CN114291239A - 水下垃圾清理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下垃圾清理机器人，包括：机身；动力系统，动力系统包括分别安装机身左右两侧的侧部动力板，各侧部动力板能够相对机身进行上下摆动；以及故障清理装置，故障清理装置安装在机身上，故障清理装置包括至少一个切割组件，切割组件和侧部动力板中的至少一者能够进行左右横向移动以切除侧部动力板上的缠绕物；通过具有侧部动力板的动力系统取替螺旋桨式的驱动结构，能减少因螺旋桨转动而极容易缠绕水草等缠绕物的风险，在故障清理装置的配合下，切割组件和侧部动力板的相对横向移动，有效增加清理范围，能快速高效的对侧部动力板上的水草等缠绕物进行切割清理，保证机器人的正常工作。

Description

水下垃圾清理机器人

技术领域

本发明涉及水中垃圾清理设备，特别涉及一种水下垃圾清理机器人。

背景技术

目前，随着人们对海洋的开发、使用，海洋生态环境也受到一定程度的影响。特别是对于沿岸、港口等一些海洋区域，经常在海面上看到漂浮的垃圾，人们需要对这些垃圾进行打捞。而有些海洋垃圾则沉入到水下或海底，漂浮在水面上的船只或清理设备难以对海底垃圾进行打捞，需要使用到能潜入到水下或海底的设备进行清理。

现有水下机器人的动力系统多采用螺旋桨、机械腿或者轮子作为动力装置。海底生长有大量如海草等水生植物，水下机器人在移动时，特别是位于机身两侧的动力系统，容易被水草等缠绕物缠绕，若被缠绕，无法自行清除缠绕物，动力系统将会失去动力无法运行，极大增加水下机器人的回收难度和使用成本。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种水下垃圾清理机器人，能够高效处理缠绕物，清除故障。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

根据本发明的第一方面实施例的水下垃圾清理机器人，所述水下垃圾清理机器人包括：

机身，所述机身设有用于收集垃圾的收集装置；

动力系统，所述动力系统包括分别安装所述机身左右两侧的侧部动力板，各所述侧部动力板能够相对所述机身进行上下摆动；以及

故障清理装置，所述故障清理装置安装在所述机身上，所述故障清理装置包括至少一个切割组件，所述切割组件和所述侧部动力板中的至少一者能够进行左右横向移动以切除所述侧部动力板上的缠绕物。

根据本发明实施例的水下垃圾清理机器人，至少具有如下有益效果：通过具有侧部动力板的动力系统取替螺旋桨式的驱动结构，能减少因螺旋桨转动而极容易缠绕水草等缠绕物的风险，在故障清理装置的配合下，切割组件和侧部动力板的相对横向移动，有效增加清理范围，能快速高效的对侧部动力板上的水草等缠绕物进行切割清理，保证机器人的正常工作。

根据本发明的一些实施例，所述至少一个切割组件包括分别位于所述侧部动力板上下两侧且可调整相互间距的上切割组件和下切割组件。

根据本发明的一些实施例，所述上切割组件包括横向驱动组、升降驱动组和旋转刀组；

所述横向驱动组带动所述旋转刀组相对所述机身进行左右横向移动，所述升降驱动组带动所述旋转刀组相对所述下切割组件进行升降，一个所述侧部动力板对应至少一个所述旋转刀组以对所述侧部动力板的上表面缠绕物进行纵向切割；

所述下切割组件包括固定在所述机身上的横向刀板。

根据本发明的一些实施例，所述升降驱动组包括第三电机、旋转架和提升架主体，所述第三电机固定在所述机身上，所述旋转架与所述提升架主体转动连接，所述第三电机通过齿轮组驱动所述旋转架转动，以带动所述提升架主体相对所述机身进行升降；

所述横向驱动组包括切割滑动架、滑道和第四电机，所述切割滑动架通过横向滑道滑动连接在所述旋转架主体上，所述第四电机固定在所述提升架主体上，所述第四电机与所述横向滑道之间为啮合传动，以驱动所述切割滑动架相对所述提升架主体横向移动，所述切割滑动架左右两侧各设有至少一个所述旋转刀组。

根据本发明的一些实施例，所述侧部动力板通过动力板滑动组件安装在所述机身上，所述动力板滑动组件包括导块、动力板滑动架和第一电机，所述导块设置在所述机身上，所述动力板滑动架上设有第一滑槽，所述动力板滑动架通过所述第一滑槽和所述导块横向滑动安装在所述机身上，所述第一电机与所述动力板滑动架啮合传动以驱动所述动力板滑动架相对所述机身左右横向移动；

所述侧部动力板设置在所述动力板滑动架相对所述机身的外侧端并能够绕所述动力板滑动架的端部上下往复摆动。

根据本发明的一些实施例，所述机身内部设有与所述收集装置连通的储存仓，所述收集装置设有垃圾收集口并包括固定部和旋转部，所述固定部固定安装在所述机身上，所述旋转部包括两个转动连接在所述固定部上的收集罩，两个所述收集罩能够相对旋转打开或闭合所述垃圾收集口，所述收集罩的对接边缘设有刀缘部；当两个所述收集罩相对旋转打开，垃圾通过所述垃圾收集口吞噬进所述储存仓内，当两个所述收集罩相对旋转闭合，两个所述收集罩的所述刀缘部能够切割所述垃圾收集口处的垃圾。

根据本发明的一些实施例，所述收集装置内部还设有旋转拨动装置，所述旋转拨动装置包括拨板件，所述拨板件可前后摆动以将位于所述收集装置内的垃圾往所述储存仓拨动，且所述拨板件可旋转以对位于所述收集装置内的垃圾进行破碎。

根据本发明的一些实施例，所述旋转拨动装置还包括连接杆、电动推杆和第五电机，所述第五电机安装在所述连接杆上，所述第五电机驱动所述拨板件转动，所述连接杆转动连接在所述固定部内，且所述连接杆与所述固定部之间安装有电动推杆；所述固定部上开设有若干海水流动口。

根据本发明的一些实施例，所述动力系统还包括尾部动力机构，所述尾部动力机构安装在所述机身尾部用于对所述机身提供前进动力，所述机身呈流线型，所述侧部动力板和所述尾部动力机构呈鱼鳍状。

根据本发明的一些实施例，所述水下垃圾清理机器人还包括排水装置和漂浮节能装置，所述排水装置包括水泵，所述水泵用于对所述机身上收集垃圾时吸收的水进行抽取排放；所述漂浮节能装置包括气体反应室、储气仓和空气压缩装置，所述气体反应室内部通过化学反应产生气体，气体通过所述空气压缩装置储存到所述储气仓内；和/或，

所述水下垃圾清理机器人还包括视觉系统和操控系统，所述视觉系统用于监控环境和分辨垃圾，所述操控系统用于控制所述水下垃圾清理机器人在水下的动作控制。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是动力板滑动组件与机身的装配示意图；

图3是故障清理装置与机身的装配示意图；

图4是升降驱动组结构示意图；

图5是横向驱动组结构示意图；

图6是收集装置关闭状态示意图；

图7是收集装置打开状态示意图；

图8是旋转拨动装置结构示意图；

图9是图1盖合防护罩的示意图。

附图标记：机身100；安装槽110；导向槽120；收集装置200；固定部210；海水流动口211；收集罩220；垃圾收集口221；刀缘部222；拨板件230；连接杆240；电动推杆250；第五电机260；侧部动力板310；尾部动力机构320；故障清理装置400；上切割组件410；下切割组件420；横向刀板421；横向驱动组430；切割滑动架431；滑道432；第四电机433；第二滑槽434；升降驱动组440；第三电机441；旋转架442；提升架主体443；双层齿轮444；联动齿轮445；第二连杆446；第三连杆447；安装座448；传动齿轮449；旋转刀组450；旋转刀体451；第六电机452；刀罩453；动力板滑动组件500；动力板滑动架510；第一滑槽511；第一电机520；第二电机530；第一连杆结构540；第一连杆541；驱动齿轮542；固定支架550；固定座560；排水装置600；视觉系统700；操控系统800；防护罩900。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明涉及一种水下垃圾清理机器人，如图1所示，包括机身100，在机身100上安装有动力系统、故障清理装置400和收集装置200，动力系统对机身100提供前进、左右转向和上升下潜的动力，故障清理装置400用于对缠绕在机身100左右两侧动力系统部件上的缠绕物进行切割以达到清除故障目的，收集装置200用于收集水中/海底的垃圾。

动力系统包括侧部动力板310和尾部动力机构320。如图1所示，在机身100的左右两侧安装有至少一个侧部动力板310，本实施例中，在机身100的两侧分别安装有两个侧部动力板310，各侧部动力板310能够相对机身100进行上下摆动。尾部动力机构320安装在机身100尾部，对机身100提供前进动力。本实施例中，较优的，如图所1示，机身100和动力装置构成仿鲸鱼状，机身100可呈流线型，两侧的侧部动力板310和尾部动力机构320呈鱼鳍状，即侧部动力板310可呈鲸鱼的胸鳍状，尾部动力机构320具有呈鲸鱼尾鳍状的尾部动力板，尾部动力板可通过尾部电机(图中未示出)驱动其上下摆动。流线型的机身100能大大减少机器人在海中行进的阻力，可有效节省动力，降低功耗。仿鲸鱼状的机身100结构不易被水草缠绕，可以保证机器人可以沿各个方向灵活游动，且运动速度可调节，在海底工作时可以像鱼一样在海底处于浮动的状态，工作过程不受地形的影响，使用范围更大。

故障清理装置400安装在机身100上，故障清理装置400包括至少一个切割组件。本实施例中，如图1和图3所示，一个切割组件可包括上切割组件410和下切割组件420。上切割组件410和下切割组件420在空间上分别位于侧部动力板310的上下两侧，且上切割组件410和下切割组件420之间的相对距离可进行调节，可以为，上切割组件410固定在当前高度位置，下切割组件420相对上切割组件410进行升降，或是上切割组件410和下切割组件420同步移动进行靠近或远离，或是，本实施例中，切割组件固定在当前高度位置，上切割组件410相对下切割组件420进行升降。且，侧部动力板310能够相对所述上切割组件410、下切割组件420进行左右横向移动，可以为，上切割组件410和下切割组件420在横向上位置不动，侧部动力板310横向移动，或侧部动力板410横向上不动，上切割组件410和下切割组件420中的至少一者进行左右横向移动。较优的，上切割组件410、下切割组件420和侧部动力板310中的至少其中两个可相对机身100进行左右横向移动，可以为侧部动力板310固定在当前横向位置，上切割组件410和下切割组件420相对机身100进行左右横向移动；或是，上切割组件410、下切割组件420和侧部动力板310均可进行横向移动；或是，上切割组件410或下切割组件420其中的一者和侧部动力板310可进行横向移动，横向移动时利用上切割组件410和下切割组件420分别对缠绕在侧部动力板310的上下表面的水草等缠绕物进行切割。本实施例中，如图3所示，可在机身100的上部开设顶部和左右两侧开口的安装槽110，下切割组件420固定安装在安装槽110的底部，下切割组件420包括横向刀板421，横向刀板421上表面分布若干左右横向朝向的刀槽。左右两侧的侧部动力板310摆动至水平位置后，分别从安装槽110的左右两侧沿横向进行移动，侧部动力板310的下表面靠近或贴合在横向刀板421的刀槽，利用横向刀板421对侧部动力板310的下面板上的缠绕物进行横向切割。上切割组件410在安装槽110内进行左右横向移动和升降。常态时，上切割组件410上升离开侧部动力板310，当侧部动力板310缠绕水草时，侧部动力板310横向移动的同时，上切割组件410下降靠近或贴合在侧部动力板310上表面，上切割组件410横向移动，从而切割侧部动力板310上表面的缠绕物。清除缠绕故障后，侧部动力板310复位在安装槽110外，上切割组件410上移，增大上切割组件410和下切割组件420的间距，可以利用海水在间距之间流动将上切割组件410和下切割组件420上残留的碎物冲刷掉。

本发明通过具有侧部动力板310的动力系统取替螺旋桨式的驱动结构，能减少因螺旋桨转动而极容易缠绕水草等缠绕物的风险，在故障清理装置400的配合下，上切割组件410、下切割组件420和侧部动力板310的相对横向移动，有效增加清理范围，能快速高效的对侧部动力板310上的水草等缠绕物进行切割清理，保证机器人的正常工作。

在本发明的一些具体实施例中，如图1和图2所示，各侧部动力板310分别通过对应的动力板滑动组件500安装在机身100上，较优的在机身100开设上述安装槽110，动力板滑动组件500安装在安装槽110处。各动力板滑动组件500包括动力板滑动架510、第一电机520和第二电机530。动力板滑动架510可呈倒扣的U形结构，动力板滑动架510上横向开设有第一滑槽511，可在机身100上设有与第一滑槽511配合滑动的导块(图中未示出)，具体可在机身100的安装槽110侧面上设有沿横向间隔设置的固定支架550和固定座560,导块设置在固定支架550和固定座560上，动力板滑动架510利用第一滑槽511和导块滑动安装在固定支架550和固定座560上。可在动力板滑动架510的顶部沿第一滑槽511的朝向设置齿条；第一电机520固定在机身100上，第一电机520上连接一齿轮，利用该齿轮转动与齿条啮合，驱动动力板滑动架510沿第一滑槽511横向移动。在动力板滑动架510相对机身100的的外侧端设置两组安装孔，第二电机530安装在动力板滑动架510外侧端一组安装孔处，侧部动力板310可通过转轴转动连接在动力板滑动架510外侧端处的另一组安装孔处，第二电机530和侧部动力板310之间通过第一连杆结构540连接。如图2所示，第一连杆结构540可以由第一连杆541和驱动齿轮542，可在驱动齿轮542的外侧面的偏心位置焊接一固定轴，第一连杆541的一端与固定轴转动连接，另一端与侧部动力板310转动连接，第二电机530带动驱动齿轮542转动，以带动第一连杆541运动，进而带动侧部动力板310在一定范围内绕转轴上下摆动。机器人在正常工作时，动力板滑动架510保持在当前位置不动；需要清理侧部动力板310表面缠绕物时，各侧部动力板310通过对应连接的动力板滑动架510带动进行横向移动。

需要说明的是，如图3所示，导块包括设置在固定支架550和固定座560上两块，本申请不限于此，导块也可在机身100上设置更多块，如此，可使得动力板滑动架510的横向移动更加稳定可靠。此外，如图2所示，一对侧部动力板310仅通过一个动力板滑动组件500安装在机身100上，本申请不限于此，一对侧部动力板310可通过沿前后纵向间隔布置的两个动力板滑动组件500安装在机身100上，这样，使得侧部动力板310的上下摆动结构更加稳定可靠。

在本发明的一些实施例中，上切割组件410可进行横向移动和升降，下切割组件420固定安装在机身100的安装槽110内，这样，水下垃圾清理机器人的结构更加合理。由于上切割组件410和侧部动力板310均能够进行左右横向移动，两者同时沿横向反向移动时，可增大上切割组件410在侧部动力板310上的横向清理范围。其中，如图3、图4和图5所示，上切割组件410包括横向驱动组430、升降驱动组440和旋转刀组450，横向驱动组430带动旋转刀组450相对机身100进行左右横向移动，升降驱动组440带动旋转刀组450相对下切割组进行升降。本实施例中，一个上切割组件410对应作用在同一横向位置上两侧的侧部动力板310。至少一个旋转刀组450作用在一个侧部动力板310上，旋转刀组450包括旋转刀体451和驱动该旋转刀体451转动的第六电机452，较优的，旋转刀体451为前后朝向设置，下切割组件420的横向刀板421为左右横向设置，利用旋转刀体451和横向刀板421的配合，分别对侧部动力板310的上下表面进行纵向切割和横向切割，在此说明，上述切割方向在本实施例中为，如图1所示以机身100的前后方向为纵向切割方向，左右方向为横向切割方向。从不同方向对缠绕物进行切割，保证清理效果。进一步的，如图5所示，可在旋转刀体451的上方设置一个刀罩453，刀罩453下方敞口。

在本发明的一些具体实施例中，升降驱动组440包括第三电机441、旋转架442和提升架主体443，横向驱动组430包括切割滑动架431、滑道432和第四电机433。如图3和图4所示，第三电机441固定在机身100的顶部，旋转架442可由两段铰接的第二连杆446和第三连杆447组成。第二连杆446的一端与第三电机441之间通过齿轮组传动，齿轮组可由一个双层齿轮444和联动齿轮445组成，双层齿轮444的小齿轮面与第三电机441的驱动轴上的齿轮啮合传动，双层齿轮444的大齿轮面与联动齿轮445啮合，联动齿轮445固定安装在第二连杆446的一端，第三连杆447的一端与提升架主体443连接。可在机身100安装槽110的侧面上设置有导向槽120，提升架主体443可呈图示中的长条状，提升架主体443的一端滑动安装在导向槽120上。第三电机441转动，通过齿轮组带动旋转架442转动，从而带动提升将主体沿导向槽120进行升降。切割滑动架431可由左右两侧的滑动架主体构成，在两个滑动架主体之间安装两个前后分布且横向设置的滑道432，滑道432上设有第二滑槽434。位于后侧的滑道432通过安装座448滑动连接在提升架主体443上，安装座448可呈M形，安装座448中部滑动插接在后侧滑道432的滑槽内。在提升架主体443上安装传动齿轮449，前侧的滑道432顶部设置齿条，传动齿轮449与齿条啮合，第四电机433固定在提升架主体443上，第四电机433的驱动端与传动齿轮449啮合传动。第四电机433通过传动齿轮449、滑道432上的齿条啮合传动，以此驱动切割滑动架431、滑道432在安装槽110内左右横向移动。在两侧的滑动架主体上各安装至少一个旋转刀组450，旋转刀组450随切割滑动架431进行横向移动。以上述结构控制旋转刀组450的升降和横向移动。

在本发明的一些实施例中，机身100内部设有储存仓，储存仓与收集装置200连通。储存仓内部可设置监控机构(图中未示出)，利用监控机构实时监控储存仓内垃圾收集情况。还可以在储存仓内设置多层垃圾压缩装置(图中未示出)，通过多个可移动的压缩板将储存仓内分隔多个储存区域，当前储存区域存够一定量的垃圾后，该储存区域对应的压缩板移动对垃圾进行压缩，以此减少垃圾的空间占位，能收集更多的垃圾。本实施例中，如图1、图2、图6和图7所示，收集装置200包括固定部210和旋转部，固定部210固定安装在机身100上，较优的固定部210呈圆弧壳状固定在机身100的前端位置。旋转部包括两个可呈四分之一圆弧状的收集罩220，收集罩220转动连接在固定部210上。收集罩220绕固定部210的圆弧壳中轴旋转，旋转角度小于90度。两个收集罩220向相对打开时，两个收集罩220之间则形成垃圾收集口221，水中垃圾可通过成垃圾收集口221被吞噬到收集装置200内，而后收集罩220相对关闭，完成垃圾收集。其中，两个收集罩220相对的对接边缘处设有刀缘部222，当两个收集罩220相对关闭时，利用两个收集罩220的刀缘部222对接将位于垃圾收集口221处的垃圾进行切割。即将漏在收集罩220外的垃圾部分割掉，避免堵塞垃圾收集口221，提高垃圾收集效率。两个收集罩220的旋转运动可通过电机驱动。

进一步的，如图6所示，在收集装置200内还设有旋转拨动装置，旋转拨动装置包括拨动件，该拨动件可呈但不限于图示的双叶片板状结构。拨动件在收集装置200内可进行前后摆动和旋转。收集装置200吞噬垃圾后，拨动件将垃圾往储存仓方向拨动，拨动件转动时，可对收集的垃圾进行破碎。在本发明的一些具体实施例中，旋转拨动装置还包括连接杆240、电动推杆250和第五电机260。如图6、图7和图8所示，连接杆240的上端通过一固定轴转动连接在固定部210内侧，电动推杆250一端转动连接在连接杆240上，另一端转动连接在固定部210上。第五电机260安装在连接杆240的下端，第五电机260驱动拨动件旋转。收集装置200吞噬垃圾后，收集罩220关闭，电动推杆250伸展，连接杆240绕其固定轴先后摆动一定角度，带动拨动件向后摆动，从而将垃圾往储存仓方向拨动。电动推杆250的伸缩即带动拨动件的前后摆动。当垃圾较大无法一次吞噬时，第五电机260控制拨动件高速旋转，对收集装置200内的垃圾进行破碎，从而实现对体积较大的垃圾的收集，解决现有技术中一般采用机械手抓取一些特定类型的垃圾，一些较小或较大的垃圾，机械手无法抓取。进一步的，在固定部210的前端可开设若干海水流动口211，收集装置200内的海水和一些小颗粒杂质可通过海水流动口211排放至收集装置200外。

在本发明的一些实施例中，机器人还包括排水装置600和漂浮节能装置。如图1所示，排水装置600可设置在机身100尾部，与储存仓连通。排水装置600包括水泵，当机器人收集满垃圾后，或是上升至海面时，利用水泵对储存仓内的水进行抽取排放。

可在机身100内部设置浮力节能装置，根据F＝ρgV可知，在一种液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关，浮力节能装置的作用为当垃圾装在一定量时，增加机器人的密封部位的体积，可以增大所受浮力，保证机器人可以的动力系统可以以低功耗的状态工作节约能源，浮力节能装置主要由气体反应室、储气仓和空气压缩装置组成，漂浮节能装置可以调整储气仓内气体容量来调整自身大小，进而改变产生浮力大小，当储存仓储存垃圾超过三分之一时，浮力节能装置开始工作，气体反应室内可通过化学反应如NaHCO3与Al2(SO4)3混合反应产生气体，气体会进入储气仓的气室中，气室膨胀产生的浮力可抵消收集垃圾的重力，机器人可以保持在低能耗的状态下工作。

在本发明的一些实施例中，机器人还包括视觉系统700和操控系统800，本实施例中视觉系统700包括视觉摄像头及超声波模块，主要用于对水下作业机器人的整体情况进行回传，便于监控作业过程，同时视觉系统700用于机器人对海底的垃圾进行分辨，保证准确的回收垃圾；还用于对行进方向及路况的分析，便于机器人判断及调整路线。操控系统800为一种智能系统，用于机器人在水下作业的各种动作的控制，接受各种信号的反馈及处理；在作业无法独立完成或者出现无法识别的工况时，可通过操作系统远程切换为手动模式，人工操作解决作业过程的问题。

如图9所示，在机身100顶部安装一个防护罩900，当机器人不需工作时，可将该防护罩900盖合上切割组件410、下切割组件420上方。

其中，上述动力系统中可设置操作盒，操作盒和第二电机530为一个集成模块。作业过程，打开电源开关切换至自动模式，然后将机器人放入海中，机器人将自动下潜至海底的指定区域开始工作，视觉系统700的视觉摄像头对周边情况进行识别对比，发现垃圾后，动力系统的侧部动力板310和尾部动力机构320控制机器人的前后游动、左右方向摆动及上升下潜，当机器人移动至垃圾附近时，收集装置200上的两个收集罩220可以自动分别向两侧旋转，将底部的垃圾收集口221打开，接触到垃圾时两个收集罩220将反方向旋转，将垃圾罩入圆弧壳内部，拨动件将垃圾往储存仓方向推走，实现垃圾的收集，海水和小颗粒杂质通过海水流动口211流出。垃圾进入储存仓中，储存仓利用多层垃圾压缩装置对垃圾进行分区域压缩。

卸料过程：当储存仓内垃圾装满时，内部监控机构给出信号，传递至操控系统800，操控系统800控制动力系统，使机器人上浮至海面的垃圾收集平台。打开排水装置600将机器人监控机构内部的海水排出，机器人移动至垃圾收集平台的垃圾投放地点操控将垃圾排出，然后再放入海中循环进行工作。

安全模式：操控系统800设置有安全保护程序，系统会判断机器人距离垃圾收集平台的距离，当机器人的电量在海中能行驶的路程M≤1.2N时，操控系统800自动给出返程指令中断作业，并返回工作台进行充电工作；当机器人在海中工作中出现故障、被海草、网或布条等缠绕无法脱离时，可在垃圾收集平台通过远程控制切换为手动操作模式进行故障处理，或者通过操控距离故障机器人最近的机器人前往处理故障。

充电模式：当检测电量过低需要充电时，操控系统800发出信号给收集装置200，收集装置200完成本次工作循环后不再进行作业动作，同时利用动力系统将机器人推起浮出水面，然后操控系统800控制排水装置600将储存仓中的海水全部排出，返回垃圾收集平台后转运至垃圾投放地点，将垃圾全部排出，然后进行充电工作，充电完成后继续进行工作。

清除故障模式：当机器人在运行过程侧部动力板310被水草缠绕，无法继续运行时，操控系统800启动清理模式，进行上述的侧部动力板310和上切割组件410的移动切割动作，直至全部清理工作完成。此时机器人切换回正常工作模式开始工作。

在本说明书的描述中，参考术语“一些具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种水下垃圾清理机器人，其特征在于：所述水下垃圾清理机器人包括：

机身(100)，所述机身(100)设有用于收集垃圾的收集装置(200)；

动力系统，所述动力系统包括分别安装所述机身(100)左右两侧的侧部动力板(310)，各所述侧部动力板(310)能够相对所述机身(100)进行上下摆动；以及

故障清理装置(400)，所述故障清理装置(400)安装在所述机身(100)上，所述故障清理装置(400)包括至少一个切割组件，所述切割组件和所述侧部动力板(310)中的至少一者能够进行左右横向移动以切除所述侧部动力板(310)上的缠绕物。

2.根据权利要求1所述的水下垃圾清理机器人，其特征在于：所述至少一个切割组件包括分别位于所述侧部动力板(310)上下两侧且可调整相互间距的上切割组件(410)和下切割组件(420)。

3.根据权利要求2所述的水下垃圾清理机器人，其特征在于：所述上切割组件(410)包括横向驱动组(430)、升降驱动组(440)和旋转刀组(450)；

所述横向驱动组(430)带动所述旋转刀组(450)相对所述机身(100)进行左右横向移动，所述升降驱动组(440)带动所述旋转刀组(450)相对所述下切割组件(420)进行升降，一个所述侧部动力板(310)对应至少一个所述旋转刀组(450)以对所述侧部动力板(310)的上表面缠绕物进行纵向切割；

所述下切割组件(420)包括固定在所述机身(100)上的横向刀板(421)。

4.根据权利要求3所述的水下垃圾清理机器人，其特征在于：

所述升降驱动组(440)包括第三电机(441)、旋转架(442)和提升架主体(443)，所述第三电机(441)固定在所述机身(100)上，所述旋转架(442)与所述提升架主体(443)转动连接，所述第三电机(441)通过齿轮组驱动所述旋转架(442)转动，以带动所述提升架主体(443)相对所述机身(100)进行升降；

所述横向驱动组(430)包括切割滑动架(431)、滑道(432)和第四电机(433)，所述切割滑动架(431)通过横向滑道(432)滑动连接在所述旋转架(442)主体上，所述第四电机(433)固定在所述提升架主体(443)上，所述第四电机(433)与所述横向滑道(432)之间为啮合传动，以驱动所述切割滑动架(431)相对所述提升架主体(443)横向移动，所述切割滑动架(431)左右两侧各设有至少一个所述旋转刀组(450)。

5.根据权利要求1所述的水下垃圾清理机器人，其特征在于：

所述侧部动力板(310)通过动力板滑动组件(500)安装在所述机身(100)上，所述动力板滑动组件(500)包括导块、动力板滑动架(510)和第一电机(520)，所述导块设置在所述机身(100)上，所述动力板滑动架(510)上设有第一滑槽(511)，所述动力板滑动架(510)通过所述第一滑槽(511)和所述导块横向滑动安装在所述机身(100)上，所述第一电机(520)与所述动力板滑动架(510)啮合传动以驱动所述动力板滑动架(510)相对所述机身(100)左右横向移动；

所述侧部动力板(310)设置在所述动力板滑动架(510)相对所述机身(100)的外侧端并能够绕所述动力板滑动架(510)的端部上下往复摆动。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的水下垃圾清理机器人，其特征在于：所述机身(100)内部设有与所述收集装置(200)连通的储存仓，所述收集装置(200)设有垃圾收集口(221)并包括固定部(210)和旋转部，所述固定部(210)固定安装在所述机身(100)上，所述旋转部包括两个转动连接在所述固定部(210)上的收集罩(220)，两个所述收集罩(220)能够相对旋转打开或闭合所述垃圾收集口(221)，所述收集罩(220)的对接边缘设有刀缘部(222)；当两个所述收集罩(220)相对旋转打开，垃圾通过所述垃圾收集口(221)吞噬进所述储存仓内，当两个所述收集罩(220)相对旋转闭合，两个所述收集罩(220)的所述刀缘部(222)能够切割所述垃圾收集口(221)处的垃圾。

7.根据权利要求6所述的水下垃圾清理机器人，其特征在于：

所述收集装置(200)内部还设有旋转拨动装置，所述旋转拨动装置包括拨板件(230)，所述拨板件(230)可前后摆动以将位于所述收集装置(200)内的垃圾往所述储存仓拨动，且所述拨板件(230)可旋转以对位于所述收集装置(200)内的垃圾进行破碎。

8.根据权利要求7所述的水下垃圾清理机器人，其特征在于：

所述旋转拨动装置还包括连接杆(240)、电动推杆(250)和第五电机(260)，所述第五电机(260)安装在所述连接杆(240)上，所述第五电机(260)驱动所述拨板件(230)转动，所述连接杆(240)转动连接在所述固定部(210)内，且所述连接杆(240)与所述固定部(210)之间安装有电动推杆(250)；所述固定部(210)上开设有若干海水流动口(211)。

9.根据权利要求1所述的水下垃圾清理机器人，其特征在于：

所述动力系统还包括尾部动力机构(320)，所述尾部动力机构(320)安装在所述机身(100)尾部用于对所述机身(100)提供前进动力，所述机身(100)呈流线型，所述侧部动力板(310)和所述尾部动力机构(320)呈鱼鳍状。

10.根据权利要求1所述的水下垃圾清理机器人，其特征在于：

所述水下垃圾清理机器人还包括排水装置(600)和漂浮节能装置，所述排水装置(600)包括水泵，所述水泵用于对所述机身(100)上收集垃圾时吸收的水进行抽取排放；所述漂浮节能装置包括气体反应室、储气仓和空气压缩装置，所述气体反应室内部通过化学反应产生气体，气体通过所述空气压缩装置储存到所述储气仓内；和/或，

所述水下垃圾清理机器人还包括视觉系统(700)和操控系统(800)，所述视觉系统(700)用于监控环境和分辨垃圾，所述操控系统(800)用于控制所述水下垃圾清理机器人在水下的动作控制。

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