理机器人，其特征在于，所述壳体（101）的后盖上开设有排水孔洞（1011）。